化学双语教学微型课程“能量转化”的实践

化学双语教学微型课程"能量转化",在高中必修教材基础上对知识进行拓展,分析了化学反应中3种能量转化形式即化学能与光能、热能、电能的转化。内容包括介绍荧光棒的成分和作用原理;学习粗测饼干所含热量的方法,并分析误差原因;了解冷敷创可贴的应用,体会化学原理与实际生产、生活的联系;通过可乐电池的学生实验,进一步认识燃料电池。化学双语教学微型课程"能量转化"分2课时完成,教学实践包括教学目标的确定、教材的编写、2个阶段的教学过程以及实施教学评价等。     

UHPLC-Quadrupole/Orbitrap MS同步检测十字花科植物中的游离氨基酸

采用超高效液相色谱-四极杆/静电场轨道阱高分辨质谱联用技术(UHPLC-Quadrupole/Orbitrap MS)结合柱前衍生法建立了可同时测定28种游离氨基酸的分析方法,并对十字花科植物中的游离氨基酸进行检测和分析。样品用超纯水提取后,经6-氨基喹啉基-N-羟基琥珀酰亚胺基甲酸酯(AQC)衍生,采用Waters BEH C18柱作为色谱柱,以pH 5.0乙酸铵缓冲溶液和80%乙腈水溶液作为流动相进行梯度洗脱。质谱检测器采用电喷雾离子源,在正离子模式下进行检测。实验结果表明,十字花科植物中含有25种以上游离氨基酸,其中包括人体必需的8种氨基酸。25种氨基酸在线性范围内相关性良好,平均加标回收率为80.5%~104.4%,相对标准偏差为0.6%~4.4%。不同氨基酸检测灵敏度不同,定量下限为0.01~1.45μmol/L。该方法杂质干扰小,分析速度快,灵敏度高,适用于植物样品中游离氨基酸的同步检测。     

静态顶空/气相色谱-质谱法同时测定化妆品中22种有毒挥发性有机溶剂残留

以2015版《化妆品安全技术规范》中规定的常见禁用及限用有毒挥发性有机溶剂为研究对象,建立了静态顶空/气相色谱-质谱法(SHS/GC-MS)同时测定化妆品中22种有毒挥发性有机溶剂(VOC)(二氯甲烷、顺式-1,2-二氯乙烯、反式-1,2-二氯乙烯、2-氯-1,3-丁二烯、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、苯、四氯化碳、三氯乙烯、甲苯、四氯乙烯、氯苯、乙苯、三溴甲烷、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯、异丙苯、1,4-二氯苯、1,2-二氯苯、六氯丁二烯)残留的检测方法。试样在80℃下30 min静态顶空,经DB-1柱分离后,采用选择离子监测模式(SIM)进行定性定量分析。优化了顶空、色谱和质谱参数,结果表明:22种VOC在0.5~50 ng/m L浓度范围内均呈良好的线性关系,相关系数均大于0.99,在1.0,2.0,5.0 ng/m L 3个浓度加标水平下的平均回收率为80.3%~102.7%,相对标准偏差(RSD,n=6)为6.4%~9.9%,检出限为0.2~5.0 ng/g。结果表明,该方法简便、灵敏、准确,具有良好的重现性和稳定性,适合于化妆品中22种VOC残留的筛查和确证检测。     

利巴韦林原位聚合分子印迹电化学传感器的研制

利用原位聚合分子印迹技术,以3-氨基苯硼酸(3-ABBA)为功能单体,利巴韦林(RIB)为目标分子,以硼酸和顺式二醇在不同酸碱度条件下可逆形成环内酯键为原理,在玻碳电极表面原位聚合形成利巴韦林分子印迹膜,研制了测定利巴韦林的分子印迹电化学传感器。采用循环伏安法(CV)和差分脉冲法(DPV)对印迹膜性能进行研究。DPV测试表明:在最优实验条件下,利巴韦林的浓度在5.0×10~(-8)~1.0×10~(-5)mol/L范围内与峰电流呈良好的线性关系,相关系数(r~2)为0.995 3,检出限(S/N=3)为1.5×10~(-8)mol/L。特异性实验表明制备的传感器对利巴韦林的选择性良好。该分子印迹电化学传感器可用于食品中利巴韦林的检测。     

空心六边形镍钴硫化物/RGO复合物的合成及其超级电容性能

通过两步法制备了一种空心六边形镍钴硫化物(HHNCS)与还原氧化石墨烯(RGO)的纳米复合材料HHNCS/RGO。利用XRD,SEM,TEM和Raman光谱等对复合物进行表征,发现镍钴硫化物为空心六边形结构,并且均匀地附着在RGO的表面。该纳米复合物用作超级电容器电极表现出优异的电化学性能。在电流密度为1 A·g-1时比电容为927 F·g-1;当电流密度增大到20 A·g-1时,比电容仍高达724 F·g-1,表明材料拥有较好的倍率性能。此外,在电流密度5 A·g-1下循环2 000次后比电容保留有初始值的93%,显示出优异的循环稳定性。HHNCS/RGO优异的电容性能主要是由于RGO的存在不仅增强了材料的导电性,而且作为理想的载体分散HHNCS纳米片。HHNCS/RGO纳米复合物优异的电化学性能使其在超级电容器电极材料领域具有应用前景。     

Mg/Ce-SBA-15的制备及其苯酚甲醇烷基化性能的研究

以Ce-SBA-15为载体,硝酸镁为活性组分前驱体,通过浸渍法制备了Mg/Ce-SBA-15催化剂。利用XRD、N₂吸附-脱附、SEM、EDS、NH₃-TPD、Py-FTIR和TG-DTA手段对催化剂进行表征。结果表明,Mg掺杂并未破坏载体结构,催化剂表面弱酸含量有所增加,L酸增加明显。在固定床反应器中评价了Mg/Ce-SBA-15分子筛催化苯酚甲醇烷基化的反应性能。结果表明,Mg负载量为7%、焙烧温度为550℃、焙烧时间为4.5 h制备的Mg/Ce-SBA-15催化剂催化效果最佳。在反应温度460℃,n（苯酚）：n（甲醇）为1：4,质量空速为3.0 h^-1,常压的条件下,苯酚转化率为80.1%,邻甲酚选择性为86.4%。     

Ce-Co/KIT-6介孔材料的制备及其脱汞性能的研究

以P123表面活性剂为模板,采用硬模板法制备了有序介孔材料KIT-6,以KIT-6为载体,Ce(NO_3)_2·6H_2O和Co(NO_3)_2·6H_2O为Ce和Co源,采用溶液浸渍法制备了负载型Ce-Co/KIT-6介孔材料。在模拟烟气条件下,利用固定床实验台架研究了Ce-Co/KIT-6材料对烟气中的单质汞(Hg0)的脱除性能。采用扫描电镜(SEM)、N_2吸附-脱附(BET)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、氢气程序升温还原(H_2-TPR)以及热重分析(TGA)等方法对材料进行表征。结果表明,Ce和Co在KIT-6孔道内部高度分散,同时材料保持高度有序的孔道结构、比表面积高达495.2 m~2/g,孔径4.6 nm。脱汞实验结果表明,Ce-Co/KIT-6对Hg0的氧化吸附去除效率很高,250℃下对Hg0的氧化吸附去除效率高达95%以上,在这个过程中,O_2的存在明显促进了催化剂的脱汞能力。氧通过Ce-Co价态的变化进入金属结构中,再与汞发生反应是这个过程的主要机理。     

飞秒脉冲作用下氯丙烯的多光子解离和电离动力学

The dissociation and photoionization dynamics of C₃H₅Cl were studied at 200, 400, and 800 nm with femtosecond laser pulses. The time-of-flight mass spectra, laser power index and photoelectron images were recorded. At short wavelength (200 nm), ionization of the parent molecule was found to be the dominant channel, while other ions were generated by the dissociation of C₃H₅Cl⁺. With the shift to long wavelength (e.g., 800 nm), fragment ions became dominant, and were generated through the multiphoton ionization of neutral fragments after the photodissociation of C₃H₅Cl. These results imply that photodissociation plays a significant role at long wavelength, because neutral fragments are supposed to be generated from the intermediate states reached by 800 nm photons. At 400 nm, the dissociation on the intermediate states is also critical, but is not as high as that at 800 nm. Taken together, our results demonstrate that the dissociation/ionization behaviors of allyl chloride are wavelength-dependent, and reveal the complex dynamics of allyl chloride at 200, 400 and 800 nm.     

含酯基Gemini表面活性剂在有机醇-水体系中的胶束热力学及聚集行为

采用电导法研究了不同温度下含酯基Gemini表面活性剂在纯水和在质量分数为10%的甲醇-水(MAWR),乙二醇-水(EG-WR),丙三醇-水(GL-WR)四种体系中的集聚行为和胶束热力学;聚集行为参数包括临界胶束浓度(cmc)和抗衡离子的解离程度(α)以及胶束的热力学参数,包括标准吉布斯自由能(ΔG_m~o)、吉布斯迁移自由能(ΔG_(trans)~o)、吉布斯烷基链胶束化自由能(ΔG_(tail)~o)、标准焓变(ΔH_m~o)和标准熵变(ΔS_m~o),均被计算和讨论。研究表明在所有的研究体系中,cmc值随着疏水链的增加而减小,随着加入的醇结构中羟基数目的增加而增大,随温度的升高先变小,后变大呈U字形;胶束化过程都是自发进行的,并且在293.15 K下,胶束化过程是吸热的,在293.15 K上,胶束化过程是放热的;通过稳态荧光光谱法研究了表面活性剂在纯水、有机醇-水混合溶液中的微极性,结果表明,在相同溶剂中,随着烷基链长度的增加,溶液微环境的疏水性越强;对于相同的Gemini表面活性剂,随着加入含羟基数目越多的醇,其微环境的疏水性越强。并研究了Gemini表面活性剂在混合体系中形成胶束过程的焓-熵补偿曲线。     

SnS2纳米花/石墨烯纳米复合物的一步法合成及其增强的锂离子存储性能

SnS₂ is considered as an attractive anode material to substitute commercial graphite anodes of lithium-ion batteries due to its high specific capacity of 645 mAh·g^-1 as well as low cost. Nevertheless, it suffers poor large volume expansion during the lithiation/delithiation processes, leading to the loss of electrical contact and rapid capacity fading. Herein, by using a facile one-step solvothermal method, SnS₂ nanoflower/graphene nanocomposites (SnS₂ NF/GNs) were prepared, where flower-like SnS₂ hierarchical nanostructures consisting of ultrathin nanoplates, are tightly enwrapped in graphene nanosheets. As anode materials for lithium-ion batteries, the SnS₂ NF/GNs electrode exhibit superior electrochemical performance, with a reversible capacity of 523 mAh·g^-1 after 200 charge-discharge cycles. The enhanced Li storage performance was attributed to the synergistic effect of SnS₂ and graphene. The SnS₂ NF can effectively accommodate the volume change and shorten Li⁺ diffusion distance, while graphene nanosheets can further alleviate the volume expansion of SnS₂ and improve the electronic conductivity.