磁性Fe3O4纳米粒子的功能化修饰研究进展

Fe₃O₄纳米粒子因其独特的磁学性能和良好的生物相容性,在生物医药、催化剂、环境治理等领域具有良好的应用前景。然而,磁性Fe₃O₄纳米粒子易团聚、在潮湿的空气中易氧化,制约了Fe₃O₄纳米粒子的深度应用。本文结合课题组在磁性Fe₃O₄纳米粒子应用方面的研究成果,综述了磁性Fe₃O₄纳米粒子的功能化修饰,并讨论了磁性Fe₃O₄复合纳米材料发展面临的机遇和挑战。      

Polyamide Nanofiltration Membrane from Surfactant-assembly Regulated Interfacial Polymerization of 2-Methylpiperazine for Divalent Cations Removal

Removal of metal ions from water can not only alleviate the scaling problem of domestic and industrial water, but also solve the water safety problem caused by heavy metal ion pollution. Here, we fabricate a positively charged nanofiltration membrane via surfactant-assembly regulated interfacial polymerization(SARIP) of 2-methylpiperazine(MPIP) and trimesoyl chloride(TMC). Due to the existence of methyl substituent, MPIP has lower reactive activity than piperazine(PIP) but stronger affinity to hexane, resulting in a nanofiltration(NF) membrane with an opposite surface charge and a loose polyamide active layer. Interestingly, with the help of sodium dodecyl sulfate(SDS) assembly at the water/hexane, the reactivity between MPIP and TMC was obviously increased and caused in turn the formation of a positively charged polyamide active layer with a smaller pore size, as well as with a narrower pore size distribution. The resulting membrane shows a highly efficient removal of divalent cations from water, of which the rejections of MgCl₂, CoCl₂ and NiCl₂ are higher than 98.8%, 98.0% and 98.0%, respectively, which are better than those of most of other positively charged NF membranes reported in literatures.     

Stable Thiophene-sulfur Covalent Organic Frameworks for Oxygen Reduction Reaction(ORR)

Exploring novel materials deriving from earth resources to substitute for platinum(Pt) electrocatalyst to promote oxygen reduction reaction(ORR) of fuel cell cathode is very important. Herein, we have exploited two crystallographic thiophene-sulfur covalent organic frameworks(COFs), termed JUC-607 and JUC-608, as electrocatalysts that exhibited good ORR performances. These thiophene-sulfur COFs exhibited high stability, and their functional groups acting as active centers in the ORR can be precisely determined. Notably, due to a larger aperture for mass transfer and electrons transport, JUC-608 displayed a growing electrochemical performance, leading to a better ORR activity. Thus, this study will provide a new strategy for designing heteroatom-based COF materials for high-performance electrochemical catalysis.     

基于NVivo的卓越化学教师课堂教学创新能力评价*——以东芝杯教学技能创新大赛为例

研究采用视频分析法,利用NVivo软件,以东芝杯教学技能创新大赛的化学组选手为对象,从教学理念、教学情境、实验设计和教学手段等4个维度,评价卓越职前化学教师课堂教学的创新能力。结果发现:教学理念新颖,但具体落实尚有不足;情境创设生动,但主题与学生的联系不够紧密;实验设计别致,但在水平上还有提升空间;教学技术手段先进,但还需要深度融合。研究为创新型卓越化学教师的培养提供了启示。     

基于宏微辨析核心素养分析高中《化学1(必修)》教材*

教材分析是连接教材和课程的桥梁,基于宏观辨识和微观探析核心素养,比较分析了2004年版和2019年版高中《化学1(必修)》教材的特点。通过运用“三序结合”原则,从静态视角对比教材栏目设置、内容组织形式、核心素养呈现方式、学生认知水平以及作业布置形式等5个维度要素在宏微辨析核心素养领域的建构。分析结果显示,2019年版《化学1(必修)》教材在以上要素方面均围绕宏微辨析核心素养,呈现不同水平阶梯型设置。建议在“宏微符”概念形成的过程中增设更为细致的过渡内容,以及更为详尽的与教材配套的辅助内容,便于教材的二次开发。     

疏水性低共熔溶剂液液微萃取/高效液相色谱法测定豆奶中三嗪类和苯脲类除草剂

该文建立了一种简单、高效的新型疏水性低共熔溶剂液液微萃取法,用于提取和富集市售包装豆奶中的三嗪类（阿特拉津、去草净）和苯脲类（灭草隆、绿麦隆）除草剂,并结合高效液相色谱对目标分析物进行分离和测定。以六氟异丙醇为氢键供体,四丁基氯化铵为氢键受体,按照不同摩尔比制备了一系列疏水性低共熔溶剂,并对影响萃取效果的实验条件进行了优化,包括低共熔溶剂的种类及用量、氯化钠用量、涡旋时间、pH值和温度。结果表明,在最佳实验条件下,4种目标物在1.00～500.00 μg/L范围内具有良好的线性关系（r ≥ 0.998 4）,检出限和定量下限分别为0.56～0.95 μg/L和1.87～3.16 μg/L,日内和日间相对标准偏差（RSD）分别为0.28%～2.0%和2.1%～7.5%,加标回收率为86.4%～117%。该方法具有操作简单快速、萃取时间短、试剂用量少和实验成本低等优点,可用于市售包装豆奶中三嗪类和苯脲类除草剂的分析检测。     

Ni(OH)2修饰的三聚氰胺泡沫用于可压缩超级电容器电极

通过化学镀和电化学镀的方法制备了一种Ni(OH)₂电化学活性材料修饰三聚氰胺泡沫(MF)可压缩骨架的超级电容器电极材料MF/Ni(OH)₂。MF/Ni(OH)₂可压缩电极材料表现出最佳的电容性能,例如循环稳定性(即使在40 mA/cm^-3的电流密度下经过2000次充放电循环后,可压缩电极仍能保持90.63%的初始电容)和可压缩稳定性(即使在压缩率为50%时,仍具有97.88%的电容保持率)。层状可压缩超级电容器由MF/Ni(OH)₂弹性材料作为阳极,镍/碳(Ni/C)为阴极以及实验室中常用的滤纸作隔膜材料组成。这种超级电容器装置在不同的压缩下表现出良好的电化学性能和优异的压缩稳定性。最后,使用可压缩的超级电容器来点亮LED灯,以展示其在柔性电子设备中的应用。这些优化的电化学和机械性能表明MF/Ni(OH)₂可作为可压缩超级电容器的应用中的候选电极。     

一种FlexRay总线通讯测试系统设计

FlexRay总线作为一种高速、灵活、可靠的串行通信总线,已逐渐成为汽车网络的主流。为了验证该总线技术在航天技术应用上的可行性,设计了一个基于TMS570LS3137安全控制器和PXI8517集成测试板卡的FlexRay总线网络测试系统。从硬件设计、平台搭建、协议规范、节点设计、网络定义等方面介绍了测试系统的设计方案,实现了网络中各个节点之间的同步和数据收发,最终实现了FlexRay网络之间的通信。试验结果表明了FlexRay网络通信系统的可行性和可靠性,并以其高速和强冗余特点成功应用于国家863项目机电作动系统研制项目中。     

面向对象的三维对流扩散问题有限元程序设计

根据三维对流扩散问题的有限元分析,采用面向对象的程序设计语言C ,建立向量类、矩阵类、单元类、结点类、材料类和有限元方法类等,实现三维对流扩散问题的有限元分析程序开发,对相关的对流扩散问题进行数值模拟.结果表明与用结构化语言开发的传统有限元程序相比,程序更易重用、维护、扩充,并且可以融入用C 编制的大型通用有限元科学和工程计算软件.