熵的一种通俗教法

熵如力、能量和动量一样是物理学中一个重要概念,若能用一种通俗易懂的方法设计熵的教学,对文科物理的教学有重要意义.为此本文提出了一种通俗的熵的教法,这一教法不需要学生学习热力学第二定律也可以建立熵的概念.具体教学设计如下:通过日常生活例子引入熵的概念(也就是玻尔兹曼熵),设计两个例子让学生会计算熵,通过具体问题的讨论让学生充分理解熵的意义,通过一个实例由玻尔兹曼熵引入克劳修斯熵公式,设计一个演示实验强化教学效果,将熵与环境保护联系起来融入人文情怀,最后还强调了熵计算的不同层次.教学设计完全采用基于问题学习(PBL)的教学模式.     

3种不同类型水体中铜、锌、铁、锰含量的测定

采用火焰原子吸收分光光度法测定了伊宁市某片区城市地下井水、景观水样和降雪雪水中铜、锌、铁、锰等4种金属元素的含量.研究结果表明,各水样中铜、锌、铁、锰的加标回收率均在95%~105%之间.其中,井水水样中铜、锌、锰均达到Ⅰ类标准,铁达到Ⅱ类标准;景观用水水样中铜、锌、铁均达到A类标准,符合景观用水标准要求;雪水水样中铜、锌含量达到Ⅱ类标准,铁、锰含量均超出地表水水源地标准限制.通过对比3种水体样品中4种金属元素的含量,为伊宁市水体重金属的污染防治工作提供一定的理论基础.     

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定胡蜂酒中无机元素

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定胡蜂酒中20种无机元素,建立无机元素对照指纹图谱,对重金属元素进行风险评估。结果表明,胡蜂酒中无机元素种类丰富,其中P、K、Na元素占测定总元素的96.14%。有害元素Pb、Cd、As、Hg、Cu含量符合国家药典标准要求,Cu的靶标危险系数(THQ)为1.00×10^-2,THQ<1说明摄入的重金属对人体健康造成的影响不明显。不同产区胡蜂酒金属元素含量存在差异,根据金属元素图谱得出元素含量按原子序数顺序出现相似的分布态势。结果表明,胡蜂酒中含有丰富的金属元素,很多为营养微量元素,有害元素(Pb、Cd、As、Hg、Cu)含量符合药典要求,从金属元素方面单一来看,饮用胡蜂酒没有明显的健康风险。胡蜂酒无机元素指纹图谱可为胡蜂酒的鉴别提供一定的的参考依据。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定粗二氧化碲中 铜、铅、锑、铋、砷和硒

粗二氧化碲作为碲精炼或碲化工产品生产的重要原料,其中共存元素铜、铅、砷、锑、铋、硒含量的准确测定对于生产过程质量控制和贸易结算具有重要意义,但目前没有粗二氧化碲中铜、铅、砷、锑、铋、硒含量检测的标准分析方法。采用王水和饱和氟化氢铵分解试样,在王水和酒石酸介质中,选用Cu 327.393 nm、Pb 220.353 nm、Sb 217.582 nm、Bi 223.061 nm、As 193.696 nm、Se 196.026 nm为分析谱线,采用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法测定粗二氧化碲中铜、铅、锑、铋、砷和硒含量。各元素校准曲线的相关系数均大于0.999;铜、铅、锑、铋、砷和硒的检出限分别为0.0004%、0.0005%、0.0006%、0.0007%、0.0004%和0.0007%,定量检出限分别为0.0012%、0.0016%、0.0020%、0.0025%、0.0013%和0.0025%。按照实验方法测定5个粗二氧化碲样品中铜、铅、锑、铋、砷和硒,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=7)为0.79%~4.8%,加标回收率为96.0%~103%。方法简单,精密度和准确度较高,可用于测定粗二氧化碲中铜、铅、砷、锑、铋、硒含量。     

具有增强电荷转移驱动的磺酸基功能化g-C3N4光催化剂的设计合成及应用

随着全球环境问题日益严重以及能源需求的不断增长,人们对高效环境修复与能源转换技术的需求日益增强.以半导体材料为光催化剂,可将可再生的太阳能转化为化学能,有望成为解决人类面临的能源和环境问题的有效途径.其中,开发高效稳定的光催化剂是该技术得以实际应用的关键.近几十年,研究人员开发出多种半导体材料并应用于光催化研究.其中,具有可见光响应的有机非金属光催化剂石墨相氮化碳(g-C₃N₄)因其稳定的分子结构,较小的禁带宽度(~2.7 e V)以及合适的能带结构而备受关注.然而,与大多数半导体光催化剂相似,由于传统g-C₃N₄上的光生电子和空穴极易复合,表面催化活性位点较少,可见光响应范围较窄,使得其催化效率不高.基于g-C₃N₄独特的有机分子结构,通过引入功能化的特定基团以优化g-C₃N₄的电子能带结构,促进载流子传输,拓展可见光响应范围,是提高其光催化效率的有效途径.已有研究表明,在各种功能化官能团中,具有强电负性的含氧基团对g-C₃N₄的Melon单元优化是非常有效的.因此,本文通过g-C₃N₄与氨基磺酸间的简单固相热反应成功合成了磺酸基功能化的g-C₃N₄纳米片(SACN),并实现了同步增强的相互作用.根据固体强酸特性,氨基磺酸可以在热处理的辅助下对g-C₃N₄进行酸刻蚀,从而增加其比表面积以及表面催化活性位点.更重要的是,理论计算与实验表征结果表明,磺酸基团的吸电子诱导效应所产生的电荷驱动力可极大改善g-C₃N₄的电荷转移动力学,有效抑制了它们的再结合.此外,吸电子诱导效应还可促进g-C₃N₄的局域电子再分布,进而降低g-C₃N₄的导带电位,增强光诱导电子的还原能力.光催化性能测试结果表明,SACN-400样品(前驱体中氨基磺酸加入量为400 mg)在光催化分解水制备氢气以及光降解传统污染物领域展现出较好的性能,其在入射光波长为420±15 nm时的产氢表观量子效率为11.03%.综上,本文为设计合成具有较高产氢性能以及污染物降解效率的石墨相氮化碳基光催化剂提供了一种简便有效的策略.     

化学概念教学中学生归纳与演绎思维的培养*——基于对“电解质”概念教学的分析

归纳与演绎思维在化学概念的形成、巩固和应用过程中发挥着重要作用,化学概念教学中归纳与演绎思维的培养要遵循生为主体师为主导、概念教学与思维培养相统一、思维培养和概念教学循序渐进、归纳演绎与分析综合相结合的原则。以“电解质”概念的教学为例,分别从化学概念教学中归纳思维的培养和演绎思维的培养等2个维度对具体培养路径进行了阐释。     

计算烷烃异构体生成焓的新方法

基于作者提出的诱导极性叠加原理,设计了包括与诱导极性叠加总量要关的能量项的烷烃异构体的标准生成焓估算的新方法。与前人方法比较,它具有较高的计算精度,较少的参数,各参数物理意义明确,而且理论上可以推广到含多种杂原子的衍生物的标准生成焓的计算。     

配体骨架烷基取代基对α-二亚胺镍催化乙烯聚合的影响

合成了4种α-二亚胺镍催化剂Ar—NC(R1)C(R2)N—ArNiBr2[Ar=2,6-dimethylphenyl,R1=CnH2n+1,R2=CmH2m+1;其中Cat1:m=1,n=1;Cat2:m=2,n=1;Cat3:m=3,n=1;Cat4:m=2,n=2],考察了聚合温度、催化剂浓度和催化剂配体骨架碳原子上烷基取代基对乙烯聚合反应活性、聚合物链结构和结晶性能的影响.实验发现,当配体骨架上烷基取代基R1和R2不同时,催化剂具有较高的活性,且聚合物分子量也较高;其中,Cat2和Cat3在20℃,乙烯常压和5.8mmol/L催化剂用量下,乙烯聚合活性达1.86×103kgPE/(molNi.h)和1.92×103kgPE/(molNi.h),聚合物分子量(Mw)达6.82×105和1.019×105.聚乙烯链结构分析表明,甲基支链在聚乙烯支链中占主导地位,支化度主要受反应温度的影响;同时还发现,配体骨架碳原子上烷基取代基不同的二亚胺镍催化合成聚乙烯的长支链比例相对较高,特别是在较高反应温度40℃下,己基及以上长支链比例明显增加.     

电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)技术的应用进展

概述了近年来电感耦合等离子体原子发射光谱技术的发展,并分别详细介绍了近年来电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）在金属材料、地矿、冶金、水质、环境、食品、农业、石油化工、生物、医药等不同领域的应用进展。最后对电感耦合等离子体原子发射光谱分析法的发展前景做了展望。     

不同氧化程度氧化石墨烯的制备及湿敏性能研究

基于氧化石墨烯具有多种含氧官能团和极大的比表面积,研究了不同氧化程度氧化石墨烯的湿敏性能。采用改进的Hummers法制备不同氧化程度的氧化石墨,经过超声分散制备氧化石墨烯水相分散液后,制成氧化石墨烯薄膜湿敏元件。采用X射线衍射、原子力显微镜、红外光谱、拉曼光谱和X射线光电子能谱对实验样品的结构和谱学特性进行表征。结果表明:石墨经氧化后,底面间距增大为0.9 nm左右;随氧化剂用量的增加,氧化石墨中石墨的衍射峰逐渐消失,石墨相微晶尺寸逐渐减小,O/C原子比逐渐增大,氧化程度逐渐升高;氧化石墨烯在水相分散液中可达单层分散,单层氧化石墨烯厚度约为1.3 nm;氧化石墨烯表面接有-OH、C-O-C、C=O和COOH官能团,且官能团含量随氧化程度的升高而增大;氧化石墨烯薄膜元件在室温下对湿度的响应时间约3 s,灵敏度达99%;在11.3%-93.6%相对湿度范围内,元件的电阻随湿度升高显著减小,较高氧化程度的氧化石墨烯薄膜的电阻对数与相对湿度呈线性变化;氧化程度越高,元件灵敏度越高,响应时间越短。