高比能锂离子电池层状富锂正极材料改性策略研究进展

层状富锂材料具有超过250 mAh∙g⁻¹的高可逆比容量,被认为是下一代高比能锂离子电池最具商业化前景的正极材料之一。然而,层状富锂材料在实际应用之前仍需解决诸多挑战,如高电压氧释放、层状到岩盐相的结构变化、过渡金属离子迁移等结构劣化,并由此带来了较低的初始库伦效率、电压/容量的衰减以及循环寿命的不足。针对以上问题,进行层状富锂材料改性无疑是一种行之有效的方法。本综述全面介绍了层状富锂材料的结构、组分以及电化学性能,在此基础上对材料改性策略进行了系统阐述,详细介绍了体相掺杂、表面包覆、缺陷设计、离子交换和微结构调控等一系列改性策略的现状以及发展趋势,最终提出了高容量和长循环层状富锂材料和高比能锂离子电池的设计思路。     

回归知识本原 构建生命课堂——以“常见物质的检验”为例

以“常见物质的检验”的教学为例,运用化学史料帮助学生自主建构知识体系,促进学生追寻知识本原,实现思维进阶,发展核心素养,并阐述运用化学史料构建高中化学生命课堂的实施策略。     

核心素养视域下化学学科知识的教学困境及消解策略

目前教育正在迈入核心素养的时代。核心素养为本的知识教学引发了很多教师的不适。需要对课堂教学与知识教学、核心素养和知识教学等关系进行梳理和理解。结合“金属钠及其化合物”内容,阐述了化学教学中存在的知识教学困境主要包括:知识点选择困境、包含知识的情境选择困境和训练反馈练习选择困境。提出教学困境的消解策略有:选择具有培养学生关键能力和必备品格的核心知识;创造出有利于知识学习的教学情境;充分发挥知识学习过程的引领作用和构建以促进学生意义启迪旨趣的知识教学。     

三功能策略设计制备具有优异低温抗积碳性能的Ni-CeO2@SiO2催化剂催化甲烷干重整反应

随着全球人为温室气体排放量(主要是甲烷和二氧化碳)的增加,全球变暖的趋势逐渐增加,因此,迫切需要通过各种技术来捕获和利用这些温室气体.甲烷干气重整反应(DRM)可以有效地将甲烷和二氧化碳这两种资源丰富、价格低廉的温室气体转化为高附加值化学品,减少它们向大气排放.尽管DRM工艺的应用具有许多优势,但是反应期间碳沉积和活性组分的烧结是阻碍其工业应用的两个主要原因.这些碳沉积物可能覆盖活性中心或阻塞催化剂的孔道,从而导致催化剂活性降低.镍基催化剂因其价格低廉、初始活性高和资源丰富而得到广泛的应用.但应用于DRM反应的Ni基催化剂在反应中容易烧结和积碳,导致催化剂迅速失活.为解决上述问题,本文从三功能策略角度出发,即SiO2壳层的限域作用和Ni-Ce之间的协同作用以及CeO2的消除积碳作用,采用原位一锅法设计合成了一种限域型Ni-CeO2核壳结构催化剂(Ni-CeO2@SiO2).通过X射线衍射、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱、N2吸附/脱附、氢气程序升温还原和脱附、氧气程序升温脱附、拉曼光谱、热重分析和原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试对催化剂进行了系统的表征,来揭示催化剂的理化性质和反应机理.催化剂应用于甲烷干气重整反应结果表明,在温度区间为550～800℃时,与传统浸渍法合成的催化剂相比,Ni-CeO2@SiO2催化剂具有更高的活性.高温800℃下的稳定性测试结果显示,传统浸渍法合成的催化剂在反应20 h后就出现了大量的积碳且活性下降明显;而Ni-CeO2@SiO2催化剂在800℃下反应100 h后未检测到积碳,并且催化剂中的Ni纳米颗粒的平均粒径从5.01 nm仅增长到5.77 nm,表现出很好的高温抗积碳和耐烧结性能.值得注意的是,Ni-CeO2@SiO2催化剂在低温600℃(形成碳沉积的最可能温度区域)下反应20h后也未检测到积碳的形成,表现出催化剂良好的低温稳定性和抗积碳性能.这可能归因于对Ni-CeO2@SiO2催化剂的三功能作用,即多孔二氧化硅壳层的限域作用、Ni与CeO2之间强的金属-金属氧化物相互作用以及具有丰富活性氧物种CeO2的消除积碳的作用.通过原位漫反射红外傅里叶变换光谱测试来探究反应机理.结果 表明,DRM反应在Ni-CeO2@SiO2催化剂上遵循L-H机理,添加CeO2可以消除碳沉积并促进CO2活化.该三功能策略为设计其他应用于DRM的高性能催化剂提供了指导,有望加快该工艺的工业化.     

基于三苯胺的荧光探针设计、合成与应用研究进展

螺旋桨结构的三苯胺荧光团既能作为强的电子供体,又能作为潜在的聚集诱导发光(AIE)骨架.同时,三苯胺衍生物很容易通过简单的反应进行结构修饰,如醛基、氨基、硼酸基、卤素、乙炔基等取代的三苯胺能够发生缩合反应或偶联反应等,进一步功能化.因此,功能性三苯胺类化合物被广泛用于太阳能电池、荧光染料、固态发光材料和荧光探针的分子设...     

Theranostic Approach for the Protein Corona of Polysaccharide Nanoparticles

Polysaccharide nanoparticles are promising materials in the wide range of disciplines such as medicine, nutrition, food production, agriculture, material science and others. They excel not only in their non‐toxicity and biodegradability but also in their easy preparation. As well as inorganic particles, a protein corona (PC) around polysaccharide nanoparticles is formed in biofluids. Moreover, it has been considered that the overall response of the organism to nanoparticles presence depends on the PC. This review summarises scientific publications about the structural chemistry of polysaccharide nanoparticles and their impact on theranostic applications. Three strategies of implementation of the PC in theranostics have been discussed: I) Utilisation of the PC in therapy; II) How the composition of the PC is analysed for specific disease markers; III) How the formed PC can interact with the immune system and enhances the immunomodulation or immunoelimination. Thus, the findings from this review can contribute to improve the design of drug delivery systems. However, it is still necessary to elucidate the mechanisms of nano‐bio interactions and discover new connections in nanoscale research.     

[4 1]及[3 2]会聚式四氢呋喃环合成策略在天然产物全合成中的应用进展

四氢呋喃环广泛存在于具有生物活性的天然产物结构当中,立体选择性地构筑四氢呋喃环往往成为这些天然产物全合成研究中的关键。本文归纳了已有全合成报道中的四氢呋喃环成环策略,以实例展示了其中的会聚式合成策略在近年的发展。相比于直线型的分子内关环策略,以[4+1]、[3+2]为代表的会聚式四氢呋喃关环策略往往能够使全合成的整体路线更加简洁高效,更符合全合成研究领域的发展趋势。     

多糖化学合成研究进展

多糖是一类结构复杂的生物大分子,广泛分布于微生物、植物、动物等生物体中,参与众多重要的生命过程.然而,多糖研究一直受限于难以获得足量结构均一的多糖物质,这使得多糖的结构和功能研究及其相关的应用研究进展缓慢.近几十年来,随着糖合成技术的进步,糖的化学合成效率不断提高,人们开始关注复杂多糖的化学合成,并取得了一些进展.本文主要对多糖化学合成所涉及的糖基化方法、糖组装策略和代表性的合成工作进行综述,并对研究前景进行展望.     

借鉴梅西大学经验开展农科有机化学在线教学

Massey University is a world-leading university in remote-instruction, online and mixed teaching based on the Stream teaching platform. This paper analyzed the advantages of the Stream teaching platform, resource utilization, course format, teaching team cooperation and course evaluation in Massey University. The paper also analyzed the enlightenment of teaching experience of Massey University to undergraduate teaching. During the outbreak of COVID-19 epidemic, drawing on Massey's experience, combined with the rapid development of information technology in China, the teaching team of organic chemistry adopted the multi-teaching strategy of "teacher-centered and student-centered", and the teaching mode of "teacher-led and self-taught by students". The online teaching practice of organic chemistry was carried out in agriculture university. It has been demonstrated that this model can effectively improve teaching effects.     

高中生化学学习自我诊断能力提升策略的教学实验研究

以普通高中一年级学生为研究对象,根据前期调查研究结果,提出相应的化学学习自我诊断能力的提升策略,并开展教学实验,验证其有效性。实验表明,采用化学学习自我诊断表的方式确实有助于学生提升诊断能力,且教师的引导和学生自身层次都将影响该策略的最终成效。根据实验结果,对教师在学生化学学习过程中,引导他们使用自我学习诊断表提出相应的建议。