基于“模型认知”的定量实验方案设计的教学实践*——摩尔盐纯度的测定

针对高三定量实验的复习特点,以“摩尔盐纯度的测定”为例进行基于“模型认知”核心素养培养的教学实践。对教学背景、设计思路、教学过程等方面进行研究分析,并从精心选素材,引发模型认知;高质量设问,建构模型认知;点、线、面结合,丰富模型认知等3个角度对促进学生“模型认知”素养提升的化学教学进行分析和阐释。     

理、化、生不同专业大学生关于能量概念的认识现状研究

能量概念是科学教育的一个核心概念,也是近年来国际科学教育研究的一个热点话题。在柳秀峰、Wilson等人的研究基础上,构建了能量概念的认识模型。基于该模型,并结合国内物理、化学和生物等不同专业的中学、大学教材中涉及的能量相关概念,笔者编制了调查问卷,对北京师范大学物理、化学和生物等不同专业的共280名大学生进行了测查和访谈。通过Rasch模型和SPSS统计分析发现,不同学科背景的学生对能量概念的认识角度和水平存在差异,而且存在一些偏差认识。基于学生的认识现状,笔者最后构建了关于能量概念认识的难度进阶,并对能量概念的教学提出了建议。     

甲醇制烯烃催化剂失活模型

在固定床反应器中,研究了甲醇制烯烃反应中当SAPO-34分子筛处于失活期时催化剂活性的变化情况,主要考察催化剂活性随反应温度、空速和运行时间的变化,通过对实验数据的分析拟合,得到了催化剂活性与失活时间、反应温度、空速的经验关联式(失活模型),对失活模型的检验表明,该模型与实验数据较为吻合,表明了该式的准确性。 通过对失活模型的分析,获得了当失活速率达到最大时的失活时间与反应时间、空速的关联式,失活过程应服从不均匀表面失活机理,并且当催化剂处于失活区时,失活时间对活性的影响要大于空速和温度。     

酚类衍生物催化加氢合成酮和醇的研究进展

正酚类衍生物是生物质木质素的模型化合物,也是煤焦油中的重要馏分和废水中的有害物质,通过酚类衍生物催化加氢可以制备环己酮和环己醇,产物环己酮和环己醇(KA油)是合成纤维尼龙6及尼龙66的单体己内酰胺和己二酸的重要原料,同时也是医药、染料等精细化学品的重要中间体[1].因此,酚类衍生物催化加氢制备环己酮和环己醇具有重要的科学意义和应用前景[2-3].目前,生物圈含木质素3×1010t左右,每年再生2×1010t.木质素也     

Synthesis and Characterization of Polyesters Based on Diethylketone Moiety

A new class of unsaturated polyesters based on diethylketone have been prepared by interfacial polymerization of 2,4-bis（4-hydroxybenzylidene）-3-pentanone（I） and 2,4-bis（4-hydroxy-3-methoxybenzylidene）-3-pentanone（II） with 4,4’-azodibenzoyl chloride and 3,3’-azodibenzoyl chloride at ambient temperature. The model compounds were synthesized by reaction of（I） and（II） with benzoyl chloride. The new monomers, model compounds and polyesters have been characterized by different spectral analyses. The polyesters have inherent viscosity of 0.55-0.80 d L/g and moderate number average molecular weight（Mn） in the range of 6150-7400 g/mol. Most of the compounds exhibited their solubility in aprotic solvents while partial solubility in various halogenated organic solvents was observed. The temperatures of 10% weight loss were high（225-330 °C） in nitrogen, indicating that these polyesters have excellent thermal stability. Doping with iodine dramatically raised the conductivity and produced brown colored semiconductive polymers with a maximum conductivity of 2.7 × 10-6 --1cm-1. Moreover, the morphological properties of selected example of polyesters were detected by SEM.     

N-脒基脲二硝酰胺盐晶体形貌的分子动力学研究

采用分子动力学方法,在正侧(NVT)系综下研究了N-脒基脲二硝酰胺盐(FOX-12)在溶剂中的晶体形貌.通过构建溶剂分子层-晶面的界面吸附模型模拟其动力学平衡构型,计算溶剂与晶体表面间的结合能,进而对真空附着能进行修正并获得溶剂条件下的晶貌.使用自然冷却法在水和水/甲醇中培养FOX-12晶体并利用扫描电子显微镜进行了表征.结果表明,在真空条件下决定FOX-12晶貌的6个重要晶面为(110),(200),(201),(011),(002)和(111);FOX-12在水溶液条件下的主要晶面为(110)和(011),在水/甲醇溶液条件下的主要晶面为(200)和(011),预测的晶体形貌与实验结果相吻合.对水分子和FOX-12的(110)面间的径向分布函数进行了计算,分析了水分子和晶面间的分子间作用力.     

固态氧化物阴极过程的离子扩散模型及其Ta2O5熔盐电解验证

固态氧化物阴极在氯化钙熔盐电解质中的脱氧速率可依据氧离子的稳态扩散模型（PRS模型）由固态氧化物阴极孔隙率P,还原后金属与还原前氧化物之间的摩尔体积比R,还原后阴极的体积收缩率S等参数直接计算. PRS模型重要意义还在于可提供极简单的公式以预测不同金属氧化物还原时固态阴极的优化孔隙率,而固态阴极孔隙率对其脱氧速率有显著影响. 对于Ta₂O₅电解,其固态阴极孔隙率不易大于50%. 相关理论预测结果得到了固态Ta₂O₅在氯化钙熔盐中电解实验的良好验证,表明PRS模型对固态化合物阴极的快速、高效电解具有重要的指导意义.     

非晶态镍硼酸盐结构的EXAFS研究

由摩尔比分别为1:2和1:8的NiCl₂·6H₂O和Na₂B₄O₇·10H₂O作为反应物, 合成两种非晶态镍硼酸盐, 同时通过水热法合成β-Ni(OH)₂. 化学分析和热重-微商热重法(TG-DTG)分析结果确定两种非晶态镍硼酸盐的分子组成分别为NiO·0.8B₂O₃·4.5H₂O和NiO·B₂O₃·3H₂O. 激光拉曼(Raman)实验结果表明镍硼酸盐样品中主要存在的硼氧阴离子为B₃O₃(OH)₅^2-和B₂O(OH)₆^2-. 同步辐射扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)方法对样品进行结构解析, 通过数据拟合给出样品中Ni 原子周围近邻配位原子种类、配位数以及原子间距离. 用不同晶体结构作为标准对两种非晶态镍硼酸盐进行拟合的结果表明, 样品中Ni 原子周围局域结构与Ni₃B₂O₆晶体(ICSD No.31387)中的吻合较好. Ni 原子周围配位原子为O、B和Ni, 对于NiO·0.8B₂O₃·4.5H₂O, 配位数分别为5.7、3.8和3.8, 配位距离分别为0.208、0.263 和0.311 nm; 对于NiO·B₂O₃·3H₂O, 配位数分别为6.0、4.0 和4.0, 配位距离分别为0.207、0.262和0.310 nm.     

木质素模型化合物的裂解工艺及机理的研究进展

化石资源的有限性、不可再生性及其利用所造成的环境污染,使木质生物质资源生产高附加值化学品和燃料受到广泛关注。因木质素是结构复杂的高分子聚合物,其综合有效利用受到极大限制,通常被作为燃料直接燃烧,同时给木质素解聚研究带来了巨大的困难。因此,围绕木质素模型化合物裂解工艺及机理的研究发展迅速。为梳理木质素模型化合物的裂解研究的现状和预测未来发展方向,本文综述了其裂解工艺和机理的研究进展。着重介绍木质素单体、二聚体和多聚体不同裂解工艺的特点、优势、应用前景以及相关的机理,最后预测了木质素模型化合物裂解研究未来的发展方向。     

二氢嘧啶并[4,5-d]嘧啶类衍生物作为集落刺激因子-1受体激酶抑制剂的分子对接和定量构效关系研究

集落刺激因子-1受体激酶（CSF-1R）属于Ⅲ型受体酪氨酸激酶家族成员,其在调控单核巨噬细胞系中发挥重要作用。CSF-1R及其配体异常表达与肿瘤发展过程密切相关。因此,CSF-1R信号传导可成为抗肿瘤治疗的有吸引力的靶标。本文用比较分子场分析法（CoMFA）和比较分子相似性指数分析法（CoMSIA）研究了54个二氢嘧啶并[4,5-d]嘧啶类CSF-1R激酶抑制剂的三维定量构效关系（3D-QSAR）。基于配体叠合,CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数（q2）分别为0.725和0.636,拟合验证系数（r2）分别为0.960和0.958,结果表明这两种模型均具有较好的预测能力。所建模型的等势图能直观反映分子不同取代基对活性的影响,其中立体场和疏水场对活性的贡献较大。通过分子对接研究显示,氨基酸残基Cys666、Asp796在配体和受体结合过程中产生作用,分子对接的结合模式与3D-QSAR得到的结果一致。这些信息为进一步优化CSF-1R激酶抑制剂提供了理论基础。