实验教学
多彩智能稀土复合发光水凝胶制备及识别铁离子的创新科普实验设计*
张环, 樊志, 张秀兰, 杨迎花**
天津科技大学理学院 天津 300457
Innovative Science Popularization Experiment Design with Colorful and Intelligent Rare Earth Composite Luminescent Hydrogels and Identification of Ferric Ion
ZHANG Huan, FAN Zhi, ZHANG Xiu-Lan, YANG Ying-Hua**
College of Sciences, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China
摘要： 本科普实验通过海藻酸钠与不同金属离子交联形成彩色水凝胶,直观展示了金属离子配位能力的差异,将不可见的化学键转化为可见的“化学视觉艺术”。在水凝胶中引入铕、铽稀土配合物,构建了红绿双色荧光体系。通过比例调控,该体系可在紫光灯下实现动态多色发光,形成独特的“化学调色板”。该材料还能智能识别Fe3+ ——遇其荧光即刻猝灭,无需复杂仪器。实验将配位化学、荧光能量转移等微观过程转化为生动直观的感官体验,实现了凝胶成型、多色发光与离子识别3种功能的集成。科普过程采用分层递进策略,将科学思维培养贯穿从趣味现象到化学原理的阐释中,并融合材料化学与光子学,揭示交叉创新源于基础研究的协同,为科技创新厚植社会土壤。
关键词： 海藻酸钠水凝胶 ,
稀土配合物 ,
配位 ,
荧光 ,
科普实验
收稿日期: 2025-09-30
基金资助: *天津市教委科研计划项目(2019KJ230)
通讯作者:
** E-mail:yhyyh@tust.edu.cn
引用本文:
张环, 樊志, 张秀兰, 杨迎花. 多彩智能稀土复合发光水凝胶制备及识别铁离子的创新科普实验设计* [J]. 化学教育（中英文）, 2026, 47(14): 34-40
[1]
Zhang F,Oyon S A,Na H,et al.ACS Applied Engineering Materials,2025,3:1246-1257
[2]
Zhang H,Omer A M,Hu Z,et al.International Journal of Biological Macromolecules,2019,135:490-500
[3]
李雪刚,郑欣悦,江洪,等.化学教育(中英文),2025,46(10):63-67
[4]
Zhang H,Ma J G,Chen D M,et al.Journal of Materials Chemistry A,2014,2:20450-20453
[5]
梁用智.基于离子交联的高强度水凝胶的制备.杭州:浙江大学硕士学位论文,2019
[6]
Chen D M,Zhang N N,Liu C S,et al.Journal of Materials Chemistry A,2017,5:2311-2317
[7]
陈凤.水溶液中稳定发光的荧光稀土配合物复合颗粒的制备.重庆:重庆大学硕士学位论文,2018
[8]
Zhou J,Li H,Zhang H,et al.Advanced Materials,2015,27:7072-7077
[9]
刘欣雨,胡蔚然,李铮凯,等.大学化学,2024,39(5):396-404
[10]
吴淑茗,梁雯霞,吴佳斌.塑料科技,2024,52(9):27-31
[11]
杨金川,张国俊,付华.复合材料学报(中英文),2025,42(7):3963-3973
