实验教学
数字化检测技术在光催化实验中的应用:染料浓度的快速量化分析*
朱宝林1 , 唐若皓1 , 陈俞彤1 , 杨起帆1 , 高路博2 , 李卓豪1 , 郑怡琳1 , 郭成3 , 韩翠燕3** , 邱晓航1 , 董前琨2**
1.南开大学化学学院 化学国家级实验教学示范中心(南开大学) 天津 300071;
Application of Digital Detection Technology in Photocatalytic Experiments: Rapid Quantification of Dye Concentration
ZHU Bao-Lin1 , TANG Ruo-Hao1 , CHEN Yu-Tong1 , YANG Qi-Fan1 , GAO Lu-Bo2 , LI Zhuo-Hao1 , ZHENG Yi-Lin1 , GUO Cheng3 , HAN Cui-Yan3** , QIU Xiao-Hang1 , DONG Qian-Kun2**
1. College of Chemistry,National Demonstration Center for Experimental Chemistry Education(Nankai University), Nankai University,Tianjin 300071,China;
摘要： 针对传统光催化实验中染料浓度分析存在的操作繁琐、耗时长及人为误差大等问题,将数字化检测技术引入本科实验教学,设计了一种基于智能手机成像与偏最小二乘回归(PLS)算法的数字化比色分析方法。依托“贵金属修饰TiO2 光催化降解甲基橙/亚甲基蓝”综合实验体系,自主开发了集图像采集、RGB特征提取及云端数据处理于一体的微信小程序。该方法利用PLS模型处理多通道颜色数据,有效克服了传统单波长比色法的局限,实现了反应过程中染料浓度的快速、准确测定。该设计将智能手机作为便携检测工具引入化学实验教学,显著提升了实验效率与数据准确性,在培养学生数字化素养与跨学科交叉创新能力方面展现出良好应用价值。
关键词： 光催化实验 ,
偏最小二乘回归模型 ,
比色分析 ,
染料浓度的快速定量 ,
贵金属修饰TiO2 空心球
收稿日期: 2025-10-13
基金资助: *国家重点研发计划资助(2024YFB3614400);江苏省高等学校基础科学(自然科学)研究面上项目(25KJD150006);盐城市卫生健康委科研项目(YK2024187)
通讯作者:
**董前琨,E-mail:qiankund@nankai.edu.cn;韩翠燕,E-mail:12203@jsmc.edu.cn
引用本文:
朱宝林, 唐若皓, 陈俞彤, 杨起帆, 高路博, 李卓豪, 郑怡琳, 郭成, 韩翠燕, 邱晓航, 董前琨. 数字化检测技术在光催化实验中的应用:染料浓度的快速量化分析* [J]. 化学教育（中英文）, 2026, 47(16): 29-37
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