对超临界流体色谱在仪器研发方面的研究进行了总结。从组成超临界流体色谱的5大系统出发,分别介绍了其近年来的研究进展,突出了超临界流体色谱在控温和控压方面区别于其他液相色谱仪器的特点。

将金属元素分为主族、Ⅷ、镧系、其他d区等4个类别,综述了它们在氢气的生产、储存、氢燃料电池等3个氢能利用的主要过程中的作用。对现有研究结果的不完全统计表明,在元素周期表中除放射性金属元素之外的65种金属元素中,有46种金属元素以单质、合金、氧化物、盐等多种形式参与了氢能利用过程,包括作为载体、反应物、催化剂等,其中以铂系为代表的d区金属元素和以镧为代表的轻稀土金属元素应用最为广泛。

基于工程教育专业认证标准的要求,结合专业课程的特点,对我校制药工程专业的分析化学实验教学大纲进行了标准化改造。标准化的教学大纲更加突出了专业适用性,关联了教学要求与教学内容和考核评定,增加了考核量化指标与课程持续改进的方式,进一步规范了分析化学实验课程的教学。标准教学大纲的构建为实验教学活动提供了更加明确的指导,有利于缩小不同教师教学的差异性,保证了实验教学的质量,为建立可持续完善的工程类实验教学标准体系提供了具体参考。

采用MP2/def2-TZVP理论方法考察了ZH₃,ZH⁺₄及ZH₄X(Z=N,P,As,Sb,Bi,X=F, Cl, Br, I)的结构与电子性质。结果表明,随着氮族元素原子序数的递增,其氢化物(ZH₃)中心原子杂化轨道中s成分减小,p成分逐渐增大,杂化轨道偏离平面的程度依次增大,导致NH₃空间构型的最为“平面”,而BiH₃最为“锥形”。尽管阳离子ZH⁺₄由ZH₃中Z的一个不等性sp³杂化轨道提供孤对电子与H⁺形成,但ZH⁺₄中4个Z—H键等价,Z总体呈现等性sp³杂化。ZH₄X均为C_3v对称的四面体结构,ZH₃与HX之间的作用驱动力来源于离子型的氢键(H₃Z…H^*—X)而非ZH⁺₄与X^－阴阳离子对(ZH⁺₄X^－)间的静电作用,H₃Z…H^*—X内的电子转移主要发生在轨道LP₁(Z)与σ^*(H^*—X)之间。

对数目众多的硅的同素异形体进行了全面归纳,它们可分为硅纳米晶的不同物相类、纳米结构硅物质、硅原子簇和硅烯等4大类。简要叙述了各种同素异形体的存在、组成和结构、制备和性质,并强调了计算化学对同素异形体的预测和现代科学技术发展对制备的作用及其在材料中的应用。

由于表面张力的作用,弯曲的表面受到一个附加的压强;可以通过Young-Laplace方程式计算出附加压强值Δp。国内外的多数教材中,对Young-Laplace方程式的应用例题介绍较少。简单介绍弯曲表面附加压强计算公式的一般形式,并通过具体例题介绍其应用。

从应用型实验出发,基于电热法的基本原理,自行设计、加工并组装一台改进的比热容测定仪,最后测定了固体物质氯化钠粉末的比热容。与传统量热器相比,单独设计并加装了一根样品管,拓宽了待测样品的范围;将待测弱导热性固体氯化钠样品和导热性较好的锌粉预混合,使待测氯化钠样品各部分温度分布均匀,得到了较为准确的比热容数值0.86 J/(g·K)。通过该实验,有助于学生对比热容有一个初步的认识,提高学生设计和组装实验装置的实践能力。

以“水质电解器检测饮用水的实验现象”为线索,通过探究电解产物组成,设计阳极氧化-共沉淀法制备Fe₃O₄磁性材料的实验。实验内容包括制备Fe₃O₄磁性材料,研究自来水硬度、电导率以及pH等影响因素,利用X射线粉末衍射、场发射扫描电镜和震动样品磁强计获取材料的组成、形貌和磁性信息。该实验从生活取材,融合无机及分析化学、纳米材料制备和现代测试分析技术及知识,实操性强;以“学生为中心”开展实验教学,重视教学目标的达成,有助于培养学生知识转化和科研创新能力,提高专业文化自信。

以花生壳为吸附剂、Pb²⁺为模拟污染物研究了物理化学中固体表面的吸附过程,考察了Pb²⁺的初始浓度、吸附温度的影响,研究了固体表面吸附反应动力学、热力学和活化能。结果表明:在不同Pb²⁺初始浓度下,Pb²⁺在花生壳表面的吸附动力学符合准二级动力学模型,表明该吸附过程是化学吸附为控制步骤的吸附过程。热力学结果表明Pb²⁺在花生壳表面的吸附是一个自发的放热过程,因为Pb²⁺由三维运动转变为二维运动导致系统熵减小。活化能E_a=31.35 kJ·mol^-1再次证明Pb²⁺在花生壳表面的吸附是化学吸附过程,这些结果较好地验证了物理化学教学中固体表面的吸附行为。通过该拓展实验加深了学生对固体表面吸附过程的理解,同时,培养了学生的科技创新能力。

为了有效提升学生在化学实验过程中的学习积极性及效果,特推荐一个综合型化学实验——变色传感金属有机框架材料的制备。该实验设计思路是将前沿科学研究内容与本科生实验教学相结合,使学生在学习本科基础知识的同时又能了解科学研究的前沿领域。该实验涉及了有机物合成、无机领域金属有机框架材料的制备,还包括了红外、热重、X射线粉末衍射、紫外可见等仪器的使用及分析。鉴于本实验内容涵盖面较广,建议作为高年级本科生综合化学实验设置。

乙胺嘧啶(商品名:达拉匹林)是一种抗寄生虫药物,改进了合成方法,并设计转化为创新型综合教学实验。从对氯苯乙腈出发,使用丙酸乙酯为酰化试剂,在叔丁醇钾作用下得到烯醇前体。在三甲基氧鎓四氟硼酸盐(Me₃O·BF₄,Meerwein盐)和碱作用下进行选择性甲基化反应得到烯醇甲醚后,与胍在碱性条件下环化得到最终产物达拉匹林,并通过红外光谱、核磁共振对其结构进行表征。改进后的实验方法具有重现性好、毒性低、操作方便、实验微型化等优点。实验过程中不仅提升了学生的实验技能和科研思维,更提高了学生的创新能力和绿色环保意识。

介绍了OBE教育理念下以“离子型铱配合物的合成及性能研究”作为大学生创新实验训练项目的实施过程。实验内容以2-(4-氟苯基)吡啶、1-(4-氟苯基)异喹啉为主配体,4,4′-二叔丁基-2,2′-联吡啶为中性配体,六氟磷酸根为阴离子合成了2种离子型的铱配合物。2种配合物分别展现出绿光和红光发射,量子效率分别达到85%和73%。整个项目的实施过程以学生为中心,紧密联系科学研究的热点并结合专业理论知识,不仅培养了学生的科研兴趣和创新能力,也锻炼了学生的综合实验能力,取得了较好的学习效果。

根据初中起点幼师化学教学中存在的学生文化基础较差、学习习惯差、学习积极性差等问题,依据从教多年的教学实践,在前人研究的基础上,从解决学生的思想认识问题、创设和谐有序的课堂教学秩序、针对性地改进教学等3个方面,提出了在幼师化学课堂教学中进行有效教学的策略。

以医学专业医用化学课程的重难点内容“配位化合物”的思政为例,从教学实施、教学评价及教学反馈等3个方面探讨了高职院校专业课程的思政教学,以期为高职院校开展以课程思政为理念的课堂教学改革提供借鉴。

添加不同种类改良剂对污染农田土壤进行有毒重金属的稳定化修复,内容包括土壤样品制备与培养、pH测定、重金属离子总浓度及有效态浓度测定。首先,学生需要在实验过程中熟练掌握电子天平、pH计、微波消解仪和电感耦合等离子体质谱的操作规程。其次,学生能够在课后利用固化率公式处理数据和评价不同改良剂对重金属的稳定化修复效果,并进行机理解析。本实验不仅可以加强学生对相关专业理论知识的理解和精密化学仪器的使用,还能够培养学生综合运用所学专业知识解决实际应用问题的能力,并进一步激发学生探索化学前沿新知,从而达到拓展创新的培养目标。

将专业综合实验与科研成果相结合,设计了新型表面活性剂的合成与表征综合化学实验。实验涉及含羟基基团的表面活性剂的合成、纯化、结构表征和性能测定等操作。该综合实验将有机化学基础知识、表面活性剂的基本性质与前沿科学研究相结合,从而实现学生实验技能的提升、认知视野的拓展和综合能力培养的目标。

从“高校教师”和“创业成功者”的视角出发,对多个对象访谈获得原始材料。采用扎根理论研究方法进行分析,得出他们对于应用化学专业创新创业人才应具备的需要和人才培养方式的建议。研究提出船式人才培养模型,即以教学反思为推动力,创新、创业为发展方向,实行“知识＋方法＋通识类”课程体系。

电极电势是电化学的基本概念,然而很多学生对此概念的理解较为肤浅以至于不能灵活应用。以平衡态电极电势在几类物理化学平衡体系的应用为例,详证如何巧妙地应用该原理化难为易,解决问题,帮助学生提升对概念的理解及应用能力。

纳米材料具有较大的比表面积,表现出与块体材料不同的性质。通过实验证明氢负载的硅纳米线能够加速铜氧化过程。这一过程可以用表面掺杂效应进行解释。这种由于尺寸的减小引起化学性质改变的现象——表面掺杂,有望能够在化学的各个领域得到广泛应用。

冰片作为一种自然界广泛存在的次级代谢产物,可以通过樟脑的还原反应制备。但由于冰片极易氧化为樟脑,实验室中常使用硼氢化钠还原樟脑制备冰片的方法。该法可能生成2种冰片异构体,可以通过动力学控制获得其中一个异冰片从而使其成为不可逆反应。该有机化学实验设计在美国与欧洲国家均有涉及,但在国内教材中只是单纯设计为环己酮等单分子的还原反应,缺乏体现化学在解决实际问题中的实用性以及课堂的趣味性。该实验的引进不失为改进国内有机化学实验设计的良好素材。