【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250370
以杨絮(PC)为原料,采用乙醇溶剂热法对其进行预处理,再进行碳化,制备了高比表面积的杨絮衍生多孔碳(DPCC),并研究了其对染料的吸附性能及动力学性能。通过单因素实验优化工艺参数,确定最佳预处理条件(液固比为17 mL·g-1、200 ℃处理2 h),在此条件下制备的DPCC-10比表面积达到518 m2·g-1。结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附测试等表征手段,证实预处理过程能够有效去除木质素和半纤维素等,形成丰富的多级孔道结构。吸附实验表明,DPCC-10对亚甲蓝(MB)的最大吸附量达到385.71 mg·g-1,优于多数报道的生物质衍生吸附剂。DPCC-10对染料的吸附过程满足准二级动力学方程,表明该吸附以化学吸附为主。经过4次吸附-脱附循环后,DPCC-10对MB的吸附容量仍保持初始值的92.01%,表明材料具有优异的可再生性能。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230289
采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs),通过简单的超声自组装将C60修饰在MoP-CFs表面,形成范德瓦耳斯异质结。研究其电催化析氢性能发现,C60的修饰能够有效降低电催化析氢过电位。其中,10% C60-MoP-CFs样品(10%为C60的质量分数)表现出最佳催化活性,在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm-2的电流密度时,所需要的过电位分别为158和157 mV,并且具有至少20 h的电催化稳定性。C60与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C60迁移到MoP-CFs表面,有助于减小电荷传输阻力,加快电催化析氢界面反应动力学过程。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100169
刺激响应发光与动态发射特性的结合,可构建多级认证系统,为增强信息加密安全性提供新策略。通过合理调控材料的单线态-三线态能隙(ΔEST),可同时激活磷光(Phos)与延迟荧光(DF),实现可编程的动态余辉行为。本研究将碳点(CDs)原位共价固定在三聚氰酸基质中,率先报道了基于CDs的热响应动态余辉材料。该材料在宽温域(273.15–423.15 K)内呈现热驱动的绿色至蓝色余辉转变,同时具有热致变色余辉(TCA)与时间分辨余辉(TRA)双重模式的动态余辉特性。值得注意的是,该材料在348.15 K阈值温度以上发生蓝色至绿余辉逆转,此时热驱动的激子分布使TRA效应占据主导。这种TCA-TRA协同作用赋予材料前所未有的动态余辉调控能力。结构与光物理分析证实:原位共价固定按计划使CDs的ΔEST从0.46 eV降至0.28 eV。该能隙调控实现了对Phos/DF平衡的热调节,直接主导了所观测到的动态余辉性能。最后,本研究展示了该材料在热监测与高安全性信息保护领域的应用潜力。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405107
化学实验是传授理论知识、培养实验技能和价值塑造的重要载体,安徽师范大学化学国家级实验教学示范中心构建了基础–综合–专业–创新–实践分层次的实验教学体系,将课程思政、科学研究、学科竞赛、就业创业与实验教学深度融合,持续优化实验教学内容,实践多模式实验教学方法。促进了教师在科学研究、教学研究和实践教学中的协调发展;践行OBE理念,在坚实的基础与综合实验技能基础上,培养和训练学生的创新思维和科学素养。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401056
铬族元素的Cr2、Mo2、W2基团具有相对稳定性,科学家对此做了实验验证和理论计算,试图找出原因。本文梳理了相关研究脉络及最新进展,从“它们的成键方式如何?”以及“可以怎样被进一步稳定?”两个问题出发,对铬族元素中的双原子基团六重键作用进行了分析、归纳和讨论。作者认为,Cr2、Mo2、W2基团的不稳定性来源于两原子间密集电子的斥力;因此,各种稳定该基团的方法本质上都是从减小电子密度、解决电子斥力入手。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100083
尿素氧化反应(UOR)是一种很有前途的可再生能源生产技术,为电解水制氢提供了有效的替代方案,因此开发高效稳定的UOR催化剂至关重要。本文通过NaBH4还原和硒化策略合成了富含Co、Mn和Mo的硒化镍催化剂(NiCoMnMo-Se),该催化剂具有球形纳米颗粒与纳米片共存结构。X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光光度法(UV-vis)和原位bode相图表明,Mn和Mo的协同效应调节了Ni/Co的电子结构,提高了硒化物的电导率并加速加速电荷转移动力学,从而促进Ni2+/Co2+快速转变为活性Ni3+/Co3+,并显著降低了NiCoMnMo-Se的起始电位。在UOR过程中,大部分Mo和Se被氧化成钼酸盐和硒酸盐溶解在电解质中,暴露出更多的Ni(Co)OOH活性位点,从而加快UOR反应。另外,Mn的引入稳固了活性位点,极大地增强催化剂的整体稳定性。正如预期的那样,NiCoMnMo-Se催化剂在UOR过程中表现出优异的电催化和稳定性性能,在仅1.38 V vs. RHE (相对于可逆氢电极)的电位下实现了50 mA·cm−2的电流密度,并在50 mA·cm−2电流密度下运行50 h后电压仅上升3.0%。当NiCoMnMo-Se和商业Pt/C组装成用于碱性尿素电解的双电极体系时,它只需要1.59 V vs. RHE便达到50 mA·cm−2。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202402017
本实验旨在通过分散固相萃取-液相色谱-三重四级杆质谱法分析环境水样中的卤代醌类化合物。实验选取了5种卤代醌类化合物作为目标物,采用阳离子共价有机骨架材料作为固相吸附剂,从水样中富集目标物。随后,使用液相色谱-三重四级杆质谱法对富集的化合物进行定性和定量分析。实验考察了吸附剂用量、富集时间、洗脱时间、洗脱溶剂种类、洗脱溶剂酸度和洗脱体积等条件对实验结果的影响,并建立了一种基于分散固相萃取的新方法。该方法在0.1-100 ng·L-1范围内显示出较好的线性关系(相关系数R2 ≥ 0.9924),检出限可达到0.03-0.65 ng·L-1,并成功应用于分析自来水样品中卤代苯醌类化合物。通过这个实验,学生可以了解基本的样品前处理技术,并提高实验技能、研究和创新思维,增强解决问题的能力。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412016
中山大学药学院坚持以“立德树人”为根本任务,以培养复合型药学创新人才为目标,结合药学学科发展现状,以学生发展为中心,积极融入新医科建设。强化以化学、医学和生物学为基础的本科人才培养体系,深入推进课程体系建设和一流课程建设,构建“三全育人”和“五育并举”的新发展格局,全面推进以交叉融合为特征的创新型药学拔尖人才培养,努力培养具有深厚理论基础、优秀科学素养、卓越创新能力和宽广国际视野的药学精英人才。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202507082
有机长余辉发光材料在撤去激发源后仍可持续发光,表现出独特的光物理性质,在光电器件、柔性显示、信息加密及生物成像等领域具有广阔的应用前景。有机长余辉性能高度依赖于三重态激子的寿命及磷光辐射速率等关键参数,传统实验手段难以精准解析微观有机分子电子结构与宏观发光行为之间的构效关系,而计算化学方法为揭示其内在机制提供了重要途径。本实验以典型有机小分子吩噻嗪体系长余辉材料为研究对象,采用密度泛函理论优化基态与激发态几何构型,并计算自旋轨道耦合常数,结合含时密度泛函理论评估能级跃迁特性及辐射衰减通道,揭示有机分子三线态寿命与长余辉发光辐射速率等之间的内在关系。通过将前沿研究成果转化为教学资源,本实验有效提升了学生对激发态动力学与材料性能关联机制的理解,为计算化学课程提供了兼具学术深度与应用价值的有益探索。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308095
基于向大一学生开设的“电解-量气法测定阿伏加德罗常数”实验,设计了Cu2O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验,该实验巧妙地融合了元素化学实验中有关Cu2O的制备及性质实验内容。一次电解完成两个实验,节约电能,节省时间。Cu2O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验可作为一个微实验灵活穿插于大学基础化学实验教学中,对于培养大一学生的全方位思考的意识和多角度分析问题的能力以及经济、环保的理念有重要意义。
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