盐湖水制备纯碱综合实验的课程思政设计
聂菲, 刘雪, 惠壮, 李延, 崔斌
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308054
将盐湖资源综合利用研究作为实际应用案例融入无机化学及化学分析实验教学,将粗盐提纯、纯碱制备、碱纯度测定等无机、分析化学基础知识学习和盐湖卤水的工业应用相结合,学生通过自主设计方案、完成实验、并对方案中涉及的各项效能指标进行综合评估,加深对所学专业知识在实际生产生活中应用的理解和认识,提升了学生的学习兴趣和专业自信。同时,教师结合侯氏制碱工艺、盐湖综合利用等内容的教学,将思政元素融入课堂教学活动中,培养学生的科学素养、创新精神、团队精神和社会责任感。
关键词: 盐湖卤水, 粗盐提纯, 工业制碱, 思政教学
共享型分析化学混合式教学实践
娄振宁, 毛全兴, 冯小庚, 张蕾, 许旭, 张渝阳, 刘雪, 康宏玲, 冯东阳, 李永库
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308089
依托超星SPOC平台建设《分析化学》辽宁省混合式一流课程,并通过辽宁高等教育智慧教育平台开展共享型的教学实践。为建设混合式一流课程,建成了包含课程基本知识、学科发展前沿、相关知识拓展等在内的资源平台,引入案例教学、翻转课堂、课程思政等方式完善教学方法,从知识传授、能力培育和价值养成等维度实现育人目标。为开展共享型的教学实践,与其他高校发展教研共同体、创新教研形态,实现课程内容共建和教学方法共享,构建地方高校分析化学课程共建共享平台。
关键词: 分析化学, 混合式教学, 教研共同体, 跨校修读, 共享型教学
铜催化氧化偶联反应合成芳基砜类化合物——适合本科生的基础探究教学实验
江黎黎, 郑少瑜, 刘雪, 谢小敏
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408004
过渡金属催化偶联反应是非常重要的现代有机合成方法,但由于一些反应条件及催化剂的价格限制,尚未在本科实验教学中大规模推广。为了让学生切身体会现代有机化学的发展及绿色化学理念,我们设计了一个反应条件温和、操作步骤简单、原料及催化剂廉价易得的过渡金属催化偶联反应——铜催化芳基硼酸与烷基亚磺酸盐的氧化偶联反应合成芳基砜类化合物。以醋酸铜和N-甲基咪唑为催化剂、空气作为氧化剂,催化4-乙酰基苯硼酸及甲基亚磺酸钠的偶联反应,以中等产率得到4-甲砜基苯乙酮。本实验包括无水实验操作、微量试剂的称量及加料、薄层色谱及旋转蒸发技术、熔点测定等实验操作。此外,本实验可以拓展为探究实验,让学生初步学习有机合成实验研究方法及数据处理、分析方法,了解过渡金属催化有机反应中主要的影响因素,培养学生科学研究的思维,提高学生的综合化学素养。本实验已经在本科生实验教学中进行了验证。
关键词: 过渡金属催化偶联反应, 铜催化氧化偶联反应, 芳基砜类化合物, 基础实验教学, 探究实验教学
Cu基和Pt基甲醇水蒸气重整制氢催化剂研究进展
刘雪, 王力鹏, 李璐伶, 王凯, 刘文举, 胡彪, 曹道帆, 江锋浩, 李俊国, 刘科
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100049
甲醇水蒸气重整(methanol steam reforming, MSR)反应是实现甲醇在线制氢的重要途径,在清洁能源应用中具有重要作用。MSR反应中的催化性能直接影响氢气产量和副产物组成,其中Cu基和Pt基催化剂被广泛研究。其催化机制主要涉及甲醇和水分子中C―H和O―H键的断裂。Cu基催化剂的活性依赖于Cu0和Cu+位点的比例及协同作用,Pt基催化剂则通过Pt0、Ptδ+或Pt2+活性位点与氧空位的相互作用发挥作用。然而,活性金属与载体之间的电子转移及相互作用机制仍存争议,影响金属价态、吸附位点及反应路径选择,特别是在甲醇脱氢生成中间产物(如甲醛、甲酸和甲酸甲酯)的反应路径上,尚未形成统一认识。本文总结了Cu0与Cu+的单位点与协同位点机制,探讨了Pt基催化剂的直接路径与协同路径,分析In2O3等对Pt位点调控及氧空位生成的促进作用。通过催化性能评估与机理研究,提出了优化催化剂活性和稳定性的策略。本综述不仅深化了对MSR反应机理的理解,还为高效催化剂的设计提供了理论基础和研究方向。
关键词: 甲醇水蒸气重整制氢, Cu基和Pt基催化剂, 活性位点, 协同作用, 反应路径
Ti3C2/In4SnS8肖特基异质结用于高效光催化生成H2O2和Cr(Ⅵ)还原
周彤, 刘雪, 赵亮, 乔明涛, 雷琬莹
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202309020
人工光合成是一种先进的技术,可以利用太阳能作为唯一驱动能源,将水和氧气转化成双氧水(H2O2)。然而,目前常用的光催化体系的性能受制于其光吸收能力有限,载流子分离效率低以及表面反应能力弱等问题。在本文研究中,采用原位水热法,成功地在少层Ti3C2片表面生长厚度为5–10 nm的立方相In4SnS8 nm片(Eg = 2.16 eV),形成了一种具有三明治结构的Ti3C2/In4SnS8纳米复合材料。Ti3C2和In4SnS8之间较大的界面面积及紧密的界面接触有助于载流子在体系中的迁移。X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM),和X射线光电子能谱(XPS)证实了Ti3C2/In4SnS8纳米复合材料的成功构建。能带结构包括价带顶端和Mott-Schottky曲线表明此2D/2D异质结形成了肖特基异质结,有助于载流子的快速分离,并从In4SnS8转移至Ti3C2表面,避免了电子从Ti3C2回流至In4SnS8。荧光光谱分析和光/电测试结果证明了Ti3C2和In4SnS8的复合有效抑制了载流子的复合。其中,7 wt% Ti3C2/In4SnS8复合材料表现出最佳的可见光催化性能,H2O2生成速率为1.998 µmol∙L−1∙min‒1,比单独In4SnS8高2.2倍。此外,Ti3C2/In4SnS8表现出多功能应用,对Cr(Ⅵ)的还原速率为19.8 × 10−3 min‒1,比单一In4SnS8性能高约4倍。Ti3C2/In4SnS8复合材料在经过五次循环实验测试后表现优异的稳定性,其形貌、晶体结构和组成在反应后未发生改变。通过深层次的分析包括捕获实验、气氛实验和电子顺磁共振,证明了H2O2生成的途径包括两种:一种是两步单电子还原路径,另一种是一步两电子水氧化路径。本研究为设计高效、多功能的催化体系提供了一种新的思路。
关键词: Ti3C2, In4SnS8, 光催化, 生成H2O2, Cr(Ⅵ)还原

出版年份

相关作者

相关热词