探秘家族
张来英, 朱亚先
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202409015
银在人类的生活和生产中有着重要的作用。本文借用拟人化的手法,介绍了银及其化合物的基本性质和应用,让读者以生动活泼的方式了解银及其化合物。
关键词: , 性质, 应用
悬浮聚合的改革探索:钙钛矿聚苯乙烯微的制备及其荧光稳定性能探究
闫泽祎, 刘瑞涛, 祁鑫禹, 张玉香, 孙璐璐, 李相元, 冯岸超
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405110
有机-无机铅卤钙钛矿由于具有许多优异的光电特性而备受科研人员的关注,在先进光电子器件的多个领域中具有广阔的应用前景。但钙钛矿稳定性较差,对外界环境中的光照、湿度、极性溶剂等十分敏感,因此如何有效提高其荧光稳定性是目前研究的热点问题。本文在本科生高分子化学实验悬浮聚合的基础上,设计本科生自主高分子科学实验——“钙钛矿量子点聚苯乙烯微珠的制备及其荧光稳定性能探究”,将聚合物和钙钛矿材料相结合,通过溶胀-收缩策略将有机-无机钙钛矿材料包封在聚苯乙烯微珠中,制备杂化荧光微珠材料。此策略不仅提高了有机-无机钙钛矿材料的稳定性,又拓展了高分子科学实验产物的应用。同时,以溶胀-收缩策略作为研究领域前沿问题的切入点便于本科生理解实验原理,更能激发本科生对科学研究的兴趣。通过把前沿性研究转化为本科教学的实验教学改革模式,使学生的实验设计能力、创新能力和综合素质都得到了有效训练。
关键词: 高分子科学实验, 钙钛矿荧光微珠, 溶胀-收缩, 自主设计实验
师范院校化学专业研究型实验教学体验课——以从含废液中回收硝酸项目为例
莫启进, 卓梅芳, 钟志怡, 甘春芳, 张丽霞
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310099
研究型实验教学是当前高校实验教学的研究热点。硝酸银是一种价格比较昂贵的试剂,从含银废液中回收硝酸银,不仅能解决环境污染问题,也能节约实验成本。该实验所需仪器设备简单,涉及的操作及过程中出现的问题等,学生也能够利用所学知识和技能有效解决。本文以含银废液为原料回收硝酸银为实验项目,让学生自己设计实验方案,并通过方案的实施,体验研究型实验教学的过程,达到培养学生科学研究意识的目的。
关键词: 含银废液, 氯化银, 硝酸银, 研究型实验教学
sod基纳米分子筛的合成及抗菌性能
孙瑜颢, 董庆喆, 赵蕾, 姜晓丹, 郭海玲, 孟祥龙, 郭永梅
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230169
采用两步法合成了sod基系列分子筛(EMT、FAU、SOD),并通过离子交换法引入Ag+得到载银分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)证明离子交换前后分子筛骨架结构和晶粒尺寸没有发生明显变化;通过红外光谱(IR)、热重(TG)证明制得的载银分子筛具有良好的稳定性;对获得的载银分子筛进行了Ag+释放实验与抗菌能力测试,考察了分子筛种类和晶粒尺寸对抗菌性能的影响。结果表明具有笼状结构的FAU与EMT分子筛因可储存更多的Ag+而具有更好的抗菌性能,而具有超笼结构的FAU分子筛抗菌性能最优。通过对比不同晶粒尺寸载银FAU分子筛抗菌数据发现,晶粒尺寸为100 nm的载银FAU分子筛因外表面丰富的抗菌活性位点以及其内部可以储存并不断释放Ag+而具有最优的抗菌性能和抗菌寿命。而晶粒尺寸为10 nm的载银FAU分子筛由于晶粒尺寸较小、外比表面积大、扩散路径短,Ag+的释放速率最快,抗菌效率最高。
关键词: 纳米分子筛, 抗菌性, 银离子, 晶粒尺寸
电解催化甲醇氧化制甲醛实验的课程思政设计
刘永梅, 孙立森, 黄镇, 涂涛
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308020
将具有工业生产特色的“电解银催化甲醇选择性氧化”转化为一个综合的物理化学实验,通过实验学生可以掌握气固相反应装置运行的规范操作及反应条件的控制对催化性能的调控,推动了工科和理科融合渗透。同时引导学生理解催化技术对提高工业生产经济效益和可持续绿色发展的重要意义,该实验的开展可以强化学生学以致用的意识,增强对化工生产问题的综合性和复杂性的认识,还可以培养学生团队意识和合作能力,培养科技创新促进化工生产的意识和抓住事物本质从根本上解决问题的意识,强化学生的学科素养和社会责任感。
关键词: 电解银, 催化氧化, 甲醇氧化
纳米粒子制备与表征实验的绿色化改进及教学设计
郭永明, 李杰, 刘朝勇
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309057
绿色改进了银纳米粒子制备和表征的实验。以茶叶水为还原剂和稳定剂,考查了茶叶水的含量、溶液的pH值和反应温度对银纳米粒子制备的影响,让学生理解实验条件对银纳米粒子制备产生的影响。利用分光光度计表征了银纳米粒子的光学性质,验证了银纳米粒子溶液吸光度与浓度的关系及丁达尔现象,并利用激光粒度分析仪测定了其粒径。本实验贴近生活、内容丰富、紧跟前沿且符合绿色化学理念,有利于激发学生学习兴趣和培养实践技能、思辨能力和创新意识。
关键词: 银纳米粒子, 制备, 改进, 绿色, 教学设计
催化的开环Minisci反应——开发适合本科生的教学实验
鲁缘怡, 赵俊, 李洪爽
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401088
Minisci反应是利用亲核性的碳自由基中间体对芳杂环进行的取代反应。本研究以1-甲基环丙醇和苯并[d]噻唑为原料在银催化、水相反应条件下发生自由基烷基化,高效合成了4-(苯并[d]噻唑-2-基)-2-丁酮,具有操作步骤简单、反应条件温和及原子经济性的优势。本反应已经本科生进行验证,将有效补充自由基化学相关知识,适合开发成为教学实验。
关键词: Minisci反应, 1-甲基环丙醇, 苯并[d]噻唑, 自由基烷基化反应, 教学实验
Effective detection of malachite green by folic acid stabilized silver nanoclusters
Zhifeng CAI, Ying WU, Yanan LI, Guiyu MENG, Tianyu MIAO, Yihao ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240394
Herein, a one-pot chemical reduction method was reported to prepare folic acid (FA)-stabilized silver nanoclusters (FA@Ag NCs), in which FA, hydrazine hydrate, and silver nitrate were used as capping agent, reducing agent, and precursor, respectively. Several technologies were employed to investigate the structures and optical properties of FA@Ag NCs, including transmission electron microscopy (TEM), X ray photoelectron spectrometer (XPS), Fourier transform infrared spectrometer (FTIR), X-ray diffractometer (XRD), fluorescence spectrometer, and ultraviolet visible absorption spectrometer. FA@Ag NCs were suggested to be highly dispersed and spherical with a size of around 2.8 nm. Moreover, the maximum excitation and emission wavelengths of FA@Ag NCs were 370 and 447 nm, respectively. Under the optimal detection conditions, FA@Ag NCs could be used to effectively detect malachite green with the linear detection range of 0.5-200 μmol·L-1. The detection limit was 0.084 μmol·L-1. The fluorescence-quenching mechanism was ascribed to the static quenching. The detection system based on FA@Ag NCs was successfully used for the detection of malachite green in actual samples with good accuracy and reproducibility.
关键词: fluorescence probe, silver nanoclusters, folic acid, malachite green, static quenching
Silver-doped antimicrobial fluorescent carbon dots: Dual properties of metal ion detection and antibacterial
Jiaxin LU, Yifu QIAO, Xing QIANG, Yong GAO, Ziya LIU, Manying ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250207
Herein, antibacterial silver-doped fluorescent carbon dots (Ag-CDs) were synthesized through a stepwise hydrothermal method, with polyethyleneimine (PEI), citric acid (CA), and silver nitrate (AgNO3) serving as precursors. The applicability and antimicrobial efficacy of these nanomaterials were systematically investigated for metal ion sensing. Experimental evidence demonstrated that the Ag-CDs exhibited a pronounced fluorescence quenching response toward ferric ions (Fe3+), enabling their quantitative determination via a linear concentration-dependent relationship. These Ag-CDs exhibited significant inhibitory effects on biofilm growth and disruption for both Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Mechanism investigations indicate that Ag-CDs induced the death of Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa by disrupting their bacterial morphology and structure, triggering the generation of intracellular reactive oxygen species (ROS), and impairing their antioxidant defense system.
关键词: silver-doped carbon dots, fluorescence property, Fe3+ selective response, antibacterial property
基于科教融合的综合化学实验教学设计:纳米材料的制备及催化性能
王海媛, 唐易名, 郭浩然, 陈国辉, 孙雅静, 赵超, 张振
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404067
开展了研究型综合化学实验教学,将基础教学与科研训练有机结合,以和谐共进的方式加强人才培养效果,有助于推进教育教学改革进程。本实验利用简单的无机化学反应制备银纳米粒子,通过添加不同溴/银比例可调控银纳米胶体溶液颜色,将表面等离子体共振特性引入实验教学,提高了实验的趣味性。实验利用经典的对硝基苯酚催化反应模型验证银纳米粒子的化学活性,结果表明银纳米粒子催化效果良好,可近似为一级反应动力学过程。利用实验室常见的玻璃仪器搭建简易污染物降解反应器,使用自制载银滤纸实现了10次以上的循环降解,降解率可达90%。
关键词: 科教融合, 银纳米粒子, 表面等离子体特性, 环境保护, 以学生为中心

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