课堂设企业,产业融入教学——仪器分析教学创新实践
邢曦雯, 冯海瑜, 黄峙, 徐亮, 余志义, 陈小佳
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202505032
以学生为主体的实践教学是新时代背景下深入贯彻落实“立德树人”根本任务的重要举措,并逐渐成为课堂教学改革的关键着力点。针对仪器分析课程知识点细碎、多学科交叉性强、技术迭代迅速等特征,以及传统教学中存在的课堂与实验室割裂、教学与产业脱节、理论与应用分离等现实困境,本教学团队创新提出“课堂设进企业,产业融入教学”的教学理念,通过在企业实况下设立教学现场,重构知识图谱,让企业的研发实验室成为新的理论知识实践载体。这种贯通“教-研-产”的创新教学模式将有机融合“人才链-教育链-产业链-创新链”,为培育具有产业视野和报国情怀的新时代仪器人才提供系统性支撑。
关键词: 实践教学, 产教融合, 课程进企, 仪器自强
当“刻”照进现实,探秘“双螺旋”的存储黑科技
李姝欣, 刘敬暄, 邱晓清
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506092
以“刻进DNA”这一流行用语引入,通过形象语言介绍DNA存储技术的发展历程与应用前景。先讲其拓荒阶段的编码、合成、存储读取步骤及早期技术局限,再述“毕昇一号”活字存储喷墨打印机的创新和酶促合成的助力,实现数据自动化快速写入,最后介绍其在档案保存、太空探索等领域的应用及面临的伦理挑战,激发读者对化学前沿科学探索的热情。
关键词: DNA存储, 发展历程, 拟人化叙事, 前景与挑战
S型异质结g-C3N4/Bi2WO6高效降解氧氟沙星:性能、机理及降解路径
韦梦兰, 欧晓霞, 王艺濛, 张梦圆, 滕飞, 王凯旋
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100105
采用一步水热法合成了g-C3N4/Bi2WO6(MCN/BWO)异质结光催化剂,用于降解左氧氟沙星(LEV)。在模拟太阳光照射下,摩尔比为1 : 1的MCN/BWO对LEV的降解率达到98.14%,这归因于MCN和BWO之间形成了S型异质结。原位XPS分析和表面功函数测量证实了电子转移路径遵循S型异质结机制。MCN/BWO体系中S型异质结产生的内建电场(IEF)促进了光生电子(e)从BWO的导带(CB)直接转移到MCN的价带(VB)。这一过程实现了光生电子-空穴对(e-h+)的有效分离,h⁺在BWO的VB上积累,e在MCN的CB上积累。自由基捕获实验表明,超氧自由基(·O₂)和h⁺是主要的活性物种。除了表现出优异的光催化性能外,该催化剂在连续三个循环中保持了良好的稳定性。为了阐明降解机制,采用液相色谱-质谱(LC-MS)和定量构效关系(QSAR)分析来鉴定降解途径、中间产物和潜在毒性。本研究为废水处理应用提供了理论基础。
关键词: S型异质结, MCN/BWO, 光催化, 左氧氟沙星, 降解路径
基础理论与前沿研究携手课堂——化学“101计划”无机化学课程教学案例介绍
蔡苹, 朱亚先, 胡涛
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408027
卡宾及其配合物案例教学的设计思想是将基础理论与前沿研究相结合来进行课堂教学。在对文献所报道的研究成果用基础理论进行抽丝剥茧地分析和讨论过程中,帮助学生夯实基础,真正做到固本强基的同时培养学生的创新意识与创新能力。
关键词: 化学“101计划”, 前沿研究, 基础理论
地方本科院校无机化学英教学实践与探索
郭海洋, 朱龙凤, 钟伟, 朱连文, 李蕾
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411016
构建全英文课程体系对于培育具备全球视野的人才具有重大意义,它是推进教育国际化的关键环节。在全球化进程和教育政策的引领下,本项研究着眼于地方本科院校在全英文无机化学课程教学中面临的挑战,进行了深入的实践探索。研究详尽介绍了具体的实施策略及其成效,涵盖了课程概述、教学目标、教学内容、教学资源、教学方法、教师团队、课程思政以及教学效果等8个关键领域,归纳并提炼了无机化学全英文课程建设的特色与创新点,旨在为国内相似课程的建设提供参考和启示。
关键词: 地方本科院校, 无机化学, 全英教学
Perfluroalkane functionalization on MOF-808 for acetylene purification
Huiying LIN, Xiang ZHAO, Banghao WEI, Bufeng WANG, Zhiyong LU, Junfeng BAI
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250110
Perfluoroalkyl acids of different chain lengths, including trifluoroacetic acid, heptafluorobutyric acid, and nonafluoropentanoic acid, were used as second ligands to replace the formic acid on the Zr6 clusters in MOF-808. This led to the formation of a series of MOF-808-R materials (R=F3, F7, F9, corresponding to trifluoroacetic acid, heptafluorobutyric acid, and nonafluoropentanoic acid) with multiple ligands, and we investigated the impact of the second ligand modification on pore size and pore environment. The loading amount of the second ligand was determined using NMR and other methods. We conducted adsorption tests for acetylene and carbon dioxide at different temperatures on both MOF-808 and MOF-808-R to explore the effects of the ligand diversification on acetylene separation performance. It was found that MOF-808-F7 exhibited the best performance in acetylene-carbon dioxide separation.
关键词: MOF-808, fluorocarboxylate-modified, C2H2/CO2 separation
一种新型等离子体共振效应调控的Ag/Ag3PO4/C3N5 S型异质结光催化材料高效降解氧氟沙星抗生素
董珂欣, 申楚琦, 阎如玉, 刘艳萍, 庄春强, 李世杰
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202310013
抗生素在自然水体中的含量不断升高,引发的水体污染对社会的可持续发展构成了巨大威胁。光催化技术是一种高效且环保的环境净化技术,在解决环境污染方面具有巨大的应用前景。C3N5是一种性能优越的非贵金属光催化剂。然而,该催化剂的应用面临着一些挑战,比如光反应动力学较慢和光生载流子快速复合的问题。近期的研究表明,构筑独特的S型异质结是获得优良光催化剂的一种有效策略。因此,通过一种简易的制备方法成功构筑了一种等离子体效应协同的Ag/Ag3PO4/C3N5 S型异质结光催化材料。由于等离子体效应和S型异质结的协同作用,Ag/Ag3PO4/C3N5异质结展现出优异的吸收太阳光的能力、高效分离光生载流子的能力以及强大的光氧化还原能力,能够在太阳光的激发下有效产生大量的•OH和•O2自由基。因此,Ag/Ag3PO4/C3N5表现出卓越的光催化性能,对左氧氟沙星(LEV)的降解速率常数高达0.0362 min−1,比C3N5、Ag3PO4和Ag3PO4/C3N5分别提高了24.8、1.1和0.7倍。此外,Ag/Ag3PO4/C3N5异质结具有出色的抗外界环境干扰性和可重复使用性。该研究为C3N5基光催化剂材料在环境净化方面迈出了坚实的一步。
关键词: 离子体共振效应, C3N5, S型异质结, 协同效应, 抗生素去除, 内建电场
概念图作业在基础化学英语课程教学的运用和效果分析
严忠红, 李春霞, 杨若林
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405138
概念图作为组织和表征知识的工具,因能促进有意义的学习,减少无关认知负荷,成为科学课程教学的有效策略,尤其对语言能力不够的学生特别有益。为帮助学生在全英语课程学习中获得成功,本研究将概念图策略运用在基础化学全英语课程教学中,围绕概念图作业的实施,对学生的学业成绩、概念图的评估和学生对实施概念图作业的看法进行统计分析,考察在基础化学全英语课程中使用概念图作业的有效性。
关键词: 概念图, 思维导图, 基础化学, 全英语教学
Preparation and photocatalytic performance of CsxWO3/TiO2 based on full spectral response
Zhangyong LIU, Lihui XU, Yue YANG, Liming WANG, Hong PAN, Xinzhe HUANG, Xueqiang FU, Yingxiu ZHANG, Meiran DOU, Meng WANG, Yi TENG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240345
CsxWO3/TiO2 composites with full‐spectrum catalytic activity were prepared by solvothermal reaction. The composites were characterized using X‐ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), specific surface area testing, X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), and UV‐Vis diffuse reflectance spectra (UV‐Vis DRS). CsxWO3 and TiO2 were uniformly bonded together in the composites. The heterojunction structure was formed. The band gap was reduced from 2.75 to 2.65 eV. The photocatalytic property of CsxWO3/TiO2 was demonstrated by the degradation rates of 20 mg·L-1 methylene blue dye, which were 99.7%, 91.4%, and 70.7% under irradiation from a 300 W high‐pressure mercury lamp, a 500 W xenon lamp, and a 400 W infrared lamp, respectively. After five cycles of photocatalytic degradation, the composite photocatalyst still showed a degradation efficiency of 87.6%. This indicates that CsxWO3/TiO2 has good photocatalytic degradability and cyclic stability. The photocatalytic mechanism of CsxWO3/TiO2 was investigated. The trapping experiments of the active species showed that the main active substances were the empty hole (h+) and hydroxyl radical (·OH).
关键词: CsxWO3‐based, solvothermal method, full spectrum, composite material, photocatalytic activity
多级Ag/Bi/氮空位g-C3N4/Ti3C2Tx肖特基结的构筑及其光谱催化性能
王敏, 辛德华, 石雅宁, 朱文垚, 张苑群, 章薇
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230477
采用原位溶剂热反应制备多级Ag/Bi/Nv-g-C3N4(氮空位-g-C3N4)/Ti3C2Tx肖特基结,并对其物相组成和晶体结构、微观形貌和孔结构、表面元素组成和化学态、光学和光电化学性质进行了表征。由于Ag、Bi和Ti3C2Tx协同的表面等离激元共振效应,Ag/Bi/Nv-g-C3N4/Ti3C2Tx表现出全光谱吸收特性。由载流子浓度差驱动的界面极化电荷转移诱导形成的肖特基结,显著提高了光生载流子(包括热电子和热空穴)的分离效率和利用率。因此,与Nv-g-C3N4、Ti3C2Tx、Ag/Nv-g-C3N4、Bi/Nv-g-C3N4和Ag/Bi/Nv-g-C3N4相比,Ag/Bi/Nv-g-C3N4/Ti3C2Tx表现出显著增强的全光谱催化活性,其在可见光和近红外光照射下光催化降解四环素的反应速率常数分别为0.033和0.008 6 min-1,为对比样品的10~2.1倍和8.6~1.8倍。
关键词: 肖特基结, 表面等离激元共振, 全光谱催化, 盐酸四环素

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