夯基础、实践的化工原理教学创新初探
李昱, 宋兰兰, 张红秀
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312087
针对在“化工原理”教学活动中所面临的学生“难理解、难应用、难坚持”三难痛点,教学团队基于OBE教学理念,“多维度、全方位”丰富理论教学体系,“夯基础、强实践”培养化学工程思维,“多项目、众主体”合理化教学评价,在摸索中推进了“化工原理”课程教学改革创新,有效强化了学生的创新能力、实践能力与工程思维,团队教师在推进教学创新改革的同时,积极参与教学研究、参加各项教学赛事,教学能力得到有效提升。
关键词: 化工原理, 教学创新, OBE教学理念
电化学合成二苯酮的绿色化学实验
胡良桢, 倪黎, 牛子怡, 张晓慧, 秦波, 熊燕
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312001
醇氧化成酮是本科有机化学理论教学内容的重要组成部分。本实验反应产物二苯甲酮在光引发剂与紫外光固化涂料等领域中均具有广泛的应用。以二苯甲酮为骨架的化合物在药物靶向释放领域也有一定的应用。已知制备二苯甲酮的反应涉及反应时间长、使用重金属氧化试剂、脱氢催化剂制备过程复杂等制约因素,使得这些反应在本科实验教学的应用上仍有不足,需要改进。本文利用电化学合成方法,设计了一种绿色环保的合成二苯甲酮的实验方法。该方法用碘化钾作为电解质,乙腈和水的混合溶液作为反应溶剂,直接电解,在不直接添加氧化试剂或者脱氢试剂的情况下将二苯甲醇氧化成二苯甲酮。改进后的方法反应时间较短,产率高,后处理简单,用到的试剂价廉易得,更适用于基础有机实验教学。本实验结合薄层色谱(TLC)、熔点测定、1H NMR以及液质联用仪对反应体系或产物进行分析与结构鉴定,有助于培养学生的实验操作能力与产物鉴定能力。
关键词: 二苯甲酮, 二苯甲醇, 电化学氧化
铜-焦脱镁叶绿酸a酯的合成及抗肿瘤活性研究实验教学设计
宋平, 张楠, 王洁, 闫蕊, 王志强, 金英学
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310087
本实验设计合成了铜-焦脱镁叶绿酸a甲酯(Cu-MPPa),用于活性氧(ROS)介导的癌症治疗和消耗谷胱甘肽,并通过类Fenton反应循环产氧维持细胞内高浓度氧。实验过程中考察了Cu-MPPa的活性氧产生能力、氧气产生能力和谷胱甘肽消耗能力等性能。所合成中间体的结构用质谱进行了表征。这个实验综合了有机化学合成、仪器分析化学和生物化学实验,要求由三名学生组成实验小组,大约需要24学时,旨在培养学生综合创新能力、解决复杂问题能力和培养团队合作精神。
关键词: 铜-焦脱镁叶绿酸a甲酯, 活性氧, 有机化学合成, 仪器分析, 抗肿瘤
“认知体验-固本基-前沿创新”——复旦大学化学实验课程体系的建设与实践
刘莎莎, 刘永梅, 李有琴, 王娟, 孙立森, 张晋芬, 高翔, 孙兴文
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405095
化学国家级实验教学示范中心(复旦大学),把培养一流本科生作为坚定目标和不懈追求,广泛吸收国内外先进的教育教学理念,聚焦国家社会对人才的需求,增强课程体系化建设,深化内涵,拓展外延,经过多年教学探索、建设和实践了“认知体验-固本强基-前沿创新”的进阶化学实验课程体系。在国家“教育数字化”战略发展方向,持续推进数字化教育资源,践行创新培养,优化和强化示范平台建设,实现中心的可持续发展。
关键词: 认知体验, 固本强基, 前沿创新, 数字化教育, 可持续发展
Synergistic nitrogen doping and carbon support in TiO2 for enhanced photocatalytic degradation of methylene blue and oxytetracycline
Ruru MA, Yingjie SONG, Yahui LI, Ermin ZHOU, Deqiang LI, Xiaojuan HUANG, Jun LI
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250221
In this study, sawdust served as a carbon source and urea as a nitrogen source to synthesize carbon- supported, nitrogen-doped TiO2 composites via a one-pot solvothermal method. The composites were characterized using FTIR, powder X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy, thermogravimetry-derivative thermogravimetry, scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy, and transmission electron microscopy. Results indicated that all synthesized composites exhibit the anatase phase, with those calcined at 800 ℃ demonstrating enhanced crystallinity. Nitrogen is incorporated into the TiO2 lattice, while carbon is predominantly located on the surface. Photodegradation experiments showed that 20 mg of composite N-TiO2/C-800 achieved degradation rates of 93.4% for methylene blue (20 mg·L-1, 50 mL) and 99.4% for oxytetracycline (20 mg·L-1, 50 mL) within 30 min. Free radical capture experiments indicated that h+ was the primary active species in the photocatalytic degradation process.
关键词: N-TiO2/C, photocatalysis, visible light, methylene blue, oxytetracycline, degradation
以实践育人,以实境技:仪器分析实验教学改革实践与探索
陈红云, 李国然, 刘阳
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202601047
在化学、材料科学等前沿领域,定性定量分析技术已成为驱动学科发展和提升科研与工程实践水平的关键。仪器分析实验,正是培养学生掌握这门跨学科“通用语言”的核心环节。然而,传统仪器分析实验多侧重于原理认知与基础操作,与科研和工程实践存在显著差距,难以有效支撑实践型人才的培养目标。针对这一教学痛点,开展仪器分析实验的教学改革显得尤为重要,这是打破课堂教学与真实实践之间壁垒、系统构建两者有效衔接桥梁的关键。因此,本文以“实践育人”理念为指导,引入真实场景设计了一个开放探究型仪器分析实验项目——市售膳食补充剂中微量元素的测定。该实验内容包含引导式预习、开放式讨论、探究式实验三部分。实验重点聚焦谱线干扰的应对和方法可靠性的探究,使学生理解谱线选择和方法质量监控对于微量元素分析的重要性,培养学生设计并建立一个面向实际应用的、科学完整的电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)检测流程。教学实践结果表明,贴近生活的实验对象和未知的实验结果,极大提高了学生的学习兴趣,同时也提高了学生的思考能力、表达能力和实践能力。
关键词: 实践育人, 仪器分析, 电感耦合等离子体发射光谱, 微量元素
直接Z型MIL-100(Fe)/BiOBr异质结的构建及光芬顿降解磺胺恶唑的性能
李雨佳, 王天予, 王茀学, 王崇臣
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230314
通过原位共沉淀法可控制备了系列直接Z型MIL-100(Fe)/BiOBr异质结。使用粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对MIL-100(Fe)/BiOBr异质结晶体结构、微观形貌、光学性能、化学组成进行表征。以低功率发光二级管可见光为光源,探究了MIL-100(Fe)/BiOBr异质结光芬顿降解磺胺甲恶唑(SMX)性能。最佳反应体系MB-7/Vis/H2O2(MB-7是MIL-100(Fe)质量为BiOBr质量的70%时制备的样品)在光源照射70 min后可降解99.8% SMX(5 mg·L-1)。同时,还考察了H2O2浓度、催化剂投加量、pH值以及无机阴离子对MB-7/Vis/H2O2降解SMX影响。MB-7/Vis/H2O2能够在经过5轮循环降解实验后保持95%以上的SMX降解效率,表明其具有较好的循环稳定性。通过光致发光(PL)光谱、光电化学测试、活性物质捕获实验以及电子自旋共振(ESR)技术对光芬顿降解SMX机理进行了揭示。增强的光芬顿活性的机制主要来自于异质结的构建加速了光生载流子的分离,进而促进了活性物质产生以及Fe3+/Fe2+的循环。
关键词: 光芬顿, 异质结, MIL-100(Fe), BiOBr, 磺胺甲恶唑
三角形Au@TiO2介孔催化剂可见光降解亚
刘兵, 张黄, 韩洪亮, 胡长文, 张英磊
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230398
利用溶胶凝胶法制备出一种三角形Au@TiO2核壳材料。经过水热晶化,该材料膨胀至300 nm,壳层TiO2晶化为介孔锐钛矿相,但核心三角形Au颗粒的形貌保持不变。采用粉末X射线衍射(PXRD)、ζ电位、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、热重分析(TGA)、光致发光(PL)光谱、光电流(i-t)以及光催化降解技术,对样品的结构和性能进行了系统、详细的检测与分析。经过晶化处理的Au@TiO2在可见光波段的光降解亚甲蓝性能比未晶化时有了显著的提升, 1 mg·mL-1 Au@c-TiO2可以在可见光照射1 h后实现对60 mg·L-1亚甲蓝全降解。电子顺磁共振(EPR)测试表明·O2-和·OH两种自由基对光降解起到了很大作用。通过综合分析实验结果和时域有限差分(FDTD)分析,探究了催化反应的机理。
关键词: 光降解, 二氧化钛, 三角形金颗粒, 可见光
红光诱导菠菜叶提取物催化对羟基苯腈的绿色合成——药学类本科生新创实验的研究与探索
曹陶, 房方, 李念光, 张毅楠, 詹其琛
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309098
在现代有机化学合成反应中,光照是一种重要的反应条件,但是在现行的有机化学实验教材中很少涉及。本新创实验采用微量化方法,借鉴自然界中的光合作用原理,尝试利用可见光红光诱导菠菜叶中的叶绿素,催化对氰基苯硼酸与空气中的氧气发生氧化反应合成对羟基苯甲腈。在我校有机化学实验教学中引入该综合实验,具有如下优点:(1) 所用催化剂绿色环保、简单易得,合成过程安全可靠,实验成本低;(2) 微量化实验有利于减少环境污染,提高实验安全,节省试剂和时间,减少仪器损耗,有利于培养学生严谨细致的实验作风和习惯;(3) 在拓宽学生的知识面和眼界的同时,激发学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性。
关键词: 菠菜叶, 叶绿素, 红光, 对羟基苯甲腈, 绿色合成
“厚基础、能力、深潜质”高分子材料与工程专业一流本科人才培养方案的构建与实践
赖学军, 张安强, 王涛, 吴水珠, 张广照
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202407012
当前高分子材料与工程专业本科生存在基础不扎实、创新能力不足、发展潜力未得到充分挖掘的问题。华南理工大学在高分子材料与工程专业2017版本科培养方案修订中,大幅提高“物理化学”“有机化学”等基础课程课时,优化实践环节和增加特色课程,构建了具有“厚基础、强能力、深潜质”特色的一流本科人才培养方案。结合工程教育认证要求及七年来的实践经验,我们还对培养方案进行了持续改进,在人才培养和专业建设方面取得显著成效。本文简要介绍该方案的修订和实践成效。
关键词: 高分子材料与工程, 培养方案, 基础化学, 工程教育认证

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