基航空航天专业特色,新质无机化学教学模式
鹿现永, 胡涛
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202409037
基于航空航天专业育人特色,打通无机化学原理和无机元素课程建设的知识体系融合通道,利用STEM教学理念打造内涵式新质无机化学教学体系,解决目前存在的无机化学教学难点和痛点,提高课程的两性一度,为新时代化学人才的培养提供课程支撑。
关键词: 无机化学, 新质教学体系, STEM教学理念, 学校育人特色
Preparation and electrochemical lithium storage performance of porous silicon microsphere composite with metal modification and carbon coating
Zeyu XU, Tongzhou LU, Haibo SHAO, Jianming WANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240164
This work adopts a multi-step etching-heat treatment strategy to prepare porous silicon microsphere composite with Sb-Sn surface modification and carbon coating (pSi/Sb-Sn@C), using industrial grade SiAl alloy micro-spheres as a precursor. pSi/Sb-Sn@C had a 3D structure with bimetallic (Sb-Sn) modified porous silicon micro-spheres (pSi/Sb-Sn) as the core and carbon coating as the shell. Carbon shells can improve the electronic conductivity and mechanical stability of porous silicon microspheres, which is beneficial for obtaining a stable solid electrolyte interface (SEI) film. The 3D porous core promotes the diffusion of lithium ions, increases the intercalation/delithiation active sites, and buffers the volume expansion during the intercalation process. The introduction of active metals (Sb-Sn) can improve the conductivity of the composite and contribute to a certain amount of lithium storage capacity. Due to its unique composition and microstructure, pSi/Sb-Sn@C showed a reversible capacity of 1 247.4 mAh·g-1 after 300 charge/discharge cycles at a current density of 1.0 A·g-1, demonstrating excellent rate lithium storage performance and enhanced electrochemical cycling stability.
关键词: silicon-based anode, porous structure, metallic deposition, carbon coating, electrochemical lithium storage
有机自由基材料在生物医学中的应用
冯丽娜, 姜国玉, 菅晓霞, 王建
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405171
将科学前沿案例引入课堂教学,不仅有助于阐明基础研究的实际应用价值,同时也能激发学生的好奇心,培养他们对前沿知识的探索热情。自由基化学作为有机化学的重要组成部分,因其本身具有高反应活性、反应机理复杂、产物多样等特点,一直被认为是有机化学学习中的重点与难点。近年来,有机自由基凭借其独特的窄带隙结构特征,在生物医学诊疗领域取得了一系列突破性进展,并成为国内外研究的热点。然而,自由基作为一类含有未成对电子的特殊化学物种,通常表现出动力学和热力学的不稳定性,这在很大程度上限制了其实际应用。鉴于此,本文探讨了稳定有机自由基的结构类型与合成策略,并进一步阐述了自由基材料在生物医学精准诊断和光诱导治疗领域的潜在应用前景。通过将最新的自由基研究成果融入课堂教学,有助于增强学生对该领域的理解和掌握。
关键词: 有机自由基, 生物成像, 光触发治疗
NiFe-MOF和氮氧自由基协同增强甾醇电催化氧化
许银洁, 李随勤, 刘力豪, 贺佳辉, 李凯, 王梦欣, 赵舒影, 李纯, 张峥斌, 钟兴, 王建
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305012
传统甾醇中间体氧化采用重金属铬作为氧化剂,存在毒性大和环境污染等问题。电催化氧化(ECO)以其高效、环保、可控的优点备受青睐,被认为是一种可替代传统工艺的方法。然而,目前ECO面临低电流密度和低时空产率的挑战。本研究采用一步溶剂热法在石墨毡上制备自支撑NiFe-MOF纳米片电催化剂,并耦合NiFe-MOF与氮氧自由基(4-乙酰氨-2, 2, 6, 6-四甲基哌啶-1-氧)协同电催化策略以提高ECO性能。研究发现碱性电解液可重构NiFe-MOF催化剂,从而提高催化活性。此外,连续流动强化传质,成功实现以100 mA∙cm−2的大电流密度对19-羟基-4-雄甾烯-3, 17-二酮(1a)的选择性电催化氧化,且选择性高达98%,时空产率可达15.88 kg∙m−3∙h−1,是间歇电反应器的35倍。寿命测试发现经10次循环反应后,NiFe-MOF/ACT协同体系对ECO仍具有较高的转化率。通过增大NiFe-MOF面积,将其组装至连续流动式电反应器并进行ECO恒电流电解,可达到12.99 kg∙m−3∙h−1的时空产率。该工作提出一种NiFe-MOF/ACT协同电催化氧化策略,为实现甾醇选择性氧化提供新的见解。
关键词: 甾醇, 电催化氧化, 金属有机框架, 氮氧自由基, 协同作用
面向智能时代的化学信息学与人工智能化学理论课程建设
朱伟钢, 王建, 齐强, 李婧, 张志成, 于曦
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412002
近年来人工智能技术与化学课堂教学的融合催生了高等院校专业化学教育发展的新赛道,如何改造化学教学内容、创新教学方法、推动课程建设成为改革前沿之一。本文介绍了天津大学化学信息学与人工智能化学课程建设概况,阐述了课程立项建设的必要性,归纳了课程教学目标、知识领域与授课内容、创新特色及运行成效,提出了不足和未来改进计划,希望能为相关领域教学同行提供借鉴参考。
关键词: 机器学习, 人工智能, 化学教学, 化学信息学, 跨学科教学
分析化学全英文课程因材施教教学策略探讨
王则君, 于永亮, 杨婷, 徐章润, 王建
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202410095
设立并有效开展化学课程全英文教学,是建设世界一流学科、培养核心竞争力人才的重要途径。化学课程的全英文教学立足于专业基础知识传授,以拓展学生国际化视野、掌握世界通用的化学语言、在国际舞台展示、交流化学研究成果为宗旨。本文针对非母语环境下的全英文分析化学课程教学的难点,考虑学生在英语语言能力、职业规划,以及化学专业基础与英语基础的匹配度等个性化差异,设计和实施全英文课程教学,探索了具有普适性的化学学科英文教学方法与策略,使学生在国际化的专业课程学习中取得实质性的收获与成长。
关键词: 个体差异, 全英文课程, 语言能力, 就业目标
从李正名奖学金成立谈李先生的爱国奉献精神
王建
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412089
李正名院士是我国著名的教育家、化学家和农药学家。在李先生逝世3周年之际,李正名奖学金捐赠暨首届颁奖仪式在南开大学举行。本文结合一部分典型的具体事例,对李正名先生的教育家精神和科学家精神进行了介绍,从中折射出他始终如一的坚定爱国信念和无私奉献精神。青年学子通过学习李先生的光辉事迹,可以深入了解老一辈科学家浓厚的家国情怀。本文有助于激励当代大学生厚植爱国主义理想与信念,增强自主创新意识和能力,立志为中华民族的伟大复兴贡献自己的全部力量。
关键词: 李正名奖学金, 教育家精神, 科学家精神, 家国情怀
农林高校物理化学课程新形态资源的设计与实践——以食品科学与工程专业的教学为例
王林, 李晓舟, 赵海双, 王玉堂, 王建, 王俊儒
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412149
作者针对物理化学课程特点及存在的问题,将新课导入、总结及习题环节从传统课堂教学中分离,融入与食品科学与工程专业相关的学科交叉案例,设计制作成模块式的新形态课程资源,并通过混合教学模式进行实践,减轻了课堂负担,提升了学生的积极性和解决实际问题的能力。这一教学创新获得了食品科学与工程专业师生的认可与支持。
关键词: 农林高校, 物理化学, 新形态课程资源, 模块教学法, 混合教学模式
非高分子专业院系的高分子课程群建设探索
王建, 吴伟, 李存璞, 左赵宏, 谭陆西
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502095
本文针对重庆大学化学化工学院高分子课程教学困境,通过跨学院组建涵盖多领域的教学团队,构建包含前序课、核心课与拓展课的课程体系,并整合教学内容,创新教学方法,强化实践教学,设立项目制课程促进理论实践融合。改革成效显著,专业学生绩点大幅提升,教师队伍得到发展,专业在2023年重庆市普通高校本科专业监测获评A+。
关键词: 高分子课程群, 教学改革, 课程体系, 教学方法创新, 人才培养
Synthesis and crystal structures of Co(Ⅱ)/Cu(Ⅱ) coordination polymers based on solvent and ligand concentration regulation strategy
Yinxia SUN, Liping LIU, Xue BAI, Yu SUN, Wanhong SUN, Zhepeng DENG, Jianghai CHEN, Jianjun WANG, Li XU, Shuzhen ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250226
Four distinct coordination polymers (CPs) were successfully synthesized by altering solvent types and adjusting ligand concentrations, and their crystal structures were investigated. [Co(L)(FDCA)(H2O)2]·0.5H2O (1) was synthesized as a 2D structure using Co(Ⅱ) as the metal source, methanol-water (4∶6, V/V) as the solvent, and specific concentrations of 2, 5-furandicarboxylic acid (H2FDCA) and 1, 3, 5-triimidazole benzene (L). Adjusting to pure water and lowering the concentration of L yielded the 1D chain structure of [Co(HL)2(H2O)2](FDCA)2·6H2O (2). Using Cu(Ⅱ) as the metal source, methanol/water (9∶1, V/V) as the solvent, and specific concentrations of L and H2FDCA, the 1D chain structure of [Cu(L)(FDCA)(H2O)]·2H2O (3) was synthesized. Upon increasing the concentrations of L and H2FDCA, and switching the solvent to pure water, the 1D chain structure of [Cu(HL)2(H2O)2](FDCA)2·6H2O (4) was obtained. This shows that changing the solvent and ligand concentrations can affect the structural changes of CPs. In addition, the solid-state photoluminescence of CPs 1-4 at room temperature was studied, and their morphological changes were observed via scanning electron microscopy. Density functional theory calculations revealed that the negative charge concentrates on the O and N atoms of the ligand, facilitating ligand-metal ion coordination.
关键词: Co(Ⅱ)/Cu(Ⅱ), coordination polymer, crystal structure, solvent system, ligand concentration, regulation strategy

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