BiOCl/聚苯胺的制备及其光催化降解罗丹B性能
张霞, 白羽石, 常熙, 张晗, 张灏昱, 彭利满, 黄姝姝
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240255
采用原位聚合法制备了氯氧化铋(BiOCl)与聚苯胺(PANI)复合的Ⅱ型异质结光催化剂BiOCl/PANI,并采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和N2吸附-脱附测试等多种技术手段对其进行了表征,考察了BiOCl/PANI在模拟可见光下对罗丹明B (RhB)的光催化降解性能。实验结果表明:BiOCl/PANI催化剂比PANI和BiOCl具有更高的光催化活性,在RhB质量浓度为50 mg·L-1、PANI与BiOCl的物质的量之比为0.02∶1、50 mg·L-1的催化剂条件下,所制备的BiOCl/PANI光催化150 min后,RhB降解率为98.8%,速率常数为0.031 min-1;经过4次循环实验后,RhB降解率从98.8%降低至98.4%,表现出良好的稳定性和可重复利用性。光催化剂BiOCl/PANI实现了电子和空穴对的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了光催化性能。
关键词: 光催化, Ⅱ型异质结, BiOCl/polyaniline, 罗丹明B
荧光定量分析实验的改进——化学计量学辅助的三维荧光法同时测定食品中的罗丹6G和罗丹123
文密, 贾宝硕, 柴永琪, 王童, 刘剑波, 吴海龙
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405147
仪器分析实验“分子荧光法测定罗丹明B的含量”存在实验过于简单、未考虑实际情况等问题。因此,本改进实验在三维荧光扫描模式下获取样本数据,不进行复杂预处理,而是运用化学计量学算法解析出目标分析物的纯信号,进而实现了染色辣椒中罗丹明6G和123的同时测定。本改进实验提高了学生全面考虑问题和创新解决问题的能力。
关键词: 罗丹明6G, 罗丹明123, 三维荧光, 化学计量学, 染色辣椒
Construction and photocatalytic properties toward rhodamine B of CdS/Fe3O4 heterojunction
Yuan CONG, Yunhao WANG, Wanping LI, Zhicheng ZHANG, Shuo LIU, Huiyuan GUO, Hongyu YUAN, Zhiping ZHOU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240219
A simple two-step hydrothermal method synthesized four different CdS/Fe3O4 photocatalysts with varying ratios of mass of CdS to Fe3O4. The composition and morphology of the prepared samples were investigated using X-ray diffraction (XRD), Raman spectrum, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Solid UV reflectance spectra testing found that CdS/Fe3O4 nanocomposites had good light absorption throughout the spectral range, promoting their photocatalytic properties. Under visible light irradiation, CdS/Fe3O4 (2:5) with a mass ratio of 2:5 exhibited excellent photocatalytic performance, with a degradation rate of 98.8% for rhodamine B. Furthermore, after five cycles of photocatalytic degradation reaction, the rhodamine B degradation rate remained at 96.2%, indicating that the photocatalysts have good photocatalytic stability.
关键词: CdS/Fe3O4, photocatalyst, degradation rate, rhodamine B
Corn straw-derived carbon/BiOBr composite: Synthesis and photocatalytic degradation performance for rhodamine B
Jin ZHANG, Yuting WANG, Bin YU, Yuxin ZHONG, Yufeng ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250028
A flower-like BiOBr photocatalyst (CS/BiOBr) was prepared by using the carbon material derived from corn straw (CS) as the carrier. The prepared composites were characterized by X - ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FIIR) spectra, scanning electron microscope (SEM), X - ray photoelectron spectra (XPS), and UV-Vis diffuse reflectance spectra (UV-Vis DRS). The SEM analyses indicate that the introduction of CS promotes the formation of a unique flower-like structure in BiOBr, which not only optimizes the efficiency of light capture but also increases the specific surface area of BiOBr. The bandgap of the composite was narrower compared with the pure BiOBr. The CS/BiOBr composites exhibited higher photocatalytic activity than pure CS and BiOBr under visible light irradiation, and a higher first-order reaction rate constant (k) of 0.043 7 min-1 than BiOBr (0.014 6 min-1), and exhibited excellent stability and reusability during the cyclic run. The enhanced photocatalytic activity is attributed to the efficient separation of photoinduced electrons and holes. Superoxide radicals and holes were the major active species.
关键词: corn straws, agricultural waste, BiOBr, photocatalysis, rhodamine B
绿色化学导向的一法贝诺酯合成工艺研究及其体内动态评价
李炳良, 韩玉莹, 李典阳, 刘丹丹, 尚文斌
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311070
现行教材中贝诺酯的合成基于Schotten-Baumann酯化反应,实验试剂SOCl2会转化生成HCl和SO2,环境友好性低,且实验步骤多。本改进实验利用碳二酰亚胺/4-DMAP缩合酯化反应一步合成贝诺酯,通过熔点测定、NMR、HPLC-MS等对产品进行结构表征与纯度测定,并进行基于大鼠血浆和胆汁的体内动态分析。同时验证了药物设计拼合原理,改进后的方法绿色高效,安全性明显提高。
关键词: 贝诺酯, 一步合成, 碳二酰亚胺, 体内分析, 拼合原理
由4-羟基苯乙酮制备对乙酰氨基酚的两合成实验设计
匡永清, 刘劼, 冯见君, 杨文, 蔡双莲, 史玲
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403012
设计了由4-羟基苯乙酮制备对乙酰氨基酚的两步合成实验,并应用于本科教学。先由4-羟基苯乙酮与羟胺缩合产生4-羟基苯乙酮肟,再由三聚氯氰催化4-羟基苯乙酮的Beckmann重排反应得到对乙酰氨基酚。实验应用了回流、萃取、干燥、过滤、旋转蒸发、薄层色谱和柱层析等重要有机实验操作,可综合训练学生的有机合成技术。通过制备具有重要医学和经济价值的目标化合物,向学生展示了有机合成技术在实际生活中的应用,有利于提高他们学习有机化学的兴趣。Beckmann重排采用了有机小分子催化剂,有助于学生加深理解有机催化的意义和Beckmann重排反应的机理。
关键词: 对乙酰氨基酚, 酮肟化, Beckmann重排, 有机催化
钯-手性磷酸接力催化的一锅三串联反应合成手性四氢喹啉
梁仁校, 钟哲, 金张灵, 史丽娟, 贾义霞
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311024
设计钯-手性磷酸接力催化体系,以邻碘苯胺和苯基烯丙醇为原料,通过“一锅三步”串联反应高效合成手性2-苯基四氢喹啉,实验无需中间体分离,降低了手性四氢喹啉的合成难度并提高反应经济性,与单一催化反应相比,协同接力催化具有操作简单、反应高效等优点。将协同接力催化的科学前沿引入本科实验教学,融入节能减排和绿色化学等课程思政元素,能拓宽学生的科学视野,激发其学习兴趣并提升创新能力。此外,实验涵盖格氏反应、Heck反应、亚胺缩合反应、不对称氢转移反应等理论知识以及薄层色谱、柱层析色谱、旋转蒸发仪、核磁共振仪、高效液相色谱仪、旋光仪等分析分离设备的操作使用,能综合提升学生的理论水平、实验技能和科学思维能力,促进科研与教学相融合。
关键词: 接力催化, 串联反应, 不对称合成, 四氢喹啉
做好基础化学实验教学第一——线上线下辅助实验预习的探索和总结
吴晓军, 胡锴, 赵发琼
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312052
预习是实验教学的重要环节,预习的科学设计和落实执行不仅直接决定了学生学与做、教师教与导的效果,而且在学生思维能力和探究精神的培养中承载着小杠杆撬动大效益的作用。本文介绍了武汉大学基础化学实验课程组利用线上线下资源辅助低年级学生进行实验预习的探索和总结,分享了别具一格的互动式讲义和“六步走”预习教学模式,以实现在潜移默化中推动学生思辨能力和自主学习能力的稳步提升。
关键词: 基础化学实验, 实验预习, 线上线下混合, 互动式讲义
焙烧法制备大比表面积和结晶性增强超薄g-C3N4纳米片及其高效光催化产H2O2
陈恒, 聂龙辉, 徐凯, 杨毅琼, 方彩红
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202406019
以水和氧气为原料,光催化产过氧化氢(H2O2)具有绿色、清洁的特点而受到广泛关注。针对氮化碳(g-C3N4)本征光催化活性低的问题,本文采用两步热聚合法制备了具有大比表面积和结晶性增强的超薄g-C3N4纳米片光催化剂。煅烧条件对g-C3N4的结构属性和催化性能有显著影响。两步焙烧和1 ℃·min-1最佳升温速率制备的样品(CN-T-1)表现出显著提高的光催化产H2O2效率(3177.0 µmol·g-1·h-1),为一步焙烧和1 ℃·min-1升温速率制备的样品(CN-O-1)(858.6 µmol·g-1·h-1)的3.7倍,高于文献报导的纯g-C3N4产H2O2效率。CN-T-1在5次循环使用中H2O2产率先略有下降,后基本保持不变,表现出良好的稳定性。相较于CN-O-1,CN-T-1增强的催化性能归因于更大的比表面积、增强的结晶性、更高氧吸附能力和光生载流子分离效率、更长的载流子寿命,以及超薄片层使其具有更大的带隙(3.07 eV, 比CN-O-1大+0.26 eV)和更正的价带位置。•O2-自由基被证实为主要的活性物种。CN-T-1光催化产H2O2被证实为两步单电子ORR路径(O2 + e- → •O2- → H2O2)。
关键词: 光催化, H2O2制备, g-C3N4纳米片, 光催化机理

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