乙醇溶剂热法制备絮衍生多孔碳及其吸附性能
丁佩佩, 段晶莹, 徐浩然, 方馨茹, 刘星雨, 闫俊涛, 王春蕾
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250370
以杨絮(PC)为原料,采用乙醇溶剂热法对其进行预处理,再进行碳化,制备了高比表面积的杨絮衍生多孔碳(DPCC),并研究了其对染料的吸附性能及动力学性能。通过单因素实验优化工艺参数,确定最佳预处理条件(液固比为17 mL·g-1、200 ℃处理2 h),在此条件下制备的DPCC-10比表面积达到518 m2·g-1。结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)和N2吸附-脱附测试等表征手段,证实预处理过程能够有效去除木质素和半纤维素等,形成丰富的多级孔道结构。吸附实验表明,DPCC-10对亚甲蓝(MB)的最大吸附量达到385.71 mg·g-1,优于多数报道的生物质衍生吸附剂。DPCC-10对染料的吸附过程满足准二级动力学方程,表明该吸附以化学吸附为主。经过4次吸附-脱附循环后,DPCC-10对MB的吸附容量仍保持初始值的92.01%,表明材料具有优异的可再生性能。
关键词: 杨絮, 生物质多孔碳, 吸附, 动力学
科教融合推动硕贯通实验课程的建设——以黄花蒿中青蒿素的提取、分离与鉴定实验为例
胡水, 李厚金, 臧真明, 李莲云, 赖瑢
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310063
科学仪器在科学研究和实验教学中发挥着重要作用,推动着科技创新。本文将青蒿素提取与鉴定实验加以改进,作为本硕贯通实验项目。实验过程中引入并应用现代仪器原理提取黄花蒿中的有效成分,测定青蒿素含量,纯化青蒿素,分析青蒿素结构。将天然产品的提取、分析、分离和鉴定结合起来,提高了学生学习兴趣,学习了天然产物的前沿实验技术,培养了创新意识,训练了科研思维。
关键词: 科教融合, 本硕贯通, 天然产物实验
具有航空航天特色的高分子化学研一体化教学探索
霍利军, 王明存, 赵天艺, 刘明杰
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312059
本文对如何在航空航天特色背景下进行高分子化学课程的本研一体化教学,进行了教学探索和教学实践,建立了具有航空航天特色的层次化、模块化的高分子化学课程体系。结果表明以上教学改革在人才培养中兼顾高分子通用知识和行业专业知识,促进了具有航空航天化学专业特色的毕业生培养,在学生就业、竞赛成绩等方面成效显著。
关键词: 高分子化学课程, 航空航天特色, 本研一体化, 理论与实验协同
以人为理念下基础化学实验室安全建设模式探究——以分析化学实验室为例
陈佳琪, 陈树伟, 任所财, 孙玥, 栾春晖, 吴旭
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311009
实验室安全建设是实验室高效有序运行的保障。大学生作为基础教学实验室运行的主力,他们的安全素养直接影响着实验室的安全状况。在实验教学过程中构建注重安全素养培养的“实验室管理人员、教师、学生——全员、全时三位一体实验教学模式”,并在分析化学实验教学中进行了具体实践。新的实验教学模式加强了实验室管理员、教师与学生之间的沟通,通过COOP与7S实验教学方案,使学生在学习的同时沉浸式参与实验环境维护及建设、根植安全理念。利用Partial Eta Squared (η2)检验和多元Logistic回归模型分析发现,实验过程操作规范性和操作区有序度对学生安全素养影响明显。实践证明,该模式有助于培养学生良好的实验习惯和安全素养,增加学生在实验室中的责任感和获得感,实现管教增质、教学相长、安全铸魂的教学目标,使实验室人员可以把安全时刻掌握在自己手中,实验室安全运行水平有效提升。
关键词: 实验室安全, 以人为本, 安全素养, 分析化学实验
交互式电子课件助力硕贯通仪器分析实验课程建设——以紫外可见光谱仪器分析实验课程为例
范雅楠, 黄晶晶
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411009
在为强基计划本科生开展的仪器分析实验课程中,利用交互式电子课件作为实验课程的课前学习材料,将线上学习与线下学习相结合,有针对性地为学生开展高阶学习内容,激发了学生学习的积极性,提高了学生的实验技能,培养了学生的科研创新思维,为本硕贯通仪器分析实验课程提供了建设数字化课程资源的新途径。
关键词: 互动式电子课件, 紫外可见光谱实验课程, 数字化资源
多孔氮化钛用于高效限硫载体
刘瑞卿, 刘文秀, 谢坤, 刘逸然, 程慧, 王筱瑜, 田辰旭, 林秀婧, 冯晓苗
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230441
通过简便、高效、可规模化的一步高温氮化法,利用高温烧结使二氧化钛(TiO2)粉末在转化成氮化钛(TiN)的同时形成连续的三维多孔网络,具有良好的导电性和高孔隙率。作为高效限硫载体,连续的三维多孔TiN网络不仅能有效增加电子传输路径、增强电子转移、促进离子迁移,而且能够从物理限域和化学吸附两方面对多硫化锂的穿梭效应进行强有力的限制,同时有效提高了硫的负载量。制备的高导电性、高硫负载硫正极展现出较高的放电容量和优异的循环稳定性能。
关键词: 锂硫电池, 高温烧结, 二氧化钛, 氮化钛, 三维多孔材料
Constructing a one-dimensional Cu-coordination polymer-based cathode material for Li-ion batteries
Qingyan JIANG, Yanyong SHA, Chen CHEN, Xiaojuan CHEN, Wenlong LIU, Hao HUANG, Hongjiang LIU, Qi LIU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240004
A novel one-dimensional (1D) polycarbonyl coordination polymer [Cu(BGPD)(DMA)(H2O)]·DMA (named Cu-BD, H2BGPD=N, N′-bis(glycinyl)pyromellitic diimide; DMA=dimethylacetamide) was synthesized, and evaluated as a cathode material for lithium - ion batteries (LIBs) for the first time. The electrochemical performance study revealed that the Cu-BD cathode exhibited better cycling stability and a specific capacity of 50 mAh·g-1 after 100 cycles at a current density of 50 mA·g-1. The study of the reaction mechanism for the Cu-BD electrode discloses that both BGPD2- ligands and Cu(Ⅱ) ions may take part in the electron-transfer process during charging and discharging.
关键词: Cu(Ⅱ), coordination polymer, carbonyl compound, lithium-ion battery, electrode material
Nitrogen-doped 3D graphene-carbon nanotube network for efficient lithium storage
Jie XIE, Hongnan XU, Jianfeng LIAO, Ruoyu CHEN, Lin SUN, Zhong JIN
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240216
A 3D nitrogen-doped graphene/multi-walled carbon nanotube (CS-GO-NCNT) crosslinked network material was successfully synthesized utilizing chitosan and melamine as carbon and nitrogen sources, concomitant with the incorporation of multi-wall carbon nanotubes and employing freeze drying technology. The material amalgamates the merits of 1D/2D hybrid carbon materials, wherein 1D carbon nanotubes confer robustness and expedited electron transport pathways, while 2D graphene sheets facilitate rapid ion migration. Furthermore, the introduction of nitrogen heteroatoms serves to furnish additional active sites for lithium storage. When served as an anode material for lithium-ion batteries, the CS-GO-NCNT electrode delivered a reversible capacity surpassing 500 mAh·g-1, markedly outperforming commercial graphite anodes. Even after 300 cycles at a high current density of 1 A·g-1, it remained a reversible capacity of up to 268 mAh·g-1.
关键词: graphene, carbon nanotube, hybrid material, anode, lithium-ion battery
多组分二共轭金属有机骨架的研究进展
霍然, 张兆辉, 苏熹, 陈龙
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240195
多组分二维共轭金属有机骨架(MTV 2Dc-MOFs)是一类由多种有机配体和金属节点通过配位键周期性组装而成的新型多孔晶态材料,由于具有可预测的拓扑结构、可调的孔隙率、高电导率和高电催化活性等优点,受到了广泛关注。同时,利用多金属离子或有机配体之间的协同作用,可以有效调节材料的电化学活性和选择性,为制备新型的功能性更强的2D c-MOFs提供了新的思路和方向。在这篇短综述中,我们小结了近年来报道的具有多金属节点或有机配体构建的MTV 2D c-MOFs的研究进展,并对其设计策略(双组分和三组分)、骨架优势和面临的挑战做出了展望。
关键词: 多组分金属有机骨架, 电导率, 电催化
纳米铋颗粒修饰三多孔碳的制备及其储钠性能
王卓, 李晓彤, 胡志鹏, 潘俊乔
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240223
通过将纳米Bi颗粒与三维多孔碳(3DPC)材料复合制备得到Bi/3DPC复合材料,有效提高了Bi的电化学性能。3DPC作为碳框架能缓冲充放电过程中Bi的体积膨胀以及提升材料导电性,且其微孔和介孔能够增加材料的比表面积,为吸附钠离子提供活性位点。Bi和3DPC发挥协同效应,在钠离子电池中展现出良好的倍率性能和长期循环稳定性。在5 A·g-1的电流密度下,Bi/3DPC在循环1 000圈后仍保持268.52 mAh·g-1的比容量。
关键词: 三维多孔碳, , 钠离子电池, 负极材料

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