基于金纳米棒刻蚀比色法检测、铜离子
李红, 丁晓莹, 刘慈航, 张靖涵, 饶艳英
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230370
采用种子生长法制备金纳米棒(AuNRs)以构建光学传感器,用于Fe3+和Cu2+的高选择性快速可视化检测。在酸性环境中,Fe3+和Cu2+通过与KI溶液反应,将I-氧化成I2。I2刻蚀AuNRs,导致其纵向表面等离子体共振(LSPR)吸收峰蓝移,从而实现对Fe3+和Cu2+的检测。结果表明,反应温度为50 ℃时,添加0.8 mL 0.1 mol·L-1 HCl、2 mL AuNRs生长液和20 mmol·L-1 KI溶液,与2 mL 500 μmol·L-1 Fe3+或30 μmol·L-1 Cu2+反应25或90 min,可将AuNRs刻蚀至LSPR吸收峰消失。该方法对Fe3+和Cu2+检测具有高选择性和准确性,对于Fe3+、Cu2+共存体系的检测,可通过加入适量F-与Fe3+生成配合物[FeF6]3-完成对Fe3+的化学掩蔽,消除Fe3+的干扰,实现共存体系中Cu2+的准确检测。
关键词: 金纳米棒, 铁离子, 铜离子, 比色法检测
乙二胺四乙酸钠补铁剂制备实验改进
王秀云, 程嘉硕, 王一鸣, 吴浩宇, 宿艳, 高瑀茁, 刘潇彧, 赵铭宇, 王春燕, 崔淼, 姜文凤
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308067
本项目将乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)补铁剂制备实验项目进行了改进,将理论知识与实际生产紧密衔接,依据药物制备工艺流程,设置集方案设计、药物制备、结构鉴定、纯度分析等模块于一体的全链条实验内容,将实验项目由验证性实验转变为综合性、设计性实验,引导学生结合制药工艺流程中所涉及到的质量控制、安全生产、环境保护等因素设计实验方案。本实验项目可结合多条专利路线,能激发学生探究兴趣,促进学生自主探究,培养学生方案设计和创新思辨能力,提升学生解决实际问题能力和科学素养,增强专业自信。
关键词: 乙二胺四乙酸铁钠补铁剂制备, 实验改进, 方案设计
二茂苯基衍生物的综合化学实验设计
鄢剑锋, 肖雅婷, 左鑫, 林彩霞, 袁耀锋
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310005
介绍了一个综合化学实验,涉及二茂铁苯基衍生物的合成、光物理和电化学性质的表征。该实验难度适中,综合运用了多种表征方法和测试手段,将大学基础化学理论、基本实验技能与金属有机领域的学术研究相结合。采用逆合成分析法设计了“一锅法”水相合成路线,旨在帮助学生树立绿色化学的概念以及培养可持续发展的思想。实验运用了紫外-可见吸收光谱和电化学方法对目标化合物的光物理和电化学性质进行研究,并结合量化计算手段详细比较了给电子基团和吸电子基团对分子电荷分布带来的影响。通过以科研反哺教学的模式,本实验不仅使学生掌握了基本的科研训练,而且培养了他们的综合实验素质。
关键词: 二茂铁苯基衍生物, 水相合成, 光物理, 电化学, 量化计算, 综合化学实验
清醒与陶醉之间——“酱香拿”的奇妙漂流
周彤, 谢丽怡, 刘楚钰, 郑熙妍, 李宝
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202312048
以近期风靡大众的“酱香拿铁”为蓝本,创新性地以“美酒加咖啡”的双线结构展开,从乙醇和咖啡因的性质、对人体的作用机制、体内代谢途径等方面进行拟人化叙述,以期帮助读者了解背后的化学知识及对健康的影响,从而更科学、适度地摄入饮品。
关键词: 乙醇, 咖啡因, 作用机制, 代谢途径, 人体反应, 饮用建议
钠离子电池基聚阴离子正极材料研究进展
王禹尧, 曹志涛, 杜泽宇, 曹鑫鑫, 梁叔全
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202406014
钠离子电池由于资源储量丰富、原料成本低廉、低温和快充性能优异等特点,在电网储能和低速交通领域可与锂离子电池形成互补,具有十分可观的应用前景。正极材料是影响电池整体性能的核心,它既是钠离子电池比能量提高的瓶颈,也是决定电池成本的最重要因素。低成本铁基聚阴离子正极材料由于结构稳定性好、安全性高、随充放电体积应变小等优势,从基础研究到成果产业化方面均受到广泛关注。本文综述了钠离子电池铁基聚阴离子正极材料的最新进展,包括铁基磷酸盐、铁基氟磷酸盐、铁基焦磷酸盐、铁基硫酸盐、铁基混合聚阴离子化合物等。系统分析讨论了各类铁基聚阴离子材料的晶体结构、制备方法、储钠机理和改性策略等,揭示铁基聚阴离子材料化学组成、结构调控与性能提升的构效关系。展望了铁基聚阴离子正极材料从实验室基础研究走向大规模产业应用过程中面临的挑战和对策建议。为新型低成本、高比能正极材料的探索开发和钠离子电池的产业化推进提供理论和技术指导。
关键词: 钠离子电池, 正极材料, 铁基聚阴离子化合物, 晶体结构, 电化学性能
光功能配合物激发态调控的研究进展
潘庆君, 龚忠亮, 钟羽武
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240365
许多具有d6d8电子构型的第二和第三周期过渡金属配合物具有长寿命的金属中心到配体的电荷转移(MLCT)激发态,表现出优异的光化学和光物理性能。然而,这类金属普遍昂贵且在地壳中的丰度很低。因此,开发新型廉价和丰产第一周期过渡金属光功能配合物具有重要的理论研究意义和实际应用价值。其中,具有3d6电子构型的Fe(Ⅱ)和3d5电子构型的Fe(Ⅲ)光功能配合物引起了众多关注。其主要挑战为通过有效的配体设计调控Fe(Ⅱ)配合物的MLCT激发态,以及实现Fe(Ⅲ)配合物配体到金属的电荷转移(LMCT)激发态发光。近年来,相关研究取得了突破性的进展,具有较长MLCT激发态寿命的Fe(Ⅱ)配合物和LMCT发光的Fe(Ⅲ)配合物被陆续开发出来,并成功应用于光化学领域。在此,我们从配合物和配体设计出发,总结了Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)配合物激发态调控的最新进展。此外,我们还讨论了Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)配合物在光化学领域的潜在应用。
关键词: 丰产金属, 铁配合物, 配体设计, 激发态调控
双膦配体桥联的四配合物的电催化产氢性能
朱霖洁, 刘旭锋
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240207
通过配体取代反应合成了2个双膦配体桥联的四铁配合物[Fe4(CO)10(μ-SCH2CH (CH3) S)2(dppa)](1)和[Fe4(CO)10(μ-SCH2CH (CH3) S)2(trans-dppv)](2),其中dppa=双(二苯基膦)乙炔,trans-dppv=trans-1,2-双(二苯基膦)乙烯。配合物的结构经过元素分析、红外光谱、核磁共振氢谱、磷谱以及单晶X射线衍射等方法的表征。用循环伏安法研究了新配合物的电化学性质,结果表明它们均可以在乙腈溶液中催化醋酸中的质子还原产生氢气。其中配合物2的催化效率要明显优于配合物1
关键词: 四铁配合物, 晶体结构, 循环伏安, 电催化产氢
二维层状α-In2Se3(2H)电材料的各向异性光响应
吕宝华, 李玉珍
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240105
采用机械剥离法制备了2H相α-In2Se3[α-In2Se3(2H)]纳米片。通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、球差电镜和压电力显微镜对纳米片的结构和铁电性能进行详细表征,确定纳米片为具有特殊结构的α-In2Se3(2H)铁电材料。进一步在SiO2/Si基片上成功构造了基于α-In2Se3(2H)铁电的平面四端器件,详细研究其在各个方向的光响应。结果表明,具有本征结构的α-In2Se3(2H)在相互垂直方向均没有光响应。在器件两端分别施加电压后,α-In2Se3(2H)器件在相互垂直方向均出现了明显的光响应,尤其在接近于易极化轴方向施加电压后,α-In2Se3(2H)器件出现了各向异性光响应。
关键词: 二维层状α-In2Se3(2H), 机械剥离法, 铁电性, 各向异性光响应
综合化学实验设计:氧桥三核(III)配合物的便捷制备与表征
楚进锋, 王艺澄, 齐继, 刘余霖, 李言, 靳兰, 何蕾, 宋宇飞
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310105
目前本科化学实验教学内容在配合物制备实验方面主要涵盖了单核配合物,而对配合物家族中占有重要地位的多核配合物却很少涉及。基于此,我们依据科研成果设计了一个关于三核铁(III)配合物的综合化学实验,以期通过该实验加深学生对配合物有关知识的理解和运用。本设计以廉价易得的九水合硝酸铁与三水合乙酸钠为原料,通过水浴加热反应、冷却结晶等步骤制备了一种氧桥三核铁(III)配合物[Fe3O(CH3COO)6(H2O)3]NO3·4H2O,通过配位滴定法测定了其铁元素含量,并对其进行了红外、热重、粉末X射线衍射和电子顺磁共振等表征测试。该实验制备方法简单快捷,易于操作,环保无污染。实验内容蕴含思政元素,目标配合物结构新颖,富有对称美,实验教学时亦可培养学生的审美意识,使其领略化学之美。本设计科教融合,有助于培养学生分析解决问题的能力,为本科生的综合化学实验教学提供了一个可行案例。
关键词: 综合化学实验, 氧桥三核铁(III)配合物, 对称结构, 电子顺磁共振
绿色碳源合成多响应碳量子点用于离子和L-抗坏血酸的检测
钟丽娜, 陈晶玲, 赵青华
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240280
以生物质橙子皮为原料,通过简单的一步水热法制备了橙子皮基碳量子点(orange peel-based carbon quantum dots,OP-CQDs),并用荧光分析法对其性质进行了研究。结果表明,OP-CQDs水溶性好、荧光强、在生理pH范围内性能稳定。OP-CQDs对铁离子(Fe3+)有特异性猝灭反应且灵敏度高,同时,L-抗坏血酸(L-ascorbic acid,L-AA)能够使OP-CQDs-Fe3+体系的荧光部分恢复,形成了“开-关-开”的荧光检测体系。Fe3+L-AA的检出限分别为1.1和31.8 μmol·L-1
关键词: 碳量子点, 荧光分析法, 绿色碳源, 铁离子, L-抗坏血酸

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