分子手性晶体工程学
童金, 于澍燕
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308113
晶体工程学是在超分子自组装基础上发展起来的,跨越晶体学、材料科学、合成化学的交叉学科。超分子手性晶体工程属于晶体工程学的一大分支,运用晶体工程学原理和方法设计手性超分子合成子,构筑出手性超分子晶体材料,并进一步探讨对映体选择性识别分离和催化方面的应用前景。
关键词: 晶体工程学, 超分子手性, 手性超分子晶体材料, 手性构筑基块, 自组装
地方本科院校无机化学英教学实践与探索
郭海洋, 朱龙凤, 钟伟, 朱连文, 李蕾
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411016
构建全英文课程体系对于培育具备全球视野的人才具有重大意义,它是推进教育国际化的关键环节。在全球化进程和教育政策的引领下,本项研究着眼于地方本科院校在全英文无机化学课程教学中面临的挑战,进行了深入的实践探索。研究详尽介绍了具体的实施策略及其成效,涵盖了课程概述、教学目标、教学内容、教学资源、教学方法、教师团队、课程思政以及教学效果等8个关键领域,归纳并提炼了无机化学全英文课程建设的特色与创新点,旨在为国内相似课程的建设提供参考和启示。
关键词: 地方本科院校, 无机化学, 全英教学
Perfluroalkane functionalization on MOF-808 for acetylene purification
Huiying LIN, Xiang ZHAO, Banghao WEI, Bufeng WANG, Zhiyong LU, Junfeng BAI
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250110
Perfluoroalkyl acids of different chain lengths, including trifluoroacetic acid, heptafluorobutyric acid, and nonafluoropentanoic acid, were used as second ligands to replace the formic acid on the Zr6 clusters in MOF-808. This led to the formation of a series of MOF-808-R materials (R=F3, F7, F9, corresponding to trifluoroacetic acid, heptafluorobutyric acid, and nonafluoropentanoic acid) with multiple ligands, and we investigated the impact of the second ligand modification on pore size and pore environment. The loading amount of the second ligand was determined using NMR and other methods. We conducted adsorption tests for acetylene and carbon dioxide at different temperatures on both MOF-808 and MOF-808-R to explore the effects of the ligand diversification on acetylene separation performance. It was found that MOF-808-F7 exhibited the best performance in acetylene-carbon dioxide separation.
关键词: MOF-808, fluorocarboxylate-modified, C2H2/CO2 separation
随心而变——多响应疏水智能致动材料
苏玺元, 胡震临, 樊烨, 刘先渊, 鹿现永
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311059
智能致动器具有将外界刺激转化为机械运动的能力,在软体机器人、人造肌肉、传感器、智能皮肤等领域具有广阔的应用前景。本新创实验通过在聚酰亚胺高分子膜表面涂覆聚二甲基硅氧烷预聚体,并喷涂石墨烯乙醇分散液,制备出一种可以利用高分子材料的热膨胀系数差异对光、电、热等刺激产生响应的超疏水智能材料。从中国传统剪纸艺术和仿生结构获得灵感,将所得超疏水材料加工成爪形构造和可变形集水装置,利用材料的超疏水性质实现其在强酸,强碱等复杂应用环境下的稳定运行。此外,通过调整刺激电流大小实现了材料致动能力的智能化编程,进一步提升了新创实验的可控性和应用性。本新创实验融汇无机化学、高分子化学、仪器分析和材料化学等多个化学学科,实现理论与应用的巧妙衔接。所选用的实验原料无毒且易得,符合绿色化学的要求,体现了实验的可持续性。通过开发新型材料的制备技术,有效提升了材料的致动性能,极大地拓展了材料的应用场景。该新创实验现象明显,操作过程趣味性强,有助于激发学生的科研兴趣,提高学生的知识应用水平,培养学生的创新意识,同时提升学生的综合素质。该实验对学生的学习和成长具有积极的促进作用。
关键词: 智能材料, 高分子膜, 超疏水, 多响应
电化学技术在分子化学研究中的应用
周岑, 洪碧琼, 陈毅挺
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406086
超分子化学领域的多种常用模块均具有氧化还原活性,它们参与的非共价相互作用对于电子得失较为敏感。电化学技术一方面可以通过电子转移产生活性物种,从而调节非共价相互作用,另一方面也可以提供其他表征手段无法获得的能量和动力学信息,因此成为超分子化学研究领域的主要工具之一。本文通过对典型案例的分析,简要总结了电化学技术在超分子化学研究工作中发挥的具体作用。
关键词: 超分子化学, 电化学, 非共价相互作用, 氧化还原调控, 循环伏安法
P-Bi2Te3/MXene结构钾离子电池负极制备及其性能
杨帆, 刘争, 汪达, 许冠南, 张业龙, 彭章泉
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202303006
Bi2Te3钾离子电池负极存在结构不稳定性和电化学反应动力学缓慢问题。本研究在手风琴状MXene基底上生长棒状Bi2Te3,随后利用P掺杂制备了高性能P-Bi2Te3/MXene超结构。这种新型负极具有丰富的Te空位和良好的自适应特性,展现出优异的循环稳定性(在0.2 A·g−1电流密度下200次循环后可逆容量为323.1 mAh·g−1)和出色的倍率能力(20 A·g−1时可逆容量为67.1 mAh·g−1)。动力学分析和非原位表征表明,该超结构具有优异的赝电容特性、出色的K+离子扩散能力以及可逆的嵌入反应和转化反应机理。
关键词: 钾离子电池, 负极, Bi2Te3, MXene, P掺杂
概念图作业在基础化学英语课程教学的运用和效果分析
严忠红, 李春霞, 杨若林
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405138
概念图作为组织和表征知识的工具,因能促进有意义的学习,减少无关认知负荷,成为科学课程教学的有效策略,尤其对语言能力不够的学生特别有益。为帮助学生在全英语课程学习中获得成功,本研究将概念图策略运用在基础化学全英语课程教学中,围绕概念图作业的实施,对学生的学业成绩、概念图的评估和学生对实施概念图作业的看法进行统计分析,考察在基础化学全英语课程中使用概念图作业的有效性。
关键词: 概念图, 思维导图, 基础化学, 全英语教学
Preparation and photocatalytic performance of CsxWO3/TiO2 based on full spectral response
Zhangyong LIU, Lihui XU, Yue YANG, Liming WANG, Hong PAN, Xinzhe HUANG, Xueqiang FU, Yingxiu ZHANG, Meiran DOU, Meng WANG, Yi TENG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240345
CsxWO3/TiO2 composites with full‐spectrum catalytic activity were prepared by solvothermal reaction. The composites were characterized using X‐ray diffraction (XRD) analysis, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), specific surface area testing, X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), and UV‐Vis diffuse reflectance spectra (UV‐Vis DRS). CsxWO3 and TiO2 were uniformly bonded together in the composites. The heterojunction structure was formed. The band gap was reduced from 2.75 to 2.65 eV. The photocatalytic property of CsxWO3/TiO2 was demonstrated by the degradation rates of 20 mg·L-1 methylene blue dye, which were 99.7%, 91.4%, and 70.7% under irradiation from a 300 W high‐pressure mercury lamp, a 500 W xenon lamp, and a 400 W infrared lamp, respectively. After five cycles of photocatalytic degradation, the composite photocatalyst still showed a degradation efficiency of 87.6%. This indicates that CsxWO3/TiO2 has good photocatalytic degradability and cyclic stability. The photocatalytic mechanism of CsxWO3/TiO2 was investigated. The trapping experiments of the active species showed that the main active substances were the empty hole (h+) and hydroxyl radical (·OH).
关键词: CsxWO3‐based, solvothermal method, full spectrum, composite material, photocatalytic activity
多分子系统理论——化学“101计划”物理化学课程的理论框架
姚加, 彭笑刚
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408117
化学“101计划”物理化学教材的目标是建立超多分子系统的理论框架,从对分子的认识(主要是各量子自由度的量子化能级)出发构建化学家的分子物质观。教材分为三篇,上篇是理论基础,中篇是分子物质观框架内的宏观物质结构,下篇是演化规律。本文通过介绍课程框架,期待为推进国内物理化学课程建设、培养中国下一代化学家提供思路。
关键词: 化学“101计划”, 物理化学, 教材
化学“101计划”合成化学实验课程建设——仿生疏水功能材料的合成与性能
于存明, 田东亮, 陈静, 杨青林, 刘克松, 江雷
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202408008
仿生超疏水功能材料属于新兴的跨学科交叉研究领域,涉及化学、材料科学、物理学等多个学科的原理和技术,在自清洁、防腐蚀、防污减阻等领域展现出独特的应用潜力。该研究领域发展迅速,但传统实验教材内容相对滞后,不能及时反映该领域最新的科学进展和理论。本实验课程依托教育部化学“101计划”合成化学实验课程,以仿生超疏水功能材料的合成与性能研究教学实验为例,介绍仿生超疏水功能材料前沿研究,凝练适合拔尖创新人才培养的实验课程,为该领域的教学实践提供理论和实证支持,提升基础学科人才培养质量。
关键词: 化学“101计划”, 合成化学实验, 仿生超疏水功能材料

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