【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403076
酒,乃天地之精华,文化之载体,品一杯佳酿,如同品一段历史,品一份人生。白酒在各种场合中发挥着重要作用,它不仅仅是一种饮品,还寄托着人们对美好生活的向往和追求。本文采用生动形象的对话形式,通俗易懂地描述了白酒酿制的五个主要过程——选料、糖化、发酵、蒸馏和陈酿,重点介绍了其中的主要化学成分以及酿制过程中的化学反应,白酒的酿造过程体现了匠心独运的精神以及酒文化的博大精深。通过品味白酒,可以更好地感悟人生的哲理和智慧。好酒需要陈放才能更加醇香,人生也需要经历岁月的沉淀才能更加丰富多彩。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202404006
铀是核工业不可或缺的资源,而陆基铀矿资源含量有限且分布不均。因此,海水提铀(UES)对可持续能源生产具有巨大潜力。电容去离子(CDI)技术以其低能耗、工艺简单、对环境友好和高吸附效率而闻名,对UES具有重要潜力。本文回顾了CDI技术的发展历史、原理、分类和应用。在发展历史部分,我们简要介绍了CDI技术的早期发展,并强调了其在UES中的关键里程碑以及近期优化工作。在原理和分类部分,我们将CDI技术置于UES应用的背景下,进行了全面介绍。另外,在应用部分,我们重点介绍了CDI技术在UES中的当前应用。此外,本文详细阐述了CDI技术在UES中的当前研究现状及其在吸附性、选择性和经济效益方面的优势。在吸附性方面,CDI技术通过精心优化电极结构和材料选择,展现了其吸附铀离子的效率。在选择性方面,CDI技术通过灵活调控电极材料和操作参数,有选择性地提取铀,同时减轻了来自竞争离子的干扰,从而提高了提取效率。在经济性方面,CDI技术因其低能耗和经济性脱颖而出,促进了高效的铀提取,且在UES领域具有与替代方法相比的实质经济优势。最后,我们讨论了该技术在铀提取过程中的挑战因素(竞争离子、盐度、pH值和生物污损),旨在探讨使用CDI技术进行UES的可行性和经济效益,并为进一步优化和推广CDI技术在UES中的应用提供理论支持。此外,我们还致力于通过引入材料信息学来解决CDI在提铀过程中存在的一些当前挑战,并展望该问题的未来发展。本文为CDI技术在UES中的发展和工业进展提供了实用的见解,旨在为后续CDI海水提铀研究提供宝贵的参考,以促进海水资源的可持续利用。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230289
采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs),通过简单的超声自组装将C60修饰在MoP-CFs表面,形成范德瓦耳斯异质结。研究其电催化析氢性能发现,C60的修饰能够有效降低电催化析氢过电位。其中,10% C60-MoP-CFs样品(10%为C60的质量分数)表现出最佳催化活性,在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm-2的电流密度时,所需要的过电位分别为158和157 mV,并且具有至少20 h的电催化稳定性。C60与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C60迁移到MoP-CFs表面,有助于减小电荷传输阻力,加快电催化析氢界面反应动力学过程。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240002
设计、合成了一种基于巴比妥酸衍生物的具有D-π-A结构的光学探针3。该探针能够作为一种高度灵敏和选择性的次氯酸指示剂,快速实现对次氯酸的比色和荧光信号(开-关)的双响应(约15 s)。推测的响应机制是ClO-与C=C之间发生了亲电加成和氧化裂解反应,导致探针的D-π-A结构遭到破坏,从而阻断了其分子内电荷转移(intramolecular charge transfer,ICT)进程。探针只需一步即可合成,同时具有红光发射(628 nm)和较大的斯托克斯位移(158 nm),检测限(limit of detection,LOD)低至14 nmol·L-1。此外,探针还表现出低细胞毒性,并成功应用于活细胞成像。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310026
针对无机化学中能斯特方程的教学难点,本实验引入紧跟科学前沿的锌空电池为教学模型,通过改变电极氧化型和还原型浓度来探究能斯特方程影响因素,加深学生对于电化学过程的理解。同时将柔性电子技术引入实验课堂,以安全环保的卡拉胶作为固态电解质,引导学生学习、搭建固态锌空电池,并对其进行电池电压与弯曲角度的性能测试。此外,培养学生创造力,自主设计搭建多形态固态锌空电池,并对用电器进行供电。本实验紧密结合基础电化学知识,密切联系科研前端技术,使学生在加深对能斯特方程理解的同时,能够认识和制作柔性电子器件,激发学生对电化学课程的学习兴趣,且教学成本低、效果好。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202401073
本文提出了一种简便的绘制路易斯结构式方法。该方法首先构建一个符合外层原子价态的初步结构,并将分子的电荷(如存在)放置于中心原子。接下来,若中心原子的电子数未满八个,将通过转换成键电子和外层原子上的孤对电子来达到八隅体结构,此过程将自动产生形式电荷,无需额外计算。此方法不同于传统需先计算价电子总数的做法,更侧重于利用化合价来构建路易斯结构式,从而减少计算错误的可能性。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308095
基于向大一学生开设的“电解-量气法测定阿伏加德罗常数”实验,设计了Cu2O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验,该实验巧妙地融合了元素化学实验中有关Cu2O的制备及性质实验内容。一次电解完成两个实验,节约电能,节省时间。Cu2O的电化学合成及量气法测定阿伏加德罗常数一体化实验可作为一个微实验灵活穿插于大学基础化学实验教学中,对于培养大一学生的全方位思考的意识和多角度分析问题的能力以及经济、环保的理念有重要意义。