氮杂环卡宾催化醛与硝基化合物的酰胺合成
李驰, 万继超, 龙淇羽, 吕辉, 熊英
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312016
酰胺合成是有机化学重要的研究方向之一。将国际前沿的酰胺合成方法引入到基础有机化学实验教学中可以丰富教学内容并促进本科教学与科研成果之间的融合。本文报道了一个以氮杂环卡宾催化醛的极性反转为知识重点的酰胺合成实验,以苯甲醛、亚硝基苯为原料,在无水无氧条件下实现了N-羟基-N-苯基苯甲酰胺的高效合成。该实验利用薄层色谱对反应过程进行监测,并通过红外、核磁共振波谱确定了产物结构。该实验具有操作简单、反应条件温和、高原子经济性、可重复性好等特点,非常适用于本科生实验教学。本实验将极性反转这一重要概念与氮杂环卡宾催化这一科学前沿有机结合起来,有利于激发和培养学生的科研兴趣。
关键词: 酰胺, 氮杂环卡宾, , 极性反转, 绿色合成
聚乙二醇-硫酸铵-硝基R盐体系用于钴(II)的分离
颜鑫灏, 胡国梁, 陈睿希, 刘红瑜, 姚奇志, 李娇, 李玲玲
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310073
在pH = 5缓冲溶液条件下,对仅有Co2+、仅有Ni2+、Co2+与Ni2+混合三种情况下Co2+的萃取率进行了探究。结果显示单独萃取Co2+时萃取率高达75.47%;然而对于混合溶液,萃取率较单独萃取Co2+明显下降。通过系列对比实验发现Ni2+的存在对Co2+的分光光度测量造成了干扰。因此,在综合性实验中我们利用分光光度法针对Co2+的萃取率进行分析,以及对可能影响萃取率的因素——pH、萃取时间、萃取次数进行了探究,寻找最佳实验条件,提高萃取率。
关键词: 聚乙二醇, 分光光度法, 萃取率, pH, 萃取次数
三角形Au@TiO2介孔催化剂可见光降解甲蓝
刘兵, 张黄, 韩洪亮, 胡长文, 张英磊
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230398
利用溶胶凝胶法制备出一种三角形Au@TiO2核壳材料。经过水热晶化,该材料膨胀至300 nm,壳层TiO2晶化为介孔锐钛矿相,但核心三角形Au颗粒的形貌保持不变。采用粉末X射线衍射(PXRD)、ζ电位、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、热重分析(TGA)、光致发光(PL)光谱、光电流(i-t)以及光催化降解技术,对样品的结构和性能进行了系统、详细的检测与分析。经过晶化处理的Au@TiO2在可见光波段的光降解亚甲蓝性能比未晶化时有了显著的提升, 1 mg·mL-1 Au@c-TiO2可以在可见光照射1 h后实现对60 mg·L-1亚甲蓝全降解。电子顺磁共振(EPR)测试表明·O2-和·OH两种自由基对光降解起到了很大作用。通过综合分析实验结果和时域有限差分(FDTD)分析,探究了催化反应的机理。
关键词: 光降解, 二氧化钛, 三角形金颗粒, 可见光
科教融合的科研课堂实验教学实践与探索——以“金属氧化物纳米材料的合成及其在电池储能方面的研究”为例
刘俊利
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404023
为了强化本科生拔尖人才的个性化培养,将高水平的科研资源转化为人才培养的教学资源,北京航空航天大学开设了科教融合的“科研课堂”微课题设计实验课程。本文以开设的“金属氧化物亚纳米材料的合成及其在电池储能方面的研究”微课题为例,从教学方法、课程内容、成绩评定和学生反馈等多个环节进行实践和探索。通过充分发挥教师指导、学生主体的优势,科研型教学模式的实施为拓展本科生科研思维、激发科研兴趣、提升科研创新能力提供了有益借鉴。
关键词: 科教融合, 科研课堂, 科研型实验, 研究型教学
A 2-dicyanomethylene-3-cyano-4,5,5-trimethyl-2,5-dihydrofuran-based near-infrared fluorescence probe for the detection of hydrogen sulfide and imaging of living cells
Linfang ZHANG, Wenzhu YIN, Gui YIN
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240405
Using 2-dicyanomethylene-3-cyano-4, 5, 5-trimethyl-2, 5-dihydrofuran (TCF) as a near-infrared fluorescent chromophore, we designed and synthesized a TCF-based fluorescent probe TCF-NS by introducing 2, 4-dinitrophenyl ether as the recognized site for H2S. The probe TCF-NS displayed a rapid-response fluorescent against H2S with high sensitivity and selection but had no significant fluorescence response to other biothiols. Furthermore, TCF-NS was applied to sense H2S in living cells successfully with minimized cytotoxicity and a large Stokes shift.
关键词: hydrogen sulfide, near-infrared fluorescence probe, cell imaging
需求牵引,因材施教,文理交融——具有跨一级学科综合素养的复合型人才培养实践
徐小奇, 王亚
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311049
多学科交叉融合的科研模式为解决复杂的科学问题提供了有利契机,行业科技的进步和核心技术的攻克对高水平复合型人才的培养提出了新的要求。本篇文章重点关注化学专业研究生教育中复合型人才培养模式的构建,分析学科交叉过程中存在的主要问题,分析中国人民大学化学系功能高分子材料与器件实验室人才培养过程中的实践案例,提出“需求牵引,因材施教,文理交融”的核心培养理念,通过与材料学、农学、林学、医学、工学、档案学等学科的交叉合作,探索具有跨一级学科综合素养的复合型人才培养新道路。
关键词: 学科交叉, 因材施教, 复合型人才, 研究生培养
无机及分析化学一流课程建设的探索与实践
余凡, 李艾华, 刘芸, 朱天容, 王亮, 徐俊晖, 王亚
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312037
一流课程是人才培养的核心载体,是实现人才培养目标的关键。在“双一流”建设背景下,以江汉大学无机及分析化学省级一流课程为例,探讨了本课程建设的思路和实践。课程从“专业教育和思政教育融合、教学内容与资源整合、线上线下教学方式混合”的三个方面开展教学改革,构建了“慕课+翻转课堂+问题导向学习(PBL)”的教学模式及“三段七步”教学法,激发学生学习积极性,培养了学生自主学习能力。相关举措可为地方高校无机及分析化学课程建设提供参考。
关键词: 一流课程, 无机及分析化学, 混合式教学
探索跨越时空的元素
詹思遥, 王亚, 蔡志欢, 阿依扎达·买买提玉米尔, 段体兰, 魏香凤, 王琪, 刘节华, 孔祥华
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403071
古往今来,人们从未停止对物质与生命的探索,小到尘埃,大到宇宙。经过探索,人们发现这纷繁复杂的世界,目前已知竟由118种化学元素排列与组合构筑而成。作为构成万物的基元,元素所蕴含的秘密,是怎么被揭晓的?本文将从元素起源,元素认知历程以及元素应用历程等角度逐步揭开元素在不同时期的神秘面纱。
关键词: 化学元素, 元素起源, 认知历程, 元素周期律, 应用历程
电化学调控在单分子结电子传输性质研究中的应用进展
王靖文, 吴明昊, 左鑫, 袁耀锋, 王亚, 周小顺, 鄢剑锋
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406023
单分子电子学作为纳米技术的重要分支,致力于研究单个分子的电学特性,为发展超小型、低功耗电子器件提供理论基础与技术支撑。精确调控单分子结的电子传输性质,是该领域面临的核心技术挑战。电化学调控,凭借其卓越的调控性和可逆性,正成为单分子电子学中一个极具潜力的研究方向。本文综述了近十年电化学调控在单分子电子学中的应用进展,涵盖了电输运能级、分子价态、电极与分子间键合方式以及离子液体双电层栅极的调控策略。通过分析具体案例,旨在帮助学生了解单分子电子学的研究前沿,理解其在现代纳米电子学中的重要性。
关键词: 电化学调控, 单分子电子学, 能级, 分子价态, 键合方式
电催化有机反应机理的原位拉曼光谱研究进展
李佳杰, 马骁聪, 郑菊芳, 万强, 周小顺, 王亚
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406117
近年来电催化有机合成愈发受到人们的关注,其低污染、高原子效率等优点使其较传统有机合成方法具有巨大优势,符合绿色化学的社会要求。从分子水平去检测电极界面上的反应过程和关键中间体,对理解反应机理和设计更高效催化剂有着重要的指导意义。拉曼光谱是一种无损、不受水干扰的振动光谱,特别是表面增强拉曼光谱具有超高表界面灵敏度,它可以提供关于催化剂表面结构、吸附物种以及反应过程中表面中间体等关键信息,为探索反应机制提供可靠平台。本文综述了近年来利用原位拉曼光谱探究电催化有机反应过程和机理的研究进展,具体阐述了电催化加氢、C―O键活化、C―X (X = F, Cl, Br, I)键活化、C―H键活化、C―C键活化等几类有机化学反应中,拉曼光谱揭示的重要中间体、活性物质及其反应途径。通过分析具体案例,旨在帮助学生了解有机电合成的研究前沿,激发探究2023年度IUPAC“化学领域十大新兴技术”之一的合成电化学兴趣。
关键词: 拉曼光谱, 有机电化学合成, 电催化, 反应机理

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