【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202409015
银在人类的生活和生产中有着重要的作用。本文借用拟人化的手法,介绍了银及其化合物的基本性质和应用,让读者以生动活泼的方式了解银及其化合物。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310099
研究型实验教学是当前高校实验教学的研究热点。硝酸银是一种价格比较昂贵的试剂,从含银废液中回收硝酸银,不仅能解决环境污染问题,也能节约实验成本。该实验所需仪器设备简单,涉及的操作及过程中出现的问题等,学生也能够利用所学知识和技能有效解决。本文以含银废液为原料回收硝酸银为实验项目,让学生自己设计实验方案,并通过方案的实施,体验研究型实验教学的过程,达到培养学生科学研究意识的目的。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230169
采用两步法合成了sod基系列分子筛(EMT、FAU、SOD),并通过离子交换法引入Ag+得到载银分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)证明离子交换前后分子筛骨架结构和晶粒尺寸没有发生明显变化;通过红外光谱(IR)、热重(TG)证明制得的载银分子筛具有良好的稳定性;对获得的载银分子筛进行了Ag+释放实验与抗菌能力测试,考察了分子筛种类和晶粒尺寸对抗菌性能的影响。结果表明具有笼状结构的FAU与EMT分子筛因可储存更多的Ag+而具有更好的抗菌性能,而具有超笼结构的FAU分子筛抗菌性能最优。通过对比不同晶粒尺寸载银FAU分子筛抗菌数据发现,晶粒尺寸为100 nm的载银FAU分子筛因外表面丰富的抗菌活性位点以及其内部可以储存并不断释放Ag+而具有最优的抗菌性能和抗菌寿命。而晶粒尺寸为10 nm的载银FAU分子筛由于晶粒尺寸较小、外比表面积大、扩散路径短,Ag+的释放速率最快,抗菌效率最高。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308020
将具有工业生产特色的“电解银催化甲醇选择性氧化”转化为一个综合的物理化学实验,通过实验学生可以掌握气固相反应装置运行的规范操作及反应条件的控制对催化性能的调控,推动了工科和理科融合渗透。同时引导学生理解催化技术对提高工业生产经济效益和可持续绿色发展的重要意义,该实验的开展可以强化学生学以致用的意识,增强对化工生产问题的综合性和复杂性的认识,还可以培养学生团队意识和合作能力,培养科技创新促进化工生产的意识和抓住事物本质从根本上解决问题的意识,强化学生的学科素养和社会责任感。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309057
绿色改进了银纳米粒子制备和表征的实验。以茶叶水为还原剂和稳定剂,考查了茶叶水的含量、溶液的pH值和反应温度对银纳米粒子制备的影响,让学生理解实验条件对银纳米粒子制备产生的影响。利用分光光度计表征了银纳米粒子的光学性质,验证了银纳米粒子溶液吸光度与浓度的关系及丁达尔现象,并利用激光粒度分析仪测定了其粒径。本实验贴近生活、内容丰富、紧跟前沿且符合绿色化学理念,有利于激发学生学习兴趣和培养实践技能、思辨能力和创新意识。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401088
Minisci反应是利用亲核性的碳自由基中间体对芳杂环进行的取代反应。本研究以1-甲基环丙醇和苯并[d]噻唑为原料在银催化、水相反应条件下发生自由基烷基化,高效合成了4-(苯并[d]噻唑-2-基)-2-丁酮,具有操作步骤简单、反应条件温和及原子经济性的优势。本反应已经本科生进行验证,将有效补充自由基化学相关知识,适合开发成为教学实验。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404067
开展了研究型综合化学实验教学,将基础教学与科研训练有机结合,以和谐共进的方式加强人才培养效果,有助于推进教育教学改革进程。本实验利用简单的无机化学反应制备银纳米粒子,通过添加不同溴/银比例可调控银纳米胶体溶液颜色,将表面等离子体共振特性引入实验教学,提高了实验的趣味性。实验利用经典的对硝基苯酚催化反应模型验证银纳米粒子的化学活性,结果表明银纳米粒子催化效果良好,可近似为一级反应动力学过程。利用实验室常见的玻璃仪器搭建简易污染物降解反应器,使用自制载银滤纸实现了10次以上的循环降解,降解率可达90%。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240275
使用菲咯啉官能化咪唑盐配体((HL) PF6,L=3-苄基-1-[2-(1, 10-菲咯啉)咪唑叶立德])分别合成了一个双核氮杂环卡宾(NHC)银配合物NHC-Ag2和一个异核的氮杂环卡宾银/金双金属配合物NHC-Ag/Au。通过NMR和元素分析对NHC前体和金属配合物进行了表征。单晶衍射分析表明,这2个配合物具有类似的结构,2个金属中心原子分别由2个配体的4个菲咯啉氮原子和2个卡宾碳原子配位,呈四面体和直线型构型。体外细胞毒性研究表明,配合物NHC-Ag2和NHC-Ag/Au具有比它们的前体咪唑盐配体和顺铂更强的抗癌活性。如在结肠癌LoVo细胞中,NHC-Ag2和NHC-Ag/Au的IC50值(半抑制浓度)分别为(5.6±0.3)μmol·L-1和(6.4±0.3)μmol·L-1,均优于顺铂的细胞毒性。机制研究表明,配合物NHC-Ag2和NHC-Ag/Au引起了LoVo细胞内线粒体膜电位变化和活性氧(ROS)的过度产生,最终导致细胞膜通透性增加和细胞死亡。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240393
选取了1,1,2,2-四(4-吡啶基)乙烯(TEPE)作为桥联配体与Ag(Ⅰ)组装形成阳离子框架,通过引入五氟苯甲酸根(PFB-)或苯甲酸根(Bz-)作为客体得到2例新颖的配合物:[Ag(TEPE)(H2O)](PFB)·7H2O·3EtOH (1)和[Ag(TEPE)](Bz)·4H2O·2EtOH (2)。通过热重分析、红外光谱和单晶X射线衍射等测试对二者的组成与结构进行分析表征。配合物1是一个二维“砖墙”式层状结构,具有经典的hcb拓扑网络。中心Ag(Ⅰ)与分别来自3个TEPE配体的3个氮原子和1个水分子配位,形成四面体的配位几何构型。PFB-客体分布于二维层间,与主体层间产生丰富的超分子相互作用。配合物2则呈现三维网络结构,Ag(Ⅰ)与分别来自4个TEPE配体的4个氮原子配位,Bz-客体填充在c轴方向形成的一维孔道中。配合物2的拓扑结构为sqc8116。在紫外光的激发下,2个配合物均表现出由阴离子客体引起的特征荧光性质。1发射红光,而2则发射蓝光。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240409
制备了一例二维Zn金属有机框架(Zn-MOF,{[Zn(btz)2]·DMF·CH3OH}n,Hbtz=苯并三氮唑,DMF=N,N-二甲基甲酰胺),其展现出较高的溶剂、酸碱和热稳定性。稳定的结构和未配位的氮原子使得Zn-MOF具有优异的富集银离子的能力,并可通过热处理进一步将银离子转化为银颗粒固定于Zn-MOF上,继而得到Ag@Zn-MOF。经过热解还原后Zn-MOF框架仍然保持稳定,Ag@Zn-MOF中银颗粒的负载量(质量分数)为1.84%。电催化CO2还原性能测试表明,相比于Zn-MOF,Ag@Zn-MOF的电催化CO2还原为CO的法拉第效率显著提升,在-1.34 V(vs RHE)下的电流密度可达30.3 mA·cm-2,显示出良好的电催化CO2还原性能。