面向化学类非高分子专业学生的高分子化学实验教学创新与实践——以敏型高分子的制备、溶液性质、光学性能与应用为例
张来英, 吴莹焕, 喻雅姿, 徐业成, 张豪杰, 吴伟泰
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310126
面向化学类(非高分子)专业的高分子化学实验教学发展较为缓慢,亟需紧跟研究前沿,引入新内容。本文总结了近十年的教学改革经验,并以温敏型高分子的制备、溶液性质、光学性能与应用为例,介绍如何通过实验教学内容、实验技术、教学方法等方面的创新,设计符合理科人才培养需求的、契合时代与科学发展的、被学生喜爱与重视的一系列高分子化学实验,以有效解决培养需求与课业负担之间的矛盾,且在不新增开课、课时有限的情况下,加入到化学类专业本科教学体系中,激发学生对学科领域的兴趣,提升学生的探究和创新能力。
关键词: 高分子化学, 实验教学, 智能高分子, 聚合, 综合性实验
场与酸菜的味觉之旅
李姝慧, 王静, 唐海涛, 潘英明
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404061
酸菜,又称泡菜、渍菜,是一种传统的发酵食品,因具有独特的风味和丰富的营养价值受到广大消费者的喜爱。本文将以第一人称的方式讲述酸菜的成分、口感、制备工艺以及其中蕴含的化学原理,文中还谈及食用酸菜对人体的影响以及食用建议,旨在宣传中国传统美食文化和发酵这一传统工艺,提升人们的食品安全意识和健康饮食观念,培养学生的科学素养和实践能力,让更多的人了解化学、热爱化学。
关键词: 酸菜, 发酵, 制作酸菜工艺, 组胺, 亚硝酸盐
“综合+探究”式、模块化分析化学实验教学——“方案”,因材施教实验教学法
姚奇志, 金谷, 朱平平
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309071
围绕以学生发展为中心的创新人才培养目标,我们在多年持续教改和探索基础上,提出了“综合+探究”式、模块化分析化学实验教学。要求学生在完成既定的综合实验基础上,针对实验过程中发现的问题,自主设计探究方案,进行个性化实验探究;同时,将研究生组会研讨模式融入到本科生实验教学中,增设方案答辩环节,实现“一生一方案”的教学。该教学方法实施以来,成效显著,不仅激发了学生学习兴趣和实验潜能,锻炼了实验思维和知识运用能力等综合实践能力,而且开启了对求异思辨、创新能力的培养,教学模式得到普遍欢迎和首肯。
关键词: 多层次分析化学实验, 模块化教学, 自主设计和探究, 一生一方案, 因材施教
Aldol缩合-水解“锅”法制备反式肉桂酸——推荐个改进的有机合成实验
常煜琨, 黄昊秦, 王宝雷
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309095
肉桂酸是一种重要的有机合成中间体以及精细化工原料,广泛应用于多个领域。肉桂酸制备是本科生有机化学实验教学中的重要内容之一,常按照经典的以苯甲醛和乙酸酐为原料、醋酸钾/碳酸钾为催化剂的Perkin反应来进行。本文提出了一种新的方法——Aldol缩合-水解法,用于制备反式肉桂酸。该法以苯甲醛、乙酸乙酯和叔丁醇钾为原料进行反应,再以“一锅”的方式依次进行蒸馏、加碱水解、蒸馏和酸化即得反式肉桂酸纯品,具有原料/试剂廉价易得、用量少、实验装置简单、能耗小、操作便捷、产率高、耗时较短和环境污染小等优点,非常值得推荐用于本科生实验教学,更有利于对学生在掌握多方面基础理论知识和实验技能的同时,拓展便捷高效合成有机物的创新思维和提高节能环保意识等综合素质的培养。
关键词: 反式肉桂酸, 苯甲醛, 乙酸乙酯, 叔丁醇钾, “一锅”合成
Constructing a one-dimensional Cu-coordination polymer-based cathode material for Li-ion batteries
Qingyan JIANG, Yanyong SHA, Chen CHEN, Xiaojuan CHEN, Wenlong LIU, Hao HUANG, Hongjiang LIU, Qi LIU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240004
A novel one-dimensional (1D) polycarbonyl coordination polymer [Cu(BGPD)(DMA)(H2O)]·DMA (named Cu-BD, H2BGPD=N, N′-bis(glycinyl)pyromellitic diimide; DMA=dimethylacetamide) was synthesized, and evaluated as a cathode material for lithium - ion batteries (LIBs) for the first time. The electrochemical performance study revealed that the Cu-BD cathode exhibited better cycling stability and a specific capacity of 50 mAh·g-1 after 100 cycles at a current density of 50 mA·g-1. The study of the reaction mechanism for the Cu-BD electrode discloses that both BGPD2- ligands and Cu(Ⅱ) ions may take part in the electron-transfer process during charging and discharging.
关键词: Cu(Ⅱ), coordination polymer, carbonyl compound, lithium-ion battery, electrode material
La、Yb掺杂AlN的光电特性和磁性的第性原理研究
熊鑫, 陈茜, 谢泉
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240064
为了探索AlN在光电器件的潜在应用,基于密度泛函理论,采用第一性原理计算了本征AlN和稀土元素La、Yb掺杂AlN体系的光电特性和磁性。计算结果表明:本征AlN的带隙为6.060 eV。掺入La和Yb后都在导带底产生了杂质能级,使得电子从价带到导带所需的激发能量更低,有利于光学跃迁,从而改善AlN的光学性能。Yb掺杂后自旋向上和自旋向下的价带发生了劈裂,说明Yb掺杂后产生了磁性。La、Yb替位掺杂AlN后,光吸收带边向左往低能方向移动,发生了红移现象。掺杂La和Yb后AlN体系的静态介电常数由4.63分别增大为5.14、280.44,说明掺杂之后增强了体系耐高压特性;静态折射率则由2.12分别增大为2.26、17.06,改善了AlN的光学性质。
关键词: AlN, 第一性原理, 稀土掺杂, 光电特性, 磁性
种锌配合物用于炭疽生物标志物的检测
唐晓巍, 肖世全, 孙靖文, 朱玉, 陈晓婷, 张海燕
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240173
采用溶剂热合成方法,合成了一种新型金属配位聚合物{[Zn2(L)(H2O)(DMA)]·DMA·2.3H2O}n (1),其中L4-为完全脱去质子的NN'-二(4-羧基苄基)-5-氨基间苯二甲酸,DMA为NN-二甲基乙酰胺。单晶X射线衍射结果显示,该配合物属于三斜晶系,空间群为P1a=0.989 6(5) nm,b=1.370 5(5) nm,c=1.382 1(5) nm,α=80.067(5)°,β=76.729(5)°,γ=76.611(5)°,结构是由二维金属有机层通过ππ相互作用而扩展成的三维超分子骨架。红外光谱验证了锌离子与L4-配体成功配位。粉末X射线衍射(PXRD)实验证实了配合物1具有较高的纯度。热重分析结果显示配合物1在室温至416.9 ℃区间内具有较好的热稳定性。在273 nm的激发光下,配合物1在437 nm处有较强的荧光发射,可以在30 s内快速检测乙醇溶液中的炭疽生物标志物——吡啶-2,6-二甲酸,具有选择性高、抗干扰能力强、检测限低(约为15 μmol·L-1)等特点。结合PXRD图和紫外可见吸收光谱揭示了其检测机理为晶体骨架坍塌而诱导的荧光猝灭。
关键词: 配位聚合物, 溶剂热合成, 晶体结构, 炭疽, 吡啶-2,6-二甲酸, 生物标志物, 荧光传感
如何根据外观辨识单手性晶体?
王海英, 苏纪豪
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309004
有些消旋体结晶过程中的自发拆分会导致对映异构体单晶呈现不同的外观状态。本文总结并列举了根据外观辨识单一手性晶体的四种方式,包括:半面体面、宏观形态、偏光颜色和表面形貌。这些“以貌取人”的方法为探究手性化合物的结晶行为提供了重要的工具和见解。
关键词: 自发拆分, 半面体面, 宏观形态, 偏光颜色, 表面形貌
点两线三面”创新实验平台的构建与实践
龚良玉, 王杰, 杜丰玉, 徐鲁斌, 马传利, 颜世海, 宋祖伟, 刘福恒, 王修中
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308023
传统化学实验室功能单一、分布零散、共享性差,导致实验用房和实验设备利用效率低,这种建设模式不利于多学科知识的交叉融合,一定程度上影响学生综合素质的发展。本研究秉承“建优质平台,抓实践育人,树创新理念,育创新人才”的指导思想,在化学实验室资源整合共享、利用率提升、开放式管理以及创新应用型人才培养质量提升等方面积极进行教学改革,经过多年探索,搭建起“以提升学生创新实践能力为着力点”“教学科研两条主线”“教学科研三层面”的创新实验(训)平台,取得了一定成效,将为同类高校的创新实验(训)平台建设提供参考。
关键词: 创新型, 应用型, 一点两线三面, 实验(训)平台
基于慕课建设“大学化学实验”国家级流课程
陈咏梅, 张丽丹, 李顺来, 张春婷, 崔猛, 徐庆红, 靳兰, 李春闯, 吕志
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202404017
化学实验慕课为解决实验教学受场地容量、仪器设备数量或时间固定等限制提供了一种解决途径,但慕课建设过程和使用中容易出现“只建不用”“学生不愿用”“老师不会用”等问题,化学化工国家级实验教学示范中心(北京化工大学)围绕“如何将慕课作为提高化学实验教学质量的有效手段”开展深入思考并勇于实践,建设了丰富的线上实验教学资源、构建了融洽的线上线下混合式实验教学模式、制定了教学团队能力提升方案以及教学质量跟踪及反馈闭环管理体系,取得良好教育教学效果。
关键词: 化学实验教学, 课程建设, 慕课

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