“化”说漆——普漆中化学,传漆艺非遗
王映贤, 苏田野, 沈利苗, 高金苹, 武庆贺
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312015
漆在中国数千年的使用沉淀出独特的漆艺文化。这里的“漆”是指大漆,从漆树中采集,主要成分漆酚通过化学反应形成漆膜,漆膜具有防潮、耐高温、耐酸碱等优良性质。大漆与色粉混合可以调制出光彩照人的色漆,被广泛地应用于髹饰、设备防腐和文物修复等。将科学与文化相结合,普漆中化学,传漆艺非遗,本文从化学的视角出发,介绍大漆中的化学成分和性质,从漆酚到漆膜发生的化学反应,设计一系列科普实验验证什么是大漆及其优良性质,让科普对象深切体会化学无处不在、化学的重要应用;介绍漆的发展历程,增加中小学生动手参与漆器制作和漆画绘制等梯度科普环节,锻炼青少年的动手能力,传递漆文化与漆艺人的工匠精神。通过糅合漆艺和化学,使科普对象领略到漆艺之美,认识到化学在漆中的重要作用,激发对化学的兴趣,从而达到弘扬漆艺非遗文化和传播化学科学知识的目的。
关键词: 大漆, 漆酚, 化学漆, 非遗, 科普实验
融”培养地方高校化材类创新人才探索与实践
汪靖伦, 周虎, 郑柏树, 李国斌, 岳明, 周智华
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405013
新形势下创新人才的培养是创新型国家建设和地方经济发展的重中之重,高等学校作为人才培养的重要机构,在创新型人才培养过程中肩负着重要使命。本文针对地方高校化材类创新人才培养中遇到的具体问题,提出“具备学科交叉优势、具有创新思维与工程实践能力、拥有国际化视野和竞争力”的地方高校化材类创新人才培养新理念,并以新理念为指导构建团队协同、学科融合,资源协同、教科融合,校企协同、产学研融合,开放协同、国际融合的“四协四融”多方位全过程地方高校化材类创新人才培养新模式。
关键词: 化材类创新人才培养, 四协四融
低温合成方相BaTiO3及其压电催化性能
胡志文, 董伟霞, 包启富, 李萍
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230462
基于淀粉糊化机制低温合成了四方相BaTiO3粉体。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、紫外可见吸收光谱、X射线光电子能谱对合成粉体的形貌、物相进行表征;在超声条件下,以系列典型染料为降解对象测试BaTiO3压电催化性能。结果显示,煅烧温度为600 ℃时即可获得四方相BaTiO3粉体,且随着温度的提升,结晶度逐渐增加;当煅烧温度为700 ℃时,合成的BaTiO3粉体尺寸分布均匀,分散度良好,呈现类立方体状;在超声驱动下,BaTiO3降解罗丹明B、刚果红、甲基橙染料时均展现出良好的效果,反应速率常数分别为1.090×10-2、1.113×10-2、1.084×10-2 min-1,并以降解刚果红为对象揭示其压电催化的机理,即空穴和超氧自由基是降解过程中的主要反应物质。
关键词: 淀粉糊化, 低温, BaTiO3, 压电催化
乙二胺乙酸铁钠补铁剂制备实验改进
王秀云, 程嘉硕, 王一鸣, 吴浩宇, 宿艳, 高瑀茁, 刘潇彧, 赵铭宇, 王春燕, 崔淼, 姜文凤
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308067
本项目将乙二胺四乙酸铁钠(NaFeEDTA)补铁剂制备实验项目进行了改进,将理论知识与实际生产紧密衔接,依据药物制备工艺流程,设置集方案设计、药物制备、结构鉴定、纯度分析等模块于一体的全链条实验内容,将实验项目由验证性实验转变为综合性、设计性实验,引导学生结合制药工艺流程中所涉及到的质量控制、安全生产、环境保护等因素设计实验方案。本实验项目可结合多条专利路线,能激发学生探究兴趣,促进学生自主探究,培养学生方案设计和创新思辨能力,提升学生解决实际问题能力和科学素养,增强专业自信。
关键词: 乙二胺四乙酸铁钠补铁剂制备, 实验改进, 方案设计
新型杂合芳烯光控分子开关的设计合成与性能测试
高睿, 周颖, 胡一凡, 陈思远, 徐首红, 罗千福, 张文清
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310050
围绕分子开关及聚集诱导发光的科研热点领域进行本科教学实验设计,将光致变色二芳烯巧妙嵌合于具有聚集诱导发光性能的四芳烯体系中,制备得到兼具变色和发光功能的新型杂合四芳烯光控荧光分子开关,科教融合,将科研前沿引入到本科实验教学。从物质的制备、分离提纯、结构表征和性能测试等方面进行了综合实验探索。本实验分子设计简练新颖,内容丰富,现象明显,在综合运用和巩固本科学习的基本理论和基本操作的基础上,激发学生的科研兴趣,培养团结协作和突破创新的科学精神。
关键词: 光致变色, 聚集诱导发光, 荧光分子开关, 本科实验教学
位一体”的无机化学教学创新
叶龚兰, 尹霞, 许峰, 杨鹏, 吴英鹏, 费慧龙
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401071
“无机化学”的授课对象为大一新生,学生的学业适应有待提高;课程的理论性强,理论与实验难以同步开展;同时,理论与实践不能有机融合。针对以上问题,为了提高拔尖学生的学习能力,教学团队进行了全面改革。依托信息化资源平台和人工智能知识图谱,创新教学模式,通过混合式教学模式,解决部分学生学习与老师上课进度脱节的问题,提高学生自主学习能力并满足个性化需求;创新教学手段,将虚拟仿真等新技术引入课堂,解决理论与实验脱节的问题,提高学生深度学习能力;创新教学环境,依托学校实验平台和当地地质博物馆沉浸式学习,解决理论与实践脱节问题,提高学生实践创新能力;创新教学主导,依托博物馆,学生参与讲解员等志愿者活动,提高学生社会服务意识。“无机化学”的创新改革让课程平台资源更丰富、成果更多、教学质量获得同行高度认可,学生收益多、创新实践能力显著增强。
关键词: 无机化学, 四位一体, 拔尖学生, 教学改革
Selective electrocatalytic reduction of Sn(Ⅳ) by carbon nitrogen materials prepared with different precursors
Rui PAN, Yuting MENG, Ruigang XIE, Daixiang CHEN, Jiefa SHEN, Shenghu YAN, Jianwu LIU, Yue ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230433
Graphitic carbon nitride (CN)-based materials were synthesized using melamine, urea, guanidine carbonate, and thiourea as precursors via pyrolysis. The synthesized materials underwent comprehensive characterization employing techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and nitrogen adsorption-desorption test. These materials were evaluated for their performance as cathodes with platinum sheet electrodes as anodes in the selective electrocatalytic reduction of Sn(Ⅳ) in an acid solution. During the reduction of Sn(Ⅳ) to Sn(Ⅱ), Sn(Ⅱ) can also be reduced to Sn due to the similar reduction potentials of Sn(Ⅱ) and Sn(Ⅳ). The deposition of Sn on the cathode diminishes the electrode conductivity efficiency. Therefore, the electrode material must fulfill the dual requirements of reducing Sn(Ⅳ) to Sn(Ⅱ) while preventing the reduction of Sn(Ⅱ) to Sn. In comparison to conventional cathode materials such as copper plates, graphite plates, ruthenium iridium titanium plates, and platinum plates, the CN demonstrated superior performance in the selective electrocatalytic reduction of Sn(Ⅳ) in an acidic solution. In addition, CN exhibited a lower potential in a dual-electrode electrolytic cell and maintained stability under acidic conditions, enabling the selective reduction of Sn(Ⅳ) to Sn(Ⅱ).
关键词: carbon nitride, Sn(Ⅳ) reduction, electrocatalysis
超大硅胺基氯锗宾的反应性与立方锗卡宾的成键解析
安佳奇, 刘云乐, 尚建选, 郭燕, 刘策, 曾凡龙, 李安阳, 王文渊
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240072
超大硅胺基取代的低价锗化合物可以构建新颖的化学结构,提供有学术价值的新发现。二配位的超大硅胺基氯锗宾Ge(N(SiiPr3)2)Cl (1)具有空的4p轨道和孤电子对。针对这2个特点,研究了化合物1的热构型转换和菲醌氧化加成反应。1的温热分解生成了立方四锗卡宾Ge4(NSiiPr3)4 (2),与菲醌(L)定量氧化加成生成了胺基一氯菲二酚合锗(IV):[Ge(N(SiiPr3)2)(L)Cl] (3)。表征了2个产物的单晶结构与组成。四锗卡宾2本质上是锗异腈的四聚体,分子呈现出畸变的立方体构型,4个Ge原子和4个N原子构成了中心立方体的8个顶点。其中Ge—N键长为0.203 6(3) nm,N—Ge—N与Ge—N—Ge的键角分别为85.51(18)°和94.32(16)°,立方体的侧面接近平行四边形。理论计算首次揭示了四锗卡宾2的成键面貌。自然键轨道(NBO)给出Ge4N4骨架上的20个分子轨道。轨道定域化的计算结果完好地呈现出4对Ge孤对电子、12个Ge—N键和4个Si—N键的定域轨道,能量分别为-12.22、-15.12和-20.12 eV。Ge孤对电子主要保留了4s电子的特性,而Ge—N键主要由N的2s轨道(18.4%)和2p轨道(71.3%)、Ge的4s轨道(0.75%)和4p轨道(9.43%)综合贡献形成。在化合物3的分子中,Ge采取sp3杂化,由于空间位阻与非对称配位,与另外4个配位原子形成非对称四面体构型。
关键词: 超大硅胺基, 异腈, 锗卡宾, 立方构型
Syntheses and catalytic performances of three coordination polymers with tetracarboxylate ligands
Zhenzhong MEI, Hongyu WANG, Xiuqi KANG, Yongliang SHAO, Jinzhong GU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240081
Three zinc(Ⅱ) and cobalt(Ⅱ) coordination polymers, namely {[Zn2(μ6-adip)(phen)2]·4H2O}n (1), {[Co2(μ6-adip)(bipy)2]·4H2O}n (2), and [Co2(μ4-adip)(μ-bpa)2]n (3) have been constructed hydrothermally using H4adip (H4adip= 5, 5'-azanediyldiisophthalic acid), phen (phen=1, 10-phenanthroline), bipy (bipy=2, 2'-bipyridine), bpa (bpa=bis(4-pyridyl)amine), and zinc and cobalt chlorides at 160 ℃. The products were isolated as stable crystalline solids and were characterized by IR spectra, elemental analyses, thermogravimetric analyses, and single-crystal X-ray diffraction analyses. Single-crystal X-ray diffraction analyses revealed that three compounds crystallize in the orthorhombic system Pnna (1 and 2) or P21212 (3) space groups. All compounds exhibit 3D frameworks. The catalytic perfor-mances in the Henry reaction of these compounds were investigated. Compound 3 exhibited an effective catalytic activity in the Henry reaction at 70 ℃.
关键词: coordination polymer, tetracarboxylic acid, catalytic properties, Henry reaction
层次、三联动”化学通识课程体系的探索与实践
陈颍颍, 徐頔, 王从敏
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202401057
高等教育兼备广度和深度,化学作为一门中心学科,支撑着其它学科的发展,化学通识课程旨在培养大学生具有清晰的化学逻辑思考力和判断力。浙江大学化学系以推进“新工科、新医科、新农科”的建设为目标,面向全校近50个专业开设了8门通识课程,通过构建大学化学-普通化学(甲)/普通化学(H)-普通化学(乙)-工程化学四层次的课程体系、教师-教学科-学工三联动的全过程管理和全面的助教制度,形成了适合综合性大学以学生成长为中心的化学通识课程新体系,提升了“新工科、新医科、新农科”人才的化学素养和综合分析问题、解决问题的能力。
关键词: 化学通识课程, 四层次, 三联动, 全过程化管理, 助教制度

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