摘要：传统的理论教学不能有效提高学生化学反应工程课程的学习效果。通过虚拟仿真、专业实验、课程设计和学科竞赛等在化学反应工程教学中的应用,可以提高学生的工程实际应用能力,为深化实践教学质量提供有效途径。

摘要：近年来柔性及可拉伸电子器件的逐步应用,对作为其储能设备的电池提出了需具备一定拉伸能力的新要求。目前已有研究报道了多种方法来实现电池的可拉伸性,但尚无系统的综述进行总结。本文将可拉伸锂离子电池的实现方法分为通过电池宏观结构设计及采用本征可拉伸材料这两类进行介绍,通过总结具体结构的设计方法以及本征可拉伸集流体、电极、隔膜、电解质、封装材料等的研究成果,综述了可拉伸锂离子电池的研究现状。同时,也对其他可拉伸电池体系,包括锂金属电池、锌基电池、有机太阳能电池、生物燃料电池等的研究现状进行了概述。最后,指出了可拉伸电池发展过程中存在的问题,并对其发展前景及挑战进行了展望。

摘要：建立了两个新的合成路线,在青藤碱D环的N原子上构建了N-四氮唑和N-1,3,4-噁二唑取代的杂环衍生物,共获得了34个新的青藤碱杂环衍生物.以青藤碱为原料,通过溴化氰取代生成N-CN青藤碱,再与叠氮化钠通过1,3-偶极环加成反应,生成了N-四氮唑青藤碱.苄氯类试剂与四氮唑发生取代反应生成青藤碱N-四氮唑杂环衍生物;酰氯类试剂与四氮唑通过酰化反应和惠思根重排反应生成青藤碱N-1,3,4-噁二唑杂环衍生物.方法简单,条件温和,产率优良.此工作为天然产物结构修饰提供了新的方法,扩大了青藤碱衍生物库,为潜在的青藤碱药物活性研究提供了药物分子设计方法.

摘要：气候变化威胁人类的生存.化石燃料的过度使用导致CO_(2)持续排放是引起全球变暖和气候变化的主要因素,须尽快减少CO_(2)排放.捕获CO_(2)并将其转化为高附加值的燃料和化学品从而循环利用是减少CO_(2)净排放的有效措施.其中,CO_(2)催化加氢制甲酸(HCOOH)是碳捕获与利用(CCU)的有效途径之一,其产物HCOOH可用于防腐剂、牲畜饲料抗菌剂和食品添加剂,也可作为氢载体和直接甲酸燃料电池的燃料.目前,工业上生产HCOOH的工艺包括两个步骤:甲醇和CO在强碱条件下反应生成甲酸甲酯(HCO_(2)CH_(3)),随后水解为HCOOH.该工艺利用来自化石燃料的两种原料,排放出大量CO_(2),同时在水解步骤中使用了过量的酸性水,因此对生态环境产生一定的危害.近年来,以CO_(2)为可再生原料合成HCOOH被广泛研究,人们探索了电化学、光化学、生物和热化学反应等多种途径将CO_(2)还原为HCOOH,以期实现CO_(2)循环利用.上述方法距实际应用尚有一定距离,其中,CO_(2)催化加氢制HCOOH过程最先进,它与当前许多化学工业过程相似.由于CO_(2)分子的化学稳定性,CO_(2)加氢生成HCOOH在热力学上不利,可通过有机碱和无机碱形成甲酸-碱配合物,推动反应向生成HCOOH方向移动.然而,从甲酸基配合物中提取HCOOH需要额外的分离步骤,因此在无碱条件下直接将CO_(2)加氢生成HCOOH非常重要.本课题组致力于研究无碱条件下g-C_(3)N_(4)负载的Pd(记为Pd/CN)催化剂催化CO_(2)加氢合成HCOOH,前期研究(***.,2016,52,14302-14305和***.,2021,396,395-401)发现,通过控制Pd负载量可改变催化剂中Pd单原子/Pd纳米团簇的比例,且当两种状态Pd达到最佳比例时,催化剂催化活性最高.这表明在无碱CO_(2)加氢过程中,Pd单原子与纳米团簇间存在协同作用.此外,最近有关于单原子和纳米团簇在负载金属催化剂中不同作用的报道,如NixMg1-xO催化逆水气变换反应,Ir1/In_(2)O_(3)和Pd/Fe_(3)O_(4)催化CO_(2)加氢制乙醇反应等,这些工作得出相似的结论:单原子金属对CO_(2)活化有效,而纳米团簇对H_(2)活化有效.这对于设计以CO_(2)和H_(2)为反应物的金属催化剂很重要.本工作旨在考察类似的机理是否适用于Pd/CN催化剂在无碱条件下催化CO_(2)加氢制HCOOH过程.通过控制Pd负载量,合成了含有不同比例Pd单原子和Pd纳米团簇的Pd/CN催化剂,Pd与g-C_(3)N_(4)表面碱性位间的强静电相互作用使合成含有大量Pd单原子的Pd/CN催化剂成为可能.在Pd/CN催化剂催化无碱CO_(2)加氢制HCOOH过程中,当两种状态Pd达到最佳比例时,Pd单原子和Pd纳米簇之间存在协同作用,此时催化剂活性最高.实验表明,Pd纳米簇主要通过解离吸附参与H_(2)活化,Pd单原子对CO_(2)活化更有效.在最佳单原子比(单原子数/(单原子数+纳米簇)为41%)时,该催化剂表现出最高的活性,优于文献报道的相似反应条件下Pd催化剂活性.这些发现将为以CO_(2)和H_(2)分子为反应物的反应的催化剂设计提供一定的参考.

摘要：富锂正极材料因具有较高的理论能量密度,被视为极具发展潜能的新一代正极材料,但该材料在循环过程中容量和电压衰减显著,导致其实际商业应用受阻.本文综合评述了通过结构设计和表面调控提高富锂正极材料储锂性能的研究进展,介绍了富锂正极材料的充放电工作机制,及导致其比容量和电压衰减的原因,讨论了近年来通过新型结构设计(如构筑蛋黄-蛋壳中空结构、中空多壳层结构等)和表面调控(如尺寸控制、暴露晶面控制、表面尖晶石化、表面包覆、表面掺杂等)策略,抑制富锂正极材料表面氧析出和晶型转变并稳定材料结构,从而抑制电压和比容量衰减,有效提高电池的循环寿命和库伦效率的相关研究成果,最后,提出了通过结构设计和表面调控提高富锂正极材料电化学性能面临的挑战,并对未来发展方向进行了展望.

摘要：植物油基增塑剂因具有原料来源广、结构可调、增塑性能优良、无毒和可生物降解等优点,被认为是最具应用前景的生物基环保增塑剂。然而,植物油基增塑剂结构中长链烷基比例过高,导致其与聚氯乙烯(PVC)相容性较差,通常作为辅助增塑剂使用,应用价值未得到有力彰显。近年来,国内外学者对植物油基增塑结构进行化学改性,开发了系列多功能植物油基增塑剂(如增容、耐热、阻燃、耐迁移等),实现了植物油基增塑剂的“提质增效”。该文从植物油分子结构设计出发,通过分子模拟、微观和宏观分析手段相结合的方式对植物油基增塑剂的改性研究进行归纳、分析和总结,建立了增塑剂结构和增塑后PVC制品性能的“构效”关系,旨在为高性能、多功能植物油基增塑剂的结构设计和工业化生产提供理论依据。

摘要：随着核磁共振不断向便携性和低成本方向发展,核磁共振仪中主磁体的小型化成为了大家关注的重点。为实现核磁共振的小型化,对基于Halbach结构的低场核磁共振主磁体进行了设计与实现。首先,利用ANSYS有限元仿真软件对采用多磁条特定排列形成的Halbach结构进行仿真,对磁条的数量、大小、长度、位置等参数进行调整;其次,根据仿真确定的理想模型参数,实现了主磁体,其为直径108 mm、高170 mm的圆柱体,重4.5 kg,并对其中心磁感应强度和均匀度进行了检测;最后,根据检测结果,设计了一种匀场片矩阵,采用被动匀场的方式将磁体中心5 mm直径球形区域内的均匀度提升至451.68 ppm,中心磁感应强度为221.4 mT。设计中,较好的权衡了磁体性能和生产成本。

摘要：结合科研项目以及办学特色,设计了一个创新性实验“高性能导电水凝胶制备及应用”。实验内容包括导电水凝胶的构筑,水凝胶性能测试,结构-性能相关性分析以及应用。由于疏水缔合与离子键的协同交联作用,该水凝胶的断裂伸长率和韧性为30mm/mm和10.34MJ/m^(3),分别是传统聚丙烯酰胺水凝胶的19和225倍。此外,该导电水凝胶灵敏度高达3.4,且能够迅速准确地感知手指弯曲等信号。该实验有效吸引了学生的注意力并提升了学生的参与热情。项目不仅能够巩固学生有机化学、分析化学、高分子化学以及材料工程的基础知识,还培养了学生的动手能力、数据分析能力和书面表达能力。

摘要：为更好满足柔性锂离子电池对电极材料柔性化的需求,通过静电纺丝以及热处理的方法制备了兼具柔韧性和自支撑性能的磷酸铁锂/炭黑/碳纳米纤维(LiFePO_(4)/CB/CNFs)柔性正极材料,并对其结构和性能进行表征与分析。结果表明:合成的LiFePO_(4)活性物质为橄榄石结构,自支撑LiFePO_(4)/CB/CNFs柔性正极为具有较高孔隙的三维网络结构,CB和LiFePO_(4)活性物质均可较均匀地嵌在CNFs基体中,CB在LiFePO_(4)活性物质生成过程中对其纯度和晶体结构的形成未产生影响;当CB质量分数为0.10%和0.15%时,柔性正极均具有较好的电化学可逆性,首圈放电比容量分别为141.1和139.1 mA·h/g,首圈库伦效率分别为87.3%和87.6%,且循环100圈后仍保持性能稳定,第2圈后的库伦效率维持在99%左右。

摘要：基于比较分子力场分析(CoMFA)方法研究21种取代嘧啶衍生物对乳腺癌抑制活性(S_M)的三维定量构效关系(3D-QSAR)。训练集中18个化合物用于建立预测模型,测试集8个化合物(含17号模板分子和新设计4个分子)作为模型验证。所建CoMFA模型的交叉验证系数(R_(cv)^(2))、非交叉验证系数(R^(2))分别为0.525、0.974,说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为69.9%、30.1%,表明影响抗乳腺癌活性(S_(M))的主要因素是取代基的疏水性和空间位阻,其次是取代基的库仑力、氢键及配位作用。基于此研究结果,设计了4个具有较高抗乳腺癌活性的新化合物。