摘要：催化剂具有降低反应活化能、加快反应速率等特点。催化化学是物理化学领域的一个重要分支。催化剂的作用原理是催化化学知识体系的基础。为了具象理解该原理,设计了“碘化钾催化下的L-半胱氨酸氧化反应”。该实验通过温度、催化剂2个变量验证了催化剂的作用;通过变色反应检测中间物,理解催化剂改变了反应历程;用原电池电动势测定方法验证了催化剂不改变反应的平衡常数和吉布斯自由能的热力学特性。通过设计创新实验将催化剂作用原理展现得淋漓尽致。该实验将动力学、催化化学和电化学的知识融会贯通,巩固了学生的理论知识水平,锻炼了学生运用知识的能力。设计非金属氧化还原反应电池电动势测定装置,激发了学生的创新能力。

摘要：本研究以联吡啶为骨架合成了一种双齿膦配体BiPyPhos,通过核磁共振波谱、高分辨质谱和红外分析证实了双膦配体的结构。该配体的设计充分考虑了联吡啶骨架中N原子对骨架电子效应的调节作用,以及对铑配合物结构的调控能力。进一步的催化性能测试表明,该配体与铑原位形成的均相催化剂在催化端烯烃和内烯烃等底物时表现出优异的催化活性、化学选择性和区域选择性。例如,在1-辛烯氢甲酰化反应中,底物转化率高达100.0%,成醛选择性达到88.6%,其正异比高达43。该配体具有柔变的骨架和大的自然咬角,有利于形成空间位阻较小的直链烷基-铑活性物种,从而实现对区域选择性的调控。配体BiPyPhos的成功应用为羰基化反应催化剂的设计与合成提供了新的思路。

摘要：废水中有机染料和重金属离子由于会对生态环境和人类健康造成重大威胁而受到广泛关注。通过β-环糊精(β-CD)和4-氨基-2,3,5,6-四氟吡啶(ATFP)之间简单的亲核取代反应制备了一种聚合物吸附剂PCD-ATFP,可同时用于染料和重金属的吸附。利用红外、扫描电子显微镜、CO_(2)吸附-解吸和ζ-电位测试等手段表征了PCD-ATFP的结构特点。PCD-ATFP对染料罗丹明B(RB)和重金属镉(Cd(Ⅱ))的吸附分别只需45 min和60 min就能达到吸附平衡,最大吸附量分别为173.2mg·g^(-1)和64.2mg·g^(-1),吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。在RB-Cd(Ⅱ)混合溶液中,PCD-ATFP表现出理想的同时吸附效果,未出现染料和重金属相互抑制吸附情况。实验还通过X射线光电子能谱证实了吸附机理。

摘要：湮灭剂作为三重态湮灭(TTA)上转换发光的重要组成部分,其结构和堆积有序度对上转换发光发挥着重要的影响.本文基于常见三重态湮灭剂——二苯基蒽(DPA)构筑了三种共价有机框架(COF)材料并使用X射线光电子能谱(XPS)、粉末X射线衍射(PXRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征手段对材料形貌进行了详细表征,发现随着体系中所使用醋酸浓度的提高,COF材料的堆积有序度逐渐提高.将其应用于固相三重态湮灭剂,发现随着材料有序度的提升,上转换体系的TTA效率由3%提高至69%,提高了23倍.尽管由于材料紧密度的增加导致了三重态能量传递(TTET)效率的降低,但由于TTA效率的提高,使得整体上转换发光效率提高了3倍.本文的结果为设计固相三重态湮灭剂提供了重要参考.

摘要：巯基氨基酸水平异常与多种疾病相关,其检测仍存在一定的局限,研究检测巯基氨基酸的荧光探针具有一定的价值.以苊为原料合成了61个1,8-萘酰亚胺衍生物,研究了该类化合物的荧光性能及其作为半胱氨酸含量测定的荧光探针的可能性.紫外光谱分析表明1,8-萘酰亚胺衍生物上N-取代基对最大吸收波长无明显影响;荧光光谱(FL)的性能测试显示硝基萘酰亚胺衍生物N-甲基-4-硝基-1,8-萘二甲酰亚胺(4a)~4-硝基-N-间氟苯基-1,8-萘二甲酰亚胺(4s)无荧光,氨基萘酰亚胺衍生物N-甲基-4-氨基-1,8-萘二甲酰亚胺(5a)~4-氨基-N-间氟苯基-1,8-萘二甲酰亚胺(5s)有强烈黄色荧光,而马来酰亚胺萘酰亚胺衍生物N-甲基-4-(1H-吡咯-2,5-二酮-1-基)-1,8-萘二甲酰亚胺(6a)~4-(1H-吡咯-2,5-二酮-1-基)-N-(间氟苯基)-1,8-萘二甲酰亚胺(6s)有微弱蓝色荧光,其中7个马来酰亚胺萘酰亚胺衍生物探针对半胱氨酸(Cys)溶液有荧光点亮效应.对7个探针加入21种其它氨基酸作为干扰项的测试显示探针对半胱氨酸检测有良好的选择性.研究了不同pH值下荧光强度,检测探针与半胱氨酸的响应时间,以及探针溶液荧光强度随氨基酸浓度的变化,其线性相关系数均达到0.95以上,探针对半胱氨酸的各项指标均表现出了较好的灵敏性.Hela细胞荧光成像验证了7个荧光探针应用于细胞内半胱氨酸的检测同样效果良好.

摘要：将学科前沿、科研成果融入实验教学,充实更新现有的教学内容,对缩小教学与科研距离,提高学生创新能力和培养学生综合素质起着非常重要的作用。项目通过科教融合,设计了一个研究型综合化学实验项目——纳米氧化镁的合成及表征。项目设计过程中引入多功能微波合成仪,通过用X射线衍射、透射电子显微镜等表征技术从反应时长、反应物比例等多方面对反应条件进行探究,优化出了适合于本科实验课堂教学的反应方案。项目涉及多学科相关知识点,训练了学生综合运用多学科知识分析和解决问题的能力,并使他们的创新思维能力和综合素质得以提升。

摘要：针对当前染料废水体量大、严重威胁人类健康和生态环境安全的现状,设计了以天然辣木籽为基体,制备过程绿色低碳且兼具吸附-降解双功能的复合材料,用于废水中染料的处理。实验应用于本科生探索型化学实验课程,通过文献调研、方案设计、实验操作、结果分析等一系列的实践环节,全面培养了学生的动手能力和科研素养,有助于培养兼具扎实知识基础和社会责任感的创新型人才。

摘要：将学科前沿、科研成果融入实验教学,充实更新现有的教学内容,对缩小教学与科研距离,提高学生创新能力和培养学生综合素质起着非常重要的作用。通过科教融合,探索并设计了一个研究型综合化学实验教学项目—“氮化硼量子点合成及表征”。实验涉及多学科相关知识点,训练学生综合运用多学科知识分析和解决问题,提升他们的创新思维能力和综合素质。

摘要：为满足改性双基推进剂多性能的综合预测需求,本研究提出基于多任务学习的机器学习策略,综合考虑推进剂组分、含量、压强和的粒度对目标性能的影响,首次构建了包含燃速、比冲、特征速度、摩擦感度和撞击感度在内的RDX-CMDB推进剂综合性能预测模型。通过网格寻参模式优化模型,结合十折交叉验证法比较了十种机器学习算法的建模效果。其中,极限梯度提升回归模型预测性能最优,平均R^(2)可达0.9997;在对6个外部样本的测试中,该模型对5个目标性能的预测误差均在5%以内。结果表明,本研究提出的多任务机器学习模型可在试验样本量不足的情况下,实现推进剂的多个目标性能准确预测,对推进剂的综合性能优化和配方设计具有理论指导意义。

摘要：为提高学生的科研素质和创新精神,设计并实施了“多孔催化材料的制备及其性能研究”创新实验,介绍了多孔CeO 2-ZrO 2-Al 2 O 3催化材料及其在尾气净化催化剂中的应用,探究了表面活性剂对该材料性能的影响规律及其作用机制。学生通过该实验可掌握多孔材料和固溶体的相关知识,系统探讨材料制备条件、结构和性能之间的相关性。该实验以教师科研成果为依托,关注热点环境问题,并涉及材料制备和材料表征以及大型仪器表征分析等基础理论和实验原理,在夯实大学生专业知识的同时,有助于增强学生创新意识和专业认同感。