摘要：传统高分子物理实验教学存在知识陈旧、知识点分散、实验之间彼此独立等问题。本文以聚合物透明性和耐热性难兼顾这一问题为导向,以热点材料生物基可降解聚乳酸为研究对象,通过综合实验设计将高分子加工、结晶行为、宏观物理性能及表征方法串联起来。本文设计的实验课程可以促进学生对多学科相关知识的融会贯通,同时培养学生独立自主解决问题的能力,非常适用于高分子专业的实验教学。

摘要：聚乙醇酸(PGA)作为煤基生物可降解高分子材料,有着优异的力学性能和阻隔性能,但较差的韧性使得它难以大规模应用。本文设计了一种生物可降解聚酯聚己二酸丁二醇酯(PBA),并用其实现了PGA的显著增韧。以1,6-己二酸(AA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,在高真空条件下通过熔融缩聚制备了PBA,核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱证明了PBA的成功制备,PBA的重均分子量为62506,多分散性指数为2.1。通过熔融共混将PBA、PGA和环氧扩链剂共混以增韧PGA,扫描电子显微镜(SEM)表明,环氧扩链剂可显著提高PGA与PBA的相容性,增容过后PBA分散相的粒径尺寸明显减小。力学性能表明,当加入环氧扩链剂和50 phr的PBA增韧后,PGA的拉伸强度能可达(48.6±2.5)MPa,断裂伸长率达458.3%±23.9%,缺口冲击强度(126.3±7.7)kJ/m^(2),断裂伸长率和缺口冲击强度较PGA纯样分别提高了43倍和46倍。

摘要：纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中.电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程,而纳米纤维的结构形态以及表/界面性质对于离子传输动力学具有重要影响.因此,本文针对新型储能电池应用中离子传输动力学缓慢、中间产物如多硫阴离子等易穿梭,以及负极枝晶生长等关键科学与技术问题,综述了纳米纤维复合材料的创新性设计和制备方法;进一步结合本课题组近期工作重点,阐述了纳米纤维复合材料的组成与结构调控对锂电池中离子传输动力学的优化作用;最后,总结了纳米纤维复合材料在锂电池正负极、隔膜、电解质等领域的应用进展,并讨论了其在新型储能设备领域的挑战和未来发展前景.

摘要：过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种重要的化工产品,广泛应用于污水处理、消毒杀菌和印染漂白等领域.在蒽醌法生产H_(2)O_(2)的过程中,易产生有毒气体并存在爆炸危险.因此,仅利用水、氧气和太阳光即可在合适的光催化剂上生成H_(2)O_(2)的光催化技术备受关注.本课题组报道了通过酸碱自组装法制备的四(4-羧基苯基)卟啉(SA-TCPP)光催化剂,用于生产H_(2)O_(2).该催化剂克服了大部分H_(2)O_(2)光催化剂存在的需要牺牲剂、活性低和光利用率不足等问题,但其性能仍受限于较高的复合率.晶面调控已被证实是改善许多无机催化剂电荷复合的有效策略,然而,对于有机光催化剂,关于暴露晶面与其活性关系的研究仍然较少.本文采用溶解-重结晶法在水和三种有机溶剂的混合物中成功合成了三种具有不同暴露晶面的卟啉光催化剂.即利用卟啉在有机溶剂和水中的溶解度差异,将卟啉先溶解在四氢呋喃(THF)、甲醇(MeOH)或乙二醇(EG)溶液中,随后在水溶液中重新结晶.X射线衍射、高分辨率透射电子显微镜及晶面模拟模型图的结果表明,三种催化剂具有相同的晶体结构,但分别暴露了(400)、(022)和(020)晶面.通过紫外分光光度计测量这些催化剂在氙灯(λ≥420 nm)照射下的光催化活性,结果表明,具有(400)暴露面的卟啉光催化剂的H_(2)O_(2)生产速率最高,可达29.33 mmol L h^(-1)g^(-1),分别是具有(022)暴露面和(020)暴露面的卟啉光催化剂的2.7倍和4.1倍,约是已报道的SA-TCPP光催化剂的1.3倍.通过紫外漫反射、莫特肖特基曲线分析以及LED灯照射下的光催化活性测试,排除了光吸收能力对这三种卟啉光催化剂活性的影响.开尔文探针力显微镜、光生电流密度谱图、晶面模拟模型图和密度泛函理论计算结果表明,活性的差异主要归因于(400)表面暴露的高羧基含量所引发的强内建电场,并且在该暴露面上的内建电场方向有利于空穴从吡咯氮向羧基碳的跃迁,因此阻碍了电荷的快速重组,促进了富有挑战性的水氧化过程,而(020)面由于暴露了最多的吡咯氮和最少的羧基碳,其产生的内建电场强度最弱,且内建电场方向阻碍了空穴向羧基碳的跃迁,因此H_(2)O_(2)生产速率最低.综上所述,本工作通过晶面调控产生强内建电场以加速空穴的迁移,降低了电子空穴复合速率,实现了高H_(2)O_(2)生产速率,为更高效的有机光催化剂的设计和开发提供了新思路.

摘要：为提升锦纶6织物阻燃性能,基于水解缩合反应原理,开发设计多元协效抗熔滴型含磷席夫碱基有机硅阻燃剂,并采用浸渍法对锦纶6织物进行阻燃整理。借助红外光谱、热重分析仪、微型燃烧量热仪、极限氧指数仪、扫描电镜、拉曼光谱及热裂解气质联用仪等技术分别对阻燃锦纶6织物的化学结构、热稳定性、燃烧行为及其燃烧后炭化层与气相热解产物系统研究。结果表明:阻燃锦纶6织物的炭化能力及阻燃性能有效提升,其残炭率可增加至33.9%,且在火焰移开后可快速实现自熄,并未有熔滴产生;相较于锦纶6织物,阻燃锦纶6织物的热释放速率峰值(PHRR)及总释热量(THR)分别下降23.8%及20.4%,火灾安全性有效提升;经水洗20次后,阻燃锦纶6织物仍可实现自熄,其PHRR及THR值相较于锦纶6织物,仍分别下降了14.1%及13.6%。

摘要：将膜分离实验与科学研究有机融合,设计了量子点复合纳滤膜制备及染料去除性能研究性实验。通过低温固相法合成氮化碳量子点,并以其为水相单体制备量子点复合纳滤膜。利用红外光谱、扫描电镜等对膜结构和形貌进行表征分析。氮化碳量子点与异氰酸酯发生反应,形成致密无缺陷的聚脲分离层。染料去除性能测试表明,制备的量子点纳滤膜可以有效去除水中的刚果红、甲基蓝、溴百里酚蓝钠盐、甲基红等负电性染料;随着氮化碳量子点浓度增加,复合纳滤膜水通量逐渐增大,甲基蓝去除率则呈现先升高后降低的趋势。实验涵盖了文献调研、材料制备、结构表征和性能测试,可使学生掌握多种实验技能,充分激发创新潜能,从而提高学生的自主学习能力、科学探究能力和创新实践能力。

摘要：同构荧光核苷类似物的荧光性质优秀,且能够根据周围环境的变化而发生变化,同时,对于DNA和RNA的结构扰动很小,因此可以被广泛应用于探究核酸结构及其功能表达中。本文利用化学合成法,设计以邻氨基苯甲酸衍生物为原料,通过环合反应合成喹唑啉衍生物碱基,随后通过糖苷化反应和氨解过程,得到5-甲基-2,4-喹唑啉二酮尿苷。随后,通过核磁共振波谱确认其结构是否正确,通过紫外可见光光谱和荧光光谱测定其不同极性,pH值和黏度条件下的紫外和荧光性质。

摘要：以日常生活现象(洗衣时的白色絮凝物)为切入点,通过问题导向,引导学生自主设计实验。将表面张力的测量融入探究生活现象背后化学原理的过程中,综合运用多种技术手段,建立“发现问题-探索实践-回归课本”的探索型实验模式,从而巩固学生对胶体与界面化学知识点的理解。改进后的实验内容更丰富,挑战度更高,综合性更强,趣味性更浓,有利于培养学生分析和解决问题的能力,能更好地培养学生的探究性思维。此外,本实验安全性较高,易于操作,对设备无特殊要求,非常适合本科教学实验。

摘要：食品工业的迅速发展离不开安全体系的构建。食品安全检测关系经济民生,是分析领域的研究热点。长余辉纳米粒子具有免原位激发和磷光可再生性,在激发光停止后持续发光,从而消除背景荧光干扰,是理想的光学传感元件。适配体是具有识别性能的寡核苷酸序列,兼具快速响应性、高特异性和灵敏度。二者通过基团键合可构建性能独特的探针,产生靶标刺激的信号变化,在食品安全检测领域享有壮阔前景。本文阐述了近年来长余辉基适配体传感器在食品安全检测中的研究进展。重点聚焦于实现传感器光学激活的设计策略,简要介绍了相应原理的研究应用,最后对于该技术面临的挑战和机遇进行讨论和展望,以推进食品安全检测的发展。

摘要：为提高重型载货汽车轻量化效果,实现节能减排,依据发泡聚丙烯(EPP)制品设计基本准则,对不同发泡倍率EPP(10倍、9倍、8倍)的承重状态如位移变化、弯曲情况、扫描电子显微镜(SEM)图、表面外观进行分析研究,通过UG NX 11.0高级仿真分析软件,利用有限元法对不同厚度(30 mm、40 mm、50 mm)EPP的结构强度进行分析,结合材料性能和外观表面效果确定了EPP材质重型载货汽车卧铺最佳发泡倍率及厚度。