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宽光谱响应范围的氮化碳纳米片的制备及其光催化产氢性能研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第2期52卷 277-284页

作者：郭桂珍姚陈忠孙友谊辛德华吕宝华运城学院应用化学系山西运城044000 中北大学材料科学与工程学院山西太原030051

以块体氮化碳(CN)为前驱物,采用氧化剥离制备氧化型氮化碳纳米片(o-CN NSs),将o-CN NSs还原制得了还原型氮化碳纳米片(r-CN NSs)。o-CN NSs和r-CN NSs厚度均约2 nm,且都保留了纯CN的庚嗪环骨架结构;相比于o-CN NSs,r-CN NSs具有更小的... 详细信息

以块体氮化碳(CN)为前驱物,采用氧化剥离制备氧化型氮化碳纳米片(o-CN NSs),将o-CN NSs还原制得了还原型氮化碳纳米片(r-CN NSs)。o-CN NSs和r-CN NSs厚度均约2 nm,且都保留了纯CN的庚嗪环骨架结构;相比于o-CN NSs,r-CN NSs具有更小的禁带宽度(2.62 eV)、更宽的光响应范围(485 nm)和更高的产氢速率(1700μmol/(g·h));r-CN NSs的光催化产氢速率是CN的8.5倍、o-CN NSs的2.1倍。经过20 h的循环测试,r-CN NSs的光催化产氢速率没有衰减,具备良好的光催化稳定性。实验和理论分析表明,r-CN NSs是边缘基团为氨基的纳米片结构,氨基的引入改善了纳米片的结晶性,提高了电子和空穴的分离效率、拓宽了纳米片的光响应范围,从而导致光催化性能增强。

关键词：氮化碳纳米片光催化光响应范围产氢

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基于金纳米粒子聚集与杂交链式扩增的microRNA传感

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应用化学 2024年第1期41卷 109-117页

作者：舒杨杨曼李志豪王建华东北大学理学院化学系分析科学研究中心沈阳110819

MicroRNA(miRNA)是癌症早期诊断的标志物,在生理和病理过程中发挥着关键作用,因此对miRNA的实时准确监测具有重要意义。目前,用于miRNA测定的信号放大/扩增策略多依赖于辅助酶的参与。本文建立了一种基于金纳米粒子(AuNPs)聚集和杂交链... 详细信息

MicroRNA(miRNA)是癌症早期诊断的标志物,在生理和病理过程中发挥着关键作用,因此对miRNA的实时准确监测具有重要意义。目前,用于miRNA测定的信号放大/扩增策略多依赖于辅助酶的参与。本文建立了一种基于金纳米粒子(AuNPs)聚集和杂交链式反应(HCR)无酶扩增的高灵敏、特异性miRNA检测方法。为此,设计了一个辅助发夹探针(HP)和两个通用发夹探针(H1/H2),均为单链DNA(ssDNA)且具有粘性末端,可稳定水溶液中的AuNPs而有效防止盐诱导其聚集。靶miRNA与HP环区杂交,启动HCR触发双链DNA(dsDNA)聚合物的形成。dsDNA聚合物无粘性末端,对AuNPs的稳定能力减弱,从而产生盐诱导的AuNPs聚集,导致金胶体溶液由酒红色至蓝色的变化。据此可对miRNA进行光度法检测。该策略无需依赖酶促反应、分离过程及化学修饰,操作简单。通过设计HP环区序列,即可实现对不同靶标的检测,具有通用性。

关键词：金纳米粒子杂交链式反应聚集比色法

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产学研融合的问题驱动无机化学课程教学实践

大学化学 2024年

作者：张霞桑晓光王锦霞孟皓东北大学理学院化学系

创新课堂教学模式，提升课程教学的多维度育人功能，是新时代高校课程教育教学改革的努力方向。我们在无机化学课程教学设计中，依托国家一流线上课程教学资源，产学研融合设计教学内容及教学问题，开发讨论式教学，以问题驱动学生在深... 详细信息

创新课堂教学模式，提升课程教学的多维度育人功能，是新时代高校课程教育教学改革的努力方向。我们在无机化学课程教学设计中，依托国家一流线上课程教学资源，产学研融合设计教学内容及教学问题，开发讨论式教学，以问题驱动学生在深入思考中完成知识的学习、理论与实践的结合、综合能力的培养以及化学专业素养的提升。

关键词：问题驱动产学研融合 PBL教学无机化学课程育人

致密砂岩三元孔喉结构特征:以鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段致密砂岩为例

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1361-1373页

作者：王伟朱玉双梁正中榆林学院化学与化工学院陕西榆林719000 西北大学地质学系陕西西安710069

致密砂岩的孔隙结构特征对于致密油藏的勘探开发至关重要,然而,目前有关不同尺度孔隙形态特征差异的研究较少,给致密油藏的勘探评价带来了较大挑战。为此,本文利用铸体薄片、扫描电镜、压汞测试分析鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段致密砂... 详细信息

致密砂岩的孔隙结构特征对于致密油藏的勘探开发至关重要,然而,目前有关不同尺度孔隙形态特征差异的研究较少,给致密油藏的勘探评价带来了较大挑战。为此,本文利用铸体薄片、扫描电镜、压汞测试分析鄂尔多斯盆地三叠系延长组7段致密砂岩孔隙结构特征。研究结果表明:致密砂岩具有由复合孔隙、颗粒孔隙和晶间孔隙组成的三元孔隙结构特征。复合孔隙结构为刺球模型,其半径大,连通性强;颗粒孔隙结构为羽毛球模型,其孔隙半径和连通性处于中等水平;晶间孔隙结构为颗粒填充的包络面,这类孔隙半径小、连通性差。在致密砂岩内部,剩余粒间孔隙和溶蚀孔隙主要影响致密砂岩储集空间,复合孔隙主要影响致密砂岩连通性。由于复合孔隙在形成过程中具有多条连接通道,因此该类孔隙相比其他孔隙具有更高的连通性。当致密砂岩中复合孔隙占比较高时,流体在其中的流动过程会更为均匀,进而形成较大面积且含油饱和度高的砂体。临近烃源岩、溶蚀作用强烈、复合孔隙占比高的致密储层是致密油藏开发利用的有利区。总之,致密砂岩孔隙形态的多元性揭示了不同类型孔隙对储层储集性和连通性的影响差异,本文研究成果可为致密砂岩勘探评价提供地质依据。

关键词：致密砂岩孔隙结构分形鄂尔多斯盆地

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变压吸附实验装置的小型化、低成本化改进

大学化学 2024年第1期39卷 173-177页

作者：李清骊行甜雨杨钰欣王卓鹏东北大学理学院化学系沈阳110819

目前的变压吸附实验中通常使用商品化设备,存在尺寸大、成本高、气路复杂等问题,不利于大规模开展本科实验教学。本文对变压吸附装置进行了小型化、低成本化改进,学生可以使用实验室常见材料自行搭建变压吸附装置,了解并掌握设备搭建、... 详细信息

目前的变压吸附实验中通常使用商品化设备,存在尺寸大、成本高、气路复杂等问题,不利于大规模开展本科实验教学。本文对变压吸附装置进行了小型化、低成本化改进,学生可以使用实验室常见材料自行搭建变压吸附装置,了解并掌握设备搭建、调试、运行的整个流程。以Li交换分子筛作为吸附剂,该设备的制氧效果与商用制氧机相当,出口氧气浓度可达95.8%。该装置具有安全性高、可反复拆装的特点,搭建、调试过程具有一定趣味性,适合用于应用化学、化学工程等本科专业的变压吸附实验教学,有利于激发学生对创制实验装置的兴趣,锻炼学生的动手能力,提高学生理论结合实际解决问题的能力。

关键词：变压吸附小型装置低成本制氧本科实验教学

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环境水体中氨氮微型快速检测装置的研制及应用

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分析化学 2024年第2期52卷 178-189页

作者：王朋田永刘传禹王炜亮陈旭伟张岩峰陈明丽王建华青岛理工大学环境与市政工程学院东北大学理学院化学系四川警察学院智能警务四川省重点实验室

氨氮水平是评价自然水环境的重要指标，但目前环境水样中氨氮的分析检测面临基质干扰严重和无法现场快速分析等问题。本研究依据我国环境保护标准《水质氨氮的测定水杨酸分光光度法》（HJ 536–2009）的基本原理，基于顺序注射系统研制... 详细信息

氨氮水平是评价自然水环境的重要指标，但目前环境水样中氨氮的分析检测面临基质干扰严重和无法现场快速分析等问题。本研究依据我国环境保护标准《水质氨氮的测定水杨酸分光光度法》（HJ 536–2009）的基本原理，基于顺序注射系统研制了氨氮在线检测装置。通过分别研制适于顺序注射系统联用的氨氮转换反应系统、显色反应系统和检测系统，实现了复杂基质水体中氨氮的在线检测分析。其中，检测系统以发光二极管作为光源、光电转换器作为检测器、聚氯乙烯管作为检测流通池组装而成，显著减小了装置体积、能耗以及制作成本。利用此装置仅需12 min即可测定单一水质样品中的氨氮，检出限（LOD）为0.65μmol/L(S/N=3)，精密度（RSD,n=7）为4.3%(C=10μmol/L)和4.2%(C=500μmol/L)，线性范围上限可达1000μmol/L。干扰测试结果表明，环境水体中常见的共存离子和组分等对氨氮分析无显著影响，可直接利用此装置分析水库水、污水、海水和垃圾渗滤液中氨氮的浓度。利用此装置分析实际水体中氨氮的结果与我国环境保护标准（HJ 536–2009）方法的测定结果无显著性差异，加标回收率在92.3%～98.1%之间，进一步证实了此装置的准确性和实用性。

关键词：氨氮顺序注射水杨酸分光光度法在线检测发光二极管

介绍一个教学综合实验:聚(联苯-吡啶)合成与膜制备

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广州化工 2024年第1期52卷 244-247页

作者：石宁王国瑞杨景帅东北大学理学院化学系辽宁沈阳110819

介绍了一个教学综合实验——聚(联苯-吡啶)的合成与膜材料的制备。以二联苯和乙酰基吡啶为原料,合成了聚(联苯-吡啶)。碱性吡啶基团使膜材料具有良好的磷酸掺杂能力,用作燃料电池的高温质子交换膜。本实验涉及高分子化学、物理化学、有... 详细信息

介绍了一个教学综合实验——聚(联苯-吡啶)的合成与膜材料的制备。以二联苯和乙酰基吡啶为原料,合成了聚(联苯-吡啶)。碱性吡啶基团使膜材料具有良好的磷酸掺杂能力,用作燃料电池的高温质子交换膜。本实验涉及高分子化学、物理化学、有机化学和仪器分析等多学科知识。通过进行实验,学生将对燃料电池用膜电解质有所了解,激发学生的科学研究兴趣和探索热情,并提高学生的综合实验操作能力和知识实践应用能力。

关键词：综合性实验高分子化学燃料电池复合膜

“双碳”背景下化学专门化实验设计——以锌-空燃料电池的组装及性能评价为例

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大学化学 2024年第4期39卷 198-205页

作者：毕凤乔王军杨冬梅东北大学理学院化学系沈阳110819 东北大学化学实验中心沈阳110819

为促进科教融合,针对能源研究热点,设计了以协同创新为特征,兼具安全性和可操作性的化学专门化实验。引导学生从文献调研和实验设计出发,了解锌-空电池研究进展,掌握其工作原理、组装技术及性能评估方法。通过模拟科研过程的系统训练,... 详细信息

为促进科教融合,针对能源研究热点,设计了以协同创新为特征,兼具安全性和可操作性的化学专门化实验。引导学生从文献调研和实验设计出发,了解锌-空电池研究进展,掌握其工作原理、组装技术及性能评估方法。通过模拟科研过程的系统训练,激发学生在科学领域锐意进取、探索求真的原动力,逐步培养科学素养、提升实践能力。

关键词：科教融合专门化实验锌-空燃料电池组装性能评价

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氢键流体中Janus粒子的过量熵

高等学校化学学报 2024年第2期45卷 139-146页

作者：陈晴晴李江涛黄欣蓉顾芳王海军河北大学化学与材料科学学院保定071002 河北大学河北省化学生物学重点实验室保定071002 河北大学药物化学与分子诊断教育部重点实验室保定071002

Janus粒子在结构和性质上的特殊性使其在不同溶剂中呈现出丰富的聚集态结构和相态结构,这与其在溶液中的过量熵密切相关.本文以Janus粒子与氢键流体的稀溶液体系为例,利用经典流体的密度泛函理论研究了氢键流体中Janus粒子的过量熵.首... 详细信息

Janus粒子在结构和性质上的特殊性使其在不同溶剂中呈现出丰富的聚集态结构和相态结构,这与其在溶液中的过量熵密切相关.本文以Janus粒子与氢键流体的稀溶液体系为例,利用经典流体的密度泛函理论研究了氢键流体中Janus粒子的过量熵.首先在极稀条件下给出Janus粒子外氢键流体中的局域密度分布,由此得到Janus粒子与氢键流体的二体分布函数,进而计算了不同情况下的过量熵.在此基础上,阐明了Janus粒子与氢键流体间的相互作用、氢键流体的体相密度、氢键强度和氢键官能度等因素对过量熵的影响.本研究旨在揭示这些因素对过量熵的调控机制,在定量水平上明确Janus粒子在溶液中组装的驱动力,从而为深入研究其聚集态结构提供可借鉴的理论线索.

关键词： Janus粒子氢键流体过量熵经典密度泛函理论