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物理化学课程教学中的思政设计——以“理想稀溶液中任一组分的化学势”为例

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大学化学 2024年第2期39卷 14-20页

作者：霍甲李佳李永军王玉枝湖南大学化学化工学院化学系长沙410082

立德树人是高校教育的根本任务,将思政元素无声融入课堂教学之中,有利于引导学生树立正确的世界观、价值观和人生观,从而成为合格的社会主义接班人。屠呦呦先生是中国第一位荣获诺贝尔自然科学奖的本土科学家。本文以其获得诺贝尔奖的... 详细信息

立德树人是高校教育的根本任务,将思政元素无声融入课堂教学之中,有利于引导学生树立正确的世界观、价值观和人生观,从而成为合格的社会主义接班人。屠呦呦先生是中国第一位荣获诺贝尔自然科学奖的本土科学家。本文以其获得诺贝尔奖的工作“青蒿素高效提取并成功应用于疟疾防治”为例,结合物理化学多组分系统热力学章节中的“分配定律”,改进“理想稀溶液中任一组分的化学势”的教学过程,引导学生充分认识原理对实践的直接指导作用和中华传统文化在解决实际问题中的重要价值,理解科学发现的必然历程以及科学家在不断攀登科学高峰过程中所付出的艰辛和收获,将自己的聪明才智和所学所得应用于祖国的社会主义建设。

关键词：分配定律青蒿素提取诺贝尔奖物理化学课程思政

基于板蓝根药渣氮掺杂碳点的制备及缓蚀性能研究

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表面技术 2024年第2期53卷 130-139页

作者：谢微微陈佳起董社英西安建筑科技大学化学与化工学院西安710311

目的为提高板蓝根药渣资源回收利用率及减缓碳钢腐蚀所造成的环境污染和经济损失等一系列问题,制备一种环境友好型碳点缓蚀剂。方法采用一步水热法制备了氮掺杂板蓝根渣碳点(N-CD_(I))缓蚀剂。利用红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-Vis)、... 详细信息

目的为提高板蓝根药渣资源回收利用率及减缓碳钢腐蚀所造成的环境污染和经济损失等一系列问题,制备一种环境友好型碳点缓蚀剂。方法采用一步水热法制备了氮掺杂板蓝根渣碳点(N-CD_(I))缓蚀剂。利用红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-Vis)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对N-CD_(I)的结构、粒径及荧光性能进行表征,并通过失重法和电化学测试,研究了N-CD_(I)对Q235碳钢在1 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能与机理。结果 303 K时,在1 mol/L HCl溶液中N-CD_(I)投加量仅为15 mg/L时,缓蚀率可达91.6%,较未掺杂前有明显提高。测试结果表明,N-CD_(I)是以抑制阳极铁的溶解为主的混合型抑制剂,在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温模型,SEM断面图也进一步证实N-CD_(I)在碳钢表面形成有效的保护层。结论证实了中药渣碳点在酸性介质中可以有效抑制Q235碳钢的腐蚀,且具有低投加量、高效、热稳定性好等优势,拥有广阔的应用前景。

关键词：板蓝根碳点酸性缓蚀 Q235钢吸附

二元复合氧化物载体在加氢脱硫催化剂中的应用进展

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燃料化学学报（中英文） 2024年第9期52卷 1361-1374页

作者：周文武何欣欣唐小原周安宁陈治平黄志豪白业兴西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054

加氢脱硫技术对实现劣质油品清洁化、低碳化与多元化高效利用至关重要,其关键是高性能催化剂的开发,核心之一是适宜催化剂载体材料的创新。本工作分别总结了向Al_(2)O_(3)及TiO_(2)中引入第二组元后作为加氢脱硫催化剂载体的研究进展。... 详细信息

加氢脱硫技术对实现劣质油品清洁化、低碳化与多元化高效利用至关重要,其关键是高性能催化剂的开发,核心之一是适宜催化剂载体材料的创新。本工作分别总结了向Al_(2)O_(3)及TiO_(2)中引入第二组元后作为加氢脱硫催化剂载体的研究进展。第二组元氧化物的引入克服了Al_(2)O_(3)载体酸类型单一及商用催化剂金属与载体间相互作用过强等缺点,同时保持了较大的比表面积;第二组元氧化物能够有效提升TiO_(2)载体材料的热稳定性及比表面积的同时调节了载体材料表面酸性等。究其原因在于第二组元的引入可显著改变Al_(2)O_(3)或TiO_(2)表面羟基环境,进而促进了活性金属前驱体在载体表面的锚定和分散,有利于更多NiMo(W)S活性相的形成,提升了催化剂的加氢脱硫性能。

关键词：二元复合氧化物铝基氧化物钛基氧化物载体表面环境加氢脱硫催化剂

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巨大芽孢杆菌在赤泥脱碱中的应用及作用机制

中国有色金属学报 2024年第3期34卷 947-958页

作者：王林李望朱晓波燕旭东河南理工大学化学化工学院焦作454000

赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣,其强碱性使得赤泥存在环境污染风险高、资源化利用困难等问题。因此,急需寻求赤泥脱碱的有效方法和新途径。微生物脱碱法因其经济有效、无二次污染的特点而备受关注。本文利用巨大芽孢杆菌菌液对... 详细信息

赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣,其强碱性使得赤泥存在环境污染风险高、资源化利用困难等问题。因此,急需寻求赤泥脱碱的有效方法和新途径。微生物脱碱法因其经济有效、无二次污染的特点而备受关注。本文利用巨大芽孢杆菌菌液对赤泥脱碱,通过高效液相色谱(HPLC)、XRD、SEM-EDS和FT-IR分别对细菌代谢产物、脱碱前后矿物的物相组成、微观形貌和官能团结构进行分析,研究了巨大芽孢杆菌对赤泥脱碱的作用机制。结果表明:在菌量为5.67×10^(13)CFU/mL、液固比为25(mL/g)和温度为35℃的条件下可将脱碱样品的pH值降低至8.55,10 d的单次脱碱率达到30.4%,比无菌添加时的pH值降低了1.48,脱碱率提高22.6%;脱碱后赤泥中方钠石、钙霞石等碱性矿物的衍射峰强度减弱,方解石的衍射峰强度增强,赤泥表面有菌株附着,并出现明显的溶蚀形貌,一些碱性矿物的铝硅酸盐结构被溶解;巨大芽孢杆菌主要利用代谢产生的两种含量较高的有机酸(苹果酸和丙酸)与赤泥中的碱性物质发生酸碱中和,实现对赤泥的脱碱。

关键词：赤泥脱碱巨大芽孢杆菌有机酸作用机制

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纳微界面/空间调控催化反应

中国科学：化学 2024年第1期54卷 50-58页

作者：张明李世叶杨恒权山西大学化学化工学院太原030006

固体颗粒稳定的Pickering乳液不仅具有高的动力学稳定性,而且其所创造的纳微界面和纳微空间直接影响到催化反应过程,为发展高效绿色的两相催化反应提供了变革性机会.其核心科学问题可归结为纳微界面/空间构建、纳微界面/空间反应区域控... 详细信息

固体颗粒稳定的Pickering乳液不仅具有高的动力学稳定性,而且其所创造的纳微界面和纳微空间直接影响到催化反应过程,为发展高效绿色的两相催化反应提供了变革性机会.其核心科学问题可归结为纳微界面/空间构建、纳微界面/空间反应区域控制与反应性能调控,并建立三者之间联系.因此,本文系统阐述了固体催化剂界面活性与催化反应性能的关联,重点分析了纳微界面/空间区域调控对催化反应性能的影响,总结并讨论了基于纳微界面/空间提出的Pickering乳滴固定床连续流动催化概念及其催化应用.最后,对纳微界面/空间调控催化反应所面临的挑战和科学机遇进行了展望.

关键词：两相催化 Pickering乳液纳微界面纳微空间催化反应调控

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乳化液破乳技术的研究进展

材料导报 2024年第7期38卷 231-241页

作者：齐亚兵西安建筑科技大学化学与化工学院西安710055

破乳是实现乳化液油水分离的必要手段,从热力学角度考虑,乳化液是不稳定体系,破乳是必然结果。不同破乳方式只是导致油水分离的效果和时间不同而已。传统破乳方式包括热破乳、离心破乳、剪切破乳、电破乳和化学破乳等,其中离心破乳、电... 详细信息

破乳是实现乳化液油水分离的必要手段,从热力学角度考虑,乳化液是不稳定体系,破乳是必然结果。不同破乳方式只是导致油水分离的效果和时间不同而已。传统破乳方式包括热破乳、离心破乳、剪切破乳、电破乳和化学破乳等,其中离心破乳、电破乳和化学破乳是工业中使用频率较高的破乳方式。随着破乳技术的发展,一些新型的破乳方式相继出现,包括微波破乳、超声破乳、膜分离破乳、磁性纳米粒子破乳、微通道破乳、空化射流破乳和氧化破乳等。其中微波破乳、膜分离破乳和磁性纳米粒子破乳因过程简单、破乳率高等优势而具有广阔的发展前景。然而,这几种新型破乳技术还不够成熟,目前仅处于实验室研究阶段,还未实现大规模工业应用。单一破乳技术的破乳效果有限,为了强化破乳效果,可以将不同的破乳技术进行耦合,例如:磁性纳米粒子与微波耦合破乳、电场与纤维床耦合破乳、电场与离心场耦合破乳、电场与微滤膜耦合破乳、超声与微波耦合破乳等。当下破乳技术正朝着绿色、环保、节能、高效、经济、多样化、多种技术耦合的方向发展。

关键词：乳化液破乳脱水分离耦合

噻吩酰亚胺衍生物二阶非线性光学性质的DFT研究

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原子与分子物理学报 2025年第1期 26-34页

作者：蔺彬彬闫慧君哈尔滨学院食品工程学院化学系

采用密度泛函理论(DFT)CAM-B3LYP方法，计算研究了12个设计的噻吩酰亚胺衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质.结果表明，此类化合物有较大的第一超极化率βtot值和βvec值，且βtot值和βvec值随引入氰基数目的增加而显著增大.给/吸... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)CAM-B3LYP方法，计算研究了12个设计的噻吩酰亚胺衍生物的电子光谱和二阶非线性光学性质.结果表明，此类化合物有较大的第一超极化率βtot值和βvec值，且βtot值和βvec值随引入氰基数目的增加而显著增大.给/吸电子基团引起的电荷转移变化对体系βtot值和βvec值的影响大于分子六元杂环中N杂原子位置变化对其影响.

关键词：噻吩酰亚胺衍生物密度泛函理论二阶非线性光学性质电子光谱

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钠离子电池O3型层状氧化物正极的现状与展望:稳定性、可逆性及其反应机理

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中国科学：化学 2024年第7期54卷 1050-1076页

作者：解晨鹏周军张忠如陈彩霞杨勇厦门大学化学化工学院厦门361000

近年来,钠离子二次电池(SIBs)正逐渐成为研究的焦点.正极材料是决定SIBs性能的关键因素之一,对于高性能SIBs商业化至关重要. O3相层状过渡金属氧化物在能量密度、工作电压和合成成本方面具有独特优势,是目前最受关注的商业化钠离子正极... 详细信息

近年来,钠离子二次电池(SIBs)正逐渐成为研究的焦点.正极材料是决定SIBs性能的关键因素之一,对于高性能SIBs商业化至关重要. O3相层状过渡金属氧化物在能量密度、工作电压和合成成本方面具有独特优势,是目前最受关注的商业化钠离子正极材料.然而O3相材料在实际应用过程中依然存在着较大的缺陷,包括充放电循环中结构相变不可逆, Na^(+)扩散势垒高和空气稳定性差等问题.本文从材料组成结构、相变演化、反应机制和改性策略及其所面临的挑战等方面对典型的O3相钠离子层状材料研究现状进行全面总结及评述,并对其未来的发展趋势进行展望.

关键词：钠离子二次电池正极材料层状过渡金属氧化物 O_(3)相材料

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Co掺杂诱导Co_(x)P-Ni_(2)P双金属位点与酸协同作用实现高效加氢脱氧

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燃料化学学报（中英文） 2024年第9期52卷 1327-1335页

作者：司明浩王帅苟晓梅宋华东北石油大学化学化工学院黑龙江大庆163318

高效加氢脱氧催化剂的开发是生物油提质升级的关键。以介孔SiO_(2)为载体,在Ni_(2)P活性相基础上,通过Co掺杂制备了Co_(x)P-Ni_(2)P双金属位点与酸性位点并存的Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂(y为初始P/(Ni+Co)物质的量比),采用XRD、... 详细信息

高效加氢脱氧催化剂的开发是生物油提质升级的关键。以介孔SiO_(2)为载体,在Ni_(2)P活性相基础上,通过Co掺杂制备了Co_(x)P-Ni_(2)P双金属位点与酸性位点并存的Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂(y为初始P/(Ni+Co)物质的量比),采用XRD、BET、XPS、H_(2)-TPR、NH3-TPD、Py-FTIR和TEM技术表征了催化剂的结构和化学性质,并以间甲酚为模型化合物,考察了Co掺杂以及P/M物质的量比对Ni2P/SiO_(2)催化剂加氢脱氧性能的影响。结果表明,Co的掺杂不仅新增了活性位点Co_(x)P,还优化了Ni_(2)P的电子结构,进而提高了催化剂的加氢脱氧(HDO)活性。在Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂中,P/M物质的量比为0.5的Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-0.5催化性能最好,在275℃,2 MPa,1 h的反应条件下,间甲酚转化率达到98.7%,对脱氧产物甲基环己烷(MCH)的选择性达到95.6%,且Co_(x)P-Ni_(2)P/SiO_(2)-y催化剂上的HDO反应过程以先加氢后脱氧(HYD)路径为主。

关键词：生物油加氢脱氧磷化镍 Co掺杂间甲酚