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基于OBE理念下的无机化学课程教学探索

化工管理 2025年第2期 39-42页

作者：左鹏刘叶峰刘凡凡王楠楠韩阳王新吴凤义巢湖学院化学与材料工程学院安徽合肥238000

随着新工科教育理念的提出,高等教育改革逐渐向培养适应新兴产业和科技发展的高素质创新型人才转变。无机化学课程主要面向大一新生授课,但有些学生在学业适应方面仍需提升。如课程内容理论性强,理论知识与实践难以协调同步进行。此外,... 详细信息

随着新工科教育理念的提出,高等教育改革逐渐向培养适应新兴产业和科技发展的高素质创新型人才转变。无机化学课程主要面向大一新生授课,但有些学生在学业适应方面仍需提升。如课程内容理论性强,理论知识与实践难以协调同步进行。此外,理论与实际应用的有机融合也存在不足。针对此问题,文章基于成果导向教育(outcome-based education,OBE)理念的无机化学课程教学改革,制定科学合理的教学目标、教学策略以及解决理论与实践脱节的问题,构建多元化的评价体系,旨在提升学生的教学综合素质和创新能力,提高学生自主学习能力并满足个性化需求。同时,结合实际教学案例,探讨了新工科背景下无机化学课程教学改革的具体实施路径和效果。

关键词：新工科 OBE理念无机化学教学改革高等教育

温度响应型磁性分子印迹聚合物的制备及其吸附性能

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林业工程学报 2025年第1期10卷 70-79页

作者：马晓东赵佳琪饶青青袁炳楠况燚浙江农林大学化学与材料工程学院杭州311300

以柚皮素为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,N⁃异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为温敏单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,通过自由基聚合法制备得到了一种温度响应型柚皮素磁性表面分子印迹聚合物(Nar/TSMIPs),并对其化学结构、微观... 详细信息

以柚皮素为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,N⁃异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为温敏单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,通过自由基聚合法制备得到了一种温度响应型柚皮素磁性表面分子印迹聚合物(Nar/TSMIPs),并对其化学结构、微观形貌、热稳定性、磁响应性、吸附性能进行了全面的表征分析。通过不同时间、不同柚皮素质量浓度、不同pH以及不同温度下的吸附实验,探寻Nar/TSMIPs对柚皮素的最佳吸附条件,实现从复杂的天然产物体系中快速有效地分离柚皮素。实验结果表明,Nar/TSMIPs对温度变化响应灵敏,在30℃时吸附量最大,这种在临界温度附近的最大吸附能力体现了温度响应型分子印迹聚合物的优越性;Nar/TSMIPs在pH为9时对柚皮素的吸附量最高,而pH进一步上升后,吸附量仅出现细微的下降,表明Nar/TSMIPs具有良好的稳定性;当柚皮素质量浓度为450μg/mL,吸附时间为20 min时,Nar/TSMIPs对柚皮素的最大吸附量为24.62 mg/g,表现为单分子层吸附与多分子层吸附兼备的化学吸附模式;Nar/TSMIPs对柚皮素的印迹因子为2.01,远高于香叶木素(1.08)、白杨素(0.86)和茜素(0.93),具有良好的选择性吸附能力;经过8次吸附⁃解吸循环后,Nar/TSMIPs对柚皮素的吸附量仍达17.95 mg/g,具有良好的循环使用性能;加标回收率为88.53%~95.88%。本研究中新型分子印迹聚合物的成功合成,为柚皮素的高效提取分离提供了新思路,也为分子印迹技术在天然活性物质提取分离中的应用提供了参考。

关键词：表面分子印迹聚合物柚皮素选择性吸附磁响应温度响应

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客体物种@金属有机骨架复合材料的研究进展

化学通报 2025年第2期 164-173页

作者：黄慧琳张鹤龙赫松阳李籽妍卞从发侯磊鑫河南工程学院化学与印染工程学院淮南师范学院化学与材料工程学院

金属有机骨架(MOF)作为一类由功能有机配体和无机金属或团簇构筑的多孔晶体材料，具有孔径可调、骨架结构可设计及有机配体易修饰等优势。基于MOF的高孔隙率和比表面积，通过向MOFs孔道中引入客体物种(荧光染料、气体分子等)能够显著改... 详细信息

金属有机骨架(MOF)作为一类由功能有机配体和无机金属或团簇构筑的多孔晶体材料，具有孔径可调、骨架结构可设计及有机配体易修饰等优势。基于MOF的高孔隙率和比表面积，通过向MOFs孔道中引入客体物种(荧光染料、气体分子等)能够显著改善主体骨架的光物理活性、导电性、气体吸附及光催化活性等性能。近年来，研究人员将不同的客体物种(如小分子、聚合物、金属纳米颗粒等)与MOF结合获得了超越单一MOF性能的客体物种@MOF复合材料。本文介绍了近年来不同类型的客体物种@MOF复合材料的构筑策略，总结了客体物种@MOF复合材料在不同领域的研究进展，为设计多功能MOF提供了参考。

关键词：金属有机骨架客体物种荧光染料多功能

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无钴双元素掺杂尖晶石型锰酸锂研究进展

稀有金属 2025年第02期 259-270页

作者：李济澜马佳柔六盘水师范学院化学与材料工程学院大连大学环境与化学工程学院

随着经济社会的发展，发展绿色环保的清洁能源日益成为人类社会的共识。锂离子电池（LIBs）由于对环境无害已经成为现代社会最重要的二次电源，广泛应用在便携式电子设备和电动汽车上。但是锂离子电池由于高昂的价格和有限的能量密度限... 详细信息

随着经济社会的发展，发展绿色环保的清洁能源日益成为人类社会的共识。锂离子电池（LIBs）由于对环境无害已经成为现代社会最重要的二次电源，广泛应用在便携式电子设备和电动汽车上。但是锂离子电池由于高昂的价格和有限的能量密度限制了其商业化应用的进一步发展，含钴的正极材料价格高昂是锂离子电池成本太高的重要原因，因此，发展无钴的正极材料是降低锂离子电池价格的重要方向。尖晶石型锰酸锂（Li Mn2O4）具有高能量密度、高工作电压、以及低廉的成本等优点而成为锂离子电池正极材料发展的热门材料之一。然而，尖晶石型锰酸锂（Li Mn2O4）材料还存在Jahn-Teller畸变、歧化反应2Mn3+→Mn2++Mn4+导致Mn的溶解、充放电循环寿命太短等问题，限制了其商业化应用。针对锰酸锂（Li Mn2O4）存在的问题，目前主要采用表面修饰和体相掺杂来进行改性，以求改善锰酸锂的性能。单元素体相掺杂改性的LiMn2O4材料已经有许多文献综述报道，而近年来涌现出大量的双元素掺杂的文献报道还少有总结。因此，对近年来双元素掺杂的无钴尖晶石型锰酸锂材料研究进展进行总结，并分析在锰位、锂位、氧位各种双元素掺杂的材料的优缺点以及未来发展趋势。

关键词：锂离子电池(LIBs)正极材料尖晶石型锰酸锂单元素掺杂双元素掺杂

基于二氧化碳多元醇制备的含氟光固化涂料的性能研究

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涂料工业 2025年

作者：谭增辉韩泽宇魏玮李小杰刘敬成江南大学化学与材料工程学院

以二氧化碳多元醇（PPC2000）、十三氟辛醇（TFO）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、丙烯酸羟乙酯（HEA）为主要原料，合成了聚碳酸亚丙酯型聚氨酯丙烯酸酯（PPC-IPDI-HEA）和含氟聚氨酯丙烯酸酯（F-PPC-IPDI-HEA）。并将二者混拼，添加... 详细信息

以二氧化碳多元醇（PPC2000）、十三氟辛醇（TFO）、异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、丙烯酸羟乙酯（HEA）为主要原料，合成了聚碳酸亚丙酯型聚氨酯丙烯酸酯（PPC-IPDI-HEA）和含氟聚氨酯丙烯酸酯（F-PPC-IPDI-HEA）。并将二者混拼，添加光引发剂、活性稀释剂、消光粉和聚酰胺粉末，制备了一系列含氟光固化涂料。利用傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）、核磁共振波谱仪（NMR）对树脂结构进行了表征，并对光固化涂料的双键转化率、吸水率、热稳定性、接触角等进行了测试。结果表明：当光引发剂1173的用量为5%时，涂料具有较高的双键转化率（92%）、良好的热稳定性、优异的耐化学品性；当含氟聚氨酯丙烯酸酯用量达到5%时，涂层水接触角达103°，十六烷接触角58°，吸水率仅为0.54%，具有良好的疏油性和耐水性。

关键词：光固化聚氨酯丙烯酸酯二氧化碳多元醇氟改性

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热处理针铁矿的结构与形貌演化

人工晶体学报 2025年第1期54卷 165-174页

作者：胡绪照许雪艳徐兵廖生温张佳奇夏爱林巢湖学院机械工程学院合肥238000 安徽工业大学材料科学与工程学院马鞍山243002

采用X射线粉末衍射仪、热重/差热综合分析仪、扫描电子显微镜等研究了针铁矿(α-FeOOH)粉末在250~650℃和900℃高温热处理下的结构与形貌演变。结果表明:针铁矿在250℃煅烧2~8 h未发生明显的相转变,但是随着保温时间的增加,其针状形貌... 详细信息

采用X射线粉末衍射仪、热重/差热综合分析仪、扫描电子显微镜等研究了针铁矿(α-FeOOH)粉末在250~650℃和900℃高温热处理下的结构与形貌演变。结果表明:针铁矿在250℃煅烧2~8 h未发生明显的相转变,但是随着保温时间的增加,其针状形貌结构逐渐破碎堆叠成短棒状。当煅烧温度为350℃时,α-FeOOH开始脱羟基向赤铁矿(α-Fe_(2)O_(3))转变,且在450℃时完全转变为α-Fe_(2)O_(3)相。煅烧温度升至450~650℃时,虽然产物呈现α-Fe_(2)O_(3)相,但都保持了α-FeOOH原有的针状形貌。随着热处理温度和时间的增加,产物的平均晶粒尺寸逐渐增大。当热处理温度升高时,α-Fe_(2)O_(3)晶体生长变大,比表面积逐渐降低,颗粒间产生烧结现象,且当煅烧温度达到900℃时,破碎棒状结构变成米粒状的α-Fe_(2)O_(3),其在污水处理、光催化和工业颜料等领域具有一定的应用价值。

关键词：针铁矿热处理高温相变米粒状α-Fe_(2)O_(3)

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基于共形几何代数的七杆巴氏桁架位置分析

北京航空航天大学学报 2025年第1期51卷 265-271页

作者：黄昔光吴一帆刘东裕北京邮电大学智能工程与自动化学院北京100876 北方工业大学机械与材料工程学院北京100144

机构位置分析是机构运动学和动力学研究的基础。针对传统机构位置分析理论旋转坐标变换矩阵运算繁琐、多元高次非线性方程组求解困难等问题,提出了一种七杆巴氏桁架的位置分析共形几何代数(CGA)方法。利用CGA中的平移、旋转算子和几何积... 详细信息

机构位置分析是机构运动学和动力学研究的基础。针对传统机构位置分析理论旋转坐标变换矩阵运算繁琐、多元高次非线性方程组求解困难等问题,提出了一种七杆巴氏桁架的位置分析共形几何代数(CGA)方法。利用CGA中的平移、旋转算子和几何积,建立各个运动点的位置坐标表达式;根据CGA中内积几何性质,直接获得该机构的一元16次位置输入-输出方程及其所有解析解;将该高次方程求解出的所有解进行回代,获得机构所有运动点的位置坐标,并通过数字实例验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法的几何直观性显著优于传统的复向量法、DH矩阵法,不仅可以避免矩阵运算和消元运算,且求解无增根也无漏根。

关键词：几何代数运动学分析七杆巴氏桁架几何直观性解析解

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L-苹果酸/抗坏血酸对废旧钴酸锂电池中钴与锂元素浸出机制研究

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湿法冶金 2025年

作者：杨鹏飞蓝樊盛蓝峻峰叶有明谢雪珍陈燕萌广西科技师范学院化学与材料工程学院

废旧锂离子电池中钴酸锂的资源化回收对于缓解资源短缺和减少环境污染具有重要意义。研究了以L-苹果酸/抗坏血酸体系为浸出剂，从废旧钴酸锂电池中回收钴与锂，考察了L-苹果酸和抗坏血酸浓度、液固体积质量比、浸出温度和时间对钴、锂... 详细信息

废旧锂离子电池中钴酸锂的资源化回收对于缓解资源短缺和减少环境污染具有重要意义。研究了以L-苹果酸/抗坏血酸体系为浸出剂，从废旧钴酸锂电池中回收钴与锂，考察了L-苹果酸和抗坏血酸浓度、液固体积质量比、浸出温度和时间对钴、锂浸出率的影响，并通过动力学分析和SEM表征探讨了浸出机制。结果表明：最佳浸出条件为L-苹果酸浓度0.2 mol/L，抗坏血酸浓度0.1 mol/L，液固体积质量比0.3 mL/1 mg，温度70 ℃，浸出时间1 h，在该条件下，钴和锂浸出率均达98%以上；浸出过程主要受外部扩散控制。该法高效、环保，可为废旧锂离子电池中钴酸锂的绿色回收提供技术参考。

关键词： L-苹果酸抗坏血酸废旧钴酸锂电池浸出锂钴机制

尿路导管表面含胍基聚合物生物涂层的制备及性能研究

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表面技术 2025年第2期54卷 222-233页

作者：曹慧烨陈着张赫柏广行朱叶李小杰江南大学化学与材料工程学院江苏无锡214122

目的制备一种含胍基的聚合物抗菌涂层,实现其在尿路导管上的应用。方法以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(APMA)和4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮(BP)作为共聚单体,通过自由基聚合制备了一种侧基带伯胺基的三元共... 详细信息

目的制备一种含胍基的聚合物抗菌涂层,实现其在尿路导管上的应用。方法以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(APMA)和4-甲基丙烯酰氧基二苯甲酮(BP)作为共聚单体,通过自由基聚合制备了一种侧基带伯胺基的三元共聚物ploy(HEMA-co-APMA-co-BP),PHAB。随后通过胍基化改性将伯胺基团转变为胍基。利用浸涂法在聚氨酯表面制备含胍基聚合物抗菌涂层,随后进行紫外光固化使涂层进行交联固化,得到含胍基聚合物抗菌涂层(TPU-PHGB)。对涂层的基本性能进行了表征。通过涂板法定量评估涂层对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和尿路中促进结石产生的奇异变形杆菌的初始和长久抗菌性能。并测试了3种含胍基抗菌聚合物的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度。后续在体外模拟膀胱模型中培养7d,观察涂层表面结石的生长情况,评估其抗结垢性能。通过活死细胞染色实验,并利用CCK-8试剂盒测试涂层及聚合物的细胞毒性,评估涂层的生物相容性。结果涂层表面均一光滑,具有长久的广谱抗菌性和良好的生物相容性,并且可以减少表面结石的产生。在与大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和奇异变形杆菌共培养10 h后,涂层的抗菌效率可达99%;在共培养24 h和48 h后,涂层对大肠杆菌的抗菌效率在80%以上,对金黄色葡萄球菌和奇异变形杆菌的抗菌效率都保持在95%以上;在长达168h共培养后,涂层对大肠杆菌的抗菌效率仍有65%以上,对金黄色葡萄球菌的抗菌效率为85%;对奇异变形杆菌的抗菌效率高达90%以上。在体外模拟膀胱模型中,涂层有效减少了结石的形成。结论涂层不仅具有初始和长久广谱抗菌性,而且在体外抗结垢模型中减少了表面结石的产生,并且具有良好的生物相容性。

关键词：胍导尿管涂层抗菌低毒性光固化

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