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阴极辉光放电电解制备纳米ZnO

材料导报 2024年第13期38卷 61-67页

作者：陆泉芳郝小霞冯妍马晓娟王波俞洁西北师范大学化学化工学院兰州730070 西北师范大学学报编辑部兰州730070

以Pt针为阴极,Zn片为阳极,2 g/L Na_(2)SO_(4)溶液为电解质,在530~650 V放电电压下,利用阴极辉光放电电解(CGDE)技术一步制得纳米ZnO颗粒。用XRD、SEM、FTIR、XPS等对产物的结构、组成和形貌进行了表征,利用UV-Vis DRS计算了纳米ZnO颗... 详细信息

以Pt针为阴极,Zn片为阳极,2 g/L Na_(2)SO_(4)溶液为电解质,在530~650 V放电电压下,利用阴极辉光放电电解(CGDE)技术一步制得纳米ZnO颗粒。用XRD、SEM、FTIR、XPS等对产物的结构、组成和形貌进行了表征,利用UV-Vis DRS计算了纳米ZnO颗粒的带隙能,用UV-Vis研究了纳米ZnO粒子光催化降解亚甲基蓝(MB)的行为,并探讨了其制备机理。结果表明,580 V下得到的纳米ZnO颗粒有一定的团聚,加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能够抑制纳米ZnO颗粒的团聚;材料的形貌随PVP浓度和放电电压的变化而变化。当电压为530 V、加入0.0031%(质量分数)的PVP时,得到尺寸约200 nm、带隙能为3.22 eV的纺锤状纳米ZnO;随电压升高,颗粒尺寸分布越宽。在紫外光照射30 min后,加入PVP所制备的ZnO光催化降解MB的降解率由78.5%提高到87.3%,说明加入PVP后制备的ZnO光催化性能更优。CGDE制备纳米ZnO的机理为:放电过程中阳极Zn片氧化溶解为Zn^(2+),然后Zn^(2+)迁移到阴极辉光区,与等离子体-液体界面产生的OH-反应生成[Zn(OH)_(4)]^(2-),最后[Zn(OH)_(4)]^(2-)从等离子体-液体界面区转移到溶液中,产生ZnO晶粒。

关键词：阴极辉光放电电解(CGDE) 等离子体纳米氧化锌

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配位驱动组装单组分白光发光金属-有机配合物材料的研究进展

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无机化学学报 2024年第1期40卷 33-53页

作者：申婉婷孙少轩冯宇婷张凤琪鲁婷婷杨永晟沈阳师范大学化学化工学院沈阳110034 沈阳师范大学能源与环境催化研究所沈阳110034

金属-有机配合物材料基于其结构种类多样性及发光性能可调控的特点,被广泛应用于安全防伪、信息存储、智能传感、显示装置、白光照明等领域。本综述详细介绍了单组分金属-有机配合物在白光发光领域内的研究进展。按照Au/Ag/Cu配合物、Zn... 详细信息

金属-有机配合物材料基于其结构种类多样性及发光性能可调控的特点,被广泛应用于安全防伪、信息存储、智能传感、显示装置、白光照明等领域。本综述详细介绍了单组分金属-有机配合物在白光发光领域内的研究进展。按照Au/Ag/Cu配合物、Zn/Cd配合物、Eu和Tb共掺杂Ln配合物、染料掺杂配合物、其他主族元素/过渡元素/镧系元素掺杂/多元素掺杂配合物5个类别对配合物结构特点、发光机理、白光发光组成、白光性能指标进行分析,归纳不同类别配合物白光发光材料的构筑策略,总结金属-有机配合物材料作为白光候选材料具备的优势,并从理论研究和实际应用2个方面提出待进一步解决的问题,以期早日实现金属-有机配合物发光材料的工业化生产及应用。

关键词：金属-有机配合物单组分结构多样性发光可调控白光发光

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高显色指数白光LED用新型单组分固态碳点的制备

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发光学报 2024年第8期45卷 1292-1300页

作者：黄彩艳田蕊张朵段婷婷李爱波王琴戎梅竹汪正良云南师范大学化学化工学院云南昆明650500 云南民族大学化学与环境学院云南昆明650500

近年来,高显色指数白光LED照明需求对LED产业提出了新的挑战。碳点作为21世纪一种新型的纳米材料,因其具有制备工艺简单、稳定性高、光学可调谐及宽发射等优点,有望成为理想的高显色指数白光LED器件的单组分荧光粉。然而,碳点的聚集诱... 详细信息

近年来,高显色指数白光LED照明需求对LED产业提出了新的挑战。碳点作为21世纪一种新型的纳米材料,因其具有制备工艺简单、稳定性高、光学可调谐及宽发射等优点,有望成为理想的高显色指数白光LED器件的单组分荧光粉。然而,碳点的聚集诱导荧光猝灭效应大大限制了其在固态照明上的应用发展。本文以菲啰啉为原料,采用微波法在温和制备工艺下合成出高效的荧光碳点,并通过掺杂技术实现该碳点的表面官能团调谐,成功地实现了一步法制备具有抗聚集诱导荧光猝灭效应的单组分固态碳点荧光粉,可应用于高显色指数白光LED器件,其固态量子产率高达37%,以它为荧光粉制备的白光LED表现出优异的光电性能。

关键词：固态发光碳点 LED

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α-MnO_(2)作为先进的双功能ORR/IOR电催化剂构建可充电锌空电池

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燃料化学学报（中英文） 2024年第2期52卷 266-276页

作者：王振赵慧周菊红盛可发王涛江彬彬安庆师范大学化学化工学院光电磁材料安徽省重点实验室安徽安庆246011

析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)和氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)是可充电锌空电池(rechargeable Zn-air batteries,RZABs)重要的两个反应。其中,析氧反应具有较高的热力学平衡电位和复杂的反应路径,实际应用中需要高的充电电压驱动其发生,这将带来一系列问题并且限制了RZABs的商业化应用。基于此,本研究构造α-MnO_(2)并作为ORR/IOR双功能催化剂。在碱性体系中引入反应改性剂KI,α-MnO_(2)对碘离子氧化反应(iodide oxidation reaction,IOR)具有更低的阳极氧化电位和更快的催化动力学。当1.0 mol/L KOH电解液中添加0.5 mol/L KI时,相比于OER(1.709 V@10 mA/cm^(2)),α-MnO_(2)在IOR过程中电流密度达到10 mA/cm^(2)时阳极电位减小了398 mV(1.311 V ***),且表现出低至57.5 mV/dec塔菲尔斜率。相对于与Pt/C,在含有KI的KOH电解液中,α-MnO_(2)表现出与Pt/C相媲美的ORR活性。此外,以α-MnO_(2)为空气电极组装成RZAB后,该电池也表现出了优异的充电活性和良好的循环寿命,在5 mA/cm^(2)电流密度下,充放电电压间隙由0.97 V缩减为0.61 V,能量转换效率由54.9%提升至66.2%。

关键词：可充电锌空电池析氧反应碘离子氧化反应 α-MnO_(2)

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第一个稀土元素钇的发现及其概念的发展

化学教育(中英文) 2024年第19期 124-129页

作者：李瑜袁振东河南师范大学化学化工学院

钇元素是第一个被发现的稀土元素，其概念的发展大致可以分为3个时期：(1)钇元素假说的形成期。1794年，芬兰化学家加多林通过对“黑色石头”的实验分析并预测有新元素存在。至1797年，乌普萨拉大学化学教授埃克伯格证实了加多林的结论... 详细信息

钇元素是第一个被发现的稀土元素，其概念的发展大致可以分为3个时期：(1)钇元素假说的形成期。1794年，芬兰化学家加多林通过对“黑色石头”的实验分析并预测有新元素存在。至1797年，乌普萨拉大学化学教授埃克伯格证实了加多林的结论，又将之命名为钇(yttrium)。(2)钇元素假说的验证期。1953年，美国化学家斯佩丁和达恩首次在实验室制备出高纯度的钇单质，钇元素的概念正式形成。(3)现代钇元素概念的形成期。20世纪20年代以后，钇同位素的发现使人们对钇元素有了新认识。钇元素概念的发展体现了科学思想的演进与科学技术的进步，同时也离不开科学家们精湛的实验技术和坚持不懈的科学精神。

关键词：钇元素钇单质钇同位素

高中化学新教科书中技术内容的编排分析与比较——工业合成氨

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化学教育(中英文) 2024年第19期 10-17页

作者：陈曦耿淑玲刘思佳湖南师范大学化学化工学院

“工业合成氨”是教科书中典型的技术内容。从纵向和横向2个维度对人教版、鲁科版和苏教版等高中化学新教科书中的“工业合成氨”进行分析与比较。通过纵向分析发现，3版教科书由必修阶段注重简单、真实的感性认识过渡到选择性必修阶段... 详细信息

“工业合成氨”是教科书中典型的技术内容。从纵向和横向2个维度对人教版、鲁科版和苏教版等高中化学新教科书中的“工业合成氨”进行分析与比较。通过纵向分析发现，3版教科书由必修阶段注重简单、真实的感性认识过渡到选择性必修阶段注重培养复杂、严谨的理性判断能力，体现学习进阶过程。通过内容分布、图像表征、栏目设置等3个方面的横向比较发现，3版教科书均以技术知识为主，苏教版中的技术内容较为简要；人教版图像表征较好；鲁科版栏目设置数量多且广泛。基于以上研究结论，建议教科书编写：丰富技术内容，体现技术发展历程；优化图像选择，促进有意义理解。建议教学：遵循编写顺序，注重技术内容的延展；重视工业流程图，渗透思维方法。

关键词：技术内容高中化学新教科书编排分析工业合成氨

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铯元素的发现及其概念的发展

化学通报 2024年第10期 1234-1240页

作者：窦雨晴袁振东李猛河南师范大学化学化工学院

铯元素是利用光谱分析技术发现的第一个元素，它的发现及其概念的发展大致可分为3个时期：一是铯元素的发现及基于光谱属性的铯元素概念的形成。光谱分析技术的应用使化学家确认了铯元素的存在，形成了基于光谱属性的铯元素概念。二是... 详细信息

铯元素是利用光谱分析技术发现的第一个元素，它的发现及其概念的发展大致可分为3个时期：一是铯元素的发现及基于光谱属性的铯元素概念的形成。光谱分析技术的应用使化学家确认了铯元素的存在，形成了基于光谱属性的铯元素概念。二是铯元素三重表征概念的形成。金属铯单质的制取及原子量的测定使得铯元素从宏观转向微观并随之形成了符号表征，铯元素三重表征概念正式形成。三是现代铯元素概念的建立。铯同位素的发现，赋予了铯元素概念新的内涵，铯元素在微观和符号上也有了新的发展，现代铯元素概念初步确立。总之，铯元素的发现及其概念发展过程是分析技术不断进步与化学思想发展融合的体现。

关键词：光谱分析技术铯元素铯同位素化学史

从铬铅矿到铬同位素:铬元素的发现及其概念的发展

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化学教育(中英文) 2024年第20期 123-128页

作者：达璇袁振东河南师范大学化学化工学院

1797年，法国化学家沃克兰通过化学分析实验猜想，西伯利亚红铅矿中存在一种新的未知金属元素。1798年，沃克兰凭借积累的分析经验成功提取出铬单质，证实了铬元素的存在，铬元素概念初步形成。1803年，道尔顿提出科学原子论后，铬元素... 详细信息

1797年，法国化学家沃克兰通过化学分析实验猜想，西伯利亚红铅矿中存在一种新的未知金属元素。1798年，沃克兰凭借积累的分析经验成功提取出铬单质，证实了铬元素的存在，铬元素概念初步形成。1803年，道尔顿提出科学原子论后，铬元素的概念发展为：相对原子质量为24的原子的总称。20世纪以来，随着原子结构理论的建立和同位素化学的兴起，科学家共发现27种铬同位素。随之，现代铬元素概念形成：核电荷数为24的一类原子的总称。总之，随着科学思想和科学方法的发展，铬元素的概念也在不断演进。

关键词：铬元素铬原子量铬同位素概念演变

国内外化学键教学研究进展——中美化学教育期刊文献对比研究

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化学教育(中英文) 2024年第19期 107-116页

作者：刘玉荣何小青河南师范大学化学化工学院

选取2012-2022年期间以“化学键”为主题的美国Journal of Chemical Education(JCE)28篇英文文献和中国《化学教育》49篇中文文献为研究对象，分析比较其研究范式、研究对象、研究方法、理论基础、研究主题及内容等，结果发现：JCE期刊... 详细信息

选取2012-2022年期间以“化学键”为主题的美国Journal of Chemical Education(JCE)28篇英文文献和中国《化学教育》49篇中文文献为研究对象，分析比较其研究范式、研究对象、研究方法、理论基础、研究主题及内容等，结果发现：JCE期刊文献注重实证研究，研究对象为不同学段的学生，研究方法偏向定量研究，主要以教育心理学为理论基础，关注化学键的概念理解、教学策略、教学方式等方面，重视现代信息技术、科学实验与教学的融合；《化学教育》期刊实证研究与思辨研究的比重均衡、研究对象主要为高中生、多采用定性研究方法、注重化学键的教学设计、关注学生认知情况。根据比较结果提出相关建议，以期为后续化学键的教学和研究提供参考。

关键词：化学键概念理解教学策略