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我国高中化学教科书中科学本质表征的变迁研究

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化学教育（中英文） 2024年第7期45卷 16-22页

作者：杨季冬陈欢欢湖南师范大学化学化工学院湖南长沙410081

理解科学本质是培养公民科学素养的关键因素之一,化学教科书是学生理解科学本质的重要媒介。运用内容分析法,基于一个已有的科学本质分析框架,从历史角度对我国3套人教版高中化学教科书中科学本质表征的变迁进行研究。研究发现,我国化... 详细信息

理解科学本质是培养公民科学素养的关键因素之一,化学教科书是学生理解科学本质的重要媒介。运用内容分析法,基于一个已有的科学本质分析框架,从历史角度对我国3套人教版高中化学教科书中科学本质表征的变迁进行研究。研究发现,我国化学教科书中科学本质各维度数量均有上升,总数量增幅较大,但各维度分布不均。在呈现方式方面始终以隐性呈现为主,历史-隐性呈现法和历史-显性呈现法比例有增大趋势。在与学科内容结合方面科学本质与学科内容相嵌的比例略有下降,但仍是主流。总体来说,我国高中化学教科书对于科学本质越来越重视,顺应了国际化学课程改革的潮流。最后,基于研究结论提出了有关建议。

关键词：科学本质高中化学化学教科书

g-C_(3)N_(4)锚定Cu(Ⅰ)高选择性催化CCl_(4)合成2,4,4,4-四氯丁腈

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化工进展 2024年第6期43卷 3293-3300页

作者：肖自胜李金玲陈伊睿兰支利尹笃林湖南师范大学化学化工学院湖南长沙410081 石化新材料与资源精细利用国家地方联合工程实验室湖南长沙410081

以尿素和Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O为前体,采用热缩合法制备了不同Cu负载量的氮化碳(g-C_(3)N_(4))基催化剂Cu/CNn(n=1、2、3),采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、比表面积测试、扫描电子显微镜及透射电子显微镜对... 详细信息

以尿素和Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O为前体,采用热缩合法制备了不同Cu负载量的氮化碳(g-C_(3)N_(4))基催化剂Cu/CNn(n=1、2、3),采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、比表面积测试、扫描电子显微镜及透射电子显微镜对其结构和形貌进行了表征,比较了不同Cu负载量的Cu/CNn催化CCl_(4)与丙烯腈(AN)的原子转移自由基加成(ATRA)反应合成2,4,4,4-四氯丁腈(TBN)的催化性能。结果表明,Cu/CN1呈现优异的催化性能,以乙腈(MeCN)为溶剂,n(Cu/CN1)∶n(AN)=1∶1000,120℃反应12h,TBN的选择性可达96.5%,产率可达83.3%,Cu/CN作为多相催化剂,经过滤处理便可重复利用,使用7次其催化活性仍能稳定保持。基于相关的实验结果,提出了Cu/CN催化CCl_(4)和AN的ATRA反应的氧化-还原循环机理。实验结果揭示了Cu与g-C_(3)N_(4)载体的协同作用机制,为CCl_(4)深加工开发高效的催化体系提供了新的思路。

关键词： 2,4,4,4-四氯丁腈氮化碳 Cu/CN催化剂原子转移自由基加成

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不同碳导电剂对铁-空气电池性能的影响

化工学报 2024年第2期75卷 685-694页

作者：尹玉华方灿易清风李广湖南科技大学化学化工学院湖南湘潭411201

金属-空气电池(MABs)具有成本低、环境友好、比功率和比能量高等优点,而其中的铁-空气电池(IAB)更具有资源丰富以及高比能量等特点,但IAB在充放电过程中存在的铁电极钝化、腐蚀、自放电、析氢反应以及体积变化等问题制约着其发展。考虑... 详细信息

金属-空气电池(MABs)具有成本低、环境友好、比功率和比能量高等优点,而其中的铁-空气电池(IAB)更具有资源丰富以及高比能量等特点,但IAB在充放电过程中存在的铁电极钝化、腐蚀、自放电、析氢反应以及体积变化等问题制约着其发展。考虑到在铁负极制备过程中通常使用乙炔黑作为导电与支撑活性物质的作用,为了考察其他碳材料对铁电极电化学性能的影响,分别利用乙炔黑、石墨粉和碳纳米管制备了不同的铁电极,并与Pt/C空气电极组装成相应的铁-空气电池,对这些电池进行了不同电流密度下的充放电研究并测试了放电极化曲线。结果表明,碳纳米管修饰铁负极的电池整体性能优异,表现出较高的循环稳定性、较高的充放电电压效率以及功率密度。

关键词：电化学纳米材料再生能源铁-空气电池

大宗工业固体废弃物煤矸石的综合利用研究进展

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湖南师范大学自然科学学报 2024年第1期47卷 1-9页

作者：李欢杨春明湖南师范大学化学化工学院中国长沙410081

煤矸石是煤炭开采及加工过程中产生的一种大宗工业固体废弃物,长期露天堆积不仅占用宝贵的土地资源,还会造成严重的环境问题从而危害人类健康。随着生态文明建设的深入推进及环保要求的不断提高,煤矸石的减量化、无害化处理及资源化利... 详细信息

煤矸石是煤炭开采及加工过程中产生的一种大宗工业固体废弃物,长期露天堆积不仅占用宝贵的土地资源,还会造成严重的环境问题从而危害人类健康。随着生态文明建设的深入推进及环保要求的不断提高,煤矸石的减量化、无害化处理及资源化利用已成为煤炭行业的迫切需求。本文从煤矸石的资源化综合利用等方面综述了煤矸石处理和利用的研究进展,总结了煤矸石处理的现状和存在的问题,探讨了煤矸石处理和利用的高质量发展趋势,最后提出了煤矸石全元素精细化及高值化利用等建议。

关键词：煤矸石处理利用环保高质量发展

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固体三芳基硼-相变材料可调比率荧光温度计

高等学校化学学报 2024年第8期45卷 43-51页

作者：刘玄陈启佩欧静梅侯健湖南科技大学化学化工学院湘潭411201

温度响应相变材料(PCMs)的微区黏度和自由体积等性质在熔点附近会发生可逆且快速的变化,这种变化可以放大荧光探针的响应性.本文合成了2个对高黏度具有比率响应发光的新型三芳基硼化合物4-(1-{4-[双(4-溴-2,3,5,6-四甲基苯基)硼烷基]-2,... 详细信息

温度响应相变材料(PCMs)的微区黏度和自由体积等性质在熔点附近会发生可逆且快速的变化,这种变化可以放大荧光探针的响应性.本文合成了2个对高黏度具有比率响应发光的新型三芳基硼化合物4-(1-{4-[双(4-溴-2,3,5,6-四甲基苯基)硼烷基]-2,3,5,6-四甲基苯基}哌啶-4-基)吗啉(MPDB1)和4,4-({[(4-溴-2,3,5,6-四甲基苯基)硼烷二基]双(2,3,5,6-四甲基-4,1-亚苯基)}双(哌啶-1,4-二基))二吗啉(MPDB2),并将其与相变材料结合,制备了高灵敏度比率荧光温度计.由于化合物的高黏度响应性质,其在相变材料中的温度荧光响应范围低于体系熔点,因此得到在量程范围内为纯固体的相变材料荧光温度计,具有良好的加工性.作为黏度探针,一取代的MPDB1的荧光响应范围为100~3000 mPa·s,灵敏度高;而二取代的MPDB2则在100~46000 mPa·s的黏度区域有荧光响应,覆盖范围广.作为温度探针,MPDB1-聚乙二醇20000(PEG20000)体系的荧光温度响应区间为-10~50℃,最大相对灵敏度(Sr)为3.5%(10℃),绝对灵敏度(Sa)为4.6%(30℃),灵敏度较高,且其温度测量范围可以通过取代基数目和选用不同熔点的聚乙二醇介质调整,具有较强的适用性.

关键词：分子内电荷转移比率荧光温度计相变材料三芳基硼可调温度测量范围

基于中心复合设计法优化虾青素纳米脂质载体制备工艺

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中国油脂 2024年第1期49卷 71-78页

作者：荆永康张炜高红隋成博乜世成宋林青海师范大学化学化工学院西宁810008

为提高虾青素的生物利用度,增加其稳定性,采用均质乳化-探头超声法制备虾青素纳米脂质载体(AST-NLC)。以粒径和包封率为指标,通过单因素试验和中心复合设计法优化AST-NLC的制备工艺,并对制备的AST-NLC进行X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光... 详细信息

为提高虾青素的生物利用度,增加其稳定性,采用均质乳化-探头超声法制备虾青素纳米脂质载体(AST-NLC)。以粒径和包封率为指标,通过单因素试验和中心复合设计法优化AST-NLC的制备工艺,并对制备的AST-NLC进行X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)结构表征,以及4、25、50℃下的热稳定性测试。结果表明:制备AST-NLC的最佳工艺条件为甘油三硬脂酸酯与中链甘油三酯质量比1∶11(总质量0.99 g)、乳化剂用量(吐温-80+大豆卵磷脂,质量比1∶1)3.8%(以水相质量为基准)、油水比1∶34(体积比)、均质速度5000 r/min、超声时间2 min、虾青素添加量2.0 mg,在此条件下制备的AST-NLC粒径为(79.30±1.21)nm,多分散系数(PDI)为0.01±0.01,包封率为(81.36±1.84)%,Zeta电位为(-18.13±2.83)mV;结构表征结果表明,AST-NLC中的虾青素是以分子的状态包裹在脂质体中;热稳定性结果显示,4℃更有利于ASTNLC的保存。综上,成功制备了粒径小、分散均匀且包封率较高的AST-NLC。

关键词：虾青素纳米脂质载体中心复合设计法热稳定性

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中学化学知识不确定性的教育价值及其实现

教学与管理 2024年第4期 47-50页

作者：杨季冬周小翔王彦丹湖南师范大学化学化工学院长沙410081

知识往往具有不确定的属性,而中学化学教学中往往剔除了化学知识的不确定性,仅强调其确定性。若是能在中学化学教学中回归知识不确定性属性,则有助于未来科学的繁荣,为教师提供教学空间,激发学生的探究欲望,促进师生协同发展,从而突破... 详细信息

知识往往具有不确定的属性,而中学化学教学中往往剔除了化学知识的不确定性,仅强调其确定性。若是能在中学化学教学中回归知识不确定性属性,则有助于未来科学的繁荣,为教师提供教学空间,激发学生的探究欲望,促进师生协同发展,从而突破中学化学知识确定性教学的局限性。为了实现中学化学知识不确定性的教育价值,可以在课堂上正视知识的不完备,明确知识成立的条件,注重化学教学的思维发散,促使评价方式的多样性。

关键词：化学教学知识不确定性中学化学知识

中国学者化学教育研究的国际发文情况与研究进展——6种国际期刊文献的可视化分析

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化学教育（中英文） 2024年第15期45卷 124-127页

作者：施永倩景一丹湖南师范大学化学化工学院湖南长沙410081

以Web of Science数据库中的6个有影响力的国际期刊论文为基础,采用文献计量法、内容分析法和科学知识图谱可视化方法,对2010-2022年中国学者的化学教育研究状况进行描述统计分析,主要包括发文量、合作情况、发文单位、发文区域、研究... 详细信息

以Web of Science数据库中的6个有影响力的国际期刊论文为基础,采用文献计量法、内容分析法和科学知识图谱可视化方法,对2010-2022年中国学者的化学教育研究状况进行描述统计分析,主要包括发文量、合作情况、发文单位、发文区域、研究范式和主题、关键词共现和聚类等,客观地呈现我国化学教育研究者的发文情况和研究进展。研究显示中国学者在六期刊的发文量这些年一直在逐渐增加,研究主题上青睐学习研究和教学研究,教育技术研究成果单薄,研究范式中注重实证研究,并且实证研究方法多元化。研究热点主要集中于实验教学、信息化学习与学习心理等。研究前沿主要围绕问题解决策略和实践性学习。从发文看,中国学者尚未形成足够的国际影响力,但影响力在逐年增加。

关键词：国际化学教育 CiteSpace软件内容分析研究热点知识图谱

手性多孔有机笼用作气相色谱固定相分离手性和非手性化合物

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色谱 2024年

作者：黄斌陈娟王帮进章俊辉谢生明袁黎明云南师范大学化学化工学院

多孔有机笼(POCs)是一种新型的多孔分子材料,具有明确的分子内腔结构、丰富的主客体识别能力和良好的溶解性,因而在分子识别、气体吸附、传感、催化、色谱分离等多个领域受到广泛关注。本文由四(4-醛基苯基)乙烯和(R,R)-1,2-环己二胺通... 详细信息

多孔有机笼(POCs)是一种新型的多孔分子材料,具有明确的分子内腔结构、丰富的主客体识别能力和良好的溶解性,因而在分子识别、气体吸附、传感、催化、色谱分离等多个领域受到广泛关注。本文由四(4-醛基苯基)乙烯和(R,R)-1,2-环己二胺通过席夫碱缩合反应合成了一种手性多孔有机笼(CPOC),采用静态涂敷法将其涂敷于毛细管柱内表面制备了气相色谱柱,测试了该柱对有机混合物、异构体以及手性化合物的分离能力。结果显示,该柱可以实现4种有机混合物(正构烷烃、芳香烃、正构醇和Grob混合物)中所有组分的基线分离;同时有9种二取代苯位置异构体以及包括结构异构和顺反异构在内的16种有机异构体在该柱上也获得了较好的分离。更重要的是,该柱还具有优秀的手性拆分性能,有12种手性化合物在该柱上得到了拆分,其中5种手性化合物(3-羟基丁酸乙酯、缬氨酸衍生物、谷氨酸衍生物、1,2-丁二醇二乙酸酯和1,2-环氧丁烷)获得了基线分离。将该柱与商品β-DEX 120柱的拆分效果相比,该柱可以拆分β-DEX 120柱不能拆分的3-羟基丁酸乙酯、缬氨酸衍生物、谷氨酸衍生物、1,2-环氧丁烷、环氧氯丙烷和环氧溴丙烷等6种手性化合物,说明其与β-DEX 120柱具有手性拆分互补性。研究表明,CPOC制备的毛细管柱对手性和非手性化合物都具有良好的分离能力。

关键词：气相色谱固定相手性分离多孔有机笼