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化工专业实践教学模式创新与实践——以西北大学化工学院为例

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化学工程与装备 2024年第3期 152-154页

作者：高婷裴梦琛丁莉于秋硕刘恩周西北大学化工学院

以西北大学化工学院为例，介绍了实践教学周、生产实习的创新实践，构建了以校友报告、专业教育讲座、学科平台和实验室参观、专业科普实验等为核心的实践周教学模式；以专业理论讲座、安全教育、实践操作实训、精准就业实习、虚拟仿真... 详细信息

以西北大学化工学院为例，介绍了实践教学周、生产实习的创新实践，构建了以校友报告、专业教育讲座、学科平台和实验室参观、专业科普实验等为核心的实践周教学模式；以专业理论讲座、安全教育、实践操作实训、精准就业实习、虚拟仿真实验与思想政治教育等为主体的生产实习模式。实践证明，上述教学模式形成了2支具有活力的实践教学队伍，提高了专业积极求变的能力，使学生在实践中感受到了化工专业的魅力，具有良好的教学效果。相关实践对开展工程教育持续改进工作具有积极启示。

关键词：实践教学实践教学周生产实习专业科普实验精准就业实习

植物蛋白基玉米黄色素微胶囊的制备及性能评价

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食品科学 2025年第5期46卷 65-74页

作者：高莉杨俊燕赵英虎季海霞陈佳慧郝媛石英郝瑞中北大学化学与化工学院山西太原030051

为了改善玉米黄色素(maize yellow pigment,MYP)水溶性差、不稳定性和生物利用度低等问题,本实验以不同植物基蛋白(豌豆分离蛋白、火麻蛋白、大豆分离蛋白)和海藻酸钠两类材料结合作为复合壁材,以麦芽糊精为单一壁材分别制备MYP微胶囊,... 详细信息

为了改善玉米黄色素(maize yellow pigment,MYP)水溶性差、不稳定性和生物利用度低等问题,本实验以不同植物基蛋白(豌豆分离蛋白、火麻蛋白、大豆分离蛋白)和海藻酸钠两类材料结合作为复合壁材,以麦芽糊精为单一壁材分别制备MYP微胶囊,对微胶囊的包埋效果、理化性质、粒径、热稳定性、微观结构、体外消化特性以及抗氧化能力进行评价,并研究其对H_(2)O_(2)诱导的ARPE-19细胞氧化损伤模型的保护作用。结果表明,MYP的微胶囊化可以提高其溶解度、生物利用度和抗氧化活性;微胶囊(MYP质量浓度在375~1 125μg/mL范围内)不影响ARPE-19细胞活力,并且在H_(2)O_(2)诱发氧化损伤模型中显示出更好的细胞抗氧化作用;3种壁材展现出不同的功能特性。与其他壁材相比,豌豆蛋白-海藻酸钠壁材的微胶囊有较高的包埋率、较低的含水量、较小尺寸,同时具有良好的流动性和稳定性。

关键词：玉米黄色素植物蛋白基复凝聚法壁材微胶囊

二氟甲基溴代腙与乙烯基砜的[3+2]环加成反应合成3-二氟甲基吡唑

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高等学校化学学报 2025年第2期46卷 95-102页

作者：刘小康周玉秀李晓勇罗文静王克虎王君姣黄丹凤胡雨来西北师范大学化学化工学院兰州730070

通过二氟甲基溴代腙与乙烯基砜的[3+2]环加成反应,合成了一系列3-二氟甲基吡唑化合物.该方法具有区域选择性高、反应条件温和及操作简单等优点,为3-二氟甲基吡唑化合物的合成提供了新方法.同时,进一步拓展了二氟甲基溴代腙作为二氟甲基... 详细信息

通过二氟甲基溴代腙与乙烯基砜的[3+2]环加成反应,合成了一系列3-二氟甲基吡唑化合物.该方法具有区域选择性高、反应条件温和及操作简单等优点,为3-二氟甲基吡唑化合物的合成提供了新方法.同时,进一步拓展了二氟甲基溴代腙作为二氟甲基合成砌块在合成二氟甲基氮杂环化合物中的应用.

关键词：二氟甲基吡唑二氟甲基溴代腙乙烯基砜 [3+2]环加成

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低温低压下活性炭吸附氢气的分子模拟

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2025年第1期58卷 81-90页

作者：唐忠利王子瑶吴甜甜李文彬张东辉天津大学化工学院天津300350

低温吸附法处理激光尾气中的H_(2)相较于传统尾气处理方法具有体积小、质量轻、运行成本低、无振动噪声等特点,其关键问题是开发低温低压条件下高性能的H_(2)吸附剂.以石墨片微元构建多孔活性炭模型,使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟探究H_... 详细信息

低温吸附法处理激光尾气中的H_(2)相较于传统尾气处理方法具有体积小、质量轻、运行成本低、无振动噪声等特点,其关键问题是开发低温低压条件下高性能的H_(2)吸附剂.以石墨片微元构建多孔活性炭模型,使用巨正则蒙特卡罗(GCMC)模拟探究H_(2)在多孔活性炭中的吸附行为,通过考察多种因素的影响,期望获得更高的H_(2)吸附量.计算使用pcff力场,范德华相互作用采用Lennard-Jones 12-6形式,将计算得到的H_(2)吸附等温线以及模型的BET参数与实验值对比,验证了模型和力场的准确性.之后探究了石墨片微元尺度、多孔活性炭密度和吸附温度对H_(2)吸附的影响.结果显示:石墨片微元尺度对H_(2)的吸附有较大影响,由1环构建的模型性能最差,由19环构建的模型性能最好,从吸附性能来看,在单一石墨微元模型和混合石墨微元模型中均满足19环>37环>7环>1环;在所建立的0.5~1.3 g/cm^(3)模型密度范围内,存在最优密度1.1 g/cm3,此时能够获得最大H_(2)吸附量,比表面积和孔径分布二者共同作用影响吸附性能;温度对H_(2)低温吸附有较大影响,当吸附温度升高5 K和10 K时,吸附量分别下降了19.1%和36.8%,因此加强吸附过程中的散热和优化吸附床结构可以提高氢气的吸附量.

关键词：活性炭吸附蒙特卡罗模拟氢低温低压

无机碱与季铵盐协同改性磷石膏的抗霉特性及物理力学性能研究

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材料导报 2025年第3期39卷 88-95页

作者：方双明付娟罗洁彭祝李子玲程金科贵州大学化学与化工学院贵阳550025

西南地区磷石膏建材易发生霉变,影响产品质量和人体健康,制约其资源化利用。为控制霉菌污染,本工作从霉菌生物结构和适存环境出发,以黑曲霉为感染源,分别采用耐霉菌性等级法、抑菌圈法和软化系数及抗压强度测定检测材料抗霉性能及物理... 详细信息

西南地区磷石膏建材易发生霉变,影响产品质量和人体健康,制约其资源化利用。为控制霉菌污染,本工作从霉菌生物结构和适存环境出发,以黑曲霉为感染源,分别采用耐霉菌性等级法、抑菌圈法和软化系数及抗压强度测定检测材料抗霉性能及物理力学性能,通过XRD、FT-IR和SEM等方法进行结构表征和微观形貌分析,构建无机碱性材料与有机季铵盐协同抗霉模型,探讨其抗霉机理。结果表明:单掺无机碱只能提升材料短期抗霉效果,且提升程度受pH、无机成分和吸湿性能共同调控;Ca(OH)_(2)和季铵盐的协同改性能获得优异抗霉效果与耐久性,但季铵盐掺杂会劣化其软化系数和抗压强度。复掺质量分数10%Ca(OH)_(2)和0.1%CTAB试件的物理力学性能较优;Ca(OH)_(2)和季铵盐协同增强抗霉作用在于:OH^(-)和季铵根离子分别以氢键和静电吸引作用稳定依附于CaSO_(4)·2H_(2)O晶体表面,前者让霉菌孢子生物膜系统的蛋白质变性后,后者对磷脂双分子层的破坏程度加剧,加速霉菌孢子失活,提高抗霉性。

关键词：磷石膏协同抗霉季铵盐抑菌圈软化系数

N掺杂石墨烯缺陷材料催化OER/ORR的第一性原理研究

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高等学校化学学报 2025年第2期46卷 119-126页

作者：黄智瑶李丽徐华卿杨一凡韦瑶瑶刘国魁夏其英临沂大学化学化工学院临沂276000

非金属掺杂石墨烯基催化剂在催化析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)领域具有良好的应用前景.本文基于石墨烯常见双空位缺陷构建了非金属N掺杂的催化材料,对所有可能存在的活性位点进行了研究.通过密度泛函理论(DFT)计算发现,13个碳活性位... 详细信息

非金属掺杂石墨烯基催化剂在催化析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)领域具有良好的应用前景.本文基于石墨烯常见双空位缺陷构建了非金属N掺杂的催化材料,对所有可能存在的活性位点进行了研究.通过密度泛函理论(DFT)计算发现,13个碳活性位点均不能有效吸附H_(2)O,而O_(2)可以被有效吸附.计算结果表明,最优的ORR催化位点是C12位点,其催化ORR的过电势为0.71 V;毗邻吡啶N的C10位点和C3位点的ORR催化效果稍差,过电势分别为0.75 V和0.78 V.研究结果证明非金属N掺杂缺陷石墨烯材料可应用于催化ORR,可为非金属催化OER/ORR反应提供理论支撑和指导.

关键词：缺陷石墨烯非金属氧还原反应密度泛函理论

咪唑鎓盐功能化锆基金属有机笼的合成及其主客体性质

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无机化学学报 2025年第1期41卷 105-113页

作者：石文杰陆凡陈梦薇王进韩英锋周口师范学院化学与化工学院周口466001 西北大学化学与材料科学学院西安710127

设计并合成了咪唑鎓盐官能化的羧酸配体(H2L)Cl(1,3‑bis[4'‑carboxy‑3,5‑dimethyl‑(1,1'‑biphenyl)‑4‑yl]‑imidazolium chloride),并使其与二氯二茂锆(Cp_(2)ZrCl_(2),Cp=η^(5)‑C_(5)H_(5))反应,制备了咪唑鎓盐功能化的锆基金属有机笼[(Cp_(3)Zr_(3))_(2)(L)_(3)]Cl_(5)(MOC⁃1),其中Cp_(3)Zr_(3)=(CpZr)_(3)(μ_(3)‑O)(μ_(2)‑OH)_(3)。利用单晶X射线衍射、核磁共振氢谱、电喷雾电离质谱、紫外可见吸收光谱、红外光谱、热重分析等测试手段对MOC⁃1进行表征。单晶X射线衍射分析表明,MOC⁃1的阳离子骨架由2个Cp_(3)Zr_(3)单元和3个L-配体组成。通过核磁氢谱研究了MOC⁃1与不同体积大小的芳基磺酸根阴离子之间的主客体性质。结果表明,与体积较大的芳基磺酸根阴离子G^(4)(对乙基苯磺酸根)和G^(5)(对异丙基苯磺酸根)相比,MOC⁃1与空腔匹配度更高的G^(1)~G^(3)(分别为苯磺酸根、对氯苯磺酸根、对甲基苯磺酸根)之间的主客体相互作用更强。

关键词：咪唑鎓盐锆基金属有机笼主客体化学

CrNbTiVAl_(x)难熔高熵合金的组织、力学性能和高温氧化行为

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金属学报 2025年第1期61卷 88-98页

作者：朱满张成许军锋坚增运惠增哲西安工业大学材料与化工学院西安710021

难熔高熵合金(RHEAs)具有高热稳定性、良好的高温力学性能和优异的高温抗氧化性能,有望作为一种潜在的耐高温结构材料使用。为了降低RHEAs密度、改善其高温抗氧化性能,本工作向CrNbTiV合金中添加Al元素,制备了一系列CrNbTiVAl_(x)(x=0.2... 详细信息

难熔高熵合金(RHEAs)具有高热稳定性、良好的高温力学性能和优异的高温抗氧化性能,有望作为一种潜在的耐高温结构材料使用。为了降低RHEAs密度、改善其高温抗氧化性能,本工作向CrNbTiV合金中添加Al元素,制备了一系列CrNbTiVAl_(x)(x=0.25、0.5、0.75、1.0)难熔高熵合金。采用XRD、SEM、EDS和电子万能试验机等手段研究Al含量对CrNbTiV难熔高熵合金微观组织、力学性能和高温氧化行为的影响规律。结果表明,CrNbTiVAl_(x)合金的微观组织由bcc、Laves和α-Ti相组成,bcc相以等轴晶形式分布。随着Al含量的增加,合金的密度逐渐减小,屈服强度由2037 MPa降低至1371 MPa;比屈服强度由CrNbTiVAl_(0.75)合金的215.93 MPa·cm^(3)/g增加至CrNbTiVAl_(0.25)合金的323.33 MPa·cm^(3)/g。CrNbTiVAl_(x)合金在900℃氧化时的氧化动力学遵循抛物线规律,增加Al含量有利于提高合金的高温抗氧化性能。CrNbTiVAl_(x)合金氧化后的氧化产物是由Al_(2)O_(3)、(CrNbTiVAl)O_(2)和VO_(x)组成的混合结构。当Al含量较低时,合金表面形成的连续、紧密的复杂氧化物(CrNbTiVAl)O_(2)有效阻止了O_(2)向基体内的扩散。随着Al含量的增加,复杂氧化物(CrNbTiVAl)O_(2)含量减少,表面形成了更加致密、连续且细小的Al_(2)O_(3)氧化膜,从而显著提高了合金的高温抗氧化性能。

关键词：难熔高熵合金组织力学性能高温抗氧化性能

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一种新型规整填料的传质及压降特性

化学工业与工程 2025年第1期42卷 148-156页

作者：秦涛朱慧铭天津大学化工学院

采用非介入的表面反应气相传质实验来测定规整填料表面的传质系数分布，在此基础上建立了波纹规整填料的流动及传质CFD模型。采用该CFD模型与正交试验开发了一种新型填料，其通道的形状区别于传统波纹规整填料的三角形，采用具有更大水... 详细信息

采用非介入的表面反应气相传质实验来测定规整填料表面的传质系数分布，在此基础上建立了波纹规整填料的流动及传质CFD模型。采用该CFD模型与正交试验开发了一种新型填料，其通道的形状区别于传统波纹规整填料的三角形，采用具有更大水力半径的四边形。CFD模拟结果表明经过几何结构优化后的新型填料在保持良好传质性能的同时，压降减小22.22%～23.03%。

关键词：规整填料计算流体力学传质压降