单元复习课:画龙点睛,融会贯通——以“指数与对数单元复习”为例

指数与对数是学生进入高中阶段后学习的一种全新的互逆运算,这样的特殊关系决定了需要站在单元教学高度对两个内容进行整合、重构.“指数与对数单元复习”课基于学生的认知,结合具体问题中数据的呈现,引导学生收集、整理数据,提取有效信息,灵活实施指数与对数运算,有效促进了两种知识的融合与内化,实现了知识结构的重构.     

利用循环伏安法模拟技术理解电极过程可逆性**

循环伏安法测定电极过程可逆性实验在仪器分析实验中有着重要的意义。现行的实验设计中一般将铁氰化钾作为氧化还原反应研究的对象。由于铁氰化钾/亚铁氰化钾的氧化还原过程在电化学上可逆,学生通过实验很难理解电化学不可逆的过程,不易区分可逆和不可逆过程。本文利用循环伏安模拟的方法,通过改变电子转移速率常数(k0),得到不同的循环伏安谱图,结合课本上对于可逆性的判据(Epa-Epc=0.056 V/n,ipaipc≈-1)来解释不同的电子转移速率对于电极过程可逆性的影响。     

基于碳量子点和罗丹明B的新型比率荧光试纸片检测水中Hg(Ⅱ)

水环境中Hg(Ⅱ)的污染对生态环境和人类健康危害极大,目前Hg(Ⅱ)的检测主要有原子光谱/质谱和电化学等方法,但存在检测仪器昂贵、操作繁琐及前处理复杂等缺点,难以在日常水环境中微量Hg(Ⅱ)现场检测的应用。因此,建立一种灵敏、准确、快捷和经济的水中Hg(Ⅱ)检测方法具有重要意义。试纸法是将普通的化学反应从玻璃仪器转移到试纸上进行的一种快速检测方法,利用试剂与目标物之间产生的化学反应,通过颜色的变化可对目标物进行定性或半定量检测,具有操作简便、快速等优点。碳量子点是一类粒径小于10 nm的碳基纳米材料,具有优异的荧光性能、较低的毒性和较高的化学稳定性。利用Hg(Ⅱ)对碳量子点的荧光具有灵敏和高效的猝灭作用,构建了一种双色比率荧光试纸片用于快速检测水中微量Hg(Ⅱ)的含量。其中,采用氮掺杂水溶性碳量子点（NCDs）作为荧光响应信号、罗丹明B（RhB）作为荧光内标信号,在单一波长（355 nm）激发下产生位于440和580 nm的双色荧光发射峰。当体系加入不同浓度Hg(Ⅱ)后,NCDs表面官能团与Hg(Ⅱ)之间的静电作用和金属配位协同作用使荧光发生猝灭,而RhB的荧光信号保持不变,利用440和580 nm双色荧光信号或其强度的比值（F₄₄₀/F₅₈₀）,可实现对微量Hg(Ⅱ)的快速检测。实验对检测条件进行了优化,结果表明在HAc-NaAc缓冲液浓度为1 mmol·L-1、pH为7的条件下,F₄₄₀/F₅₈₀值与Hg(Ⅱ)浓度（0～3 μmol·L-1）呈现良好的线性关系,线性方程为F₄₄₀/F₅₈₀=-0.785 2ｃ_Hg(Ⅱ)+3.103 8,相关系数r＞0.99,以3倍标准偏差计算的检出限为2.7 nmol·L-1(n=9)。对湖水与自来水中Hg(Ⅱ)进行加标回收实验,其加标回收率在91.9%～117.9%之间,说明该方法灵敏、准确,能用于水中Hg(Ⅱ)的检测。同时,将NCDs和RhB浸渍于尼龙片上构建了双色比率荧光检测试纸片,在紫外灯（365nm）照射下可观测到试纸发射淡蓝紫色荧光。而随着Hg(Ⅱ)浓度的增加,荧光颜色从淡蓝紫色到橙色发生变化,每次检测时间只需3分钟,裸眼可检出Hg(Ⅱ)浓度低至10 nmol·L-1,实现了对水中微量Hg(Ⅱ)的灵敏、快速检测。此外,该方法对Hg(Ⅱ)的检测表现出良好的特异性。因此,基于碳量子点和罗丹明B构建的双色比率荧光试纸片具有携带方便、操作简单,以及灵敏和快速等优点,为水中微量Hg(Ⅱ)的快速检测提供了新的方法和思路。     

“无水”NiCo2O4纳米棒在电化学无酶葡萄糖传感中的应用

本文介绍了棒状NiCo₂O₄的制备,并将其修饰玻碳电极作为无酶葡萄糖传感器. 通过简单的水热反应合成了NiCo₂O₄,然后在商用微波炉中对NiCo₂O₄进行处理,以消除水热合成过程中可能引入的残存水. 扫描电镜、透射电镜、X射线衍射谱和X射线光电子能谱分析表明,微波处理前后结构无变化. 通过EDS对Ni,Co,O原子比例的分析,证明微波处理对残存水的消除作用. 微波处理的NiCo₂O₄(M-NiCo₂O₄)作为葡萄糖传感器的灵敏度高达431.29 μA mM^-1 cm^-2. 最后,将M-NiCo₂O₄在水中浸泡不同时间后,其对葡萄糖的感应性能下降. 结果表明,水热过程中引入的残存水对其电化学性能有很强的影响,微波预处理对其电化学性能也有着重要的影响.     

新型手性催化剂螯合手性硼酸酯的制备、性质与表征

在通过环硼酸酯法制备通用手性助剂对映纯1,1′-联-2-萘酚的过程中,我们制得了(S)-(-)-联萘酚硼酸-(S)-脯氨酸酐和(R)-(+)-联萘酚硼酸-(S)-脯氨酸酐[1].并且用单晶X射线衍射技术证明了它们是具有O3B←N构架的近似正四面体结构的螯合手性硼酸酯[2].     

自支撑电极材料的制备及其电解水性能实验设计

介绍了创新型新能源实验“自支撑电极材料的制备及其电解水性能实验设计”的开设,阐述了由科研成果到开设实验教学的基本设计思路,详细说明了自支撑非铂催化电极的制备方法、结构表征及其在全解水中的应用,并总结分析了该实验课程实践后的经验与反思。教学实践表明：学生对新能源实验表现出了高度的兴趣;实验的开展在培养学生独立调研、实验和写作能力的基础上,更增强了其创新思维和逆向思维的能力。     

基于标准序列浮动前向特征选择的改进算法研究

随着信息技术的高速发展,信息特征的表述方法和内涵不断扩充,高维特征大幅涌现。这些高维特征中可能存在许多不相关和冗余特征,造成了维度灾难,对分类识别算法提出了更高的要求,需要利用特征选择算法,降低特征向量维数并消除数据噪音的干扰。针对高维特征向量引入的维度灾难等问题,围绕目标分类识别的具体应用,对标准的序列浮动前向特征选择算法进行了研究,并通过优化正确分类样本数目的置信上限及交叉验证的重复次数,提出了一种改进的序列浮动前向特征选择算法。通过仿真实验表明,在利用贝叶斯分类器开展识别时,改进算法能够在确保分类识别正确率的前提下,有效提升特征选择的计算速度,并随着特征选择步骤的增加,能够维持一个相对更为收敛且稳定的置信区间,具备良好的准确度。     

酒石酸二乙酯衍生的手性螺硼酸酯与Grignard试剂的反应

先前,我们报道了具有O3BN构架的手性螺硼酸酯催化的前手性酮、肟醚、亚胺的不对称硼烷还原反应[1-3].为了拓宽此类化合物在不对称合成中的应用范围,我们考察了手性螺硼酸酯与格氏试剂的反应.首次发现:具有O3BN构架的手性螺硼酸酯易于发生B-烃基化反应给出三配位的手性烃基硼酸酯,这就为不对称同系化反应、不对称Suzuki偶联反应等奠定了材料基础.四配位的螯合硼酸酯与格氏试剂反应的研究文献中迄今未见报道.在这篇论文中,我们将初步报告手性螺硼酸酯的这一新反应.     

Blankenbecler-Goldberger近似及其在e~+-H激发碰撞过程中的应用

本文研究Blankenbecler-Goldberger近似(简称B-G近似)在e~+-H激发碰撞过程的应用,得到了B-G近似散射振幅与通常Glauber近似散射振幅之间的函数联系,从而使B-G近似散射振幅积分表达式得到很好的约化。利用B-G近似计算了e~+-H激发碰撞的微分截面,并与其他方法的结果进行了比较。