分析化学实验教学中进行绿色化学教育的探索与实践

分析化学实验是分析化学教学过程中的重要环节,能帮助学生学好化学知识并形成良好的化学思维习惯,但实验过程中产生的污染物对环境带来了危害,我们根据绿色化学的理念,在分析化学实验教学中进行绿色化学教育的探索与实践,取得了良好的教学效果,有助于培养学生分析问题、解决问题能力,培养学生的创新意识和环保意识。     

AlCl3催化邻甲氧基苯胺与丙烯腈加成反应的研究

报道了AlCl3催化邻甲氧基苯胺与丙烯腈发生Michael加成反应合成N-氰乙基-邻甲氧基苯胺、N,N-二氰乙基-邻甲氧基苯胺.结果表明,在60～64 ℃、10%(占邻甲氧基苯胺的摩尔百分数,以下同)无水AlCl3催化下反应12 h,生成N-氰乙基-邻甲氧基苯胺,收率88%;在80～84 ℃、60%无水AlCl3催化下反应16 h,生成N,N-二氰乙基-邻甲氧基苯胺,收率90%.用毛细管气相色谱法对合成的N-氰乙基-邻甲氧基苯胺、N,N-二氰乙基-邻甲氧基苯胺进行了含量的测定,并对其物性和结构进行了表征.     

水蒸气蒸馏实验内容的绿色化改进

有机化学实验是有机化学教学中不可缺少的重要环节。文章从蒸馏内容方面对传统的大学有机化学实验中水蒸气蒸馏进行了改进。与传统水蒸气蒸馏实验相比,避免了有毒有害物质的使用,减少了环境污染,节能环保,操作简便,并具有较强的趣味性和实用价值。这样既可树立学生的环保意识,又能实施化学实验绿色化。     

淀粉改性PBS的燃烧性能研究

在35 kW/m2热辐射功率下,研究了淀粉含量对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)燃烧性能的影响。结果表明:PBS/淀粉的总热释放量(THR)、热释放速率(HRR)和有效燃烧热(EHC)随着淀粉含量的增加先降低再升高。当PBS与淀粉的质量比为10:2时,PBS/淀粉的燃烧性能最好。比较了PBS、PBS/淀粉和PBS/木粉在同样条件下的燃烧情况,其HRR的大小为:PBS/木粉>PBS>PBS/淀粉,而生烟速率SPR的顺序为:PBS>PBS/木粉>PBS/淀粉。     

4-乙基-N,N-二氰乙基苯胺催化合成研究

4-乙基苯胺与丙烯腈在AlCl3的催化下发生加成反应合成4-乙基-N,N-二氰乙基苯胺,其合适的反应条件是:AlCl3的用量为4-乙基苯胺质量的30%,反应温度为78~90℃,反应时间为8 h。结果表明:AlCl3对该反应具有很高的催化效率,目标产物收率可达93%。同时对4-乙基-N,N-二氰乙基苯胺的物性和结构进行了表征。     

木材腐朽真菌定向降解木质素为苯系芳香类化学品

对2种木材腐朽真菌降解木质素为一系列苯系芳香类化学品进行了初步研究,并与黄孢原毛平革菌进行了比较。从木材腐朽土壤样品中分离获得具有降解木质素活性的真菌11株,将其中活性最强的菌株ZS1与ZSH用于降解工业碱木质素与中性木质素。通过发酵条件的优化、降解产物种类与浓度的HPLC分析,结果发现,在初始底物浓度1.0～20.0g/L变化时,ZS1对碱木质素的降解率达到40.7%,比ZSH的大;而ZSH对中性木质素的降解率为32.3%,与黄孢原毛平革菌的降解能力相当,但比ZS1的大些。木质素能被定向降解为香草酸、苯甲酸、香草醛、苯酚、紫丁香醛、苯、对甲基苯甲醚、对甲基苯乙醚、甲苯与对二甲苯等芳香类化学品,而且不同真菌降解不同木质素的产物种类数量与浓度有所差异。这说明不同真菌对木质素的降解具有一定的底物依赖性,底物结构差异影响了降解率不同与产物种类差异,而且不同真菌降解木质素具有一定的产物定向选择性。     

油桐籽不同年份和含油率差异对其含油率NIR检测模型影响的研究

收集了2014和2015年的油桐籽样本,用偏最小二乘法(PLS)分别建立了单一年份、混合年份及单一年份不同含油率范围的油桐籽含油率近红外光谱(NIR)检测模型,并验证。结果显示单一年份模型对本年份样本有较好预测,而对另一单一年份样本的预测精度明显下降,而混合年份模型对各年份样本都有较好预测;同年份不同含油率范围样本所建模型,含油率范围大,则模型预测精度下降,但稳定性更好。利用竞争性自适应重加权(CARS)算法筛选出30个变量,并结合PLS对混合年份样本建模,既简化了模型,又提高了模型预测性能,验证集相关系数为0.929,均方根误差为1.765,相对标准偏差为3.31%。因此,建立油桐籽含油率NIR检测模型时,应收集不同年份、不同含油率范围样本,并结合特征波长,以建立预测精度更好、稳定可靠且适应范围广的检测模型。     

论分析化学实验教学中对学生数据处理能力的培养

数据采集与处理是分析化学实验中的关键环节。文章从实验数据的采集、记录、处理及分析四个方面,以典型分析化学实验为例,总结了在实验教学中遇到的学生数据记录与结果处理的问题,进一步探讨了实验教师相对应的指导方案和教学策略。     

气相色谱-质谱法分析湖南产阔叶

采用水蒸气蒸馏法提取阔叶箬竹叶挥发油,用乙醚作溶剂多次萃取,利用气相色谱-质谱分析,共鉴定出45种化合物,占色谱总流出峰面积的62.36%,其中相对含量较高的化合物主要是烷烃化合物(29.15%)、己醛(11.20%)、苯甲醇(3.26%)、5,6,7,7а-四氢化-4,4,7а-三甲基-2(4H)-苯并呋喃酮(1.94%)、2-己烯醛(1.92%)、棕榈酸(1.75%)、苯乙醇(1.71%)、苯甲醛(1.62%)、α紫罗兰酮(1.34%)及2(3H)-苯并噻唑酮(1.25%)等。     

胡萝卜基分级多孔炭材料的制备及电化学性能研究

以胡萝卜为炭源,采用KOH对胡萝卜炭进行活化,制备出具有高比电容的分级多孔炭材料。利用SEM、X射线衍射分析、低温氮气吸脱附等手段对制备的材料进行形貌及结构分析,结果表明,不同碱炭比会造成炭材料不同程度的结构变化,在碱炭比为2∶1时,所制备的炭材料孔隙结构分布最佳,比表面积高达3 111.45 m²/g,总孔容为1.51 m³/g。循环伏安(CV)、恒流充放电(GCD)等电化学测试表明,在最佳活化条件下制备的胡萝卜基多孔炭材料制成的电极在6 mol/L KOH电解液、0.5 A/g电流密度条件下比电容为486 F/g,表明材料具有良好的电容性能;当电流密度提升20倍时,电容量保留为原来的86%,表明材料具有良好的倍率性能;10 A/g电流密度下经8 000次循环后,电容保持率为97.3%,表明材料具有良好的稳定性。胡萝卜基多孔炭材料制成的电极片所组装的水系超级电容器器件能量密度可达14.67 Wh/kg,功率密度为1 000 W/kg。