教学课程资源库 更多>>

关键词： 新时期   物理化学   实验教学改革与实践探究  

摘要： 在高校的教学科研工作中,物理化学一直属于重要教学科目,近几年国家也一直在强调这些重要基础学科领域的持续深入发展。而这门课程的学习离不开实验辅助教学。在学校实验教学建设发展过程中,实验教学质量扮演着至关重要的一个角色,将直接影响整个课程的教学质量。基于此,我对高校物理化学综合实验的教学改革问题进行了一些深入研究。

关键词： 星际介质   分子谱线   恒星形成   坍缩  

摘要： 用APEX望远镜对30个大质量云团进行了CO（4-3）和C17O（3-2）的分子线观测,研究大质量云团的坍缩特征和性质。在18个源中探测到了CO（4-3）的坍缩谱线轮廓的特征。计算得到这18个源中,维里参数小于2,CO（4-3）谱线的线不对称参数小于-0.25,表明这18个大质量云团中存在坍缩运动。为了得到这18个坍缩源的坍缩速度和质量坍缩率,我用“双层模型”对CO（4-3）的数据进行拟合。计算得到的质量坍缩率在10-3M⊙yr-1～10-1M⊙yr-1之间。进一步分析发现:质量坍缩率和云团质量呈正相关趋势,说明引力在坍缩过程中起着重要作用;同时云团的光度和质量坍缩率之间也存在类似趋势,意味着大的质量坍缩率的云团会有更高的恒星形成率;另外,质量坍缩率与云团的光质比没有明显的相关趋势,说明气体坍缩可以发生在恒星形成的不同阶段。为了进一步探究坍缩区域内的物理化学性质,用ALMA望远镜对其中一个坍缩源I14498进行了更高空间分辨率的观测研究。计算得到I14498气体质量为29.27 M⊙,氢柱密度为1.41×1024cm-2,这说明I14498是一个典型的大质量星形成区。连续谱高斯拟合结果计算得到I14498原恒星核的线性尺度为0.03 pc。这个源有着丰富的化学性质,在其中探测到了24个分子的180多条跃迁线,通过对多条跃迁线进行拟合得到气体温度约为100 K。I14498尺度小、温度高、化学成分丰富的特点表明I14498处于典型的恒星形成过程中的热核阶段。根据含氮、含氧、含硫分子的多条跃迁线气体分布图,我发现大多数分子气体分布和尘埃分布高度耦合。这说明I14498中的分子起源于尘埃颗粒表面的化学成分。I14498四个窗口观测到的光厚分子线显示出有坍缩特征的谱线轮廓并有宽的线翼,说明I14498中存在小尺度的坍缩并伴随着外向流运动。

关键词： 姜黄素   玉米醇溶蛋白纳米粒子   酪蛋白酸钠   海藻酸钠   稳定性   释放特性  

摘要： 近年来,纳米技术已经在与食品相关的学科中发挥了重要作用,为食品工业带来了更多的新机遇。众多研究已运用纳米技术在食品领域的加工、包装、质量、安全性和营养摄入方面进行了探索,开辟了食品行业新的可能性。多酚和黄酮类物质通常具有多种有益于人体健康的生物功能特性,但其实际利用率往往受限于其低水溶解度和易降解等特性。姜黄素是其中比较典型的一种天然多酚类化合物,其具有极好的安全性和多种生物功能特性,但由于其水溶性低且在多种外界环境下的不稳定性,在实际应用中受到限制。在这种情况下,纳米技术被引入食品工业中成为探究并改善姜黄素物理化学稳定性和生物功效的重要方法。设计并制备不同功能特性的纳米粒子可以保护姜黄素免受恶略环境的影响,并实现姜黄素在胃肠环境中的可控释放。 纳米粒子的稳定特性与功能特性决定了其在实际应用中功效,因此我们从以下几个方面设计和制备了一系列具有不同结构和物理化学特性的负载姜黄素的纳米粒子:(1)根据姜黄素的结构和化学特性,分析组分间可能发生的相互作用,选用了玉米醇溶蛋白为运载基质,不同比例海藻酸钠/酪蛋白酸钠为复配稳定剂。(2)制备的纳米运载体系具有良好的稳定特性,这有利于其应用到不同的工业产品中。(3)该体系能实现姜黄素的可控释放,使其最大限度地被人吸收。(4)该体系的制备避免了有害物或有机试剂的加入。(5)该体系的生产过程应具有流程简单,耗能低,易于连续性生产等特点。(6)通过改变壁材中海藻酸钠的结构特性来制备具有不同结构和功能特性的纳米粒子以实现不同场景的需求。(7)制备具有良好抗盐特性的纳米粒子以适应各种浓缩产品在实际生产中的要求。 本研究期以天然蛋白和多糖为包封壁材,利用无有机溶剂掺入的绿色包封技术构建具有多种环境稳定性的纳米粒子来实现姜黄素的负载,并探究多糖/蛋白比例和不同的海藻酸钠嵌段引起的稳定性和相互作用变化,将其与缓释特性的差异相联系。主要研究结果如下:(1)DSC和XRD结果表明大部分姜黄素以无定形形态成功包封在所有纳米粒子中;FTIR验证了组分间氢键数量随着海藻酸钠比例的提高而增加;DPPH自由基清除率结果表示姜黄素在纳米粒子制备过程中的抗氧化活性没有明显损失;在制备的一系列海藻酸钠/酪蛋白酸钠稳定的玉米醇溶蛋白纳米粒子中,随着海藻酸钠比例的提高,纳米粒子的平均粒径呈现出先减小后增大的趋势,边界层不明显的纳米粒子逐渐转变为核壳边界明显的纳米粒子,并且边界层的厚度随着海藻酸钠比例的提高而变厚,这也使姜黄素更加不容易泄露,负载率也随之提高。(2)复配稳定剂海藻酸钠/酪蛋白酸钠主要以氢键和静电作用与玉米醇溶蛋白纳米粒子相互作用并提供稳定作用。其在45天的长时储存、不同p H环境(2-8)、不同盐离子浓度(0-400 m M)和加热条件下(80℃,20 min)都具有良好的稳定性;在体外模拟消化实验中,姜黄素的最终释放量与海藻酸钠含量呈负相关的趋势变化,这表明海藻酸钠比例的提高可以抑制胃蛋白酶和胰酶对纳米粒子酶解作用。(3)海藻酸钠中β-d-甘露糖醛酸残基连接组成的嵌段可以增强纳米粒子分散体系的盐离子稳定性,并使纳米粒子转变为边界层明显且分散性良好的姜黄素负载体系。这一系列具有不同稳定特性和缓释特性的纳米粒子可以满足不同的实际需要,其与壁材种类和结构的联系可为纳米粒子的精确调控提供参考。

关键词： 锂硫电池   生物质衍生碳   碳布   MnO2   夹层  

摘要： 多种多样的电子设备和新型汽车的发展,都使得商业化的锂离子电池逐渐难以满足人们的要求,这是其传统设备自身较低的能量密度所导致的。而对于锂硫电池,其硫正极材料有着较高(1675 mAh g-1)的理论比容量以及2600 Wh Kg-1的能量密度,因此成为人们研究领域的关注焦点。但通常实验中使用的正极碳材料的合成都需要复杂的实验步骤和特定的化学材料,这必将投入大量的时间和精力,所以始终无法大批量工业化生产,因此对其实际应用有着很大的限制。本文选用生物质衍生碳材料和废旧棉布为原料,从硫/碳复合正极材料和添加多功能夹层这两个方面来进行探究。生物质衍生碳材料原材料丰富,对环境无污染且易于得到,制作工艺也非常简单。本文以柚子皮为原料,通过三种不同的方法制备出柚子皮基衍生碳材料,通过结构和形貌分析、电化学性能等比较,对比得出一步活化法制备的PCK1是最方便、最省时间的材料。基于S/PCK1正极材料的电池在0.2 C电流密度下初始放电容量是916.4 mAhg-1,循环性能较稳定,这为锂硫电池主体材料的制备提供了一种简单且经济有效的策略。废旧衣服在生活中非常普遍,当今的工业化纤维织布技术也很成熟,因此将废旧衣服通过简单的碳化,得到的碳布用作电池的夹层,可以大大简化繁琐的实验步骤,让研究不断的向工业化靠拢。更重要的是,柔性的碳布导电性良好,质量轻,且价格低廉,再通过简便的水热法将MnO2纳米片沉积在碳布表面,得到碳布-MnO2复合材料(记为MCC)。将其应用在电池中作为多功能夹层,在1C时可提供843.4 mAh g-1的初始放电容量,在经过了长达300次循环后,仍保留着682.6 mAh g-1的比容量,且在每一个循环的过程中,容量的衰减率仅为0.063%,这说明MCC复合夹层能够有效的缓解穿梭效应,这项工作可能会为抑制穿梭效应的设计带来一些新见解,从而有助于多功能中间层对高性能可充电电池的深入研究。

关键词： 铝电解   透明电解槽   阳极气泡   阳极效应  

摘要： 在铝电解工艺中,阳极生成的气泡对电解过程影响很大,主要是气泡产生和气泡运动。气泡运动对电解过程有很大影响,可以归纳为两个方面:一方面是气泡释放带动电解质循环运动,加快氧化铝溶解,促进传质与传热,降低电解质槽中氧化铝的浓度梯度和温度梯度,提高电流效率。另一方面是大气泡释放时,引起电解质的运动,使铝液会产生波动,降低电流效率,严重时,可能引发阳极效应。此外,电解质的运动还会加快电解槽侧部炉帮和炭块的破损,降低电解槽的使用寿命。在冰晶石-氧化铝体系中采用碳质电极进行电解时,当电解质中的氧化铝含量降低到某个水平后,会引发阳极效应。阳极效应发生时,电解质与阳极之间的润湿性变差,气体很难排出,真实电流密度变大,大于临界电流密度,于是发生阳极效应。当真实电流密度增大时,阳极电位也变大,大于氟离子放电反应的电位,从而生成不导电的氟碳化合物,他们的存在让阳极-电解质的界面性质变的更差。本文总结了以前的研究成果,制作了一台大尺寸多视角高温透明电解槽。设计出三室石英坩埚,并在此基础上展开实验,对铝电解阳极多相反应物理化学过程进行了基础性研究。本文的主要研究内容与结果如下:(1)采用大尺寸透明电解槽,分别研究了石墨阳极和工业阳极两种电极材料,在不同电流密度下CO2气泡行为、气泡周期、气泡覆盖率及槽电压的波动规律。(2)使用Image-Pro Plus 6.0,统计最大气泡的覆盖面积。研究发现,大气泡在前期生成时,覆盖率与时间成线性关系,最大气体覆盖率在48%～65%之间。(3)基于气泡位置统计与阳极表面结构分析,研究发现,气泡生成位置与阳极表面微观结构有关。SEM/EDS表明,高度层状结构更有利于氧原子附着,并与碳原子生成二氧化碳,使得该位置更容易达到气泡成核的临界条件。(4)采用工业炭素阳极进行实验时,从底部观测到了阳极效应。在阳极效应期间,没有观察到任何气泡或覆盖在阳极底面上的持久气泡层,观察到无气泡区域的增长和“火球”状的电火花分布在阳极底掌。验证了阳极效应的三种模式为电流密度增加引起的阳极效应、氧化铝浓度降低引起的阳极效应和钝化膜形成引起的阳极效应。

摘要： 2022年全国报刊杂志征订工作已经开始,敬请向贵单位推荐订阅2022年《物理化学学报》。《物理化学学报》是由中国科学技术协会主管,中国化学会和北京大学共同主办,北京大学化学与分子工程学院学报编辑部编辑出版的学术刊物。设有"亮点"、"当期推荐"、"通讯"、"展望"、"专论"、"综述"、"论文"、"人物专访"等栏目,报导物理化学学科及交叉学科的基础研究及应用研究的创新成果。

摘要： 2020年11月20—22日,"第一届构造物理化学理论和应用学术研讨会"在海南省昌江县召开。研讨会旨在展示和交流构造物理化学研究和应用成果,总结找矿经验,推动地质力学创新发展,开展学科建设。通过学术研讨形式,共同交流相关领域最新成果和认识,聚焦资源勘查、地下水、地热、海洋、地质灾害和环境治理等方面的科学问题,为能源资源勘查贡献计策,为国家能源资源与环境可持续发展提供支撑保障。研

关键词： 牛血清白蛋白   物理化学反应   光谱学  

摘要： 蛋白质分子在表面上进行粘附和反应的过程机制与它们在溶液中发生的物理化学变化不尽相同，因此对于溶液中的蛋白质在表面上发生的变化的原位探测一直是研究的热点。衰减全反射-傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)可以无损、动态检测样品在表面的化学变化信息，能够较为简单的排除水的干扰，特别适用于对水环境下表面上的样品进行原位测量。蛋白质在表面上的构象对外界因素例如温度、pH、紫外光线和其他分子或离子等十分敏感，研究蛋白质在表面上的粘附过程中发生的物理化学反应对了解蛋白质的结构和表面对蛋白质的作用机理具有重要意义。　　本文在第二章中通过ATR-FTIR技术研究了牛血清白蛋白(BovineSerumAlbumin，BSA)在水和重水环境中在表面上粘附的过程，分析了其二级结构变化与溶剂氢键之间的关系，并引入海洋中广泛存在的胞外多糖海藻酸钠，通过观察粘附过程随粘附时间以及海藻酸钠浓度影响的变化，发现海藻酸钠对BSA在表面的粘附会造成不利影响，并通过线性偏振红外光谱判断海藻酸钠不会影响其在表面的粘附取向。　　由于聚合物刷具有可观的抗污损潜力，所以表面聚合物刷的合成与应用成为近期研究的热点，但是聚合物刷在表面上的聚合过程和聚合机理尚不明确。本文第三章利用ATR-FTIR技术，研究了聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)刷和甲基丙烯酸叔丁酯（PtBuMA）刷的表面引发可控自由基聚合过程，获得了反应过程中的连续光谱，通过反应动力学分析，判断出聚合物刷在表面聚合为一级反应。PNIPAM刷使Si晶体表面的亲水性增强，而PtBuMA刷则得Si晶体表面疏水性增强，并发现聚合物刷在相应的良性溶剂中，红外光谱中特征峰位有所变化，峰强减小，推断由于聚合物链与溶剂相互作用，使得聚合物链会最大程度地伸展。PNIPAM刷和PtBuMA刷均会对蛋白质的构象造成影响，使BSA的二级结构中β-sheet结构含量下降，α-helix结构含量增加，并通过红外光谱分析可得PNIPAM刷抗蛋白质粘附能力明显强于PtBuMA刷，BSA在PNIPAM刷表面ATR-FTIR谱图中的酰胺键强度为原始表面的50％。　　纳米金刚石(Nano-Diamond，ND)是一种生物相容性好的材料，常常被用作药物载体进行研究。本文第四章研究了纳米金刚石经过在不同温度处理后获得的氢终端纳米金刚石(HND)，发现它对BSA在表面的粘附具有3-5倍的增强效果，并且由于ND较好的生物相容性，除了处理温度为1273K的HND会对BSA的二级结构含量造成影响，其他ND/HND表面均对BSA的二级结构含量影响十分微小。对ND/HND进行表征发现，随着处理温度的升高，ND表面含氧官能团含量明显减少，C-H结构含量增加，结合拉曼光谱等方法可以发现，当处理温度达到1273K时，ND晶格结构遭到了破坏从而在一定程度上破坏了其生物相容性。

关键词： wax apple cider vinegar   functional properties   storage   quality  

摘要： Several quality attributes of wax apple cider vinegar (WACV) were determined every 30 days for six months at ambient temperature. Acetic acid fermentation significantly increased the acetic acid content in WACV. The lightness and yellowness gradually decreased, whereas redness increased during storage. Density, viscosity, and pH of WACV continuously retarded, and total acidity, volatile acidity, electrical conductivity, and total nitrogen content increased during storage. Phenolic and flavonoid contents and antioxidant potentials of WACV were affected by storage. Various amino acids and volatile compounds were observed in WACV during storage. Throughout the storage period, the microbial growth in WACV was considerably low.