導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的10篇超分子化學(xué)論文，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

“這所學(xué)校的化學(xué)研究在美國(guó)排名非常靠前。到那里后，我?guī)煆膭傋鲋斫淌诘腒rsiche教授從事有機(jī)化學(xué)的兩個(gè)熱門(mén)方向，即超分子化學(xué)和有機(jī)方法學(xué)研究?！痹贙rsiche教授的嚴(yán)格培養(yǎng)下，龔和貴在化學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)和前沿知識(shí)的認(rèn)知上發(fā)生了質(zhì)的變化，完全具備獨(dú)立開(kāi)展高水平研究的能力。2005年7月起，他開(kāi)始在美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)開(kāi)展博士后研究。

未來(lái)慢慢鋪開(kāi)，他卻迎來(lái)了人生中的變數(shù)。

2008年5月，上海大學(xué)吳松副校長(zhǎng)帶隊(duì)赴美國(guó)招聘，熱情邀請(qǐng)龔和貴回國(guó)?；貋?lái)，還是留下？最終，文化上的排他性、經(jīng)濟(jì)危機(jī)爆發(fā)出的種種問(wèn)題、想要盡快獨(dú)立開(kāi)展自己工作的心情等等，都讓他想要回來(lái)。那年12月，他正式到上海大學(xué)任職，2010年，他又當(dāng)選上海高校特聘教授“東方學(xué)者”，在國(guó)內(nèi)的事業(yè)逐漸風(fēng)生水起。

篇2

注重對(duì)量子化學(xué)發(fā)展史和研究結(jié)構(gòu)

化學(xué)的科學(xué)方法的介紹任何一門(mén)學(xué)科都有其發(fā)生和發(fā)展的過(guò)程，學(xué)習(xí)知識(shí)時(shí)若不從歷史中尋找借鑒，就易把知識(shí)當(dāng)成是“終極真理”而死記硬背，不求甚解。因此，在傳授知識(shí)的同時(shí)，應(yīng)該介紹量子化學(xué)發(fā)展史，學(xué)習(xí)科學(xué)家勇于探索的精神，由師生共同創(chuàng)造一種嶄新的價(jià)值理念。例如普朗克(M．Planck)的“離經(jīng)叛道”的假設(shè);德布羅意(deBroglie)波的提出是類(lèi)比法的成功典范，戴維遜(C．Davisson)-革末(L．H．Germer)的因禍得福;狄拉克(Dirac)、薛定諤(E．Schrdinger)的異曲同工———薛定諤用數(shù)學(xué)形式開(kāi)辟出量子力學(xué)的新體系;另外，還有一個(gè)德國(guó)物理學(xué)家海森堡提出一個(gè)矩陣力學(xué)體系，薛定諤用的是微積分形式，海森堡用的是代數(shù)形式;湯姆遜(Thomson)父子的珠聯(lián)壁合———父親發(fā)現(xiàn)了電子，兒子又證實(shí)了電子是波，父子二人在物理學(xué)方面進(jìn)行接力研究，在科學(xué)史上傳為美談。還有徐光憲的巧妙規(guī)則，唐敖慶的獨(dú)辟蹊徑等［2］。科學(xué)的先驅(qū)是勇敢的探索者，他們常常在黑暗中摸索前進(jìn)，他們的精神值得我們敬佩。學(xué)生聽(tīng)到和看到這些史實(shí)，無(wú)不浮想聯(lián)翩，對(duì)優(yōu)化思維結(jié)構(gòu)，激發(fā)科學(xué)壯志都有潛移默化的作用。在傳授理論知識(shí)的同時(shí)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)抽象思維和用數(shù)學(xué)工具處理問(wèn)題，并運(yùn)用類(lèi)比、模擬的科學(xué)方法［3］，寓科學(xué)方法于教學(xué)內(nèi)容中。類(lèi)比方法是提出和建立科學(xué)假說(shuō)的重要方法。例如德布羅意假設(shè)是在光的波粒二象性思想啟發(fā)下，提出電子等實(shí)物微粒也具有波動(dòng)性，他當(dāng)時(shí)推導(dǎo)固然復(fù)雜些，從科學(xué)方法論的角度講，由光的波粒二象性到實(shí)物微粒的波粒二象性是一種類(lèi)比推理。類(lèi)比是利用兩個(gè)或兩類(lèi)對(duì)象之間在某些方面的相似或相同，推出它們?cè)谄渌矫嬉部赡芟嗨苹蛳嗤乃季S方法，是一種由特殊到特殊、由此及彼的過(guò)程。類(lèi)比可以提供重要線索，啟迪思想，是發(fā)展科學(xué)知識(shí)的一種有效的試探方法。還有薛定諤受物質(zhì)波假說(shuō)的啟發(fā)，引出了電子運(yùn)動(dòng)的波函數(shù)方程，他走的也是依賴類(lèi)比的“近路”。許多化學(xué)問(wèn)題的解決有賴于類(lèi)比方法的使用，而類(lèi)比方法的使用有可能形成簡(jiǎn)捷的思維路徑。使學(xué)生在學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)的同時(shí)，得到方法論的啟迪。在教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生追蹤量子化學(xué)發(fā)展的足跡，不失時(shí)機(jī)地揭示其中的科學(xué)方法，更清楚地了解各種知識(shí)理論的相對(duì)合理性及有待完善的地方。這樣使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不僅可以獲得化學(xué)知識(shí)，而且能學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神和大膽創(chuàng)新的進(jìn)取精神。

通過(guò)改進(jìn)課程教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

篇3

一門(mén)科學(xué)的內(nèi)涵和定義至少有四個(gè)屬性：

整體和局部性科學(xué)是一個(gè)復(fù)雜的知識(shí)體系，好比一塊蛋糕。為了便于研究，要把它切成大、中、小塊。首先切成自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和社會(huì)科學(xué)三大塊。在自然科學(xué)中，又有許多切法。一種傳統(tǒng)的切法是分為物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等一級(jí)學(xué)科。近年來(lái)又有切成物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)、納米科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等的分類(lèi)方法?；瘜W(xué)是從科學(xué)整體中分割開(kāi)來(lái)的一個(gè)局部，它和整體必然有千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。這是它的第一個(gè)屬性。

學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)和交叉如果把科學(xué)整體看成一條大河，那么按照各門(mén)科學(xué)研究的對(duì)象由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，可以分為上游、中游和下游。數(shù)學(xué)、物理學(xué)是上游科學(xué)，化學(xué)是中游科學(xué)，生命科學(xué)、社會(huì)科學(xué)等是下游科學(xué)。上游科學(xué)研究的對(duì)象比較簡(jiǎn)單，但研究的深度很大。下游科學(xué)的研究對(duì)象比較復(fù)雜，除了用本門(mén)科學(xué)的方法以外，如果借用上游科學(xué)的理論和方法，往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科學(xué)之花，可以接下游科學(xué)之木”。具有上游科學(xué)的深厚基礎(chǔ)的科學(xué)家，如果把上游科學(xué)的花，移植到下游科學(xué)，往往能取得突破性的成就。例如1994年諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)授予納什，他在1950年得數(shù)學(xué)博士學(xué)位，1951-1958年任美國(guó)麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)講師、副教授，后轉(zhuǎn)而研究經(jīng)濟(jì)學(xué)，把數(shù)學(xué)中概率論之花，移到經(jīng)濟(jì)學(xué)中來(lái)，提出預(yù)測(cè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的博弈論，因而獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)。

發(fā)展性化學(xué)的內(nèi)涵隨時(shí)代前進(jìn)而改變。在19世紀(jì)，恩格斯認(rèn)為化學(xué)是原子的科學(xué)(參見(jiàn)《自然辯證法》)，因?yàn)榛瘜W(xué)是研究化學(xué)變化，即改變?cè)拥慕M合和排布，而原子本身不變的科學(xué)。到了20世紀(jì)，人們認(rèn)為化學(xué)是研究分子的科學(xué)，因?yàn)樵谶@100年中，在《美國(guó)化學(xué)文摘》上登錄的天然和人工合成的分子和化合物的數(shù)目已從1900年的55萬(wàn)種，增加到1999年12月31日的2340萬(wàn)種。沒(méi)有別的科學(xué)能像化學(xué)那樣制造出如此眾多的新分子、新物質(zhì)?，F(xiàn)在世紀(jì)之交，我們大家深深感受到化學(xué)的研究對(duì)象和研究?jī)?nèi)容大大擴(kuò)充了，研究方法大大深化和延伸了，所以21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。

定義的多維性一門(mén)科學(xué)的定義，按照從簡(jiǎn)單到詳細(xì)的程度可以分為：(1)一維定義或X-定義，X是指研究對(duì)象。(2)二維定義或XY-定義。Y是指研究的內(nèi)容。(3)三維定義或XYZ-定義。Z是指研究方法。(4)四維定義或WXYZ定義，W是指研究的目的。(5)多維定義或全息定義。一門(mén)科學(xué)的全息定義還要說(shuō)明它的發(fā)展趨勢(shì)、與其他科學(xué)的交叉、世紀(jì)難題和突破口等等。這樣才能對(duì)這門(mén)科學(xué)有全面的了解。下面以化學(xué)為例加以說(shuō)明。

化學(xué)的一維定義

21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。泛分子的名詞是仿照泛太平洋會(huì)議等提出的。泛分子是泛指21世紀(jì)化學(xué)的研究對(duì)象。它可以分為以下十個(gè)層次：(1)原子層次，(2)分子片層次，(3)結(jié)構(gòu)單元層次，(4)分子層次，(5)超分子層次，(6)高分子層次，(7)生物分子和活分子層次，(8)納米分子和納米聚集體層次，(9)原子和分子的宏觀聚集體層次，(10)復(fù)雜分子體系及其組裝體的層次。

化學(xué)的二維定義化學(xué)是研究X對(duì)象的Y內(nèi)容的科學(xué)。具體地說(shuō)，就是：化學(xué)是研究原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、高分子、原子分子團(tuán)簇、原子分子的激發(fā)態(tài)、過(guò)渡態(tài)、吸附態(tài)、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài)，直到分子材料、分子器件和分子機(jī)器的合成和反應(yīng)，制備、剪裁和組裝，分離和分析，結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，粒度和形貌，物理和化學(xué)性能，生理和生物活性及其輸運(yùn)和調(diào)控的作用機(jī)制，以及上述各方面的規(guī)律，相互關(guān)系和應(yīng)用的自然科學(xué)。

化學(xué)的三維定義化學(xué)是用Z方法研究X對(duì)象的Y內(nèi)容的科學(xué)?；瘜W(xué)的研究方法和它的研究對(duì)象及研究?jī)?nèi)容一樣，也是隨時(shí)代的前進(jìn)而發(fā)展的。在19世紀(jì)，化學(xué)主要是實(shí)驗(yàn)的科學(xué)，它的研究方法主要是實(shí)驗(yàn)方法。到了20世紀(jì)下半葉，隨著量子化學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用，化學(xué)不再是純粹的實(shí)驗(yàn)科學(xué)了，它的研究方法有實(shí)驗(yàn)和理論?，F(xiàn)在21世紀(jì)又將增加第三種方法，即模型和計(jì)算機(jī)虛擬的方法?；瘜W(xué)的四維定義化學(xué)是用Z方法研究X對(duì)象的Y內(nèi)容以達(dá)到W目的的科學(xué)?；瘜W(xué)的目的和其他科學(xué)技術(shù)一樣是認(rèn)識(shí)世界和改造世界，但現(xiàn)在應(yīng)該增加一個(gè)“保護(hù)世界”。化學(xué)和化學(xué)工業(yè)在保護(hù)世界而不是破壞地球這一偉大任務(wù)中要發(fā)揮特別重要的作用。造成污染的傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變是必然的趨勢(shì)。21世紀(jì)的化工企業(yè)的信條是五個(gè)“為了”和五個(gè)“關(guān)心”：為了社會(huì)而關(guān)心環(huán)保;為了職工而關(guān)心安全、健康和福利;為了顧客而關(guān)心質(zhì)量、聲譽(yù)和商標(biāo);為了發(fā)展而關(guān)心創(chuàng)新;為了股東而關(guān)心效益。

化學(xué)的多維定義———21世紀(jì)化學(xué)研究的五大趨勢(shì)

1、更加重視國(guó)家目標(biāo)，更加重視不同學(xué)科之間的交叉和融合在世紀(jì)之交，中國(guó)和世界各國(guó)政府都更加重視國(guó)家目標(biāo)，在加強(qiáng)基礎(chǔ)研究的同時(shí)，要求化學(xué)更多地來(lái)改造世界，更多地滲透到與下述十個(gè)科學(xué)郡的交叉和融合：1數(shù)理科學(xué)，2生命科學(xué)，3材料科學(xué)，4能源科學(xué)，5地球和生態(tài)環(huán)境科學(xué)，6信息科學(xué)，7納米科學(xué)技術(shù)，8工程技術(shù)科學(xué)，9系統(tǒng)科學(xué)，10哲學(xué)和社會(huì)科學(xué)。這是化學(xué)發(fā)展成為研究泛分子的大化學(xué)的根本原因。所以培養(yǎng)21世紀(jì)的化學(xué)家要有寬廣的知識(shí)面，多學(xué)科的基礎(chǔ)。

2、理論和實(shí)驗(yàn)更加密切結(jié)合

1998年，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予W.Kohn和J.A.Plple。頒獎(jiǎng)公告說(shuō)：“量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具，將化學(xué)帶入一個(gè)新時(shí)代，在這個(gè)新時(shí)代里實(shí)驗(yàn)和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)。化學(xué)不再是純粹的實(shí)驗(yàn)科學(xué)了。”所以在21世紀(jì)，理論和計(jì)算方法的應(yīng)用將大大加強(qiáng)，理論和實(shí)驗(yàn)更加密切結(jié)合。

3、在研究方法和手段上，更加重視尺度效應(yīng)

20世紀(jì)的化學(xué)已重視宏觀和微觀的結(jié)合，21世紀(jì)將更加重視介乎兩者之間的納米尺度，并注意到從小的原子、分子組裝成大的納米分子，以至微型分子機(jī)器。

4、合成化學(xué)的新方法層出不窮合成化學(xué)始終是化學(xué)的根本任務(wù)，21世紀(jì)的合成化學(xué)將從化合物的經(jīng)典合成方法擴(kuò)展到包含組裝等在內(nèi)的廣義合成，目的在于得到能實(shí)際應(yīng)用的分子器件和組裝體。合成方法的十化：芯片化，組合化，模板化，定向化，設(shè)計(jì)化，基因工程化，自組裝化，手性化，原子經(jīng)濟(jì)化，綠色化。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的微型化和超微型化：節(jié)能、節(jié)材料、節(jié)時(shí)間、減少污染。從單個(gè)化合物的合成、分離、分析及性能測(cè)試的手工操作方法，發(fā)展到成千上萬(wàn)個(gè)化合物的同時(shí)合成，在未分離的條件下，進(jìn)行性能測(cè)試，從而篩選出我們需要的化合物(例如藥物)的組合化學(xué)方法。

5、分析化學(xué)已發(fā)展成為分析科學(xué)分析化學(xué)已吸收了大量物理方法、生物學(xué)方法、電子學(xué)和信息科學(xué)的方法，發(fā)展成為分析科學(xué)，應(yīng)用范圍也大大拓寬了。分析方法的十化：微型化芯片化、仿生化、在線化、實(shí)時(shí)化、原位化、在體化、智能化信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化和單分子化。單分子光譜、單分子檢測(cè)，搬運(yùn)和調(diào)控的技術(shù)受到重視。分離和分析方法的連用，合成和分離方法的連用，合成、分離和分析方法的三連用。

篇4

1.1我國(guó)有機(jī)化學(xué)所取得的良好成果

首先，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的人才不斷增多，國(guó)際有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)留有我國(guó)有機(jī)化學(xué)研究者聲譽(yù)，部分學(xué)者已經(jīng)成為國(guó)際著名雜志的編委和副主編，如楊丹教授已經(jīng)成為有機(jī)化學(xué)快報(bào)副主編，極大的增強(qiáng)了我國(guó)有機(jī)化學(xué)研究者的工作信心[1]。其次，我國(guó)很多高校和科研部門(mén)已擁有世界先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，工作條件也與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相差無(wú)幾。再者，有機(jī)合成化學(xué)與金屬有機(jī)化學(xué)已經(jīng)走在世界有機(jī)化學(xué)研究前列，不對(duì)稱合成研究也取得了喜人成績(jī)，在國(guó)際中，我國(guó)學(xué)者充分展露頭角。最后，我國(guó)以北京大學(xué)為首的諸多高校開(kāi)始重視有機(jī)化學(xué)的研究，并在化學(xué)期刊上發(fā)表了大量具有代表性的論文，其質(zhì)量也在逐年上升。如北京大學(xué)僅在2010年就發(fā)表了55篇與有機(jī)化學(xué)相關(guān)的論文。

1.2其中存在的問(wèn)題

在取得成績(jī)的同時(shí)，也存在一定問(wèn)題，這也是相關(guān)研究者需要重視的方面。首先，帶有鮮明新穎的系統(tǒng)研究偏少，很多研究涉面較窄，通常以跟蹤熱點(diǎn)為主，通俗的說(shuō)就是跟風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重，研究缺乏創(chuàng)新性，論文內(nèi)容萬(wàn)變不離其中。以有機(jī)合成化學(xué)研究為例，很多論文研究的都是合成方法，并不重視是否真的具有實(shí)用性。其次，很少有針對(duì)國(guó)家建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的研究，對(duì)于有機(jī)化學(xué)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的研究更是寥寥無(wú)幾。再者，有機(jī)化學(xué)的研究隊(duì)伍還不夠壯大，各項(xiàng)研究都存在研究隊(duì)伍縮小的情況。最后，在研究上并不注重與其他學(xué)科的聯(lián)系，只是一味在自己領(lǐng)域進(jìn)行研究，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)關(guān)于有機(jī)化學(xué)的研究還是很少，發(fā)表的論文質(zhì)量也不如發(fā)達(dá)國(guó)家，同時(shí)，相應(yīng)的評(píng)價(jià)機(jī)制還有待于提高。

2我國(guó)有機(jī)化學(xué)發(fā)展趨勢(shì)的展望

2.1發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)階段，有機(jī)化學(xué)的發(fā)展異常迅猛，研究?jī)?nèi)容也在不斷變化，隨著時(shí)代的發(fā)展，綠色化學(xué)被提到日常研究中，受到全世界人民的關(guān)注，對(duì)其研究也就成為了有機(jī)化學(xué)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，同時(shí)，學(xué)科與學(xué)科之間的滲透逐漸增多，更是推動(dòng)了有機(jī)化學(xué)進(jìn)一步向前發(fā)展[2]。在未來(lái)有機(jī)化學(xué)研究將重視以下內(nèi)容：首先，重點(diǎn)研究小分子活化與惰性化學(xué)鍵活化，綠色化學(xué)對(duì)原子提出了新型要求，尤其是不對(duì)稱催化的研究更是關(guān)鍵，對(duì)其研究以便降低污染。其次，注重對(duì)化學(xué)生物的研究，這項(xiàng)研究主要是將有機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)聯(lián)系在一起，著重兩者之間存在的相互作用，并研究有機(jī)超分子的設(shè)計(jì)與合成。最后，研究具備獨(dú)特生理活性的各種有機(jī)分子，同時(shí)研究一切與能源開(kāi)發(fā)與利用有關(guān)的各種有機(jī)化學(xué)，以及關(guān)注化學(xué)信息學(xué)的研究，進(jìn)而充分發(fā)揮有機(jī)化學(xué)的作用。

2.2發(fā)展方法

首先，應(yīng)遵從國(guó)家相關(guān)部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)，注意學(xué)科與學(xué)科之間的融合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。有機(jī)化學(xué)是我國(guó)重要研究?jī)?nèi)容，作為有機(jī)化學(xué)研究者應(yīng)具有良好的主動(dòng)性，積極融入到各領(lǐng)域中，尤其是能源領(lǐng)域與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，通過(guò)研究真正實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)目標(biāo)，不斷擴(kuò)寬有機(jī)化學(xué)研究領(lǐng)域，壯大有機(jī)化學(xué)研究隊(duì)伍，有機(jī)化學(xué)并不是完全獨(dú)立的學(xué)科，它需要與其他學(xué)科融合才能不斷發(fā)展，只有這樣才能創(chuàng)新有機(jī)化學(xué)研究。其次，由于有機(jī)化學(xué)的分支學(xué)科存在明顯的縮水情況，作為國(guó)家基金委應(yīng)看到這一點(diǎn)，應(yīng)加大對(duì)有機(jī)化各學(xué)科的資金投入，為其提供必要的資金支持。對(duì)于有機(jī)分析等熱門(mén)學(xué)科的研究應(yīng)突破傳統(tǒng)，避免研究流于形式化，創(chuàng)新研究?jī)?nèi)容。同時(shí)，為其創(chuàng)設(shè)良好的評(píng)價(jià)機(jī)制，根據(jù)研究方向與內(nèi)容的不同，設(shè)定不同的資助方式。最后，要突破研究傳統(tǒng)，進(jìn)入新型研究領(lǐng)域最重要的就是具有創(chuàng)新思維與能力，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)階段所重視的內(nèi)容展開(kāi)課題研究，對(duì)于挑戰(zhàn)性較大的研究要做好長(zhǎng)期準(zhǔn)備。在擬定研究課題時(shí)，應(yīng)將推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)、促進(jìn)社會(huì)發(fā)展融入其中，尤其是重點(diǎn)研究怎樣減少化學(xué)污染，真正發(fā)揮有機(jī)化學(xué)的作用。國(guó)家基金委應(yīng)為有機(jī)化學(xué)研究創(chuàng)設(shè)良好的建設(shè)研究環(huán)境，提供先進(jìn)的研究設(shè)備。整頓剽竊他人論文觀點(diǎn)等不正之風(fēng)，使研究人員樹(shù)立良好的創(chuàng)新意識(shí)。

篇5

關(guān)鍵詞：杯芳烴 呋喃甲基杯[4]間苯二酚芳烴 合成

杯芳烴是一類(lèi)具有獨(dú)特空穴結(jié)構(gòu)的大環(huán)化合物，是繼冠醚和環(huán)糊精之后的第三代超分子主體化合物。以其易修飾、空腔大小可調(diào)、對(duì)離子或分子客體均能識(shí)別等特性，日益受到人們的重視。功能化杯芳烴在生命科學(xué)、分離技術(shù)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外化學(xué)界對(duì)此研究異?；钴S。

一、題目研究的目的

杯芳烴自從被發(fā)現(xiàn)，在長(zhǎng)時(shí)間的研究與探索后，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)上的實(shí)際應(yīng)用，具體有如下情況：

1.金屬離子的回收

最早的應(yīng)用是Izatt等利用杯芳烴的液膜傳輸性能從核廢料中回收金屬銫[1,2]。回收裝置包括三個(gè)液相：第一個(gè)液相為含大量均裂變的降解產(chǎn)物的強(qiáng)堿性水溶液，用作源相，其中有銫；第二相為一定比例的二氯甲烷和四氯化碳組成有機(jī)液膜相，1mM的杯[8]芳烴溶于其中；第三相為二次蒸餾水，用作吸收相。Cs+通過(guò)第二相從第一相進(jìn)入第三相，達(dá)到回收的目的[3]。

2.相轉(zhuǎn)移催化

和冠醚、環(huán)糊精一樣，許多杯芳烴及其衍生物具有萃取和轉(zhuǎn)移金屬離子的能力，因此，其在相轉(zhuǎn)移催化研究方面有潛在的應(yīng)用價(jià)值。早在1977年，BurkiS等就發(fā)現(xiàn)，下緣連有乙氧基鏈的對(duì)叔丁基杯芳烴在非極性介質(zhì)中具有相轉(zhuǎn)移催化能力，可以解決油一水乳化問(wèn)題。與常用的相轉(zhuǎn)移催化劑比較，杯芳烴催化劑的用量更小，反應(yīng)時(shí)間更短，活性更高，像芐溴和苯酚在堿的作用下生成苯甲基苯醚的反應(yīng)[4]。

3.模擬酶

杯芳烴及其衍生物還可以作為人工酶模型模擬生物酶的催化功能。Ungaro等將冠醚杯芳烴成功的用作水解酶模型。他們發(fā)現(xiàn)，冠醚杯芳烴對(duì)乙酸酷的甲醇解在沒(méi)有金屬離子存在時(shí)反應(yīng)極慢，但在加入少量的Ba2+后可以使反應(yīng)加速一百萬(wàn)倍以上，效率己與轉(zhuǎn)?；赶喈?dāng)[5]。

我國(guó)的陳淑華研究組設(shè)計(jì)并合成了一系列杯[n]芳烴――單、雙卟啉多部位識(shí)別受體(n=4,6)。它們對(duì)金屬離子有優(yōu)良的識(shí)別配位能力[6]。

4.有機(jī)材料穩(wěn)定劑

由于杯芳烴的熱穩(wěn)定性及非揮發(fā)性使它的衍生物可用于塑料，橡膠等的抗氧化劑以及光穩(wěn)定劑。例如杯芳烴的亞磷酸酷已用作聚合物的熱穩(wěn)定劑，對(duì)叔丁基杯[4]芳烴也可用作聚烯烴的光穩(wěn)定劑和熱穩(wěn)定劑[7]。

5.污染控制

未修飾的杯芳烴可用來(lái)除去一些有機(jī)化學(xué)物，特別是極性碳?xì)浠衔锶琨u化烴。

從1908年以來(lái)，普遍采用氯氣處理來(lái)改善飲用水及工業(yè)用水的微生物質(zhì)量。然而在1974年，人們發(fā)現(xiàn)這種水處理法帶來(lái)了氯與腐殖和灰黃霉酸的副反應(yīng)。結(jié)果產(chǎn)生了三鹵甲烷，如有溴離子存在，還可形成二氯溴甲烷，氯二溴甲烷及溴仿。它們具有致癌作用，并經(jīng)常致人染毒。

Wainwright等發(fā)現(xiàn)對(duì)叔丁基杯[4]芳烴對(duì)三餐甲烷有顯著的螯合作用，并且反應(yīng)很快。產(chǎn)生的包結(jié)化合物有相對(duì)高的穩(wěn)定性。為了獲得在固相條件下更好的反應(yīng)活性，必須把杯芳烴很好地運(yùn)載在固體載體上。

二、實(shí)驗(yàn)部分

1.實(shí)驗(yàn)原理

間苯二酚杯環(huán)狀縮合物，是由四個(gè)苯環(huán)通過(guò)一個(gè)碳橋彼此相連而成的杯環(huán)狀結(jié)構(gòu)，分子中存在八個(gè)游離的羥基。Resorcinarenes 的合成無(wú)需放樣或高稀釋技術(shù), 常采用間苯二酚與醛在無(wú)機(jī)酸如鹽酸或 Lewis 酸催化下一步法直接合成,且能得到較好的收率。

一步法催化反應(yīng)機(jī)理都是以酸作媒介采用端基親電取代法的縮合反應(yīng),本文中采用的是較為簡(jiǎn)易的一步法，合成路線如下（圖2-1）：

圖2-1一步法合成路線

2.實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)藥品

2.1實(shí)驗(yàn)儀器

2.2實(shí)驗(yàn)藥品

3.實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，可以得知當(dāng)反應(yīng)物物料比，溶液比例，反應(yīng)條件與時(shí)間改變都可能導(dǎo)致產(chǎn)率的不同。而本文的重點(diǎn)就在于根據(jù)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)條件的改進(jìn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比進(jìn)行研究，諸如反應(yīng)物的比例，溶劑比例，反應(yīng)條件的改變，分析結(jié)果，得到最好的實(shí)驗(yàn)方案。

而之前查過(guò)的文獻(xiàn)中，在催化劑方面，據(jù)鄧旭忠與楊世柱做過(guò)的論文資料，他們采用的是濃鹽酸，收率高。而用其它酸作催化劑時(shí)，收率較低甚至影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)橄嚓P(guān)內(nèi)容已有人研究，而實(shí)驗(yàn)室中濃鹽酸最為普遍與常用，故在本文不對(duì)催化劑的影響作討論研究，本文中的催化劑都為濃鹽酸。

3.1物料比對(duì)比實(shí)驗(yàn)

將11.01 g間苯二酚（0.1mol）和呋喃甲醛分別按1.3、1.2、1.1、1.0的比例稱量出來(lái)。先將間苯二酚加入到150mL錐形瓶中，加入乙醇、水（按乙醇、水、鹽酸10：9：1配方要求,總體積為100mL），磁力攪拌溶解。在冷水浴冷卻下滴加呋喃甲醛，慢慢升溫至所需溫度（70℃），反應(yīng)一定時(shí)間后（約4小時(shí)）冷卻抽濾，水洗。將濾餅經(jīng)稀醇洗滌，充分?jǐn)嚢柽^(guò)濾（重復(fù)兩次），80℃干燥得黑色粉末晶體。

3.2反應(yīng)溶劑比對(duì)比實(shí)驗(yàn)

反應(yīng)溶劑比對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行五組實(shí)驗(yàn)對(duì)比。將11.01 g間苯二酚（0.1mol）和呋喃甲醛按1：1的比例稱量出來(lái)，乙醇、水、鹽酸按15：0：5、16：0：4、16：2：2、7：10：3和10：9：1的比例加入，總體積為100mL，磁力攪拌溶解。在冷水浴冷卻下滴加呋喃甲醛，慢慢升溫至溫度（70℃），反應(yīng)一定時(shí)間后（約4小時(shí)）冷卻抽濾，水洗。將濾餅經(jīng)稀醇洗滌，充分?jǐn)嚢柽^(guò)濾（重復(fù)兩次），80℃干燥得黑色粉末晶體，計(jì)算產(chǎn)率。

3.3反應(yīng)溫度對(duì)比實(shí)驗(yàn)

反應(yīng)溫度對(duì)比實(shí)驗(yàn)時(shí)進(jìn)行四組實(shí)驗(yàn)對(duì)比。將11.01 g間苯二酚（0.1mol）和呋喃甲醛按1：1的比例稱量出來(lái)，先將間苯二酚加入到150mL錐形瓶中，加入乙醇、水（按乙醇、水、鹽酸10：9：1配方要求,總體積為100mL），磁力攪拌溶解。在冷水浴冷卻下滴加呋喃甲醛，四組實(shí)驗(yàn)在升溫時(shí)改變溫度，分別設(shè)定為60℃、65℃、70℃和75℃，反應(yīng)一定時(shí)間后（約4小時(shí)）冷卻抽濾，水洗。將濾餅經(jīng)稀醇洗滌，充分?jǐn)嚢柽^(guò)濾（重復(fù)兩次），80℃干燥得黑色粉末晶體，計(jì)算產(chǎn)率。

3.4反應(yīng)時(shí)間對(duì)比實(shí)驗(yàn)

反應(yīng)時(shí)間對(duì)比實(shí)驗(yàn)需四組實(shí)驗(yàn)。將11.01 g間苯二酚（0.1mol）和呋喃甲醛按1：1的比例稱量出來(lái)，先將間苯二酚加入到150mL錐形瓶中，加入乙醇、水（按乙醇、水、鹽酸10：9：1配方要求,總體積為100mL），磁力攪拌溶解。在冷水浴冷卻下滴加呋喃甲醛，四組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)時(shí)間分別為2小時(shí)、3小時(shí)、4小時(shí)、5小時(shí)，反應(yīng)后冷卻抽濾，水洗。將濾餅經(jīng)稀醇洗滌，充分?jǐn)嚢柽^(guò)濾（重復(fù)兩次），80℃干燥得黑色粉末晶體，計(jì)算產(chǎn)率。

3.5滴加速度對(duì)比實(shí)驗(yàn)

將11.01 g間苯二酚（0.1mol）和呋喃甲醛分別按1：1的比例稱量出來(lái)，準(zhǔn)備三組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如上，只是在冷水浴冷卻下滴加呋喃甲醛時(shí)分別以3秒／滴、2秒／滴和0.5秒／滴，觀察現(xiàn)象。第一組和第二組實(shí)驗(yàn)都可以得到產(chǎn)品，且產(chǎn)率相差不大，只是第三組實(shí)驗(yàn)在反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物顏色會(huì)急劇變黑，并最終產(chǎn)生高聚物，使反應(yīng)失敗。

三、結(jié)果與討論

本文對(duì)反應(yīng)時(shí)間及其它反應(yīng)條件進(jìn)行了討論,根據(jù)實(shí)驗(yàn)部分得到的結(jié)果進(jìn)行討論總結(jié)，主要討論了物料比、反應(yīng)溶劑比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、滴加速度對(duì)合成杯芳烴母體收率的影響。

1.物料比

應(yīng)條件：催化劑為濃HCl，反應(yīng)時(shí)間4h，溫度70℃。

由上表可以看出，當(dāng)酚醛的物料比為1：1時(shí)，收率最佳,達(dá)到了53.6%；當(dāng)物料比超過(guò)1：1時(shí)，產(chǎn)率會(huì)逐漸降低，甚至形成高聚物，與相關(guān)的文獻(xiàn)資料報(bào)導(dǎo)一致。（見(jiàn)表1）

2.反應(yīng)溶劑比

經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溶劑配比對(duì)縮合反應(yīng)影響甚大，在無(wú)水乙醇中加濃鹽酸作為反應(yīng)液易聚合成高聚物，而且酸濃度越高越容易聚合。酸濃度太低或乙醇含量過(guò)小則產(chǎn)率會(huì)減小，當(dāng)乙醇、水和濃鹽酸的比例為10：9：1時(shí)的產(chǎn)率最高，達(dá)到了53.6%。

3.反應(yīng)溫度

經(jīng)過(guò)合成實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)以70℃時(shí)析出的產(chǎn)品產(chǎn)率最高，見(jiàn)表2。

反應(yīng)條件：催化劑為濃HCl，反應(yīng)時(shí)間4h。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)從60℃開(kāi)始進(jìn)行反應(yīng)，直至75℃，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)率會(huì)有所增加，在70℃時(shí)產(chǎn)率最好，為53.6%。此后產(chǎn)率不再隨溫度增加，反而有所減少。

4.反應(yīng)時(shí)間

從表中可以看出，反應(yīng)的時(shí)間從2小時(shí)到4小時(shí)，得到的產(chǎn)率是各不相同的。剛開(kāi)始隨著反應(yīng)時(shí)間的增長(zhǎng)，反應(yīng)收率會(huì)有收增大，但在反應(yīng)4h后，收率趨向于穩(wěn)定。

5.滴加速度

查了相關(guān)文獻(xiàn)，滴加速度控制在2秒/滴為好，均勻滴入半小時(shí)，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有出現(xiàn)異常情況。

四、總 結(jié)

本文主要應(yīng)用了間苯二酚與呋喃甲醛采用一步合成法，合成杯[4]芳烴化合物，分析結(jié)果如下：

雖然合成實(shí)驗(yàn)較為簡(jiǎn)單，不過(guò)實(shí)驗(yàn)中物料比、反應(yīng)溶劑比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、滴加速度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響甚大，因此要對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行較為仔細(xì)的對(duì)比，才可得出最佳的實(shí)驗(yàn)方案。

1.物料比對(duì)產(chǎn)物收率影響很大，當(dāng)物料比為1：1時(shí)，反應(yīng)的產(chǎn)率最高。

2.反應(yīng)溫度要控制好，如果溫度過(guò)高，容易形成高聚物而使實(shí)驗(yàn)失敗，如果溫度過(guò)低，則會(huì)影響產(chǎn)率和延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，實(shí)驗(yàn)最好的條件為70℃。

3.反應(yīng)時(shí)間要重復(fù)實(shí)驗(yàn)，得出最好的反應(yīng)時(shí)間，最佳的反應(yīng)時(shí)間為4h，少于4h或超過(guò)4h都會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)度或結(jié)果。

4.溶劑的配比也是一個(gè)問(wèn)題，參考以前的文獻(xiàn)與資料，溶劑的配比不一，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)字，因此，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要進(jìn)行反復(fù)的實(shí)驗(yàn)與操作，最后得到的結(jié)果是按乙醇、水、鹽酸10：9：1配方要求，得到的結(jié)果最好。

5.滴加速度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響不是很大，不過(guò)還是要注意，如果攪拌不均勻而滴加的速度過(guò)快，則會(huì)影響反應(yīng)，形成高聚物，控制在2秒／滴。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ137.1+2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：0367-6358（2015）03-0184-03

MnO2納米晶是重要的Ⅱ～Ⅵ族寬禁帶直接帶隙的半導(dǎo)體材料，在催化、吸附、超級(jí)電容器、納米反應(yīng)器、燃料電池、傳感器和生物技術(shù)等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的潛力，受到國(guó)內(nèi)外許多研究者的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，形貌及尺寸規(guī)整可控的MnO2納米晶的合成是目前十分引人注目的研究領(lǐng)域，制備合成中的形貌調(diào)控及其功能化是這些納米材料能夠得到應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。目前已能采用多種方法，通過(guò)調(diào)控合成條件，制備出不同形貌維數(shù)的MnO2納米微粒。本文歸納為四個(gè)主要大類(lèi)：零維MnO2納米晶；一維MnO2納米晶；二維MnO2納米晶；三維MnO2納米晶。并提出了MnO2納米晶形貌維數(shù)控制的發(fā)展方向。

1 MnO2納米晶的不同形貌

1.1 零維MnO2納米晶

MnO2納米晶在空間三維尺度均受約束，如顆粒、團(tuán)簇（指由幾個(gè)乃至上千個(gè)原子、分子或離子通過(guò)物理或化學(xué)結(jié)合力組成的相對(duì)穩(wěn)定的微觀或亞微觀聚集體）、立方體、多面體等。

張學(xué)萍等利用超分子蛋白納米空腔結(jié)構(gòu)作為反應(yīng)模板礦化組裝納米材料，馬脾脫鐵蛋白作為限制性反應(yīng)器控制金屬離子水解、氧化還原等反應(yīng)，堿性條件下原位合成出直徑3～8nm左右，均一的球形顆粒狀MnO2納米晶，而超分子蛋白是合成納米無(wú)機(jī)材料限制性反應(yīng)的一種理想生物模板。

中國(guó)科學(xué)院電工研究所將過(guò)硫酸鉀，硫酸錳，硝酸鋁加入到水熱反應(yīng)釜中，加人去離子水充分?jǐn)嚢韬螅?10～140℃水熱反應(yīng)1～12h后自然冷卻至室溫，得到的產(chǎn)物是α-MnO2星型納米團(tuán)簇，硝酸鋁的加入是改變MnO2納米形貌的主要影響因素。

選用Mn（CH3COO）2?4H2O為前驅(qū)體，以十八烯為溶劑，在表面活性劑油酸和油胺存在時(shí)，在高溫條件下通過(guò)“一鍋法”制得50～100nm左右類(lèi)四角星形狀的MnO納米粒子，利用高錳酸鉀可將此納米粒子表面氧化為MnO2，并保持類(lèi)四角星形狀，反應(yīng)過(guò)程中表面活性劑的種類(lèi)及濃度對(duì)產(chǎn)物的形貌和粒徑分布有重要的影響。

1.2 一維MnO2納米晶

MnO2納米晶在空間有兩維處于納米尺度并受到約束，例如線、帶、棒、管等。

王譯瑩以高錳酸鉀為錳源，在離子液體1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸鹽水溶液中通過(guò)微波加熱法制備了平均直徑為15nm、平均長(zhǎng)度為2μm的α-MnO2納米線，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時(shí)間和離子液體對(duì)產(chǎn)物的形貌和尺寸起著關(guān)鍵作用。

文獻(xiàn)在150℃水熱條件下，以CTAB作為模板導(dǎo)向劑，用HMnO4氧化Mn（CH3COO）2，制備出厚度約幾個(gè)納米，長(zhǎng)約1μm左右的β-MnO2納米帶，模板劑CTAB是納米帶形成的決定因素。

以鋸屑為模板，結(jié)合溶膠一凝膠法成功地合成出形態(tài)規(guī)整、平均直徑約8nm、平均長(zhǎng)度120nm左右的β-MnO2納米棒，天然多孔材料一鋸屑為MnO2納米棒的成型提供了骨架。

文獻(xiàn)分別以反應(yīng)溫度100℃和150℃，用水熱法合成出兩種不同納米結(jié)構(gòu)γ-MnOOH為前驅(qū)物，采用單模式微波加熱法在170℃下、反應(yīng)20min分別制備了直徑在5～20nm之間，長(zhǎng)度約幾微米的α-MnO2納米纖維及直徑在100～250nm之間、長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十微米β-MnO2納米棒，且γ-MnOOH納米棒前驅(qū)物起著模板作用。

采用化學(xué)沉積和500℃熱處理的方法在多孔氧化鋁（AAO）模板中成功地合成了超級(jí)電容器電極材料γ-MnO2納米管，管直徑約200nm，壁厚約40nm，孔徑約120nm，可以通過(guò)調(diào)節(jié)AAO模板孔徑大小來(lái)實(shí)現(xiàn)γ-MnO2納米管的可控生長(zhǎng)。

1.3 二維MnO2納米晶

MnO2納米晶在三維空間中有一維在納米尺度，超薄膜狀、盤(pán)狀、片狀，這些納米結(jié)構(gòu)與體材料相區(qū)別，統(tǒng)稱為低維納米結(jié)構(gòu)。

危光明的碩士學(xué)位論文以金屬鈦片為金屬基底，以酸性高錳酸鉀為前驅(qū)體，采用水熱法在金屬Ti片表面制備出生長(zhǎng)很均勻的MnO2納米片陣列材料，其片厚度10～20nm左右，納米片之間還有大量的空間。

目前，某團(tuán)隊(duì)以硫酸錳和高錳酸鉀/聚乙烯吡咯烷酮為基本水熱研究體系，在水熱溫度150℃，水熱時(shí)間14h，控制pH為14時(shí)，得到層狀結(jié)構(gòu)的δ-MnO2納米片，pH的變化是形貌主要影響因素，會(huì)改變了溶液中鉀離子和水分子的結(jié)合狀態(tài)，從而引起結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變。

1.4 三維MnO2納米晶

MnO2納米晶由多個(gè)次級(jí)幾何單體結(jié)構(gòu)通過(guò)設(shè)計(jì)、組裝構(gòu)筑成更為復(fù)雜的建筑體，如四角體、花狀、核殼結(jié)構(gòu)等。

通過(guò)在微酸性環(huán)境中高錳酸鉀自身分解反應(yīng)，采用低溫水熱反應(yīng)成功制得花狀層狀氧化錳，溫度對(duì)花狀形貌的影響較大，120℃為較均勻的花球形貌，140℃花球形貌聚集為花簇狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度升到160℃時(shí)，層狀結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌，形成隱鉀錳礦型的納米線結(jié)構(gòu)形貌。

劉延雨等采用操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可行的界面合成法在H2O/CH2Cl2界面上成功制得平均孔徑為5.9nm、比表面積為322.5m2/g，孔容為0.451cm3/g，由中空的亞微米級(jí)的MnO2刺球堆積排列而成介孔MnO2材料。

文獻(xiàn)采用水熱法，調(diào)節(jié)原料高錳酸鉀和硫酸錳的物質(zhì)的量配比為6：1時(shí)，制備出由納米片構(gòu)成，形似海膽，直徑約為0.5～1μm的球形δ-MnO2，K+可被認(rèn)為是形成MnO2隧道結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)的模板。

篇7

【中圖分類(lèi)號(hào)】O6【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1007-4309（2011）03-0059-2

光致變色的材料早在1867年就有所報(bào)道，但直至1956年Hirshberg提出光致變色材料應(yīng)用于光記錄存儲(chǔ)的可能性之后，才引起了廣泛的注意。有機(jī)光致變色材料是近年來(lái)國(guó)際上剛剛出現(xiàn)的一類(lèi)新型有機(jī)光電子功能材料，首先，它可以廣泛地用于日常生活，如防曬霜、裝飾材料、新奇印刷、防偽和鑒偽等；其次，它更可以用于光信息存儲(chǔ)、光轉(zhuǎn)換器和光開(kāi)關(guān)等前沿領(lǐng)域，且有著非常好的應(yīng)用前景。尤其是它作為信息存儲(chǔ)材料的應(yīng)用，更是引起人們的重視。21世紀(jì)隨著信息的急劇致變色材膨脹，對(duì)于如何更有效地存儲(chǔ)這些信息提出了更高的要求，在這種情況下，高性能的有機(jī)光料引起了科研工作者對(duì)光存儲(chǔ)材料的高度重視，它正是能夠滿足這種要求的極具潛力的存儲(chǔ)材料之一。

目前研討光致變色資料最多的國(guó)家是日本、美國(guó)、法國(guó)等，隨著光致變色材料日趨重要以及誘人的應(yīng)用前景，國(guó)際上一些著名的大學(xué)、研究單位和公司，逐步把眼光轉(zhuǎn)向有機(jī)光致變色材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，與其相關(guān)的論文和專(zhuān)利也不斷增多。世界上只有日本和美國(guó)有少量光致變色資料民用品出售。但美、日等發(fā)達(dá)國(guó)度把光致變色資料用于民用行業(yè)也還處于起步階段，并沒(méi)有大范圍出產(chǎn)上市，因此研究光致變色新材料，使其更加適用于民用品市場(chǎng)，仍有很大的發(fā)展空間。我國(guó)在有機(jī)光致變色材料的研究上，也取得了可惜成績(jī)。中國(guó)科學(xué)院感光化學(xué)研究所的樊美公等人對(duì)光致變色材料進(jìn)行了大量的研究，申請(qǐng)了多項(xiàng)光致變色材料方面的專(zhuān)利，并發(fā)表了大量的研究論文。南開(kāi)大學(xué)孟繼本等科研人員已合成了100多種的有機(jī)光致變色材料，并致力于將其合成的材料應(yīng)用于光致變色涂料、光致變色安全玻璃膜，光致變色紡織品等民用品上。江西科技師范學(xué)院蒲守智課題組也對(duì)此多了大量的研究工作，合成了多種光致變色化合物。

一、光致變色現(xiàn)象

光致變色是指一種化學(xué)物質(zhì)的分子在適當(dāng)波長(zhǎng)的光照射下，可逆地在兩個(gè)具有不同光譜性質(zhì)的異構(gòu)體之間相互轉(zhuǎn)化：

Aλ1?葑λ2B

A和B分別代表體系中兩個(gè)異構(gòu)體，λ1和λ2是發(fā)異構(gòu)所需的光的波長(zhǎng)。光致變色是一種可逆的化學(xué)反應(yīng)，這是一個(gè)重要的判斷標(biāo)準(zhǔn)。在光作用下發(fā)生的不可逆反應(yīng)，也可導(dǎo)致顏色的變化，只屬于一般的光化學(xué)范疇，而不屬于光致變色范疇。目前，對(duì)光致變色的研究大都集中在二芳基乙烯、俘精酸酐、螺吡喃、螺嗪、偶氮類(lèi)以及相關(guān)的雜環(huán)化合物上，同時(shí)也在繼續(xù)探索和發(fā)現(xiàn)新的光致變色體系。

從上世紀(jì)80年代以來(lái)，Irie和Lehn研發(fā)出了具有良好光致變色性質(zhì)的二芳基乙烯類(lèi)分子，此分子以其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、良好的耐疲勞性、響應(yīng)時(shí)間短以及開(kāi)/關(guān)環(huán)異構(gòu)體之間吸收光譜差異顯著等優(yōu)點(diǎn)迅速成為光存儲(chǔ)材料研究的新熱點(diǎn)，從而引起了研究二芳基乙烯分子的熱潮。二芳基乙烯分子在光致異構(gòu)化過(guò)程中，分子吸收光譜發(fā)生變化，同時(shí)還常伴隨諸如介電常數(shù)、氧化/還原電位、幾何構(gòu)形等其它物理化學(xué)性質(zhì)的變化。這些性能優(yōu)異的二芳基乙烯分子在光存儲(chǔ)，分子開(kāi)關(guān)，多色彩顯示器，非線性光學(xué)等領(lǐng)域，具有重要的科學(xué)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。

二、二芳烯衍生物的研究

到目前為止，在各類(lèi)已報(bào)道的二芳基乙烯中，按其所連的橋頭單元不同主要分為以下四類(lèi)：含全氟環(huán)戊烯結(jié)構(gòu)單元的二芳基乙烯；含馬來(lái)酸酐或馬來(lái)酰亞胺結(jié)構(gòu)單元的二芳基乙烯、含環(huán)戊烯結(jié)構(gòu)單元二芳基乙烯和含2,5-二氫噻吩或吡咯等五元雜環(huán)結(jié)構(gòu)單元的二芳基乙烯。一些具有代表性的雜環(huán)類(lèi)二芳基乙烯化合物的結(jié)構(gòu)式如圖2所示:

順丁烯二酐衍生物全氟環(huán)戊烯衍生物

雜噻唑烯衍生物 雜噻吩烯衍生物

圖幾種二芳基乙烯衍生物的結(jié)構(gòu)示意圖

每類(lèi)二芳基乙烯都有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但從材料性能上比較而言，含全氟環(huán)戊烯的二芳基乙烯分子具有比其它幾類(lèi)二芳基乙烯更為優(yōu)異的性質(zhì)如光熱穩(wěn)定性，耐疲勞性等，因而對(duì)這類(lèi)二芳基乙烯的研究倍受關(guān)注。近年來(lái)陸續(xù)有許多新型二芳基乙烯分子被報(bào)道，這些化合物主要為全氟環(huán)戊烯1,2-位對(duì)稱取代的含雜環(huán)的二芳基乙烯，而1,2-位由不同結(jié)構(gòu)單元取代的不對(duì)稱的二芳基乙烯報(bào)道較少。與對(duì)稱性體系相比，不對(duì)稱二芳基乙烯體系更容易通過(guò)對(duì)其分子結(jié)構(gòu)的微調(diào)實(shí)現(xiàn)光致變色性能的改進(jìn)。在設(shè)計(jì)合成不對(duì)稱的二芳基乙烯分子時(shí)，給分子修飾上共軛程度不同的取代基團(tuán)，或是引入不同的手性基團(tuán)或是特定的取代基團(tuán)，以改進(jìn)它們的光電性質(zhì)，從而可以滿足不同的需求，使其在高密度存儲(chǔ)，多色彩顯示器；非線性光學(xué)，無(wú)損讀出等領(lǐng)域更具有應(yīng)用潛力。同時(shí)，非對(duì)稱體系與對(duì)稱體系相比，往往更具有熱穩(wěn)定性，因而在設(shè)計(jì)合成具有優(yōu)越熱穩(wěn)定性的二芳基乙烯光致變色化合物時(shí)，引入兩側(cè)含有不同雜環(huán)的全氟類(lèi)二芳基乙烯雜環(huán)體系已經(jīng)成為一個(gè)重要的指導(dǎo)原則?；诓粚?duì)稱體系的這些優(yōu)越性，設(shè)計(jì)和合成不對(duì)稱體系已經(jīng)成為這幾年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。

在近年來(lái)的大量文獻(xiàn)報(bào)道中，大多數(shù)的二芳基乙烯化合物所連的雜環(huán)都為噻吩環(huán)或是苯并噻吩環(huán)，其原因除了此類(lèi)化合物的合成方法較為簡(jiǎn)單易行以外，更重要的是噻吩環(huán)和苯并噻吩環(huán)已經(jīng)被證實(shí)對(duì)于二芳基乙烯分子的穩(wěn)定性和抗疲勞性具有杰出的貢獻(xiàn)，而這正是二芳基乙烯分子作為光存儲(chǔ)材料所需要具備的最重要的性質(zhì)。同時(shí)，二芳烯分子作為最具有應(yīng)用潛力的光存儲(chǔ)介質(zhì)材料之一，其閉環(huán)態(tài)的吸收光譜、摩爾消光系數(shù)和閉環(huán)和開(kāi)環(huán)量子產(chǎn)率是非常重要的，而影響其吸收光譜特性的因素主要是與全氟環(huán)戊烯相連的芳香基的取代位置和與芳香基相連的側(cè)基的種類(lèi)有關(guān)。迄今為止，關(guān)于雜環(huán)上取代基對(duì)于二芳基乙烯分子光電性質(zhì)的影響已有了許多相關(guān)報(bào)道，如Morimitsu 等人在噻吩2-和2?-位引入體積較大的烷氧基取代基，這種基團(tuán)將強(qiáng)烈抑制開(kāi)環(huán)量子產(chǎn)率，但同時(shí)也可降低閉環(huán)態(tài)在高溫下的熱穩(wěn)定性，Irie等和Pu等分別合成了噻吩末端連有苯環(huán)的二噻吩乙烯分子，并研究了苯環(huán)上同一位置不同基團(tuán)對(duì)二芳基乙烯分子的性質(zhì)影響以及同一基團(tuán)在不同位置的影響。近幾年來(lái)，日本科學(xué)家Yamaguchi和Irie連續(xù)考察了烷基鏈對(duì)不同雜環(huán)體系的影響，包括對(duì)稱的苯并噻吩體系，苯并呋喃體系，以及不對(duì)稱的苯并噻吩和苯并呋喃體系，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)在雜環(huán)2位上引入烷基鏈時(shí)，隨著烷基鏈的不斷增長(zhǎng)，往往會(huì)對(duì)二芳基乙烯分子的量子產(chǎn)率，摩爾消光系數(shù)，吸收光譜等產(chǎn)生系列的影響，比如對(duì)于對(duì)稱的苯并噻吩體系來(lái)說(shuō)，當(dāng)在苯并噻吩環(huán)2-位上引入烷基鏈時(shí)，烷基鏈的增長(zhǎng)可以增加分子的反平行結(jié)構(gòu)，從而增大環(huán)化量子產(chǎn)率，而不影響開(kāi)環(huán)量子產(chǎn)率，烷基鏈。

三、二芳基乙烯化合物的應(yīng)用

（一）高密度可擦寫(xiě)光子型存儲(chǔ)材料

隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展及對(duì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用要求的提高，人們對(duì)信息數(shù)據(jù)傳遞與存儲(chǔ)的要求也越來(lái)越高。開(kāi)發(fā)高存儲(chǔ)密度、高響應(yīng)速度、可擦寫(xiě)的全光分子開(kāi)關(guān)材料，已經(jīng)成為當(dāng)今世界范圍的研究熱點(diǎn)。光致變色材料二芳基乙烯化合物屬于光子型信息記錄材料，它在特定波長(zhǎng)下發(fā)生可逆的光異構(gòu)化反應(yīng)，可以利用光異構(gòu)化反應(yīng)引起吸收波長(zhǎng)的變化來(lái)進(jìn)行光信息的記錄。光致變色材料用于光盤(pán)存儲(chǔ)時(shí)通常將呈色體（閉環(huán)態(tài)）作為未寫(xiě)入態(tài)，無(wú)色體（開(kāi)環(huán)態(tài)）為寫(xiě)入態(tài)。因此，光致變色材料在高密度可擦寫(xiě)光子型存儲(chǔ)材料中具有廣泛應(yīng)用的可能性。

（二）分子光開(kāi)關(guān)

光致變色本身就是一個(gè)開(kāi)、關(guān)的過(guò)程，當(dāng)其接枝上具有特殊功能團(tuán)的分子，它就兼具了以上各方面的優(yōu)良性能。例如：光環(huán)化后，光致變色化合物在近紅外區(qū)域的折射率發(fā)生變化。這對(duì)于光波導(dǎo)元件是非常有用的，可以制備基于折射率變化的光開(kāi)關(guān)。分子內(nèi)磁相互作用進(jìn)行光調(diào)控可應(yīng)用于光化學(xué)開(kāi)關(guān)-磁性開(kāi)關(guān)。還有文獻(xiàn)報(bào)道了諸如納米開(kāi)關(guān)酸堿開(kāi)關(guān)、超分子開(kāi)關(guān)、熒光分子開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)。

（三）電化學(xué)開(kāi)關(guān)

光照下能發(fā)生可逆的電化學(xué)性質(zhì)的變化，是光電化學(xué)開(kāi)關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)。處于開(kāi)環(huán)態(tài)時(shí)，二芳烯化合物上兩個(gè)關(guān)鍵基團(tuán)之間處于隔離狀態(tài)，而在閉環(huán)態(tài)，兩個(gè)基團(tuán)處于連通狀態(tài)。開(kāi)環(huán)體檢測(cè)不到電化學(xué)過(guò)程，而在閉環(huán)態(tài)可以觀測(cè)到可逆的氧化還原電位。據(jù)此可以設(shè)計(jì)光控的電化學(xué)開(kāi)關(guān)。

（四）手性開(kāi)關(guān)

荷蘭的Feringa報(bào)道了二芳基乙烯分子的自組凝膠體系：在該體系中二芳基乙烯分子在凝膠中形成聚集體，該聚集體由于空間螺旋結(jié)構(gòu)可以形成兩種聚集形態(tài)的開(kāi)環(huán)體：P-1型和M-1型。當(dāng)用紫外光照射時(shí)，P-1型的分子發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)生成(R,R)-2的手性分子，M-1型的分子發(fā)生閉環(huán)反應(yīng)生的卻是(S,S)-2的手性分子。根據(jù)這不同，可以用于在分性開(kāi)關(guān)上。

四、總結(jié)與展望

篇8

菠菜主要捕光復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)

2004年3月18日，世界著名雜志《自然》以主題論文的方式發(fā)表了由中國(guó)科學(xué)院生物物理所、植物研究所合作完成的“菠菜主要捕光復(fù)合物(LHC-II)2.72A分辨率的晶體結(jié)構(gòu)”的研究成果，其晶體的結(jié)構(gòu)彩圖被選作該期雜志的封面照片。

光合作用機(jī)理一直是國(guó)際上長(zhǎng)盛不衰的研究熱點(diǎn)，LHC-II是綠色植物中含量最豐富的主要捕光復(fù)合物。這一復(fù)合物是由蛋白質(zhì)分子、葉綠素分子、類(lèi)胡蘿卜素分子和脂質(zhì)分子所組成的一個(gè)復(fù)雜分子體系，它們被鑲嵌在生物膜中，具有很強(qiáng)的疏水，難以分離和結(jié)晶。測(cè)定這樣的膜蛋白復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)，是國(guó)際公認(rèn)的高難課題，也是一個(gè)國(guó)家結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究水平的重要標(biāo)志。

中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所常文瑞研究員主持的研究小組經(jīng)過(guò)6年的艱苦努力終于完成了這一重要復(fù)合體三維結(jié)構(gòu)的測(cè)定工作。中國(guó)科學(xué)院植物研究所匡廷云院士主持的研究小組，經(jīng)過(guò)多年的艱苦努力，分離、純化了這一重要的光合膜蛋白(LHC-II)，為晶體和空間結(jié)構(gòu)的解析打下了物質(zhì)基礎(chǔ)，這是生物化學(xué)、結(jié)晶學(xué)及結(jié)構(gòu)生物學(xué)的有機(jī)結(jié)合所取得的重大成果，使我國(guó)在高等植物L(fēng)HC-II三維結(jié)構(gòu)測(cè)定方面成功地超越了德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的多家實(shí)驗(yàn)室，率先完成了這一具有高度挑戰(zhàn)性的國(guó)際前沿課題。

這一成就已經(jīng)引起了眾多國(guó)際同行的廣泛關(guān)注，正如他們所評(píng)價(jià)的：“這是光合作用研究領(lǐng)域的一大突破，對(duì)于理解植物光合作用中所發(fā)生的捕光和能量傳遞過(guò)程是必不可少的，這一成果標(biāo)志著光合作用研究的重大跨越”。

太陽(yáng)能電池

澳大利亞研究員表示，模仿植物中的葉綠素創(chuàng)造的合成分子，據(jù)此也許有一天能研制出高效的太陽(yáng)能電池。

由悉尼大學(xué)的馬克斯?克魯斯雷教授領(lǐng)導(dǎo)的分子電子學(xué)科研組，最近在羅馬舉行的國(guó)際卟啉和酞菁染料大會(huì)上提出了他們的研究成果?？唆斔估渍f(shuō)：“經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的演變，自然能很有效地捕獲到光并把它轉(zhuǎn)化成能量。我們正在設(shè)法模仿自然的光合作用方式?！?/p>

葉子利用體內(nèi)排列密集的葉綠素分子將光能轉(zhuǎn)變成電能，然后再轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。促成葉綠素這一功能的必不可少的元素是色素卟啉，它位于鎂離子的中心。研究員制造了一個(gè)形狀像足球的合成葉綠素分子。它有一個(gè)樹(shù)狀大分子支架，是一個(gè)由碳、氫、氮合成的高度分岔的納米聚合體。黏附在樹(shù)狀大分子上的是捕獲光的色素卟啉的人工合成版本。一種被稱作“巴基球”的球形碳分子坐落在卟啉之間，從收集到的太陽(yáng)光子中吸收電子。

克魯斯雷和他的科研組已經(jīng)利用合成葉綠素建造一個(gè)有機(jī)太陽(yáng)能電池的雛形。它以自然釋放為基礎(chǔ)，他們希望最終能制造出比現(xiàn)有太陽(yáng)能電池更有效的電池。綠葉能有效的將30％-40％的光能轉(zhuǎn)變成電能，而通常以硅元素為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池只能有效地將12％的光能轉(zhuǎn)變成電能。

克魯斯雷說(shuō)：“我們已經(jīng)擁有了模仿光電設(shè)備或太陽(yáng)能電池的主要成分。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們必須設(shè)法生產(chǎn)出一種能像薄薄的一層油漆那樣，簡(jiǎn)單地涂抹在屋頂上的東西。”他表示，科研組還希望能制造出存儲(chǔ)裝置，用來(lái)代替以金屬為基礎(chǔ)的電池。

計(jì)算機(jī)模擬光合作用

美國(guó)科學(xué)家近日稱，他們最近在實(shí)驗(yàn)室成功地用計(jì)算機(jī)模擬了植物的光合作用，并據(jù)此培育出品種更加優(yōu)良的植物。這種新植物不需要額外增加養(yǎng)分，就可以長(zhǎng)出更茂盛的枝葉和果實(shí)。

美國(guó)伊利諾伊大學(xué)植物生物學(xué)和作物科學(xué)教授斯蒂夫?隆表示，在農(nóng)作物結(jié)出谷粒前，絕大部分被吸收的氮都變成了植物葉片中的用來(lái)促進(jìn)光合作用的蛋白質(zhì)。為此，研究人員們提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：“我們能不能像植物那樣給不同的光合蛋白質(zhì)準(zhǔn)備一定數(shù)量的氮，甚至比植物做得更漂亮呢?”

首先，研究人員建立子一個(gè)可靠的光合作用模型，以便精確模擬植物對(duì)環(huán)境變化的光合反應(yīng)。為了完成這個(gè)艱巨的任務(wù)，科學(xué)家們使用了由美國(guó)國(guó)家超級(jí)電腦應(yīng)用中心提供的計(jì)算資源。在確定光合作用中每種蛋白質(zhì)的相對(duì)數(shù)量后，研究人員設(shè)計(jì)出了一系列連鎖微分方程式，每個(gè)方程模擬了光合作用中的一個(gè)步驟。通過(guò)不斷地測(cè)試和調(diào)整模型，研究小組最終成功預(yù)測(cè)了在真實(shí)葉片上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，其中包括葉片對(duì)環(huán)境變化的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。

接下來(lái)，模型運(yùn)用“進(jìn)化算法”搜尋各種酶，以提高植物的產(chǎn)量。一旦實(shí)驗(yàn)證明某種酶的相對(duì)高濃度可以提高光合作用的效率，該模型就會(huì)利用此實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行下階段的測(cè)試，科學(xué)家們通過(guò)這種方法確定了許多可以大大提高植物生產(chǎn)力的蛋白質(zhì)。這個(gè)最新發(fā)現(xiàn)也印證了其他一些研究人員的研究結(jié)果：在基因改造植物中，當(dāng)這些蛋白質(zhì)中某一種的含量增加，植物產(chǎn)量就會(huì)隨之提高。

斯蒂夫，隆說(shuō)：“水稻與小麥的高產(chǎn)品種的光合作用效率可以達(dá)到1％至1.5％，而甘蔗或者玉米的效率則可達(dá)到5％或者更高。如果人類(lèi)可以人為地調(diào)控光能利用效率，農(nóng)作物產(chǎn)量就會(huì)大幅度增加。通過(guò)改變氮的投入，我們幾乎可以使光合作用效率提高兩倍。然而，隨之而來(lái)的一個(gè)顯而易見(jiàn)的問(wèn)題是，為何植物的生產(chǎn)力可以提高如此之多，為何植物還未能進(jìn)化到可以自身進(jìn)行如此高效的光合作用?這個(gè)問(wèn)題的答案可能在于，進(jìn)化的目的是生存和繁殖，而我們實(shí)驗(yàn)的目的是增加產(chǎn)量。模型中顯示的變化很可能會(huì)破壞植物在野外的生存，因此這種模擬只適合在農(nóng)民的農(nóng)場(chǎng)中進(jìn)行。”

“作物高產(chǎn)與肥水高效利用相結(jié)合理論”

我國(guó)科學(xué)家以“不投入大量水、肥、藥，利用提高植物的非葉片器官的比例和功能，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和超高產(chǎn)”的技術(shù)理論，修正了“作物高產(chǎn)只能通過(guò)葉片光合作用貢獻(xiàn)率”的傳統(tǒng)理論。

“葉片的光合作用對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率在90％以上”，是聞名于世的“第一次綠色革命”的經(jīng)典技術(shù)理論成果之一。這一理論忽視“非葉光合器官的作用”，認(rèn)為“作物高產(chǎn)的產(chǎn)量物質(zhì)來(lái)源于葉片的光合作用”。由此，“用大肥、大水促進(jìn)葉片的生長(zhǎng)，以增加其光合生產(chǎn)”。事實(shí)上，由此導(dǎo)致的植物葉片過(guò)大，形成了遮光，反而造成作物群體的光合效率低。

我國(guó)科學(xué)家試圖改變?cè)黾尤~片光合作用的通常做法。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)王志敏教授等研究發(fā)現(xiàn)，在高溫脅迫下，人們常見(jiàn)葉片器官衰敗，而小麥等作物的穗、穗下節(jié)間和葉鞘等非葉光合綠色器官不僅具有良好的受光空間，而且具有類(lèi)似于“碳4型”的高效光合機(jī)制，它不僅彌補(bǔ)葉片光合作用的不足，而且有耐旱、耐熱、抗逆強(qiáng)的作用。

實(shí)踐證明，非葉片器官對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率可達(dá)70％以上。在這一理論指導(dǎo)下，科技人員建立了冬小麥節(jié)水、省肥、高產(chǎn)、簡(jiǎn)化“四統(tǒng)一技術(shù)體系：在嚴(yán)重缺水的河北滄州地區(qū)大面積示范獲得成功。從而結(jié)束了30多年來(lái)農(nóng)作物面對(duì)高產(chǎn)不能突破的徘徊局面。

地球早期光合作用可能產(chǎn)生“水”

植物能夠借助光合作用吸收二氧化碳釋放出氧氣，這已是人所共知的科學(xué)常識(shí)。然而美國(guó)科學(xué)家的最新研究發(fā)現(xiàn)，30多億年前的地球由于氧含量很少，當(dāng)時(shí)光合作用釋放出的“廢物”可能是水。

據(jù)美國(guó)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站最新報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)地質(zhì)學(xué)家唐納德，洛等人認(rèn)為，30億年前的地球大氣中存在大量氫，當(dāng)時(shí)的生物很可能是依賴氫再通過(guò)光合作用將二氧化碳轉(zhuǎn)化為自身必需的有機(jī)化合物，而這一過(guò)程最終產(chǎn)生的“廢物”很可能是水而不是今天的氧氣。這一結(jié)論來(lái)自一些有34億年歷史的微生物化石，化石是在南非黑硅石中發(fā)現(xiàn)的。對(duì)黑硅石進(jìn)行的生化分析發(fā)現(xiàn)，黑硅石中含有大量屬于碳酸鐵類(lèi)礦物的菱鐵礦，卻幾乎找不到任何氧化鐵的蹤跡；黑硅石中的微生物曾生活在缺氧的海洋中；黑硅石中微量元素鈰的含量要高于現(xiàn)今海洋中的鈰含量，其中的鈾也大都和釷結(jié)合在一起。這些都表明，30多億年前的地球不是一個(gè)富含氧的環(huán)境。

有地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，黑硅石中的化學(xué)成分組成可能是由其他原因造成的，洛等人的觀點(diǎn)有待推敲。但一些業(yè)內(nèi)人士評(píng)論說(shuō)，洛等人的研究成果令人信服，“氫依賴型光合作用”的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)生命起源的理解向前邁出了一大步。

篇9

專(zhuān)業(yè)碩士與學(xué)術(shù)型碩士不同，其目的是培養(yǎng)具有扎實(shí)理論基礎(chǔ)，并適應(yīng)特定行業(yè)或職業(yè)實(shí)際工作需要的應(yīng)用型高層次專(zhuān)業(yè)人才。教育部、人力資源和社會(huì)保障部于2013年11月公布了《關(guān)于深入推進(jìn)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革的意見(jiàn)》，強(qiáng)化了專(zhuān)業(yè)碩士應(yīng)以實(shí)踐為導(dǎo)向，重視理論水平與實(shí)踐的綜合應(yīng)用［1］。江南大學(xué)輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士培養(yǎng)側(cè)重于染整方向，即以紡織纖維制品為原料，探討、研究與纖維制品相關(guān)的前處理、染色、印花及功能化整理新方法與新技術(shù)，以培養(yǎng)染整專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能兼?zhèn)涞娜瞬拧?/p>

1培養(yǎng)學(xué)科交叉復(fù)合型人才的必要性

染整作為紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)之一，對(duì)提升紡織產(chǎn)品質(zhì)量和附加值有重要影響，但近年來(lái)在發(fā)展中也暴露出不少問(wèn)題，并日益成為制約本行業(yè)發(fā)展的瓶頸［2］。這主要包括：（1）染整企業(yè)生產(chǎn)中水、電、汽能耗高，導(dǎo)致能源緊張和生產(chǎn)成本不斷上升，企業(yè)凈利潤(rùn)下降，影響了可持續(xù)發(fā)展；（2）染整廢水排放量大（占紡織行業(yè)污水排放量的60％），且廢水處理成本較高；（3）部分企業(yè)仍以粗放型和低水平方式生產(chǎn)，產(chǎn)品多為常規(guī)中低檔產(chǎn)品，附加值不高。因此盡管?chē)?guó)內(nèi)染整行業(yè)產(chǎn)能水平不低，但從纖維制品前處理到染整廢水處理各環(huán)節(jié)成本不斷上升，導(dǎo)致多數(shù)染整企業(yè)利潤(rùn)走低。為解決上述問(wèn)題，有必要將相關(guān)學(xué)科的新技術(shù)與傳統(tǒng)染整生產(chǎn)技術(shù)相融合，借助于信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)等來(lái)改造和提升傳統(tǒng)的染整生產(chǎn)，通過(guò)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新助劑的應(yīng)用，促使染整行業(yè)向著高效率、低能耗、少污染的方向發(fā)展［3］。近年來(lái)江南大學(xué)發(fā)揮學(xué)科門(mén)類(lèi)較齊全的優(yōu)勢(shì)，在輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士教學(xué)中推行了基于學(xué)科交叉互融的教改研究。目前通過(guò)與機(jī)械工程、顏色技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)、生物技術(shù)等學(xué)科交叉，培育出了包括新型染整裝備、納米印染技術(shù)、紡織生物技術(shù)等多個(gè)輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士的教學(xué)和研究方向。其共同點(diǎn)在于培養(yǎng)具有復(fù)合技能的應(yīng)用型專(zhuān)業(yè)碩士人才，立足于從紡織纖維制品前處理、染色、印花及功能化整理環(huán)節(jié)，最大程度地減少生產(chǎn)過(guò)程中水、電、汽等資源的消耗，降低生產(chǎn)排放，實(shí)現(xiàn)紡織品的清潔化生產(chǎn)。

2輕化工程與生物技術(shù)交叉復(fù)合型專(zhuān)業(yè)碩士的培養(yǎng)策略

生物技術(shù)是利用生物體制，以生物工程技術(shù)加工底物為原料來(lái)提供所需的各種產(chǎn)品或達(dá)到某種目的的新型跨學(xué)科技術(shù)。生物技術(shù)與紡織纖維制品的染整加工具有相關(guān)性，尤其在最近30年得到了快速發(fā)展。輕化工程與生物技術(shù)交叉研究的思路是借助于生物酶進(jìn)行纖維前處理、染色后處理和功能整理。與傳統(tǒng)紡織品化學(xué)加工相比，生物技術(shù)與輕化工程相結(jié)合后能降低染整生產(chǎn)排放，實(shí)現(xiàn)溫和條件下高效節(jié)能加工。江南大學(xué)在生物工程、生物技術(shù)學(xué)科方面具有教學(xué)與科研優(yōu)勢(shì)，其中生物工程為國(guó)家級(jí)一類(lèi)特色專(zhuān)業(yè)、江蘇省首批品牌專(zhuān)業(yè)。為順應(yīng)生態(tài)染整的發(fā)展要求，我校結(jié)合這一優(yōu)勢(shì)將輕化工程與生物技術(shù)相交叉，形成了紡織生物技術(shù)研究方向，并構(gòu)建了應(yīng)用型輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士人才培養(yǎng)體系。具體包括下述四個(gè)方面。

2．1導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)

由于生物技術(shù)在染整中的應(yīng)用以酶技術(shù)為主，因此對(duì)導(dǎo)師隊(duì)伍組成也提出了較高要求。一方面要求導(dǎo)師熟悉纖維的原料特點(diǎn)，染整加工原理，工藝和設(shè)備，纖維制品質(zhì)量評(píng)價(jià)；另一方面也要求導(dǎo)師對(duì)生物技術(shù)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)（如生物酶種類(lèi)、酶學(xué)特性、應(yīng)用效果評(píng)價(jià)方法等）有相當(dāng)?shù)牧私猓η笸瑫r(shí)擁有兩個(gè)學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)近10年的建設(shè)，我校紡織生物技術(shù)研究方向已建成了符合上述要求的導(dǎo)師隊(duì)伍。目前紡織生物技術(shù)方向的導(dǎo)師隊(duì)伍由10人組成，其中教授4人，副教授6人，具有輕化工程專(zhuān)業(yè)背景的博士4人、具有生物技術(shù)相關(guān)發(fā)酵工程專(zhuān)業(yè)的博士3人。在與生物技術(shù)交叉的纖維制品染整加工研究中，能從生物酶的菌種篩選、酶作用機(jī)理與酶學(xué)特性等方面，與纖維制品酶法加工很好地結(jié)合起來(lái)。在專(zhuān)業(yè)碩士培養(yǎng)過(guò)程中為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和企業(yè)課題實(shí)施效果，鼓勵(lì)專(zhuān)業(yè)碩士導(dǎo)師走進(jìn)染整企業(yè)，與學(xué)生一起分析和解決企業(yè)遇到的現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)難題。另一方面依托企業(yè)設(shè)立的省企業(yè)研究生工作站、博士后流動(dòng)站，聘請(qǐng)企業(yè)內(nèi)碩士生導(dǎo)師共同參與到課題實(shí)施中，以充實(shí)師資隊(duì)伍。

2．2課程體系和平臺(tái)建設(shè)

培養(yǎng)與生物技術(shù)交叉的輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士，課程體系和研究平臺(tái)建設(shè)是基礎(chǔ)工作。為體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)碩士課程的實(shí)用性和學(xué)科交叉性，教學(xué)改革中對(duì)原有課程組成、學(xué)時(shí)分配、課程考核方式進(jìn)行了優(yōu)化。除了與紡織化學(xué)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程外，增加了纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)、紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)、儀器分析等，其中纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)區(qū)別于一般的紡織材料學(xué)，更多從分子和超分子結(jié)構(gòu)層面分析其結(jié)構(gòu)組成與其化學(xué)加工、生物酶處理的相關(guān)性；紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)是專(zhuān)業(yè)知識(shí)交叉的主要課程，闡述生物酶種類(lèi)、酶學(xué)特性、酶對(duì)纖維的作用機(jī)制、纖維結(jié)構(gòu)與酶整理效率相關(guān)性、紡織品生物酶應(yīng)用等內(nèi)容；儀器分析課程除介紹常見(jiàn)的高分子及纖維材料分析方法外，還補(bǔ)充介紹了與生物技術(shù)相關(guān)的測(cè)試手段如凝膠電泳、氨基酸分析等。通過(guò)上述理論課程學(xué)習(xí)，為后續(xù)纖維制品化學(xué)和生物酶加工研究奠定了理論基礎(chǔ)。在平臺(tái)建設(shè)方面，依托我校生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，建立了紡織生物技術(shù)研究室，為基于生物技術(shù)交叉的輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士培養(yǎng)提供了保證。紡織生物技術(shù)研究室不僅擁有常規(guī)的纖維材料相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器，還建立了與生物技術(shù)相關(guān)的檢測(cè)與評(píng)價(jià)手段，滿足了常規(guī)從菌種篩選到纖維制品酶處理應(yīng)用研究的大部分實(shí)驗(yàn)需求。以紡織生物技術(shù)研究室為基礎(chǔ)，我校還聯(lián)合葡萄牙米尼奧大學(xué)成立了生態(tài)染整國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)定期召開(kāi)纖維生物加工技術(shù)學(xué)術(shù)會(huì)議，拓展了輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士生的研究視野。

2．3構(gòu)建以染整企業(yè)需求為導(dǎo)向的論文選題策略

由于輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士不同于學(xué)術(shù)型碩士，論文選題應(yīng)強(qiáng)化理論與應(yīng)用實(shí)踐技能的結(jié)合，優(yōu)先考慮源于工程實(shí)際且對(duì)節(jié)能、減排和降耗有促進(jìn)和引領(lǐng)作用的課題。我校論文選題立足于企業(yè)需求的酶法纖維制品染整加工研究，確立了紡織生物技術(shù)研究三個(gè)子方向：生物酶前處理；生物酶染色后處理；酶促功能化改性加工。（1）生物酶前處理包括纖維制品的酶退漿、酶煮練和漂白脫氧加工等。其中酶退漿是指采用商品淀粉酶和自主菌種篩選得到的PVA降解酶，取代燒堿法或氧化法進(jìn)行棉型織物退漿，通過(guò)酶制劑水解布面淀粉或PVA漿料來(lái)降低前處理廢水的COD值。酶煮練應(yīng)用于棉麻織物和彩棉織物，不僅可達(dá)到用堿法精煉的果膠去除效果，而且還避免了傳統(tǒng)堿煮練易造成的纖維損傷，對(duì)彩棉織物還可減少堿法易造成的色素流失和布面色變現(xiàn)象。在真絲織物加工中，生物酶前處理主要是借助于蛋白酶去除桑蠶絲表面的絲膠。（2）生物酶染色后處理旨在去除深色織物表明的浮色，提高織物的濕處理牢度。與傳統(tǒng)高溫皂煮相比，采用漆酶與較少用量的凈洗劑復(fù)配，不僅能有效去除織物表明未固色或結(jié)合力較弱的浮色染料，而且生物酶能有效對(duì)水洗液進(jìn)行脫色，在一定程度上降低了染色水洗殘液的色度值，降低了染色廢水處理的負(fù)擔(dān)。（3）生物酶功能化改性是借助生物酶進(jìn)行纖維制品的功能化加工，以提高產(chǎn)品的附加值。酶法纖維制品功能化改性的內(nèi)容較廣泛，包括以纖維素酶改善棉麻織物外觀光潔度和織物仿舊整理；以蛋白酶提高羊毛纖維制品的防氈縮性能，以谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶催化接枝氨基整理劑進(jìn)行羊毛抗菌阻燃整理加工；以酪氨酸酶進(jìn)行真絲織物抗菌防皺整理等。相較纖維制品的化學(xué)法功能化加工如高溫焙烘（如阻燃整理）、含氯整理劑（如羊毛防縮）、含醛樹(shù)脂（如防皺整理），盡管酶法加工成本略高，但在賦予纖維功能性的同時(shí)，能減輕化學(xué)法整理易造成的纖維損傷和環(huán)境不友好性。在上述子方向論文選題和實(shí)施前，專(zhuān)業(yè)碩士要先制定課題初步實(shí)施方案，探究酶法纖維制品染整加工工藝的可行性并開(kāi)展預(yù)研工作。在此基礎(chǔ)上再制定詳細(xì)的工作計(jì)劃，并定期匯報(bào)課題進(jìn)展情況。在研究中既要考慮纖維制品酶法加工的效果，同時(shí)也要兼顧在企業(yè)應(yīng)用中工藝設(shè)備、生產(chǎn)成本和加工效率的匹配性。

2．4構(gòu)建學(xué)科交叉復(fù)合型輕化專(zhuān)業(yè)碩士質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

傳統(tǒng)上對(duì)碩士質(zhì)量與水平高低的評(píng)價(jià)主要是參照論文，包括完成的碩士論文、發(fā)表的期刊論文（SCI、EI、CSCD）的數(shù)量與等級(jí)。而輕化工程專(zhuān)業(yè)碩士是要培養(yǎng)掌握染整專(zhuān)業(yè)堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和寬闊專(zhuān)業(yè)知識(shí)、擁有較強(qiáng)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，滿足實(shí)際工作需要的應(yīng)用型高層次專(zhuān)門(mén)人才。因此專(zhuān)業(yè)碩士在培養(yǎng)質(zhì)量評(píng)價(jià)方面要與學(xué)術(shù)型碩士有所不同，不能簡(jiǎn)單照搬其評(píng)價(jià)體系［4］。參照既有部分高校實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)［5－6］，結(jié)合本專(zhuān)業(yè)實(shí)際情況，我校主要從專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力、學(xué)術(shù)研究能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力四方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力是指在研究生階段專(zhuān)業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)成績(jī)，在實(shí)驗(yàn)工作中表現(xiàn)出的對(duì)染整、生物技術(shù)知識(shí)的掌握與運(yùn)用能力；實(shí)踐動(dòng)手能力是指在實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)纖維制品酶處理加工過(guò)程合理安排和現(xiàn)場(chǎng)操作的技能，此方面企業(yè)導(dǎo)師的評(píng)價(jià)也是重要組成部分。學(xué)術(shù)研究能力評(píng)價(jià)側(cè)重于兩個(gè)方面：一方面評(píng)價(jià)學(xué)位論文階段性進(jìn)展和完成情況，從開(kāi)題報(bào)告、中期檢查結(jié)果、預(yù)答辯和答辯情況四階段，結(jié)合平時(shí)例會(huì)課題匯報(bào)來(lái)綜合評(píng)判課題工作量與論文水平；另一方面考察是否有與課題相關(guān)的學(xué)術(shù)或發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)。由于多數(shù)論文課題與染整生產(chǎn)的相關(guān)度較高，因此專(zhuān)業(yè)碩士是否可公開(kāi)或?qū)＠枧c課題合作企業(yè)商榷確定。創(chuàng)新應(yīng)用能力是指專(zhuān)業(yè)碩士在課題研究、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中表現(xiàn)出來(lái)的個(gè)人綜合拓展能力。在纖維酶處理研究和實(shí)踐中，對(duì)能提出新方法、新工藝并有突出業(yè)績(jī)表現(xiàn)的創(chuàng)新型專(zhuān)業(yè)碩士，紡織生物技術(shù)研究室會(huì)給予適當(dāng)?shù)募?lì)與表彰。

篇10

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高等教育的重要組成部分。開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能動(dòng)性為前提，突出化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究與應(yīng)用。一改過(guò)去“照方取藥”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，大學(xué)生可以根據(jù)自己所學(xué)化學(xué)理論知識(shí)與興趣選做專(zhuān)業(yè)內(nèi)實(shí)驗(yàn)。在完成基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后，可酌情安排開(kāi)放式化學(xué)實(shí)驗(yàn)，其可以發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí)。鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)查閱相關(guān)知識(shí)領(lǐng)域文獻(xiàn)資料，設(shè)計(jì)和制訂可行方案。實(shí)驗(yàn)完成后自行對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，考查學(xué)生解決問(wèn)題和數(shù)據(jù)處理的能力。

多金屬氧酸鹽以其豐富的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和特異、優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，在催化、材料科學(xué)、生物化學(xué)及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)以多金屬氧酸鹽為建筑單元、利用金屬離子配合物作為擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的連接體，得到多金屬氧酸鹽配合物。該配合物耦合了多金屬氧酸鹽的催化性能和配合物結(jié)構(gòu)的孔道結(jié)構(gòu)，因此可以作為一種新型的光催化材料用于環(huán)境中污染物的降解。

本實(shí)驗(yàn)以硅鎢酸H■SiW■O■、有機(jī)配體MOPIP、金屬鹽MnCl■?4H■O為反應(yīng)原料，水為溶劑，在165℃的水熱條件下制備得到多金屬氧酸鹽配合物。通過(guò)X射線-單晶衍射、紅外（FT-IR）、熱重（TG）等實(shí)驗(yàn)表征手段對(duì)配合物的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。利用紫外可見(jiàn)光譜（Uv-vis）對(duì)配合物光催化降解目標(biāo)污染物羅丹明B和亞甲基藍(lán)的降解效果進(jìn)行表征。為環(huán)境中有機(jī)染料的降解提供綠色新的解決方法。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)試劑和儀器

鄰菲啉衍生物MOPIP配體按照已發(fā)表的文獻(xiàn)合成[1]，金屬鹽MnCl■?4H■O，硅鎢酸（H■SiW■O■），羅丹明B（RhB）、亞甲基藍(lán)（MB）和氫氧化鈉均在國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司購(gòu)得，且未做純化。布魯克公司SMARTAPEXⅡCCDX-射線衍射儀，Perkin-Elmer240C元素分析儀，NicoletNexus470FT-IR分光光度儀，Netzsch STA449C熱重分析儀，島津UV-2450紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.2配合物結(jié)構(gòu)的表征

配合物單晶結(jié)構(gòu)采用布魯克公司SMART APEXⅡCCD X-射線衍射儀測(cè)定。配合物的元素（C，H，N）分析采用Perkin-Elmer 240C元素分析儀。紅外光譜是采用Nicolet Nexus 470 FT-IR分光光度儀，用KBr進(jìn)行壓片，在400-4000cm■范圍內(nèi)掃描得到。熱重實(shí)驗(yàn)采用Netzsch STA449C熱重分析儀，以10℃/min為升溫速度，在0℃至1200℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。

1.3配合物結(jié)構(gòu)的制備

將反應(yīng)物MnCl■?4H■O（0.048g，0.25mmol），H■SiW■O■（0.35g，0.12mmol），MOPIP（0.082g，0.25mmol）和H■O（18mL）放入燒杯中，在室溫下攪拌30min，并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為6，然后將混合物裝入25mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在165℃下恒溫晶化5天，以5℃/h的速度梯度降溫至室溫。產(chǎn)物經(jīng)過(guò)去離子水多次洗滌、過(guò)濾后得到紅色針狀晶體，產(chǎn)率為59%。

1.4光催化降解羅丹明B和亞甲基藍(lán)的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)以氙燈作為紫外光光源，羅丹明B（RhB）和亞甲基藍(lán)（MB）溶液的初始濃度為2×10■mol/L。稱取100配合物樣品，超聲分散在100mL羅丹明B（或者亞甲基藍(lán)）溶液中。將混合溶液裝入石英的反應(yīng)瓶中，加入磁性轉(zhuǎn)子，連接好光化學(xué)反應(yīng)器。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，先在暗反應(yīng)條件下攪拌30min，開(kāi)燈后每隔30min抽取樣品溶液，離心，取上層清液，采用UV-2450紫外分光光度計(jì)對(duì)溶液中染料吸收峰的強(qiáng)度進(jìn)行考察。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

通過(guò)X射線-單晶衍射、紅外光譜、元素分析、熱重等對(duì)配合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，表明配合物的結(jié)構(gòu)為雙核的結(jié)構(gòu)，其可以通過(guò)π-π堆積形成一維鏈，并進(jìn)一步擴(kuò)展為二維平面結(jié)構(gòu)及三維超分子結(jié)構(gòu)。利用紫外可見(jiàn)光譜對(duì)配合物的光催化降解實(shí)驗(yàn)進(jìn)行考察，從譜圖中可以觀察到目標(biāo)污染物羅丹明B和亞甲基藍(lán)的吸收峰明顯降低。此外用肉眼明顯看到，目標(biāo)污染物羅丹明B的溶液由紅色變?yōu)榘咨?，亞甲基藍(lán)的溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色。從上面的光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得到合成的配合物對(duì)染料具有廣泛性的降解效果。

學(xué)生通過(guò)本開(kāi)放實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)和操作，可以掌握無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的基本操作，如準(zhǔn)確稱量、配制溶液、pH值測(cè)定；儀器分析化學(xué)中關(guān)于利用KBr壓片法測(cè)定配合物的紅外光譜、熟悉和掌握紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、元素分析儀的操作步驟和準(zhǔn)確使用。學(xué)生除了需要正確熟練地掌握上述化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能外，還應(yīng)具有處理和分析數(shù)據(jù)能力，即使用計(jì)算機(jī)對(duì)上述得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖和分析。其中包括運(yùn)用Shelxl軟件對(duì)所得晶體數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并用Diamond軟件畫(huà)出晶體結(jié)構(gòu)圖；應(yīng)用Excel和Origin軟件做出和處理紅光光譜儀得到的紅外譜圖，紫外分光光度計(jì)得到的催化降解譜圖，以及熱重分析儀得到的熱重圖譜。

此外，本開(kāi)放實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)對(duì)譜圖進(jìn)行分析，如紅外譜圖中吸收峰的位置應(yīng)歸屬于何種基團(tuán)的振動(dòng)，熱重譜圖中每個(gè)階段的失重歸因于配合物種哪種基團(tuán)的分解等。