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关键词： 电活性模式微生物   胞外电子传递   微生物燃料电池   微生物电解池   电场辅助好氧堆肥  

摘要： 畜禽养殖集约化生产过程中排放的废弃物会对当地生态环境造成巨大压力。通过硫还原地杆菌(Geobacter sulfurreducens)小分子酸代谢、奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis)有氧无氧代谢、导电菌毛(electrically conductive pili)直接接触和电子穿梭物质介导的胞外电子传递等呼吸代谢的理论研究,明确了电活性模式微生物的中心碳代谢途径、胞外电子传递过程及主要调控机制。基于对电活性菌呼吸代谢过程的理解,已开发并优化了以微生物燃料电池、微生物电解池和电场辅助好氧堆肥为主的多种微生物电化学系统。在降低化学需氧量、温室气体排放、抗生素和耐药基因等有害物质含量的同时,提高发电效率、阴极高附加值产物和有机肥腐殖质含量。综述了微生物电化学理论的研究进展并系统介绍了微生物电化学技术在畜禽废弃物资源化方面的应用研究,以期为畜禽废弃物资源化利用工艺的多元化发展提供参考和理论支撑。

关键词： 富锂正极材料   共掺杂   电化学性质   第一性原理计算   锂离子电池  

摘要： 双离子掺杂是改善富锂锰基正极材料Li2MnO3电化学性能及循环稳定性的有效方法，然而掺杂离子间微妙的相互作用对Li2MnO3性能的影响机制还不清晰。本研究通过第一性原理计算分别研究Mg掺杂和Mg/Al共掺杂Li2MnO3的晶格结构、电子结构、O稳定性以及Li扩散动力学。结果表明：Mg/Al掺杂能引起明显的晶格畸变，提高局域O的电化学活性，但同时会牺牲一定的O稳定性，还可以促进局域Li的层内扩散。本研究突出对比了Mg/Al共掺杂和Mg掺杂对Li2MnO3的影响差异，为优化富锂锰基正极材料设计提供理论依据。

关键词： 系统结构   系统功能   优化   原电池原理  

摘要： 通过“化学反应与电能”项目式教学的开展,学生能了解原电池结构与功能的关系,进一步完善原电池的结构模型,在此基础上引导学生以铜-锌原电池的结构优化为起点,依据实验现象推断其结构缺陷,提出优化方案。通过液接电势的消除、盐桥向隔膜的演变等后续结构优化方案的创设训练,学生能明确新型电池的优化思路、建立电池设计的思维模型,从而加深对原电池原理的理解、培养运用系统方法解决实际问题的创新思维能力。

关键词： 富锂正极材料   掺杂   电化学性质   第一性原理计算   锂离子电池  

摘要： 双离子掺杂是改善富锂锰基正极材料Li_(2)MnO_(3)电化学性能及循环稳定性的有效方法,然而掺杂离子间微妙的相互作用对Li_(2)MnO_(3)性能的影响机制还不清晰。本研究通过第一性原理计算分别研究Mg单掺杂和Mg/Al共掺杂Li_(2)MnO_(3)的晶格结构、电子结构、O稳定性以及Li扩散动力学。结果表明:相对于Mg单掺杂,Mg/Al共掺杂能引起明显的晶格畸变,提高局域O的电化学活性,但同时会牺牲一定的O稳定性。此外,Mg/Al共掺杂还可以促进局域Li的层内扩散。本研究突出对比了Mg/Al共掺杂和Mg单掺杂对Li_(2)MnO_(3)电化学性能影响的差异,为优化富锂锰基正极材料设计提供理论依据。

关键词： 关键能力   反应原理   命题趋势   应对策略  

摘要： 高考化学中反应原理题综合性很强,对学生的关键能力有很高的要求,在备考过程中学生需要在不断夯实知识储备的基础上,持续提升信息提取加工、知识迁移、应用实践、思维创新的能力。研判高考命题趋势,把握高考命题思路,明确高考的能力要求,才能提升学生的综合能力,帮助学生精准备考,进而实现提升知识储量并提高关键能力。

关键词： 高中化学   证据推理   模型认知   原电池   工作原理  

摘要： 以“原电池的工作原理”为例,教师可以按照“模型唤醒—模型应用—模型深化”路径,引导学生以“预测—推理—实验验证”的思路,结合宏观实验现象来理解原电池工作的微观本质,引导学生从四要素模型到原电池装置模型,再到原电池原理模型进行层层推导,逐步构建完整的原电池模型,从而激发学生对化学知识的探索欲,提高学生的推理能力及科学思维,培养学生的“证据推理和模型认知”核心素养。

关键词： 高中化学   课堂教学设计   项目式教学   化学现象   化学原理   基础教育阶段   教学中的应用   化学本质  

摘要： 化学是基础教育阶段科学学科体系的组成部分,也是高中的一门重要学科,而高中化学本身可以被看作化学领域中比较独立的一个研究体系,其中涉及的理论知识更强调对化学本质的整体解释,而非对某一特定化学原理或化学现象的具体说明,同时教师在课堂上用于说明某些化学原理或化学现象的物质可能在某些事实上并不存在。那么,高中化学教师在课堂教学设计中也需要从整体出发,利用综合性更强的教育活动为学生建构有关化学的整体性认知,项目式教学就是其中的一种选择。本文围绕项目式教学在高中化学教学中的应用展开,分别介绍了项目式教学的内涵、原则及其在高中化学教学中的应用价值和应用路径。

关键词： 绿色化学   煤焦油加氢   环保改进   催化剂   资源化利用  

摘要： 随着大众环保意识的不断提高,对传统化工生产过程的环境友好性改进成为了行业研究热点。煤焦油作为一种重要的化工原料,其加氢处理过程中存在的环境问题亟需解决。本文基于绿色化学原理,对煤焦油加氢工艺的环保改进展开了深入的研究。通过选择环境友好型催化剂、优化工艺参数、实现副产品的有效资源化利用,提出了一系列环保改进措施。实验结果表明,这些改进措施能够显著降低有害物质的排放,提高煤焦油的加氢效率和产品质量,具有明显的环境效益和经济效益。

关键词： 电解原理   阳离子交换膜   阴离子交换膜   电渗析法   半透膜   化学命题   物质提纯   四大创新  

摘要： 一、电解原理在物质提纯中的应用。例题1科学家采用电渗析法提纯乳清(富含NaCl的蛋白质),有价值的蛋白质回收率达到98%,工作原理如图1所示。下列说法错误的是()。A.膜1为阳离子交换膜,膜2为阴离子交换膜。B.膜1、膜2孔径不大于半透膜孔径。

关键词： 新工科   课程思政   化工原理实验   应用化学  

摘要： 长期以来,化工原理实验课程的专业知识与思政教育的融合存在一定难度.针对新工科理念和课程思政的要求,挖掘应用化学化工原理实验中的思政元素,从提升专业教师政治素养、建立高校“思政课程”和“课程思政”协同育人机制、实验教学内容与课程思政深入融合等方面探讨新工科理念和课程思政在化工原理实验中有机融合的路径和对策,助力新工科背景下新兴应用型人才培养.