近日,鄭州大學化學學院化學國家級實驗教學示范中心在實驗教學創新方面取得重要成果。實驗教學成果以“Visualizing Chemical Kinetics Process by Portable Flow Reactor”為題發表在國際頂尖化學教育期刊美國化學會《化學教育》上,并被選為當期封面。論文主要由化學學院拔尖班本科生完成,通訊作者為臧雙全教授和李愷副教授。這是鄭州大學師生首次在該期刊上發表學術論文。
對化學反應動力學的觀測和研究,是化學研究中極為重要的實驗內容,要完成該實驗,需要復雜精密的貴重儀器,在《無機化學實驗》《普通化學實驗》等實驗教學中,缺少相應的教學實驗。針對這一情況,臧雙全教授團隊設計了一套由流動注射器、控溫流動芯片等組成的流動化學反應器。通過溶液的流動,將動態的反應過程轉變成靜態的易觀察、易測量的圖案。通過分析流動反應器中形成的圖案顏色的變化,對化學反應速率常數、活化能等參數進行定量計算,幫助學生深刻理解反應動力學參數的測量和計算方法。該實驗具有儀器簡單、成本低廉、現象顯著等突出優點,實驗內容體現了“科研反哺教學”的理念。
近年來,化學實驗中心在實驗教學創新方面凝心聚力,取得了系列成果。2019年,化學實驗中心在全國高校中率先把聚集誘導發光(AIE)理論引入本科教學,在《綜合化學實驗II》中開設了“水楊醛希夫堿的合成表征及其AIE性能研究”教學實驗,經過不斷完善和迭代,形成了特色鮮明的系列實驗教學案例,相關成果獲得2023年鄭州大學教學成果獎一等獎。2022年,實驗項目“一種銅碘團簇配合物的合成及其在構筑長余輝發光材料中的應用”獲得第三屆全國大學生化學實驗創新設計大賽全國總決賽特等獎,實現了化學學科在本項重要學科競賽中的歷史性突破,該實驗現已成為《無機化學實驗II》課程的必修實驗之一。
此次刊登的學術成果,將以“通過流動化學裝置觀測化學反應動力學”為題,于2024年起在鄭州大學化學拔尖班進行試點教學,并進一步更新至《無機化學實驗I》實驗教學中。