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监测溶液中等离子体纳米粒子降解的分析方法：一项仪器分析实验练习
摘要： 纳米粒子在化学研究中日益重要，但目前化学专业本科生在分析课程中接触纳米粒子的机会较少。本实验专为分析化学或仪器分析实验课程设计，学生将有机会操作银纳米粒子溶液，并运用两种仪器分析技术进行研究。通过紫外-可见分光光度法监测实验过程中银纳米粒子的光学特性；基于不同储存条件，利用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定溶液中银物种的总浓度。该实验还向学生介绍了局域表面等离子体共振的概念及其在彩色玻璃中产生绚丽色彩的作用机制——这种效应正是由嵌入其中的等离子体纳米粒子所导致。
关键词： 高年级本科生，仪器分析方法，协作/合作学习，实验教学，分析化学，纳米技术，问题解决/决策制定
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用荧光显微镜检测和量化瓶装水中的微塑料：仪器分析与环境化学课程的新实验
摘要： 微塑料（MPs）是环境中普遍存在的小型塑料颗粒（尺寸小于5毫米），甚至在瓶装水中也检测到了它们的踪迹。本实验室实验适用于仪器分析或环境化学课程，学生通过过滤并用尼罗红染料对瓶装水中的微塑料进行染色，再利用荧光显微镜进行检测和定量分析。学生在搭建低成本荧光显微镜的过程中强化了荧光光谱的仪器原理，并使用该显微镜采集发光微塑料的图像以计数并评估其形态特征。该实验让学生接触微塑料污染这一新兴化学研究领域，通过激发参与兴趣帮助其建立课堂之外的知识联系。每个小组都在其瓶装水中检测到了微塑料，许多人对其发现的数量感到惊讶。总体而言，这项实践实验获得了学生的积极反馈，课后评估显示他们对荧光原理及日益严峻的微塑料污染问题的理解有显著提升。
关键词： 分析化学，高年级本科课程，协作/合作学习，水/水化学，仪器分析方法，环境化学，实践学习/实物教具
更新于2025-09-12 10:27:22
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真实沉浸式虚拟现实有机化学实验室体验的制作与评估：红外光谱学
摘要： 在教育环境中使用虚拟现实（VR）技术日益普及。研究人员评估了用VR体验替代基于仪器的有机化学实验室的可行性。设计了一套VR实验室课程，用于教授学生如何操作红外光谱仪，并通过所得红外光谱解析未知结构。该第一人称VR体验具有高度沉浸感与真实感，实验过程中会有助教引导用户完成全部步骤，并根据需要提供反馈。该VR体验通过WondaVR平台开发，采用凝视导航方式进行操作选择。产品经学生群体测试后，将其短期与长期记忆效果与传统实验室完成相同实验的学生组进行对比。结果表明两组学习成效无显著差异，这意味着该工具可用于远程教育环境下的有机化学实验教学。体验VR课程的学生对该产品满意度很高，且未遇到显著可用性障碍。此类VR体验对因残疾、怀孕等出勤困难或安全顾虑而无法到实验室上课的学生具有实用价值。
关键词： 二年级本科生，实验教学，多媒体学习，计算机辅助学习，远程学习/自主学习，仪器分析方法，以学生为中心的学习，有机化学
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过质谱和紫外-可见光谱进行有机反应在线监测的过程分析技术
摘要： 过程分析技术（PAT）在制药等行业中通过分析仪器实时监测化学过程。每种PAT分析仪都有其自身的优缺点，而多路复用PAT分析仪具有优势，因为它们可以提供验证性测量并提高分析的整体可信度。在教学环境中，在线反应监测使教师能够解释仪器技术的基础知识，同时突出相关的实际应用。在此，我们介绍一个教学实验练习，学生通过流动紫外-可见光谱法和质谱分析监测酰胺键形成反应。这两种特定仪器的结合使学生能够在一次实验练习中研究两种仪器，探索每种仪器背后的基础原理，并思考这些仪器方法的优缺点。3D打印技术助力两种仪器的耦合，使学生能够探索快速原型制作如何促进创新程序的开发。
关键词： 有机化学、质谱分析、紫外-可见光谱、实验教学、仪器分析方法、实践操作/教具、高年级本科生、分析化学、化学反应
更新于2025-09-04 15:30:14