【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，我校化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心教師在美國(guó)化學(xué)會(huì)旗下的Journal of Chemical Education(JCE)發(fā)表了題為“Efficient Detection of Low-Content Diamond Crystals in Sand via X?ray Powder Diffraction: A Guided-Inquiry Instrumental Analysis Laboratory Experiment”的重要教學(xué)研究成果。這是我校第二次在該期刊發(fā)表教育研究論文。JCE創(chuàng)刊于1924年，是全球化學(xué)教育領(lǐng)域的頂尖SCI期刊。
 

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　　粉末X射線衍射(XRPD)是一種重要的分析方法，廣泛應(yīng)用于粉末和固體樣品的物相分析。然而，當(dāng)樣品晶粒較大且含量較低時(shí)，傳統(tǒng)XRPD物相分析面臨挑戰(zhàn)，一些衍射圖譜中的衍射峰可能強(qiáng)度異常或完全缺失，導(dǎo)致分析困難。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開設(shè)的儀器分析實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)將XRPD分析引入自主設(shè)計(jì)探究性實(shí)驗(yàn)中，使學(xué)生能夠分析復(fù)雜體系中低含量、大晶粒物相。這一任務(wù)對(duì)傳統(tǒng)XRPD物相分析教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。在實(shí)驗(yàn)老師指導(dǎo)下，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探索用薄膜樣品測(cè)試中常用的搖擺法評(píng)估低含量、大顆粒晶粒的存在。在這個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過對(duì)黃沙中低含量、大顆粒金剛石(111)、(220)和(311)晶面的搖擺掃描進(jìn)行物相鑒定。此外，學(xué)生還制備了標(biāo)準(zhǔn)混合樣品，以確定在當(dāng)前條件下金剛石晶粒的檢測(cè)限。搖擺法能夠快速識(shí)別大顆粒、低含量樣品的物相，且實(shí)驗(yàn)儀器無需特殊附件，具有很高的安全、普適性。通過這個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生深入理解了XRPD的基本原理及粉末衍射儀的光路幾何布置，解決教學(xué)難點(diǎn)問題。學(xué)生因有機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并意識(shí)到其方案在現(xiàn)實(shí)中的潛在應(yīng)用而受到激勵(lì)，極大地激發(fā)了他們的積極性，并提高了他們的批判性思維和解決復(fù)雜問題的綜合能力。
 

　　該文章的通訊作者及第一作者為張萬群。本項(xiàng)目得到了省級(jí)教學(xué)質(zhì)量工程(重點(diǎn)課題2022jyxm1827)及省新時(shí)代育人質(zhì)量工程項(xiàng)目(研究生教育，2022jyjxggyj022)的支持。