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基于控制变量思想的化学科普实验设计与实践——以“银离子回收”科普实验项目为例

大学化学 2025年第4期040卷 346-352页

作者：景一丹张效敏徐楠湖南师范大学化学化工学院湖南师大附属三一云谷实验学校

科普教育活动不仅需要传播科学知识，更需要传播科学思想方法。以“银离子回收”科普项目为例，简要介绍蕴含基于控制变量思想的趣味科普实践活动方案的实施，从认识科学变量、认知控制变量方法、体会运用控制变量思想三个层次逐层深入... 详细信息

科普教育活动不仅需要传播科学知识，更需要传播科学思想方法。以“银离子回收”科普项目为例，简要介绍蕴含基于控制变量思想的趣味科普实践活动方案的实施，从认识科学变量、认知控制变量方法、体会运用控制变量思想三个层次逐层深入，逐步提升大众对控制变量思想的认识水平，从而提升科学素养水平。同时通过对含银废水的毒性、污染性与银的回收处理方法与价值的讨论，也提升了公众的绿色环保理念和资源循环利用的价值理念。

关键词：科普活动科学思想方法含银废水回收银控制变量

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多模态超声观察微波消融治疗裸鼠胶质瘤的实验室研究

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中国超声医学杂志 2025年第3期41卷 330-333页

作者：祁娇娇柯青兰马丽园常瑞姣张效敏杨光飞宁夏医科大学总医院妇产中心功能检查部宁夏医科大学总医院超声科

目的本研究旨在探讨多模态超声成像技术在微波消融(MWA)治疗裸鼠U87胶质瘤细胞移植瘤中的应用效果。方法建立裸鼠U87胶质瘤细胞移植瘤模型，待瘤体长径达至1.2～1.5 cm时，在超声引导下对移植瘤进行MWA治疗。之后采用常规超声、弹性... 详细信息

目的本研究旨在探讨多模态超声成像技术在微波消融(MWA)治疗裸鼠U87胶质瘤细胞移植瘤中的应用效果。方法建立裸鼠U87胶质瘤细胞移植瘤模型，待瘤体长径达至1.2～1.5 cm时，在超声引导下对移植瘤进行MWA治疗。之后采用常规超声、弹性超声及超声造影(CEUS)等多模态成像技术，评估消融前及消融后肿瘤内部的各声学特征变化。随后，在消融后48 h对肿瘤进行病理检查，以评估消融效果并分析组织坏死情况。结果本研究成功建立了12只裸鼠胶质瘤模型，MWA治疗后常规超声示瘤内回声显著增强，血流信号明显减少，CEUS示消融区几乎无造影剂充填，弹性成像表明瘤内硬度显著增加。消融后，瘤内二维超声灰度值从14.28±0.71显著增加至28.52±1.52(P<0.05),CEUS灰度值也从119.42±0.73降低至19.33±0.41(P<0.05)。病理检查结果表明，MWA治疗后消融区细胞坏死率达到94%。结论多模态超声能够实时有效地评估裸鼠胶质瘤MWA治疗的效果，为MWA治疗脑肿瘤提供了初步的实验支持，并为进一步的临床应用提供了依据。

关键词：胶质瘤微波消融多模态超声移植瘤

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原生纤维素静电纺丝的调控（英文）

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高等学校化学学报 2017年第6期38卷 990-996页

作者：汪绍军罗婷张效敏舒友朱锦苏胜培湖南师范大学化学化工学院资源精细化与先进材料重点实验室长沙410081 湖南师范大学化学化工学院石化新材料与资源精细利用国家地方联合工程实验室长沙410081 怀化学院聚乙烯醇纤维材料制备技术湖南工程实验室怀化418000 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201

通过电纺非溶剂调控的纤维素溶液,制备出纤维素电纺纤维.在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)-氯化锂(Li Cl)溶解纤维素体系中,以DMAc和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为非溶剂,添加到高浓度的纤维素溶液中制备电纺溶液.考察添加非溶剂对纤维素溶液性质... 详细信息

通过电纺非溶剂调控的纤维素溶液,制备出纤维素电纺纤维.在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)-氯化锂(Li Cl)溶解纤维素体系中,以DMAc和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为非溶剂,添加到高浓度的纤维素溶液中制备电纺溶液.考察添加非溶剂对纤维素溶液性质和电纺纤维形貌的影响.结果表明,添加非溶剂有助于提升纤维素溶液的可纺浓度,获得分散性较好的电纺纤维,其中DMF效果最好.添加非溶剂降低了纤维素溶液的黏度,使纤维素溶液可纺浓度提高;添加非溶剂改变了电纺溶液的稳定性,获得了分散良好的纳米纤维,从而有助于纤维素射流在电纺过程中快速固化成型.

关键词：纤维素静电纺丝 N,N-二甲基乙酰胺-氯化锂非溶剂纳米纤维

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再生纤维素复合膜的制备研究

再生纤维素复合膜的制备研究

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作者：张效敏中国科学院研究生院

学位级别：博士

天然纤维素膜具有生物可降解性、廉价易得和机械强度高等优点。但纤维素难溶解，所成膜脆性大制约了其广泛应用。长期以来，再生纤维素膜的生产主要采用黏胶法和铜氨法，然而此两种再生纤维素膜在生产过程中会排放大量有毒废气和废物，... 详细信息

天然纤维素膜具有生物可降解性、廉价易得和机械强度高等优点。但纤维素难溶解，所成膜脆性大制约了其广泛应用。长期以来，再生纤维素膜的生产主要采用黏胶法和铜氨法，然而此两种再生纤维素膜在生产过程中会排放大量有毒废气和废物，对环境造成极大危害。近年来，纤维素的绿色溶剂体系得到广泛开发和应用，如离子液体、氢氧化钠/尿素/水和N,N\'-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)等绿色溶剂体系都可以实现纤维素的直接溶解。本论文在这些溶剂的基础上，制备出一系列的纤维素再生膜，并针对再生膜韧性不足的问题，从以下几个方面开展工作:\n 1、研究比较了氢氧化钠/尿素/水、离子液体和N,N\'-二甲基乙酰胺(DMAc/LiCl)三种溶剂体系溶解再生纤维素膜工艺特点及其制成的再生纤维素膜结构与性能的差别。其中NaOH/尿素/水溶解体系属于低温溶解体系，温度要求比较严格，成膜液稳定性差，不宜长期放置，成膜后需迅速放入凝固浴中进行相转化。离子液体为单组分溶解体系，溶解温度范围较宽，成膜液性能稳定，但粘度大，脱泡困难。DMAc/LiCl体系溶解纤维素成膜液稳定，容易长期保持，脱泡简单，成膜后受外界条件影响小;其最大的缺点是溶解前需对纤维素进行预处理，但在本研究中改进了纤维素的预处理工艺，使预处理时间与能耗都大大降低。结构和性能上:NaOH/尿素/水溶解体系溶解所得纤维素再生膜脆性大，成膜过程为瞬时分离过程，断面有孔结构，晶体结构是纤维素Ⅰ和Ⅱ的混合组分，但随着凝固浴温度的升高，结构变得致密。离子液体溶解纤维素所成的膜断面比较致密，表面有微孔，断裂伸长率在10％左右，晶型为纤维素Ⅰ和Ⅱ的混合组分。DMAc/LiCl体系断面与表面都比较致密，断裂伸长率在14％左右，晶型为单一的纤维素Ⅱ。\n 2、实现了PVA和纤维素在离子液体中的共溶解。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射图(XRD)和差热扫描量热仪(DSC)等手段对再生复合膜的结构和性能进行了表征。SEM结果显示纤维素和PVA之间有比较好的相容性。XRD表明复合膜的结晶度随PVA添加量的增加而逐渐减小，在添加量范围内复合膜的结晶度由纯膜的42％减小到29％。当PVA添加量为10％时，复合膜机械性能最好。拉伸强度提高超过13％，拉伸模量增加更为显著，由原来的3900MPa增加到4800MPa。断裂伸率也提高近40％。另外复合膜的透明性保持良好，表面的褶皱也因为PVA的加入而有所改善。\n 3、以N,N\'-二甲基乙酰胺/氯化锂为溶剂分别实现TPU和纤维素、PVDF和纤维素以及Ecoflex和纤维素的共溶解并制备成膜。TPU、PVDF和Ecoflex加入纤维素基体中形成典型的海岛结构。特别是当添加量比较低时，其完全以纳米粒子的形式分散在纤维素基体中，随着添加量的增加其分散尺寸也逐渐增加。在一定的添加量范围内，这些疏水性高分子对复合膜有明显的增韧效果。特别是当PVDF的添加量为10％时，复合膜的断裂伸长率增加了144％，拉伸强度由纯纤维素膜的89Pa提高到113.5Pa。与此同时第二组份的加入对调节复合膜透气性能也有影响，复合膜的透气量随TPU、PVDF和Ecoflex添加量的增加先增加后减小。\n 4、实现了石墨烯在3％LiCl/DMAc溶液中的稳定分散，并制备了石墨烯增强纤维素复合膜。当石墨烯的添加量为1.6wt％时，复合膜的机械性能有显著的提高。拉伸强度由纯纤维素膜时的89MPa提高到148MPa，模量由原来的4.2GPa提高到7.2GPa，同时断裂伸长率没有大的改变。复合膜热性能也因石墨烯的加入而大幅提高。当石墨烯的添加量为0.4wt％时，复合膜质量分解10％时的分解温度相对纯纤维素膜提高了21℃，最大分解温度增加了20℃。TEM和SEM观察显示石墨烯在复合膜中为均匀的纳米分散。复合膜的透光率保持在60％以上。

关键词：再生纤维素复合膜绿色溶剂石墨烯溶液共混

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离子液体膜在酸性气体分离与柔性超级电容器中的应用基础研究

离子液体膜在酸性气体分离与柔性超级电容器中的应用基础研究

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作者：张效敏南京大学

学位级别：博士

能源化学工业过程中的酸性气体(比如CO2,SO2,H2S)给生态、环境与人类健康造成了巨大的危害,发展绿色可持续发展的酸性气体捕获技术迫不及待。传统的酸性气体捕集技术主要有溶剂吸收法、固态材料吸附法及膜分离法。其中膜分离法是最节能... 详细信息

能源化学工业过程中的酸性气体(比如CO2,SO2,H2S)给生态、环境与人类健康造成了巨大的危害,发展绿色可持续发展的酸性气体捕获技术迫不及待。传统的酸性气体捕集技术主要有溶剂吸收法、固态材料吸附法及膜分离法。其中膜分离法是最节能与最环保的一种分离方式。另外,隔膜有传递离子及隔离正负极的关键作用,是能源储存与转化器件中的重要组成部分。有机膜材料具有制备简便、性能优异及结构可设计等优点,因此获得了学者的广泛关注。离子液体是一类熔点在室温附近的有机熔融盐,其具有蒸汽压低、热稳定性高、结构可设计及电化学窗口宽等优点,为发展新型的膜材料提供了巨大潜力。本文以离子液体为核心介质,通过设计功能化离子液体膜,探究了其在酸性气体分离及柔性超级电容器中的应用基础研究。对于酸性气体的脱除,本文设计合成了多种新型碱性功能化离子液体,比如用于天然气中选择性脱出H2S的咪唑醋酸盐离子液体;用于CO2分离的氟代苯酚类离子液体、胺基功能化质子型离子液体;用于从CO2中选择性分离SO2的氰基功能化叔胺质子型离子液体等等。测定了不同压力与不同温度下酸性气体的溶解度,采用已有的热力学模型计算了体系的热力学参数,通过核磁、红外以及高斯计算等手段探索了气体与离子液体的相互作用机理。并测定了不同跨膜压差与不同温度下气体在功能化离子液体中的渗透行为。本文有效补充了离子液体的物性数据库及其对酸性气体吸收的热力学与动力学数据库。首次报道了功能化离子液体用于促进传递膜分离H2S,且H2S的渗透系数为文献最高值;首次报道了质子型离子液体支撑液膜用于促进传递分离CO2,为后续做成固膜或凝胶膜材料用于CO2或H2S的分离提供了重要基础。另外针对能源器件中的隔膜难以兼具高电导率与高机械强度,本文还将离子液体凝胶固载到多孔商业支撑体上运用在柔性超级电容器中,测定了基于此隔膜的超级电容器的循环伏安性能、阻抗测试、充放电性能以及柔性性能等。实验结果表明,支撑型离子液体凝胶膜展示出了良好的弯曲性能。在5.0A/g下经过10000个充放电循环后,基于此膜的扣式超级电容器的比电容保留率仍高达97%。值得一提的是,本文所提出的支撑型凝胶膜制备方法在电化学能源领域中是首次运用。理论上来讲,此方法可以应用于任何能源储存与转化设备。总起来说,本文设计并制备了多种新型功能化离子液体膜,在酸性气体分离与柔性超级电容器中取得了令人欣喜的效果,为后期发展功能化的离子液体固膜提供了重要指导意义。

关键词：离子液体膜分离酸性气体超级电容器凝胶电解质

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马克思的国家理论

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2013年

作者： (美) 张效敏

本书分为九章，内容包括：导言、哲学背景、关于国家的阶级统治理论、通过革命推翻资产阶级国家、建立无产阶级专政、无产阶级专政理论、无产阶级国家的消亡、马克思主义在苏维埃俄国的应用、对马克思主义的评价。

ISBN: (纸本)9787542639523

关键词：马克思主义国家理论研究

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Cd_(1-x)Zn_xS纳米梳状结构的合成与光学特性研究

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人工晶体学报 2011年第2期40卷 405-409页

作者：张效敏叶鸽安徽职业技术学院材料工程系合肥230051

采用简单的化学气相沉积法制备了Cd1-xZnxS纳米梳状结构,并利用XRD、SEM、TEM、SAED等方法分析表征样品。实验结果表明,气-固生长机制和极性面的自催化过程在纳米梳的合成中起主要作用。通过改变沉积位置和气流量,可以实现对纳米梳形貌... 详细信息

采用简单的化学气相沉积法制备了Cd1-xZnxS纳米梳状结构,并利用XRD、SEM、TEM、SAED等方法分析表征样品。实验结果表明,气-固生长机制和极性面的自催化过程在纳米梳的合成中起主要作用。通过改变沉积位置和气流量,可以实现对纳米梳形貌的控制。荧光光谱测试显示,合成的纳米梳状结构在480 nm处有一个强烈的发光中心,在515 nm处有一个弱的发光中心。

关键词： Cd1-xZnxS 梳状结构化学气相沉积

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实行工序成本管理有效降低企业成本

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企业世界 2003年第10期 22-23页

作者：张效敏

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指向深度学习的初中版画教学实践与应用研究

指向深度学习的初中版画教学实践与应用研究

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作者：张效敏黔南民族师范学院

学位级别：硕士

伴随着全球化、现代知识社会的日益跟进，教育也正顺应时代发展的轨迹进行改革，即从“教”转向“学”的教学范式的转变，“深度学习”成为当前改革的方向标。版画作为一种艺术表现形式，既提高学生的艺术素养，又提升学生的综合能力。... 详细信息

伴随着全球化、现代知识社会的日益跟进，教育也正顺应时代发展的轨迹进行改革，即从“教”转向“学”的教学范式的转变，“深度学习”成为当前改革的方向标。版画作为一种艺术表现形式，既提高学生的艺术素养，又提升学生的综合能力。但课程开展却没有达到预期效果。与此同时，深度学习作为一种多维目标达成，具有多重属性。深度学习的目标指向学生的思考力、判断力、表达力，通过发现问题，产生联结，进行迁移;在分析问题、解决问题中进行反思;将想法进行转化、表达与生成。本文采用文献研究法，对核心概念进行界定，并梳理深度学习、初中版画课程的相关研究。然后运用问卷调查法收集一线教师对深度学习的认知程度以及版画教学现状;了解初中生的深度学习现状和版画认知情况，并进行分析。　　基于此，采用“课程建构——设计研究——教学实践——反思总结”的研究路径，基于建构主义理论、单元教学理论，阐述指向深度学习的初中版画课程建构特征，从选择学习主题，确定学习目标，设计学习活动，建立学习评价四个方面，构建指向深度学习的版画课程路径。进而，设计指向深度学习的《版画的时代印迹》单元课程，最后，在某中学版画社团开展一期12个课时的教学实践。通过观察、学习评价表、访谈等方式，总结教学成效。结果表明：指向深度学习的版画课程基本符合预期目标。具体表现：学生能够发现作品的表现形式，系统地理解版画的内涵;建立新旧知识之间的联系，转化为版画表现形式;将掌握的能力灵活运用并进行迁移;探寻作品形成的原因，进行理性分析与判断;深度体验学习过程，并进行反思;尊重、理解他人的观点;运用文字、图像等方式有效地传递想法，倾听他人的意见;产生文化素养，能够运用版画语言，设计新的产品。

关键词：初中美术版画教学深度学习

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[C18mim]～+在蒙脱土层间吸附方式对聚丙烯/蒙脱土复合材料性能的影响

[C18mim]～+在蒙脱土层间吸附方式对聚丙烯/蒙脱土复合材料性能的...

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作者：张效敏合肥工业大学

学位级别：硕士

采用1-十八烷基-3-甲基氯化咪唑([C18mim]Cl)分别在甲苯和水中对蒙脱土进行有机化，并用热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）、差热分析（DSC）等手段对修饰过的蒙脱土结构与性能进行表征，分析有机土层间微环境的变化趋势，并通过XRD和... 详细信息

采用1-十八烷基-3-甲基氯化咪唑([C18mim]Cl)分别在甲苯和水中对蒙脱土进行有机化，并用热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）、差热分析（DSC）等手段对修饰过的蒙脱土结构与性能进行表征，分析有机土层间微环境的变化趋势，并通过XRD和透射电子显微镜（TEM）等手段研究了有机蒙脱土层间微环境对聚丙烯（PP）链插层过程的影响。结果表明，PP在有机化蒙脱土层间的插层不仅与有机土层间距有关，还受层间微环境，如极性，[C18mim]+在层间的吸附方式等因素的影响。在此结果的基础上建立了三种有机土层间吸附模型，同时利用这三个模型解释了有机化蒙脱土层间状态对PP插层过程的影响。此外，不同层间微环境的有机土和聚丙烯复合所得材料的性能也得到了研究。力学性能方面，和纯PP相比实现了增强增韧，其拉伸、弯曲和冲击强度都得到了明显提高。不同层间微环境的有机土／聚丙烯复合材料之间的性能有明显差别，并研究了其动态力学性能。同时，应用偏光显微镜对其球晶进行了观察，发现小分子在有机土层间的吸附状态对聚丙烯的球晶形态有较大影响。不同吸附状态的有机土在高聚物中所起的阻燃作用差别不大，但其对在高分子中相结构稳定性有很大影响。和纯聚丙烯相比其起始分解温度都有很大提高，但各复合材料间的区别并不是很明显。利用XRD、TEM，分别表征了在甲苯和水中经[C18mim]Cl修饰的有机土对聚丙烯链插层过程的影响。结果表明，甲苯中处理的有机土比较有利于插层，有机土主要以剥离的形式存在于聚丙烯基体中，而水中处理的有机土主要以插层结构存在。且甲苯中处理的有机土和聚丙烯复合所得材料的耐热性能相对比较高，在此基础上建立了两种有机土的层间吸附模型，并对插层过程进行了阐述。 1-十八烷基-3-甲基氯化咪唑修饰的蒙脱土／聚丙烯复合材料的耐老化性能也得到了研究。结果表明，老化前复合材料与纯PP相比，拉伸性能、弯曲性能均有所改善，分别提高了7.3％和17.5％；冲击性能提高明显，增幅达54％。并将其与十六烷基溴化铵修饰的蒙脱土／聚丙烯复合材料进行了耐老化性能比较，经4个周期（5天为一周期）的老化后，两类复合材料弯曲性能和冲击性能保持率都比较高，经咪唑离子液体修饰的蒙脱土／聚丙烯复合材料性能在本老化实验过程中部分性能得到了改善，前者拉伸老化系数为0.98，高于后者的0.96；质量变化都很小，颜色均无明显加深。说明该离子液体修饰的蒙脱土／聚丙烯复合材料不仅有很好的力学性能，耐热老化性能也很优异。

关键词：离子液体聚丙烯/蒙脱土复合材料耐老化性能机械性能

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