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| 內容簡介： |
《综合化学实验》以“能力进阶” 为核心，融合绿色化学理念与前沿技术，构建起学科交叉融合的创新能力培养体系。
《综合化学实验》分为四章，第一章旨在培养实验科学规范性素养。第二章以微波辐射合成、超声电解技术、固相法制备锰酸锂等绿色化学技术为特色，融入“过程强化”理念，实现操作规范与实验技能的提升。第三章聚焦环境治理、食品安全、新能源（锌负极抗腐蚀）等重大领域，以药物合成、天然产物提取、功能凝胶电解液开发、肥皂和雪花膏工艺探索、壳聚糖复合膜制备等工程化课题，培养复杂场景下的系统思维与应用实践能力，提升学生的就业竞争力。第四章以不对称催化、CO2催化转化（喹啉酮合成）、纳米材料光催化降解抗生素、电化学合成等科研前沿方向为切入点，通过完整的科研周期训练，塑造原始创新能力，助力学生提升科研素养。
《综合化学实验》可作为化学、化工、材料等相关专业的综合化学实验教材，也可作为硕士研究生实验能力提升的培训教材。
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| 關於作者： |
康泰然，成都大学教授、博士后、硕士研究生导师，长期从事化学领域的教学、科研及研究生培养工作。
2010年6月毕业于四川大学药学院，获理学博士学位；随后进入四川大学生物治疗国家重点实验室博士后流动站开展研究，核心方向为抗肿瘤药物的创新研发。先后牵头主持中国博士后科学基金面上项目、国家自然科学基金面上项目、四川省科技厅科研项目、四川省教育厅重大培育项目，以及多项企业合作研发项目。研究成果在国际高水平期刊发表，相关论文见于Angew.Chem.Int.Ed.、Org.Lett.等化学领域知名期刊。
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| 目錄：
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第一章 综合化学实验基础知识
第一节 综合化学实验的学习目标、核心价值与学习方法
第二节 综合化学实验的安全知识与实验室操作规范
第三节 综合化学实验中用于精密仪器测试样品的制备方法
第四节 综合化学实验中常用标准溶液、缓冲溶液和显色剂的配制方法
第五节 综合化学实验数据收集管理与智能分析
第六节 综合化学实验中AI的应用
第七节 综合化学实验文献检索与信息资源整合
第八节 综合化学实验研究报告的撰写
第二章 基础性综合化学实验
实验一 微波辐射合成磷酸锌及性能测试
实验二 超声作用下电解法合成高铁酸钠及其应用研究
实验三 由钛铁矿制备TiO2及其应用研究
实验四 合成草酸根合铁（Ⅲ）酸钾和热分解动力学研究
实验五 绿色合成氮掺杂石墨烯量子点及在检测水中痕量Cd的应用
实验六 固相法合成锰酸锂正极材料及性能测试
实验七 微波辐射合成2-甲基苯并咪唑及纯度分析与鉴定
实验八 香兰素和香兰素乙酸酯的合成及纯度分析与鉴定
实验九 脯氨酸催化不对称羟醛缩合(Aldol)反应
实验十 黑色TiO2的制备与光催化性能表征
实验十一 菠菜色素的提取和色素的分离
实验十二 氨气分解制氢的反应动力学研究
实验十三 乙酰二茂铁的合成及纯度分析和表征
实验十四 苯基溴化镁的合成与应用
实验十五 微波辅助合成阿司匹林及纯度分析与鉴定
实验十六 氨基酸锌的制备及测定
实验十七 苯佐卡因的制备及纯度分析与鉴定
实验十八 聚乙烯醇缩甲醛的合成及性能测试
实验十九 聚苯乙烯的自由基聚合
实验二十 缩聚反应制备高聚物尼龙66
第三章 应用性综合化学实验
实验一 由废铝制备高纯度氧化铝的工艺探索及高附加值产品研发
实验二 由废铁渣制备 Fe2O3 的工艺探索
实验三 表面增强拉曼光谱(SERS)快速筛查辣椒粉中苏丹红I的研究
实验四 锌金属负极抗腐蚀研究
实验五 功能化凝胶电解液制备工艺探索
实验六 聚醋酸乙烯酯的乳液聚合
实验七 丙烯酸酯胶黏剂的合成及性能测试研究
实验八 基于壳聚糖和明胶的复合薄膜的制备及性能测试研究
实验九 谷胱甘肽修饰纳米金的制备及水中铅离子的比色法检测
实验十 基于粉尘润湿性能的抑尘表面活性试剂遴选研究
实验十一 H在对硝基苯酚催化还原电化学行为中作用的研究
实验十二 氨气分解催化剂的合成及结构研究
实验十三 Suzuki偶联反应制备荧光材料
实验十四 电化学还原偶联反应合成2-甲基-6-苯基-2-醇
实验十五 茉莉醛的合成及纯度分析与鉴定
实验十六 紫罗兰酮的合成及纯度分析与鉴定
实验十七 非那西汀的制备及纯度分析与鉴定
实验十八 茶叶中多酚类化合物的提取及测定
实验十九 槐花米中芦丁的提取与鉴定
实验二十 超声波辅助苦荞中黄酮类化合物的提取及测定
实验二十一 橙皮中柠檬烯的提取与鉴定
实验二十二 一种透明肥皂的工艺研究
实验二十三 不同功效雪花膏的工艺探索
实验二十四 还原石墨烯的制备及其表征
第四章 研究性综合化学实验
实验一 Takemoto催化剂制备及其催化不对称Michael加成反应研究
实验二 手性磷酸的制备及其催化不对称aza-Friedel-Crafts 反应研究
实验三 多孔纳米材料的制备及在水质中重金属离子去除研究
实验四 基于银包金核壳型SERS基底的水体抗生素残留快速检测研究
实验五 Fe3O4@mTiO2@Ag的制备及其对水中残留氟喹诺酮的光催化降解研究
实验六 CO2与邻烯基苯胺反应制备喹啉酮类化合物
实验七 CO2与邻烯基环丙烷苯胺反应制备喹啉呋喃类化合物
实验八 新型二维碳材料石墨炔的制备
实验九 Ni基催化剂制备及其CO加氢性能分析
实验十 NiFe催化剂的化学腐蚀合成及其OER性能测试
实验十一 自支撑 Co3O4 纳米针催化材料的制备、表征及其OER性能测试
实验十二 等离子体活化水的制备及其成分检测
实验十三 钌催化电化学合成2-(3-溴苯基)吡啶研究
实验十四 电化学氧化合成多环丁烷衍生物
实验十五 焦磷酸磷酸铁钠电池正极材料的合成及电池性能测试
实验十六 甲醇燃料电池中碳载铂电催化氧化行为研究
实验十七 铝阳极氧化着色实验
实验十八 聚酰亚胺薄膜制备、表征与性能测试
实验十九 超分子双层水凝胶的制备及性能研究
实验二十 硝苯地平的合成及纯度分析与鉴定
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| 內容試閱：
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化学实验是连接理论知识与科学实践的桥梁，更是培育创新思维、提升学科素养的核心载体。在“新工科”“新理科”建设背景下，随着绿色化学、人工智能、材料科学与环境治理等领域的深度交叉融合，化学实验教学正面临从单一技能训练向“知识整合—应用实践—科研创新”能力进阶的转型需求。为响应这一趋势，我们精心编写《综合化学实验》教材，以“能力导向、绿色赋能、前沿引领”为核心理念，构建起层次分明、学科交融的实验教学体系，助力培养适应新时代需求的复合型化学人才。
本教材以“夯实基础、强化应用、激发创新”为宗旨，致力于解决传统实验教学中“基础与前沿脱节、技能与思维割裂”的问题。通过整合绿色化学技术、引入现代分析手段、融入科研前沿课题，形成“基础规范—工程实践—科学研究”的三级能力培养体系。教材不仅注重实验操作的标准化训练，更强调通过跨学科实验项目培养学生的系统思维、问题解决能力及科研探索精神，力求使学生在掌握实验技能的同时，深刻理解化学学科的应用价值与创新潜力。
本教材遵循“理论铺垫—技能训练—应用拓展—创新探索”的逻辑，分为四章，逐层推进实验能力培养。第一章聚焦实验科学的规范性与现代技术的融合，系统讲解实验安全、样品制备、溶液配制等基础操作，特别强化数据智能分析、科研报告撰写等科研技能。第二章以“过程强化”为理念，精选20个经典实验，融入微波辐射、超声电解、固相合成等绿色化学技术。例如，“微波辐射合成磷酸锌及性能测试”“固相法合成锰酸锂正极材料及性能测试”等实验，通过新型合成技术缩短反应时间、减少污染，体现绿色化学的高效与环保；“脯氨酸催化不对称羟醛缩合（Aldol）反应”“黑色TiO?的制备与光催化性能表征”等项目，则结合不对称催化、纳米材料等前沿领域，在规范基本操作（如柱色谱分离、热重分析）的同时，引导学生关注化学合成的选择性与功能性，为后续实验奠定技术与思维基础。第三章以环境治理、食品安全、新能源开发等重大领域为导向，设置24个工程化实验课题，强调“从实验室到应用场景”的转化能力。例如，“由废铝制备高纯度氧化铝的工艺探索及高附加值产品研发”“由废铁渣制备Fe?O?的工艺探索”聚焦工业固废资源化，践行循环经济理念；“表面增强拉曼光谱（SERS）快速筛查辣椒粉中苏丹红I的研究”“谷胱甘肽修饰纳米金的制备及水中铅离子的比色法检测”结合食品安全与环境检测，探索现代分析技术的实际应用；“一种透明肥皂的工艺研究”“基于壳聚糖和明胶的复合薄膜的制备及性能测试研究”则贴近日化与材料工程，提升学生解决复杂工程问题的系统思维，增强就业竞争力。第四章以国际前沿研究方向为切入点，设计20个开放性课题，模拟完整科研周期（文献调研、方案设计、数据表征、论文撰写）。“Takemoto催化剂制备及其催化不对称Michael加成反应研究”“CO?与邻烯基苯胺反应制备喹啉酮类化合物”等实验，聚焦手性催化、碳资源转化等热点，培养学生对化学反应机理的深入理解；“多孔纳米材料的制备及在水质中重金属离子去除研究”“自支撑Co?O?纳米针催化材料的制备、表征及其OER性能测试”结合环境催化与新能源材料，综合运用透射电镜、电化学工作站等高端仪器，训练科研表征与数据分析能力。这些课题鼓励学生自主探索、大胆假设，在解决科学问题的过程中提升创新思维与学术?养。
本教材把绿色化学贯穿始终，从微波、超声等高效合成技术到废材利用、污染物检测等应用课题，教材始终践行“原子经济”“低碳环保”理念，引导学生在实验中树立可持续发展意识。实验项目打破传统学科界限，如“等离子体活化水的制备及其成分检测”融合物理与化学作用，“超分子双层水凝胶的制备及性能研究”结合高分子化学与材料科学，助力学生构建跨学科知识网络。从基础实验的标准化操作，到应用实验的工程化思维，再到研究性实验的科研能力训练，形成“认知—实践—创新”的螺旋上升体系，适配不同教学阶段需求。引入AI辅助实验设计、表面增强拉曼光谱、电化学测试等现代技术，使教材内容与科研前沿同步，提升实验教学的科技含量。
化学的魅力在于探索，实验的价值在于创造。本教材凝聚了编者对实验教学改革的思考与实践，力求为读者提供一套“基础扎实、特色鲜明、对接前沿”的实验指南。我们期待，通过本书的学习，学生能在规范操作中培养严谨态度，在应用实践中体会化学价值，在科研探索中激发创新火花，最终成为兼具科学素养与实践能力的新时代化学人才。
本教材适用于化学、化工、材料、环境等相关专业本科生及硕士研究生，既可作为综合化学实验课程教材，也可作为科研能力提升培训教材。由于编者水平有限，书中难免存在疏漏，恳请广大读者批评指正，共同推动化学实验教学的发展与创新。
编者
2025年4月于成都
第六节 综合化学实验中AI的应用
二、数据处理与分析
综合化学实验产生的数据类型多样，包含光谱、色谱、质谱数据及反应过程中的物理化学参数等，传统人工处理效率低且易出错。AI 技术可实现数据自动化处理与深度分析。利用图像识别技术，AI 能快速准确识别和分析光谱、色谱图，自动标注特征峰、计算峰面积和保留时间等关键信息。如在红外光谱分析中，通过训练卷积神经网络模型，可识别特定官能团对应的特征吸收峰，判断化合物结构。在处理多变量实验数据时，主成分分析（PCA）、聚类分析等机器学习算法可降维处理数据，挖掘数据间潜在关系和规律，辅助实验结果解读与总结。
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