高校本科生科技創(chuàng)新能力提高教學(xué)研究
——以新型負載型離子液體的制備及催化Biginelli反應(yīng)研究為例

段浩杰,任銀花,田 劍,居慧群,胡玉林

(三峽大學(xué) 材料與化工學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

對大學(xué)生進行科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵和支持大學(xué)生結(jié)合專業(yè)學(xué)習(xí)，參加科研創(chuàng)新訓(xùn)練，把科研創(chuàng)新訓(xùn)練環(huán)節(jié)引入到教學(xué)中，能夠培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性。學(xué)生通過文獻閱讀、項目設(shè)計、實驗設(shè)計和研究等環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高大學(xué)生的實踐能力[1-2]。在“三峽大學(xué)材料與化工學(xué)院本科生科技實踐創(chuàng)新訓(xùn)練計劃”支持下，我院本科生就積極參加科研與學(xué)術(shù)創(chuàng)新活動，把科研當(dāng)作是一個提高自身綜合能力的平臺。我院教師也積極推動大學(xué)生科研創(chuàng)新訓(xùn)練活動，在向?qū)W生傳授理論知識的同時，也培養(yǎng)了學(xué)生主動思考、主動實踐和主動研究的思維。這一些舉措都為大學(xué)生科研興趣的提升以及科研能力的培養(yǎng)提供了較好的基礎(chǔ)。鑒于研究發(fā)展Biginelli反應(yīng)的綠色轉(zhuǎn)化方法的重要意義[3-4]，通過Biginelli反應(yīng)科技創(chuàng)新訓(xùn)練項目，該項目以學(xué)生的自主行動為主，導(dǎo)師只是加以指導(dǎo)，進一步強化了學(xué)生理論知識與實踐操作的緊密融合，學(xué)生的動手能力得到加強，創(chuàng)新素質(zhì)和獨立思考的能力能夠得到提高。

1 實驗?zāi)康?/h2>

通過Biginelli反應(yīng)實驗的設(shè)計，掌握化工創(chuàng)新實驗的基本操作，掌握實驗分析和檢測方法，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

2 實驗部分

2.1 試驗原料

苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、尿素、N-甲基咪唑、3-氯丙基三乙氧基硅烷、濃硫酸、硅膠等試劑均為分析純。

2.2 試驗方法

離子液體的制備采用文獻中方法進行[5]，其結(jié)構(gòu)如下圖1。

圖1 離子液體的結(jié)構(gòu)

向250 mL 反應(yīng)瓶中加入50 mL 乙醇，苯甲醛 0.01 mol,乙酰乙酸乙酯 0.01 mol,尿素 0.01 mol,加入離子液體催化劑ILHSO4-SiO2，回流條件下攪拌反應(yīng)，TLC反應(yīng)檢測，反應(yīng)完畢后得到白色固體物，乙醇重結(jié)晶得產(chǎn)品，測定熔點。

3 結(jié)果與討論

3.1 催化劑用量的影響

將該負載型離子液體用于催化反應(yīng)研究，實驗結(jié)果見圖2所示。催化劑用量對反應(yīng)影響較大，催化劑用量0.2 g 較好，能得到較高收率。

圖2 催化劑用量對反應(yīng)的影響

3.2 回收循環(huán)使用實驗

反應(yīng)為非均相催化，反應(yīng)結(jié)束后，離子液體和反應(yīng)產(chǎn)物自動分相，上層為有機產(chǎn)物層，下層為固體催化劑層，催化劑ILHSO4-SiO2通過簡單過濾即可實驗回收，回收循環(huán)循環(huán)利用實驗結(jié)果見圖3。由圖3可以看出，催化劑回收循環(huán)利用情況良好，該催化反應(yīng)體系具有綠色、環(huán)保和污染少等特點。

圖3 催化劑回收循環(huán)利用情況

4 結(jié)語

加入離子液體可以加速反應(yīng)的進行，離子液體和產(chǎn)物分離簡單回收循環(huán)利用方便，該反應(yīng)體系綠色清潔。以離子液體催化該反應(yīng)作為科技創(chuàng)新實驗，能夠體現(xiàn)理論與實踐的良好結(jié)合。大學(xué)是培養(yǎng)人才的基地，教學(xué)與科研都是培養(yǎng)人才的重要手段。大學(xué)生科研興趣的提升以及科研能力的培養(yǎng)是一項巨大的工程，大學(xué)期間是人的創(chuàng)新能力培養(yǎng)的起步階段，也是最重要的一個階段。重視大學(xué)生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是社會的要求，教師應(yīng)該充分認識到培養(yǎng)學(xué)生科研能力的重要性，同時也需要培養(yǎng)學(xué)生科研活動的自覺性。

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