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儀表網 研發快訊】近日，我；瘜W與材料科學學院化學實驗教學中心教師在美國化學會旗下的Journal of Chemical Education(JCE)發表了題為“Efficient Detection of Low-Content Diamond Crystals in Sand via X?ray Powder Diffraction: A Guided-Inquiry Instrumental Analysis Laboratory Experiment”的重要教學研究成果。這是我校第二次在該期刊發表教育研究論文。JCE創刊于1924年，是全球化學教育領域的頂尖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，廣泛應用于粉末和固體樣品的物相分析。然而，當樣品晶粒較大且含量較低時，傳統XRPD物相分析面臨挑戰，一些衍射圖譜中的衍射峰可能強度異常或完全缺失，導致分析困難。在化學實驗教學中心開設的儀器分析實驗中，團隊將XRPD分析引入自主設計探究性實驗中，使學生能夠分析復雜體系中低含量、大晶粒物相。這一任務對傳統XRPD物相分析教學提出了挑戰。在實驗老師指導下，學生自主設計實驗方案，探索用薄膜樣品測試中常用的搖擺法評估低含量、大顆粒晶粒的存在。在這個探究性實驗中，學生通過對黃沙中低含量、大顆粒金剛石(111)、(220)和(311)晶面的搖擺掃描進行物相鑒定。此外，學生還制備了
標準混合樣品，以確定在當前條件下金剛石晶粒的檢測限。搖擺法能夠快速識別大顆粒、低含量樣品的物相，且實驗儀器無需特殊附件，具有很高的安全、普適性。通過這個探究性實驗，學生深入理解了XRPD的基本原理及粉末衍射儀的光路幾何布置，解決教學難點問題。學生因有機會設計自己的實驗項目并意識到其方案在現實中的潛在應用而受到激勵，極大地激發了他們的積極性，并提高了他們的批判性思維和解決復雜問題的綜合能力。
該文章的通訊作者及第一作者為張萬群。本項目得到了省級教學質量工程(重點課題2022jyxm1827)及省新時代育人質量工程項目(研究生教育，2022jyjxggyj022)的支持。
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