扫描电镜联合电化学工作站测试技术在物理化学实验教学中的应用

医学院校制药工程、药学和药分等专业均开设了物理化学综合实验课程。本文阐述了扫描电子显微镜联合电化学工作站测试技术在物理化学综合实验教学中的应用。学生通过自主查阅文献,设计合成催化剂材料,使用扫描电子显微镜表征并观察催化剂材料的形貌和结构,同时借助电化学工作站仪器平台,将所制备的催化剂应用于电化学催化水分解实验。扫描电镜联合电化学工作站测试技术在物理化学实验教学中的应用,不仅激起了学生浓厚的学习兴趣,也锻炼了学生的实验操作技能和自主探究能力,同时对学生的科研素养、创新意识和思维方式的培养具有重要意义,更有利于提升医学院校物理化学实验课程的教学质量和教学效果。     

综合化学实验设计:RGO/Mn_3O_4复合材料的合成及其电化学性能考察

本综合化学教学实验采用回流法制备RGO/Mn_3O_4复合材料,采用XRD、Raman、TEM等测试方法对复合材料进行结构表征,利用电化学工作站及三电极反应体系研究复合材料的电化学性能。本实验可以使学生掌握一般无机固体材料的常规合成方法,了解纳米材料的基本测试手段,以及利用电化学工作站研究材料电化学性能的基本步骤。本实验内容包含无机化学、分析化学、物理化学等学科的知识,有利于学生对化学知识的进一步掌握及提升科研素养。     

“铜化合物纳米线阵列的制备及性能研究”综合实验设计

结合科学研究工作和本学科前沿方向设计了"铜化合物纳米线阵列的制备及性能研究"综合实验,该实验过程涵盖了材料制备、物理性能表征、光降解性能测试、葡萄糖检测性能测试等,研究涉及扫描电镜、X射线衍射仪、紫外分光光度计、电化学工作站等仪器的应用。通过该实验使学生对功能材料有进一步了解,提高学生的综合素质和对科学研究的热情。     

材料腐蚀与防护综合实验设计与实践

将科研项目的研究成果应用于实验课程的教学,设计了采用化学浸泡法在不锈钢表面制备金色铈盐转化膜的综合实验,并对制备的转化膜进行性能测试,使学生在实验过程中掌握制备化学转化膜的基本方法,掌握材料防腐的机理及措施,了解SEM、XRD、电化学工作站等测试方法,提高分析实验数据的综合能力,激发学生的创新思维。     

NiCo-LDH电极材料的合成及其超级电容性能综合实验设计

本实验采用水热法及不同沉淀剂,在泡沫镍表面原位生长出不同形貌的镍钴层状双金属氢氧化物(NiCo-LDHs)电极材料,通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品进行物相及形貌表征,利用电化学工作站对电极材料的超级电容性能进行评价。实验结果表明,在其他反应条件相同情况下,以六亚甲基四胺(HMT)和尿素作为沉淀剂,所得产物形貌分别为纳米片和纳米线,而NiCo-LDH纳米片的超级电容性能优于纳米线。该实验设计简单,涵盖纳米材料合成、表征及电化学性能评价等诸多知识点,有助于学生理解纳米材料形貌与性能间的关系,提升学生的科研意识和综合实践能力。     

合成单位点钴基催化剂Co-NG实验

设计了基于简单的焙烧法"合成单位点钴基催化剂(Co-NG)实验",利用电化学工作站、红外光谱、透射电子显微镜、扫描透射电子显微镜以及球差电子显微镜等方法进行性能评价及表征,并研究了Co-NG催化剂在氧还原反应上的应用。结果表明,在氨气气氛下700℃焙烧后获得的钴高度分散在氮掺杂的石墨烯上,该材料在碱性锌-空气燃料电池的氧还原反应中性能最优。该实验提高了学生对碱性燃料电池的深度理解,又加强了学生在实验中的创新能力,进而提高了学生的科研能力。     

优化分析化学实验教学初探

从淮北师范大学分析化学实验教学的实际情况出发,通过优化传统的实验内容,运用现代化的教学方法,在基本操作训练的基础上增开一些设计性、综合性和开放性实验,改革考核方式,提高学生的创新意识与综合实验技能.     

关于淮北师范大学学生体质情况的调查与分析

按照《学生体质健康标准》的要求,对淮北师范大学学生的身体形态（身高、体重）、生理机能（肺活量）、身体素质（立定跳远、台阶试验、握力、坐位体前屈）进行测试,并对06级和08级学生的体质调查结果进行对比分析。结果表明：淮北师范大学学生在身体形态方面06级与08级并无太大差异,但在生理机能、身体素质方面两个年级存在较大的差异。在此基础上,笔者采用问卷的方式对淮北师范大学学生参加体育锻炼的情况进行初步调查,并据此对以后的体育教学和学生的体育活动提出建议。     

开放式化学实验设计——多孔氮掺杂石墨烯的制备与储能性质研究

本文设计了一个开放式化学实验:利用尿素和葡萄糖为原料,表面活性剂P123为造孔剂,通过两步热处理法制得多孔氮掺杂石墨烯,利用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱和拉曼光谱等表征手段对产物进行组成和结构的表征,同时利用电化学表征技术对材料的储能性质进行研究。本实验可以使学生了解碳材料的常规合成方法、掌握化学产物的常用表征手段和电化学储能性质的研究方法等。本实验结合科技前沿领域的研究热点,并综合有机化学与分析化学等学科的基础知识,有利于增强学生的实验技能并培养学生的创新能力。     

有机发光小分子制备及性能表征综合实验

将有机光电领域的最新科研成果引入实验教学,设计了有机发光小分子制备及性能表征综合实验。利用核磁共振波谱仪分析表征了其化学结构,利用热重分析仪对其热性能进行了表征及分析,最后通过紫外可见吸收光谱仪、荧光光谱仪、电化学工作站等现代分析测试手段对样品的光物理和电化学性能进行了表征与分析。结果表明,所制备的发光分子显示了较好的热稳定性和光物理性能。该实验涵盖知识点多且简单易行,有利于提高学生的动手操作能力、综合分析能力和科研能力。     

机械球磨法制备Sn4P3/RGO钠离子电池负极材料及其电化学性能研究

以红磷、锡粉和还原氧化石墨烯作为主要反应物,利用机械球磨法成功合成磷化锡/还原氧化石墨烯(Sn_4P_3/RGO)复合材料,并用作钠离子电池的负极材料.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、蓝电测试系统和电化学工作站对所获得的样品粉末进行物相、微观形貌以及电化学性能表征.与纯相Sn_4P_3相比, Sn_4P_3/RGO复合材料作为钠离子电池负极材料展示出较为优异的电化学性能.     

电泳涂装工艺综合性实验项目的设计与实践

将科研项目中具有教学可行性的内容仿生"砖-泥"层状结构理念引入到电泳涂装工艺综合性实验中,重新规划了该实验教学项目的内容。通过讲解仿生"砖-泥"层状结构特性,分析该结构在防腐蚀涂层中的应用前景,设计了利用电泳涂装工艺获取仿生"砖-泥"层状结构涂层的实验方案及其表征方法,让学生掌握"砖-泥"层状结构作用机制以及电泳涂装的原理,学习了电化学工作站、扫描电镜、XPS等仪器原理和操作方法。新的实验内容丰富,综合性强,涉及电化学、表面科学、材料科学、仿生科学等知识。在提高动手实践以及分析实验数据的综合能力的同时激发学生的创新思维。     

Ni-W-Cr-P多元合金膜制备与表征综合型实验设计

设计了一个用化学镀工艺在钛合金表面制备Ni-W-Cr-P四元合金镀层的综合型实验。通过多元合金膜材料组分的设计、制备,让学生学习固相反应方法、X射线衍射分析、扫描电子显微镜分析、电化学性能分析等内容,系统地拓展了学生对当今材料科学的前沿认知。该实验条件简单,结果可靠,涉及材料科学、晶体学、电化学等知识。教学实践表明该综合型实验取得了良好的效果。     

锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的合成

以共沉淀氢氧化物Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和LiOH·H2O为原料,采用流变相反应法(简称RPR法)在950℃煅烧15 h合成了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2.用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站、充放电仪等设备测试了材料的结构和电化学性能,XRD表明,合成的材料具有良好的α-NaFeO2层状结构.     

淮北师范大学信管专业人才培养模式研究

针对淮北师范大学信管专业建设中面临的问题,本文对其差异化特色人才培养模式展开积极探索.回顾淮北师范大学信管专业的建设历程,分析其建设中存在问题,并在国内高校信管专业特色发展趋势分析的基础上,提出淮北师范大学信管专业工程型特色人才培养模式,最后给出具体建议.     

电化学气体传感器综合实验设计

结合科研成果,基于电化学传感器的基本原理设计了电极制备、电化学性能测试及氧气检测的综合性电化学氧气传感器实验。通过该实验使学生了解电化学传感器的基本原理。该实验涵盖了物理化学和分析化学的理论知识,涉及多项单元操作,并将实验教学与生活密切结合,对于丰富教学实验项目、激发学生好奇心、提高学生科研兴趣具有重要的意义。     

科教融合的基础化学综合实验项目设计

针对新能源材料的研究热点,设计了一个融入科研课题的基础化学综合实验项目——席夫碱的电化学氧化还原研究,探索了有机小分子光伏材料——席夫碱的性质、结构与电极电势的关系,体现了无机、有机、分析、电化学等多种化学学科知识的融合和交叉。该实验项目涵盖了学生自主研究的实验内容。通过该项目实验研究,学生可掌握有机化合物制备方法和表征技术,红外、紫外光谱仪和核磁共振仪的工作原理和使用技术,以及谱图解析方法、数据分析方法和origin作图技巧等多个知识点及实验技能,提高自主学习积极性和创新思维能力,从而达到培养学生综合能力和素质,提高教学质量的目的。该实验项目贴近真实科研且成本低,所需实验设备和实验条件要求不高,不受专业设置和研究方向限制,可在不同的化学及化工类专业开设,普适性高,可作为综合化学实验开设。     

Y~(3+)掺杂Ni-Co双金属氢氧化物的制备、表征及其电化学性能

采用水热合成法,在Ni-Co层状双氢氧化物中掺杂不同浓度的钇.通过傅里叶变换红外光谱法、X射线粉末衍射法、扫描电子显微镜、比表面积和孔隙度分析仪对其结构及微观形态进行表征,电化学工作站对目标材料进行电化学性能测试.结果表明:掺杂浓度为0.03mmolY~(3+)时NiCo双金属氢氧化物效果最优,比表面积可达74.9198±0.2762 m~2·g~(-1),比电容值为380F·g~(-1),电容保持率达到了70%.说明掺杂Y~(3+)可以有效改善Ni-Co层状双氢氧化物电化学性能,可以成为良好的超级电容器储备材料.     

激光还原石墨烯材料制备及应用综合型实验设计

介绍一种采用激光还原方法来制备石墨烯材料的综合型实验设计。该实验包含氧化石墨烯的制备、激光光源的选择、氧化石墨烯的还原等内容,采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和X射线衍射仪等仪器对其形貌结构和化学结构进行了表征。利用该材料构建电化学传感器并应用于酚类化合物的检测。该合成方法简单,涉及多种分析仪器的操作,制备出的材料应用性强,可有效进行酚类化合物的检测,是一个综合性很强的实验。该实验可作为创新性实验项目,使学生熟悉石墨烯材料的制备及其应用,激发学生的科研兴趣,提高学生的科研素质及创新实践能力。     

Co(OH)_2/rGO电极储能动力学实验设计

随着能源在现代社会的作用日益凸显,储能电极材料的研究越来越受到关注。越来越多的新型电极材料显示出既不是纯电容性(超级电容器,表面电容控制)也不是纯法拉第性(电池,扩散控制)的电化学特性。为了阐明电极的这2种电化学储能行为差异,该文采用在实验课堂上就可以进行的简单快速的方法制得Co(OH)_2/还原氧化石墨烯(rGO)复合电极。在1 mol/L KOH水溶液体系中,对该电极进行了不同小扫速下的循环伏安测试(CV)。根据电流i与扫速v的幂律关系对电极反应的表面控制与扩散控制贡献进行定量计算,并探讨其与Co(OH)_2电极在相同测试条件下的电化学行为差异。该实验将当前的储能研究热点整合成一个物理化学实验,有利于学生学会电池材料、超级电容器材料及其储能原理等相关概念,掌握电极材料储能动力学分析方法和原理,学习一种储能电极材料的制备方法,由此激发学生科学研究的兴趣。