CNT@MOFs基复合相变材料的制备及性能

构建了"实验设计-材料制备-结构表征-性能测试-结果分析"的实践教学模式。通过溶剂热法制备出以碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNT)为核,金属有机骨架(Metal-organic Frameworks,MOFs)颗粒为壳的CNT@MOFs多孔材料;再以CNT@MOFs多孔材料为载体,采用溶液浸渍法负载相变芯材十八酸,制备出CNT@MOFs基复合相变材料。通过扫描电镜、透射电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪、差示扫描量热仪、导热系数仪对其进行结构表征及性能测试。采取从材料制备到结构表征及性能测试的设计思路,可操作性强,有利于提高学生综合运用知识的能力和严谨规范的科研能力。     

立足教学面向科研的综合研究型实验

由"溶液吸附法测定硅胶比表面"实验出发,结合目前的科研热点,设计了一个研究型的综合化学实验,即氮、硫共掺杂的功能化碳催化剂的制备、表征及催化活性评价。学生通过实验将掌握绿色化学基本原则、实验室废弃物综合利用、热分析法测定材料的稳定性、催化剂活性评价等相关理论和实验技能。此外,学生还可以掌握科研过程中广泛应用的材料表征方法,例如X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、透射电子显微镜、扫描电子显微镜等。实践表明,在实验教学中引入科研热点,有助于激发学生的创新思维,对学生的科研能力和科学素养的培养具有事半功倍的效果。     

二硫化钼纳米片的制备和光催化性能测试研究型实验

设计了二硫化钼纳米片的合成、表征及光催化性能的研究型实验。以钼酸钠和硫脲为原料,硅钨酸、四丁基溴化铵、草酸为添加剂,采用水热法制备了光催化剂二硫化钼纳米片。运用扫描电镜、X射线衍射仪等方法对制备的样品进行了表征和分析,通过光催化性能测试研究制备条件对催化性能的影响。设计实验将材料合成技术、材料表征、催化性能测试等专业知识贯穿起来,培养材料化学专业学生的科研探索精神与创新思维,促进学生专业能力的提高。     

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。     

Fe、Cr掺杂TiO_2光催化分解水制氢综合性实验设计

设计了TiO_2光催化分解水制氢的综合性实验,分别合成了无掺杂、Fe掺杂和Cr掺杂的3种锐钛矿型TiO_2,通过X-射线衍射仪和紫外-可见漫反射光谱对材料的晶型结构和光响应性质进行了表征,同时测试了3种材料的光催化分解水产氢活性,通过气相色谱法对产氢量进行定性和定量分析。结果显示,该综合性实验有助于学生了解光催化学术研究前沿,激发学生的科研热情,又可以提升学生的综合实践能力和创新思维能力。     

α-Fe_2O_3/g-C_3N_4纳米复合体系的构建及其光催化性能研究的综合型实验设计

设计了g-C_3N_4基纳米复合物的制备、表征及其光催化性能分析的科学研究型综合实验。通过简单的一步煅烧法合成了α-Fe_2O_3/g-C_3N_4纳米复合光催化剂;采用X射线衍射、透射电镜、紫外-可见漫反射光谱等对其结构和性质进行了分析和表征;在模拟可见光照射下,通过测试模型污染物罗丹明B(Rhodamine-B,RhB)的降解程度来考察其光催化性能。实验设计简单易行,涵盖了材料的合成、表征及光催化性能评价等多个知识点,便于学生了解光催化领域的学术前沿,掌握纳米复合材料的制备方法,熟悉大型仪器的使用步骤,同时有助于增强学生的科研创新意识,培养学生的综合实践能力。     

高分散纳米BaTiO_3合成及光催化降解罗丹明B综合研究型实验设计

将高分散纳米材料制备技术引入研究型实验教学中,设计了基于简单水热法制备高分散纳米BaTiO3的综合实验,利用X射线衍射、透射电子显微镜等对材料进行组成与结构的表征;并以模拟太阳光下罗丹明B的降解评价其催化活性。该实验包含了纳米材料的制备、光催化、及材料测试表征等知识点,有利于提高学生的综合实践能力,开发学生的创新潜力。     

基于科研实践提高大学生创新能力

依托在研项目,通过对"泡沫金属基复合相变材料热性能分析"的实践过程,使本科生在大学生科研创新实践中充分利用实验室的现有科研设备,完成对泡沫金属基复合相变材料的制备,并对不同泡沫金属及孔隙数密度下复合相变材料的热性能进行分析。通过对钟形真空室实验台的搭建及泡沫金属/石蜡制备的实践锻炼,培养了大学生良好的科研思维、独立思考及动手实验能力,从而在实践教学和科研中提高了大学生的创新能力。     

科研实验转化为综合教学实验的探索

结合近几年化学、材料、化工学科的研究热点,探讨了一个由科研实验"磁性复合物的制备与表征"设计转化的综合化学教学实验。通过此综合教学实验,学生可了解纳米材料的合成方法及表征技术,掌握红外光谱仪和热重分析仪的结构、原理及操作方法,了解高倍透射电镜、X射线粉末衍射仪、X射线光电子能谱仪等大型仪器的原理、制样方法以及操作技能,培养学生的动手实践能力、创新意识,激发他们对科研的兴趣。     

粉煤灰基复合相变材料储热性能的研究进展

相变材料是利用相变过程进行储存能量或释放能量的高热容物质。本文综述了以粉煤灰为载体的复合相变材料的研究现状,从相变温度、相变潜热和热循环稳定性来评价粉煤灰基复合相变材料的储热性能,并对粉煤灰基复合相变材料未来研究的发展趋势进行了展望。