分等级锐钛矿TiO2纳米线阵列的制备及其在CdSe量子点敏化太阳电池中的应用

量子点敏化太阳电池是一种新型的第三代高效太阳电池,具有极大的应用前景。本文利用水热法,首先在柔性的钛片基底上生长了光滑的TiO2纳米线阵列,并通过第二步水热反应制备出具有分支结构的分等级TiO2纳米线阵列,研究了其在CdSe量子点敏化太阳电池中的应用。实验结果表明,具有分支结构的分等级材料具有更高的表面积以负载敏化剂,同时保持了一维纳米阵列高效的电子传输特性,因此相比于光滑纳米线阵列,其光电转换效率提升近一倍,在标准光强下测试达到0.72%。     

一步批量制备氮掺杂石墨烯量子点

因为其独特的量子局域效应,氮掺杂的石墨烯量子点在光电器件的应用上有着良好的前景。由于传统的制备方法中,石墨烯量子点的产率通常不足百分之一,进行氮掺杂的时候会出现进一步损耗,极大限制了其应用。本文提供了一种一步制备氮掺杂石墨烯量子点的方法,而且产率能达到百分之三十以上,将会对促进它在光电领域的实际应用。     

非线性光纤光学研究型综合实验的设计与实践

非线性光纤光学是光学中广受关注的研究领域和前沿交叉学科。针对光学专业本科生,设计了非线性光纤光学研究型综合实验,内容包括文献调研、自主选题、实验装置搭建、实验结果分析以及实验内容拓展五个部分。实践证明,该研究型综合实验有助于锻炼学生的专业技能、开阔学生的学术视野、培养学生的创新意识和探究精神。     

聚合物纳米胶束的制备与表征研究型综合实验

为了改变传统实验教学缺乏创新性和吸引力的缺点,提升学生综合运用理论知识和实验技能的能力,以高分子学科前沿技术为引导,设计了聚合物纳米胶束的制备与表征研究型综合实验.实验中引入嵌段聚合.物可控/活性自由基聚合、纳米材料制备和表征等学科前沿内容,既强化了学生的实验技能,又激发了他们的学习热情.开放式的实验方案有助于培养学生...     

钙钛矿太阳能电池材料制备、器件组装及性能测试综合实验设计

近年来,太阳能产业发展迅速,对高素质人才的需求日趋增长.为加快培养"专业基础实、实践能力强、综合素质高、职业适应快"的应用型本科人才,在大量科研和实践的基础上,围绕"理论、操作、仪器"三方面培养目标,通过合并、简化实验环节,提取、切分核心内容,将原本过程复杂、流程烦琐、研究方法多样的钛矿太阳能电池研究设计为适于为本科生...     

化学氧化碳纤维制备石墨烯量子点

以碳纤维为前驱体,采用混酸(硫酸和硝酸)氧化制备石墨烯量子点.通过调节反应的温度和时间,可制备出平均直径为2.0～3.9 nm,发射波长为482～525 nm的石墨烯量子点.不同发光的石墨烯量子点有利于其在生物成像、荧光传感及光电子器件中的应用.     

在纳晶薄膜上原位生长铜锌锡硫量子点的研究

采用连续离子层吸附反应法在TiO2纳晶薄膜上直接生长铜锌锡硫量子点,进一步组装“三明治”结构的铜锌锡硫量子点敏化太阳能电池,研究连续离子层吸附反应沉积次数对量子点沉积的影响。通过透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、电化学阻抗谱和光电流-电压曲线等测试对铜锌锡硫量子点的微观形貌、晶体结构、元素组成和光电性能进行了分析。结果表明,最佳连续离子层吸附反应法循环沉积次数为5次,在最佳条件下,所得到的铜锌锡硫量子点晶粒尺寸均匀、大小适宜,能有效减少载流子复合,有利于电荷传输,提高铜锌锡硫量子点敏化太阳能电池的光电转换效率。     

量子点纳滤膜制备及染料去除性能实验教学设计

将膜分离实验与科学研究有机融合,设计了量子点复合纳滤膜制备及染料去除性能研究性实验。通过低温固相法合成氮化碳量子点,并以其为水相单体制备量子点复合纳滤膜。利用红外光谱、扫描电镜等对膜结构和形貌进行表征分析。氮化碳量子点与异氰酸酯发生反应,形成致密无缺陷的聚脲分离层。染料去除性能测试表明,制备的量子点纳滤膜可以有效去除水中的刚果红、甲基蓝、溴百里酚蓝钠盐、甲基红等负电性染料;随着氮化碳量子点浓度增加,复合纳滤膜水通量逐渐增大,甲基蓝去除率则呈现先升高后降低的趋势。实验涵盖了文献调研、材料制备、结构表征和性能测试,可使学生掌握多种实验技能,充分激发创新潜能,从而提高学生的自主学习能力、科学探究能力和创新实践能力。     

ZnO自组装量子点的生长及局域态密度测量

量子点用于光电器件可以减小极化电场、避免发光峰位偏移、减少非辐射复合。目前文献中针对ZnO量子点的自组装生长机理及电学性能研究较少。针对自组装生长量子点用于光电器件有源层的需求,采用金属有机化学气相沉积方法,自组装生长了ZnO量子点,并对该量子点的局域态密度进行了测量。SEM图像显示ZnO量子点均匀分布在衬底表面,直径约10~15nm;PL谱显示ZnO量子点的发光波长随量子点的直径增加而红移。采用STM/STS测量了ZnO量子点表面的局域态密度,并在部分量子点中观测到禁带中分立、对称的能级,结果分析表明这些禁带中的能级源自VO-VZn的形成。     

磁性纳米材料合成表征及浓度测定——综合化学实验

以乙酰丙酮铁为原料、一缩二乙二醇为溶剂,通过高温液相还原法制备磁性纳米颗粒。经X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、热重-差热分析仪、原子发射光谱等方法对磁性纳米颗粒进行了表征,测定其粒径、晶体类型并计算其浓度。本实验涉及纳米材料合成和表征相关知识,适合用作高年级本科生的综合化学实验,有助于培养学生的科研思维,激发学生的研究兴趣。     

新化学综合实验:单核配合物CuL（CH3OH）合成与表征

介绍了一个含草酰胺桥基的配体的合成方法及利用该配体合成出单核配合物单晶的实验方法与表征手段,是一个综合化学新实验。实验结合了科学研究的新成果,知识要点多,学科覆盖面宽,实用性和可操作性强,学生兴趣浓,有利于培养学生的创新能力,内容还可作为开放实验。     

阿戈美拉汀的晶型制备表征及性质研究——药物多晶型综合设计性实验

应用溶剂挥发、加入反溶剂、熔融等方法对固体药物阿戈美拉汀进行重结晶,能够得到3种晶型,分别使用红外光谱测定、差示扫描量热分析(DSC)、质谱(MS)等仪器分析方法进行表征,比较了所得晶型的稳定性以及溶解度等性质。该实验结合了化学与生物学热点问题,综合性较强,可作为大学本科综合实验的教学内容。     

多孔石墨烯的制备及气体分离性能综合实验设计

将科研成果转化为实验教学内容,设计研究了多孔石墨烯的制备及气体分离性能评价的综合实验,以促进学生对专业知识有更加系统地了解。实践表明,在对新型碳材料理论了解的基础上,增加石墨烯的结构调变设计及性能评价实验,既能激发学生对于专业知识的研究兴趣,在文献调研、实验设计和动手操作过程中又培养了学生的自主学习能力和创新意识,深化了学生对材料的结构与表征认识,从而更好地理解材料的结构与性能之间的关系。     

可充放模拟电池的制作及性能测试实验的开设

介绍了尝试开设＂可充放模拟电池的制作及性能测试＂设计性实验的应用情况和一些经验.实践表明,该设计性实验是理论联系实际较好的一个物理化学实验.     

组态王在通风机性能实验平台中的应用

该文采用组态王和微机监控技术研制了通风机性能实验平台,使实验技术更先进,方法规范,减少了人为的影响,并能实时计算通风机的流量、静压、全压、轴功率、通风机的效率、转数等,实验完毕由计算机根据采集的数据进行拟合、绘制通风机无次性能曲线,打印实验通风机的性能参数。该实验平台为用户选择通风机的型号提供了科学依据,达到合理选择通风机型号,节约能源的目的。     

TiO_2的混晶效应与光催化性能综合实验研究

采用溶胶-凝胶法制备不同晶型的TiO_2粉体,以甲基蓝溶液为降解物研究TiO_2粉体的光催化性能。实验结果表明:当热处理温度为475℃以下时可以制备出纯锐钛矿相TiO_2粉体,550℃以上时可以制备出纯金红石相TiO_2粉体。混晶TiO_2粉体的光催化性能明显优于纯锐钛矿或金红石的TiO_2粉体,混晶比影响TiO_2的光催化降解效率,当合成温度为475℃(金红石相含量为25%),得到的TiO_2粉体光催化活性最好。该实验可以作为电子材料专业课的综合实验,使学生充分掌握溶胶-凝胶法制备TiO_2微粉的合成工艺以及熟悉常用的分析手段。该实验简单易行,利于分组操作和综合分析,可有效培养学生综合应用知识的能力和科研能力。     

日本"综合学习时间"与中国"研究性学习"的比较研究

中日两国是一衣带水的邻邦,在文化、教育上既各具特色,又多有共通之处。日本“综合学习时间”与中国“研究性学习”具有同类性质,同属于世纪初基础教育课程改革的重要特色。通过从政策演进、课程目标、课程实施、课程内容、课程评价、课程开发等方面对二者进行深入细致的比较研究,可以透析彼此的亮点和不足,从而为“研究性学习”的深入开展提供有益的借鉴。     

数学实验与研究性学习整合案例一则

这篇文章主要是说明在一次研究性学习活动中,借助于几何画板来进行数学实验,使学生顺利的完成了观察、发现、猜想、论证这样几个步骤。进而阐述了中学的研究性学习若借助于多媒体信息技术进行数学实验,不仅可以使教学活动变得形象生动,提高教学质量,最重要的是可以激发学生的学习兴趣,使学生真正成为富有创新思想,具有创造力的人才。