化学与材料类拔尖创新型人才培养探索与实践——以黑龙江大学化学化工与材料学院为例

拔尖创新型本科人才培养受到国家与各界的广泛重视。文章重点介绍黑龙江大学化学化工与材料学院在化学与材料类拔尖创新型人才培养改革方面的主要思路和做法,从系列管理制度和配套文件的制定、学生的选拔、科研导师的配备、特色创新课程模块的实施、科研创新成果的展示等多个方面总结拔尖创新型人才培养试验班学生的高标准培养过程和成果,以期探索出适合新形势下的理工科创新型拔尖人才的培养模式,为地方高校提高拔尖创新人才能力提供有力参考。

化学实验安全课程思政的教学设计与探索——以黑龙江大学“化学实验安全”课程为例

分析了当前高校实验室安全教育课程思政存在的问题,阐述了“课程思政”在实验室安全教育中的育人意义,结合实验室安全教育课程的基本特征,总结了课程围绕教学目标、教学内容、教学方法、教学评价、师资队伍五个层面进行的课程思政教学设计与探索。构建的课程思政教学体系在培养学生化学实验安全知识和技能的同时,提升了学生的安全意识、家国情怀、品德修为、科学精神,助力于培养德才兼备的新时代高素质化学人才。

化学实验教学中心数字化平台及教学资源建设与实践——以化学省级实验教学示范中心(黑龙江大学)为例

分析了当前高校实验教学示范中心数字化信息建设方面存在的问题,阐述了教育数字化在化学实验教学改革和教育中的意义,结合本校化学实验中心的实际情况,总结了中心围绕数字化信息平台、数字化教学资源、数字化教学模式三个层面进行的数字化建设与探索。搭建了导向清晰和结构立体的化学实验安全、系统先进和综合创新的虚拟仿真、内容丰富和形式多样的化学基础实验等数字化教学资源,构建了线上线下混合式化学实验安全、理论课+线下实验课+虚拟仿真实验+慕课四维一体实验课程教学模式,取得了一定成效,将为同类高校实验室数字化建设提供参考。

奠定基础知识 走近学科前沿——黑龙江大学材料合成化学课程的思考与探索

该文介绍了黑龙江大学材料化学专业材料材料合成化学课程的一些举措。根据材料化学专业的特点,结合授课教师多年科学研究经验并考虑学生发展的需求,将基础知识与学科前沿相结合,在丰富学生基础知识的同时极大的提高了学生的学习积极性,激发学生的科研热情和求知欲,更加有利于培养符合新世纪发展需要的创新型人才。

依托前沿科学研究 提升材料化学专业实验——黑龙江大学材料化学专业实验课程改革的思考与探索

本文介绍了黑龙江大学材料化学专业实验课程的一些新举措。依托绝大部分实验指导教师为科研骨干这一事实,材料化学专业实验与科研相结合,在注重基本实验技能的基础上加强探索性实验,极大的提高了学生的学习积极性,并激发了学生的创造热情和求知欲,更加有利于符合新世纪发展需要的培养创新型人才。

打造教师教学发展共同体,多校共上一堂课——“大学化学实验课程群虚拟教研室”教研活动初探及成效

介绍“大学化学实验课程群虚拟教研室”在创新教研形态、加强教学研究、共建优质资源以及开展教师培训等方面开展的一系列工作及取得的初步实效。重点阐明了“多校共上一堂课,共享教学云资源”的示范教学直播课活动的教研形式以及教学内容的选取原则。

聚苯胺/纳米镍/碳纳米管复合材料制备和电化学性能研究

以酸化处理的碳纳米管为模板,采用原位聚合法,以过硫酸铵为氧化剂,成功制备出以纳米镍/多壁碳纳米管复合材料为核,以聚苯胺为壳的三元核壳复合材料,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法对不同质量分数纳米镍/多壁碳纳米管的三元核壳复合材料进行电化学性能测试。制备的电极材料,循环伏安法在0.001 V·s^(-1)下测其比电容值(Cp-cv)达到737.13 F·g^(-1),其组装的超级电容器在10 mA·cm^(-2)条件下的比电容值为50.86 F·g^(-1)。为开发高性能超级电容器提供了有效途径。

化学实验安全课程思政教学案例——以实验室常见仪器设备及玻璃装置安全使用为例

实验室常见仪器设备及玻璃装置的安全使用是实验室必备的知识和技能。本案例将专业知识与思政元素有机融合,将实验室常见仪器设备及玻璃装置进行安全实验与实验室安全事故及实际生活相联系,围绕学生核心素养为导向的多融合教学设计与实施,进一步强化了学生的安全与环保意识,激发了学生的学习兴趣,并对MOOC中相应知识进行了延伸、拓展和补充,培养了学生的知识迁移能力,让学生充分认识到实验室仪器设备及玻璃装置安全使用对保障实验安全以及国家安全稳定的重要意义。增强了学生的社会责任感,对提升学生的能力和素质发挥了良好作用。

黑龙江、天津、安徽三产地中药刘寄奴药用化学成分对比研究

对黑龙江、天津、安徽产中药刘寄奴的多糖、总黄酮、鞣质及微元素含量进行对比分析。结果表明黑龙江产刘寄奴多糖含量、总黄酮含量及鞣质含量均高于天津、安徽产刘寄奴中相应成分的含量。黑龙江产刘寄奴的中药品质资源是三者中最好的。

以科学研究为导向英语教学方法研究——以材料化学专业为例

高校专业英语教学多侧重知识记忆性训练和培养,因此,文章以高校材料化学专业英语教学中存在的问题为例,探讨了以学术科研为导向的教学改革措施,采取线上线下混合式教学模式,改革教学方法和考核方式,以激发学生的学习兴趣,提升学生对专业知识的运用能力,最终实现全方位的专业素质教育。

核壳结构C-TiO_(2)纳米复合材料用于高效光催化降解有机染料

化工、纺织印染与农药化肥等产业的蓬勃发展推动着人类社会的进步,但同时也给环境治理带来了巨大难题。目前,光催化降解局限于在特定波长下针对单一有机污染物进行降解,然而现实中的情况往往更复杂。因此,开发一种多功能光催化材料用于光催化降解不同有机污染物显得尤为重要。采用一步无模板溶剂热法合成了核壳结构的C-TiO_(2)复合材料前驱体,并在氩气气氛下煅烧得到高结晶度的C-TiO_(2)复合光催化材料。运用SEM、TEM、XRD和TG等表征手段对材料进行表征,结论如下:550℃煅烧时的样品为包含少量碳的高结晶度的锐钛矿相TiO 2,且550℃煅烧时的样品依然保持了完整的核壳结构。此外,C-TiO_(2)复合材料的比表面积高达85.69 m 2·g^(-1),平均孔径为16.4 nm以及孔体积为0.423 m 3·g^(-1)。在UV-Vis光照射下,C-TiO_(2)复合材料分别对罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)3种染料显示出增强的光催化降解活性。

大学化学教学中实施“研究性学习”可行性的探讨

“研究性学习”是提高学生思考、创新、应用能力和科学研究素质的一种学习方法。通过介绍“研究性学习”的内涵和特点，揭示了在大学化学教学中开展“研究性学习”的可行性和必要性。

中温固体氧化物燃料电池La_(1.6)Sr_(0.4)Ni_(1-x)Cu_xO_4阴极材料的制备及电化学性能

采用甘氨酸-硝酸盐法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料La1.6Sr0.4Ni1-xCuxO4(x=0.2,0.4,0.6,0.8),利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和微观形貌进行了表征.结果表明,该阴极材料与固体电解质Ce0.9Gd0.1O1.95(CGO)在1000℃烧结时不发生化学反应,且烧结4h后,二者之间可形成良好的接触界面.利用电化学交流阻抗谱技术对阴极材料的电化学性能进行研究,结果显示,当Cu离子掺杂量(x)为0.6时,La1.6Sr0.4Ni0.4Cu0.6O4阴极具有最小的极化电阻,在空气中当测试温度为750℃时,极化电阻为0.35Ω·cm2.在不同氧分压条件下电化学阻抗谱分析结果表明,电极上的两个氧还原反应主要包含氧离子从三相界面向电解质CGO转移的过程和电荷的迁移过程,其中电荷的迁移过程为电极反应的速率控制步骤.La1.6Sr0.4Ni0.4Cu0.6O4电极在空气中700℃和阴极电流密度为45mA·cm-2时,阴极过电位为45mV.本研究的初步结果表明La1.6Sr0.4Ni1-xCuxO4材料是一种电化学性能较为优良的新型中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料.

静电纺丝法制备La2CuO4纳米管阴极材料及其电化学性质研究

采用静电纺丝法制备了一维管状中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)阴极材料La2CuO4。利用XRD、TG-DTA、FT-IR和SEM对材料的结构和微观形貌进行分析。研究表明,700℃烧结2 h得到平均直径150纳米、形貌均一的La2CuO4纳米管。900℃烧结0.5 h得到纳米管间连接充分并与电解质紧密接触的纤维电极。利用交流阻抗技术对电极的性能进行研究发现,La2CuO4纳米管阴极材料具有比粉体材料更优越的电极性能。纳米管阴极在700℃的极化电阻为1.03Ω·cm2,而同一组成粉体电极的极化电阻为1.61Ω·cm2;氧分压测试结果显示纳米管电极反应的速率控制步骤为电荷转移过程。

化学化工虚拟仿真实验教学中心建设与实践

为了有效解决化学化工类实验教学无法或者难以实现的教学过程问题,组建了黑龙江大学化学化工虚拟仿真实验教学中心,搭建了辅助虚拟实验教学和管理于一体的开放共享的虚拟仿真信息化网络平台,设计开发了系列化工、制药、仪器类虚拟仿真实验教学项目,开展理论课+线下实验课+虚拟仿真实验+慕课四维课程体系建设,期望提升本科一流专业和拔尖人才试验班建设以及本科人才培养,为提高学校本科教学质量提供有力的保障。

固体氧化物燃料电池LaSrCu_(0.7)Fe_(0.3)O_4阴极材料的电化学性能研究

采用固相法制备了固体氧化物燃料电池阴极材料LaSrCu0.7Fe0.3O4,利用XRD和SEM对其物相结构和微观形貌进行了表征。该阴极材料与电解质Ce0.9Gd0.1O1.9(CGO)在900℃烧结24 h后不发生化学反应,且电极在850℃烧结4 h后,二者之间可以形成良好的接触界面。在不同温度和氧分压条件下,利用交流阻抗谱对其电化学性能进行测试。结果表明,LaSrCu0.7Fe0.3O4阴极在空气中700℃条件下测试得到的极化电阻为0.37 ohm·cm2。氧分压测试结果显示,电极上的氧还原反应过程主要有电荷的迁移过程和氧离子从空气-阴极-电解质的三相界面(TPB)向电解质的转移过程。

新型固体氧化物燃料电池阴极材料Ca_(2-x)Sr_xFe_2O_5的电化学性能研究

采用固相法合成了固体氧化物燃料电池(SOFC)阴极材料Ca2-xSrxFe2O5(x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20),利用XRD和SEM对其结构和微观形貌进行了表征。结果表明该阴极材料与固体电解质Sm0.8Ce0.2O1.9(SDC)在1000℃烧结时不发生化学反应,且烧结4h后,二者之间可形成良好的接触界面。利用交流阻抗谱技术对阴极材料的电化学性能进行研究,结果显示,阴极上的反应过程主要为电荷的迁移反应,其中Ca1.95Sr0.05Fe2O5电极在空气中700℃下具有最小的极化电阻为0.95Ω.cm2。当测试温度为700℃时,阴极电流密度为74mA.cm-2时,阴极过电位为100mV。

黑龙江、新疆、安徽产甘草中糖、总皂甙式及总黄酮成分的比较研究

采用紫外可见分光光度法、重量法分别测定了黑龙江、新疆、安徽产甘草中糖、皂甙、黄酮的含量，并进行了对比研究。结果表明四种产地甘草中糖、皂甙、黄酮的含量均较高，是甘草中的有效成分。分析比较结果还表明黑龙江产甘草质量优于其它产地．

类钙钛矿型中温固体氧化物燃料电池Sm_(1.5)Sr_(0.5)Ni_xCo_(1-x)O_4阴极材料的制备与电化学性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了中温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)阴极材料Sm1.5Sr0.5NixCo1-xO4(x=0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0),利用XRD和SEM对其物相结构和微观形貌进行了表征.结果表明,该阴极材料与电解质Ce0.9Gd0.1O1.9(CGO)在1200oC烧结时不发生反应,且在1100oC烧结4 h后,二者之间可以形成很好的接触界面.电化学性能结果表明,Sm1.5Sr0.5N i0.6Co1.4O4阴极在空气中700oC条件下测试得到的极化电阻为3.78 ohm.cm-2.电极的短期稳定性测试结果表明,在7200 s测量范围内,阴极电流密度随着测试时间的延长而缓慢下降最后逐渐趋于平稳,降幅约为2.1%.

锂离子电池Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)负极材料的结构与电化学性能

采用高温固相法合成了Li_4Ti_5O_(12)和Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)负极材料,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安(CV)和充放电测试等手段研究样品的结构和电化学性能。XRD图谱表明铈掺杂并没有改变样品的晶体结构;循环伏安曲线表明Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)样品具有更好的可逆性,铈的掺杂有利于锂离子的可逆脱嵌;微分电容曲线表明Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)的充放电的峰电位值差比Li_4Ti_5O_(12)小,说明前者具有更小的电化学极化;充放电测试表明,5 C倍率充放电时,Li_4Ti_(4.95)Ce_(0.05)O_(12)和Li_4Ti_5O_(12)的可逆放电容量分别为120 m A·h/g和80 m A·h/g左右,说明铈的掺杂提高了Li_4Ti_5O_(12)材料的倍率容量和循环性能。