“材料科学导论”课程双语教学的探索与实践

课程双语教学是我国高校教育改革的重要措施之一,对于高校培养具有跨语种交流及学习能力的国际型、复合型专业人才起着重要的促进作用。分析当前双语教学环节中普遍存在的问题,以材料科学导论课程为载体,通过对外文教材与教辅资源的整合融合、课前预习与课中精讲多练双语教学模式的构建、中英文双语教学比例与进度的设计与把控、加大过程性评价的考核方式改进、课程思政教育功能的融入与拓展等方面的双语教学环节进行探索与实践,上述这些措施有助于提升课程双语教学的质量和育人效果。

基于培养创新能力为导向的《材料科学导论》课程建设的探索与实践

创新能力已成为我国新时代高素质人才的核心和灵魂,以课程为载体培养大学生创新能力是摆在高校教师面前的一个重要任务。以理科材料化学专业的专业核心课程-- 《材料科学导论》为例, 以思政为引领,以培养创新能力为导向,针对制约大学生创新能力培养目标的突出问题,课程建设在教学内容航空特色重构、翻转式课程双语特色研究型课堂构建、多元化教学方法与考核评价方式运用以及课程教学团队建设等四个方面进行教学改革与实践,获得了很好教学效果。

Ce_(0.8)Zr_(0.2)O_2固溶体磨料对ZF7光学玻璃抛光性能的改善

采用改进的湿固相机械化学反应法制备出超细锆掺杂氧化铈磨料Ce1-xZrxO2(x=0,0.2),运用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等手段表征其物相类型、外观形貌、比表面积、粒度、表面电位等物理性质,通过测定抛光速率和观察表面的微观形貌考察它们对ZF7光学玻璃的抛光性能影响.结果表明,Ce0.8Zr0.2O2固溶体磨料对ZF7光学玻璃抛光性能比纯CeO2磨料有明显的提高,抛光速率达到463 nm/min,5.0μm×5.0μm的范围内微观表面粗糙度Ra值达到1.054 nm,而纯CeO2磨料的抛光速率只有292 nm/min,Ra值却增大到1.441 nm.Ce0.8Zr0.2O2固溶体的抛光速率的明显增大和表面粗糙度Ra的下降主要与其负表面电位的增大和颗粒尺寸、粒度的减小密切相关.

Fe_3O_4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂的制备及其对Pb^(2+)吸附性能

用乙二醇为溶剂,三氯化铁和尿素为起始反应试剂,柠檬酸为粒子表面修饰剂,通过一步溶剂热法制备Fe3 O4纳米粒子,然后以一定浓度配比的Na2 SO4与NaOH混合液为沉淀剂,通过沉淀聚合法制备Fe3 O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)和物理特性测试仪(PPMS)表征样品的结构、形貌和磁性能,并使用原子吸收分光光度计(AAS)评价吸附剂对Pb2+的吸附去除性能。结果表明,Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂是由磁性Fe3O4纳米球形粒子和鱼卵状壳聚糖纳米粒子聚集体复合而成,该吸附剂对Pb2+有很好的吸附去除性能,它对Pb2+的等温吸附线符合Langmuir模型,在温度298k和pH值5时,吸附剂对Pb2+的饱和吸附量为105.5mg/g。

还原条件对NiFe_2O_(4-δ)结构稳定性及其催化分解CO_2活性的影响

采用柠檬酸络合法制备NiFe2O4,运用XRD、DTA-TG等手段对其结构进行表征,并探讨还原条件对NiFe2O4-δ的结构稳定性及其催化分解CO2成C反应活性的影响。研究结果表明,由柠檬酸络合法制备的NiFe2O4样品量为0.5g时,利用H2还原制备氧缺位NiFe2O4-δ的最佳还原条件为还原温度320℃、氢气流量40mL/min、还原时间3h。还原温度过高、还原时间过长以及氢气流量过大,均会使NiFeO还原过度,尖晶石结构瓦解而转变成Fe(Ni)合金和α-Fe等。

掺杂铁酸盐的制备、结构及其催化分解CO_2成C的性能

采用混合离子共沉淀法制备掺杂铁酸盐,采用XRD,TGA和H2-TPR等手段对其结构进行了表征,并考察了其直接催化分解CO2成C的性能.研究结果表明,用混合离子共沉淀法能够制备出纳米级晶粒、且为单一尖晶石结构的Cr3+掺杂的N iFe2O4.所掺杂的Cr3+进入N iFe2O4的晶格B位,极大地促进了N iFe2O4在还原氧化过程中结构的稳定性,分解CO2反应后,N iFe2O4的结构易恢复,从而明显地提高了其分解CO2成C反应的循环寿命(35次以上)和积炭量(25.3%).

介孔氧化硅交联壳聚糖复合材料的制备及其对重金属吸附性能研究

利用γ-氨基丙基-三乙氧基硅烷偶联剂与活化的介孔氧化硅表面的羟基反应制备硅烷化介孔氧化硅,然后以乙二醛为活化剂与壳聚糖反应,制备一种新型的介孔氧化硅交联壳聚糖复合材料。采用小角度X射线衍射仪(SAXRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)和比表面测试仪(BET)等表征产物的结构、形貌和孔径分布等,并使用原子吸收分光光度计(AAS)评价该复合物对Pb^(2+)的吸附去除性能。研究结果表明:介孔氧化硅交联壳聚糖复合材料对Pb^(2+)的去除率比单一的介孔氧化硅或壳聚糖有明显的提高,它对Pb^(2+)的等温吸附线符合Langmuir模型,在温度25℃和p H=4.5时,它对Pb^(2+)的饱和吸附量为97.8 mg·g^(-1),高于纯壳聚糖的饱和吸附量(87.6 mg·g^(-1))。

纳米CeO2及其复合氧化物的制备方法研究进展

介绍了近年来国内外涌现的制备纳米CeO2及其复合氧化物的各种方法,重点介绍了液相反应法、固相反应法中各种方法的特点和研究新进展,并阐明了制备纳米CeO2及其复合氧化物的发展趋势。

氯化钠在直接热分解醋酸铈制备球形超细氧化铈粉末过程中的作用

采用醋酸与碳酸铈反应获得醋酸铈前驱体,通过直接热分解制备氧化铈粉末,运用XRD、SEM、粒度测试仪和表面电位微电泳仪等表征手段,探讨氯化钠加入到醋酸铈前驱体中对氧化铈粉末形貌和粒度大小的影响。研究结果表明,氯化钠能促进氧化铈的晶化,而且煅烧温度对氧化铈的形貌和粒度大小有重要影响。当煅烧温度从600℃升高到1000℃,所得氧化铈粉末的中位粒径(D50)先增加后下降然后又增加,其中在800℃发生转折,其CeO2粉末的D50为1.57μm,粒子形貌为球状而且大小均匀,晶粒间只存在轻度团聚;当煅烧温度高于800℃,熔融氯化钠加速晶粒长大,粉末粒度增加较明显;而无氯化钠参与的醋酸铈前驱体在800℃热分解得到的CeO2粉末形貌各异而且大小不均匀,存在明显的局部烧结长大和粒子团聚现象,其D50为1.75μm。运用盐助机理模型对氯化钠在直接热分解醋酸铈前驱体制备氧化铈过程中的作用进行探讨。

不同制备方法对铬掺杂NiFe_2O_4分解CO_2的活性影响

采用共沉淀法和柠檬酸络合法分别制备掺杂4%Cr3+的N iFe2O4,运用XRD、DTA-TG、BET等手段对其结构进行表征,并探讨其直接催化分解CO2成C反应活性影响。研究结果表明,采用共沉淀法和柠檬酸络合法均能制备具有单一尖晶石结构的纳米晶的铬掺杂N iFe2O4。共沉淀法制备的铬掺杂N iFe2O4晶粒很小,平均晶粒只有8.3nm,比表面积为160.2 m2g-1,H2还原后其分解CO2成C的转化率为96%;而柠檬酸络合法制备的铬掺杂N iFe2O4晶粒比前者大,平均晶粒37.5nm左右,比表面积为51.6 m2g-1,其CO2分解成C的转化率只有82%。

《材料科学导论》课程的创新创业教育的教学改革与实践

创新创业教育是目前高校教学改革、教育研究的关注点,依托课程载体是实现大学生创新创业教育的关键手段和环节。本文以理科材料化学专业开设的《材料科学导论》课程为例,在课程的教学内容、教学方法、教学手段与教学效果评价以及学生整体发展要求等方面对课程的创新创业教育的思路方法、途径进行规划设计和教学实践,介绍该课程的创新创业教育的教学改革的成功经验。

“材料科学导论”课程思政教育实践与探索

“课程思政”教育理念是实现“三全育人”的有益探索和创新实践,加强该教育理念在课程教学中的有效践行是当前高校教师的一个重要课题和任务。为增强专业课课程思政教育教学实效性,本文以“材料科学导论”课程为例,重点以课程教学团队思政能力培养、挖掘并提炼课程思政素材与思政元素、打造以学生为中心的课程思政课堂以及优化涵盖思政教育在内的课程考核方式等4个方面为抓手进行了课程思政实践,取得了很好的教学和育人效果。

钛掺杂对纳米CeO_2磨料硅片抛光性能的改善

以已二醇/水混合溶液为反应介质并结合正丁醇共沸蒸馏处理前驱体,通过化学共沉淀法制备掺钛的Ce1-x Ti x O2(x=0,0.1,0.2,0.3)粉体,运用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、Zeta电位仪等仪器对其物相、外观形貌、表面电位等性质进行了表征,通过测定去除速率和原子力显微镜观察硅片表面的微观形貌来评价钛掺杂对CeO2磨料硅片抛光性能的影响。结果表明,900℃焙烧时所合成的CeO2及其复合氧化物为均一的纳米球状粒子,一次粒子尺寸为40 nm^50nm。纳米Ce0.8Ti0.2O2粉体对硅片的去除速率达到最大值139nm·min-1,是纳米CeO2磨料(67nm·min-1)的2倍,且在1.0μm×1.0μm的范围内微观表面粗糙度R a值达到0.254nm,而Ce0.9Ti0.1O2和Ce0.7Ti0.3O2的去除速率分别为112nm·min-1和89nm·min-1。适量钛掺杂导致纳米CeO2磨料硅片抛光性能显著提高,它与钛掺杂调谐增大纳米CeO2磨料的其负表面电位大小和生成CeTi2O6物相密切相关。

NiFe_2O_4直接分解二氧化碳成碳循环反应过程结构演变研究

用XRDRietveld分析法 ,对共沉淀法制备的NiFe2 O4在H2 /CO2 循环反应中的结构演变进行研究 ,发现随着循环反应次数的增加 ,NiFe2 O4物相的含量逐渐降低 ,FexNi1 -x物相的含量及其 ( 2 0 0 )衍射的平均晶粒逐渐增大 ,并出现Fe3C物相 ,其含量增长较快 .纯NiFe2 O4经 1 5次循环反应后 ,体系中NiFe2 O4物相的含量只剩下 5 %左右 ,样品基本失去分解CO2 的活性 .NiFe2 O4掺杂 4%铬后 ,明显提高了NiFe2 O4骨架结构的稳定性 ,虽经 5 0次H2 /CO2 循环反应 ,体系中NiFe2 O4物相含量仍然有 2 0 % ,分解CO2 的活性仍达到初始活性的 40 % .

空心NiFe_2O_4交联壳聚糖复合吸附剂的制备及表征

以乙二醇(EG)为溶剂,硝酸铁(Fe(NO3)3·9H2O)、硝酸镍(Ni(NO3)2·6H2O)和尿素(CO(NH2)2)为起始反应试剂,油酸(C17H33COOH)为表面修饰剂,通过简单的一步溶剂热法成功制备纯的尖晶石结构的NiFe2O4空心微球,然后经高锰酸钾氧化使其表面羧基功能化,最后在偶联活化剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)作用下,以硫酸钠与氢氧化钠混合液为沉淀剂,在壳聚糖溶液中通过沉淀聚合法制备出一种新型的空心NiFe2O4交联壳聚糖重金属离子吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱仪(FT-IR)和物理特性测试仪(PPMS)表征样品的结构、形貌和磁性能,并用原子吸收分光光度计(AAS)评价吸附剂对Pb2+的吸附去除性能。结果表明,该新型吸附剂对Pb2+有较好的吸附性能,它对Pb2+的等温吸附线符合Langmuir模型,在298K、pH值为5时,吸附剂对Pb2+的饱和吸附容量为177.0mg/g。

氯化钠和六偏磷酸钠对氧化铈抛光ZF7玻璃的协同增强作用

研究了添加NaCl或(NaPO3)6的氧化铈浆料对ZF7光学玻璃抛光的材料去除速率(MRR)及对应的粒子表面Zeta电位和悬浮稳定性的影响.结果表明,加入NaCl使CeO2浆料的抛光速率下降,而(NaPO3)6则可有效提高MRR;同时添加NaCl和(NaPO3)6对MRR值有明显的协同增强作用.用原子力显微镜测定了最大MRR值(351.26nm/min)时抛光玻璃的表面粗糙度Ra为0.799nm,完全可以满足高质量玻璃抛光的要求,比未加添加剂的MRR(199.36nm/min)和Ra(0.754nm)分别提高了76.2%和5.97%.MRR与粒子表面Zeta电位呈线性关系,证明可通过合理构筑粒子表面双电层来提高表面电性,进而提高抛光效果.

掺杂铬对NiFe_2O_4 的磁性和结构稳定性影响

利用物理特性测试仪对共沉淀法制备的Cr3 + 掺杂NiFe2 O4的磁性能进行测试 ,发现掺杂Cr3 + 并经 35 0、6 0 0℃焙烧的NiFe2 O4样品 ,饱和磁化强度Ms和剩磁Mr随掺杂量的增加而下降 ,矫顽磁场强度Hc随掺杂量的增加而增加 .XRD平均晶粒测试结果显示 ,样品的平均晶粒大小随掺杂量的增加而减小 .在共沉淀过程掺杂的Cr3 +经 6 0 0℃热处理后已进入NiFe2 O4晶格 .晶格中的Cr3 + 对NiFe2 O4分解CO2 的H2 /CO2 循环反应性能产生很大影响 ,纯NiFe2 O4循环反应 15次失活 ,而掺 4 %Cr3 + 的NiFe2 O4循环反应 5

掺铝二氧化锡气敏材料的制备与性能研究

用sol-gel法制备了8种掺铝SnO2气敏材料,并用XRD分析其结构和晶粒度,用自组装仪器测定其气敏性能。结果表明:铝的掺入未改变SnO2的四方晶系结构,样品晶粒度为31.46～50.89nm;烧结温度600℃、掺铝量为5%(摩尔分数)的样品对C4H10的灵敏度为22.7;烧结温度600℃、掺x(Al)为1%的样品对H2S比较敏感,灵敏度为87.5;烧结温度700℃、掺x(Al)为5%的样品对C4H10灵敏度为45.5,对H2S灵敏度为100。

柠檬酸盐络合-共沸蒸馏-低温燃烧法制备纳米铁酸镍粉及其表征

采用柠檬酸盐络合法制备出铁酸镍湿凝胶,经共沸蒸馏后将所得的前驱体在电炉上直接加热低温燃烧制备出了铁酸镍粉体,运用XRD、TEM和激光粒度仪等对铁酸镍粉体进行了表征。结果表明：经过共沸蒸馏脱水制备的铁酸镍粉体具有单一尖晶石结构,颗粒尺寸均匀,粒径在80-100 nm,颗粒分散性好。

阿魏酸铈配合物的机械化学法合成与表征

以水合硝酸铈和阿魏酸为原料，采用机械化学法合成了阿魏酸铈配合物。研究了反应加料比和质子接受剂以及分散剂对铈转化率的影响，并对合成产物进行了表征。结果表明：由于阿魏酸的酸性弱，铈离子与阿魏酸的阳离子交换反应难以发生，因此，六次甲基四胺的加入对于促进阿魏酸铈配合物的形成起主要作用。随六次甲基四胺加入量的增加，铈的转化率增大；但要使铈转化完全，阿魏酸与铈的摩尔比应达到6：1，六次甲基四胺与阿魏酸的摩尔比应达到1．5：1。聚乙二醇（2000）添加量的增加也能提高铈转化率，其合理的添加量为1％～2％（质量分数）。在此条件下只需球磨30min，就可以使铈转化率超过99．5％。元素分析结果证明，合成配合物的组成为（C10H9O4）3Ce·3H2O，红外和核磁共振谱的结果表明是阿魏酸中的羧基与铈直接配位的。