工程教育认证背景下“无机化学”教学团队建设与实践

随着高等教育进入“普及化阶段”,高水平教学团队的建设成为提高教学质量的重要保障,发展高水平教学团队已经成为各高校提高教学质量和建设师资队伍的一项重要举措。针对地方工科院校的特点,立足于工程教育认证要求,以无机化学核心课程教学团队建设为例,分别从团队人员梯队组成、课程教学内容、课程教学改革等几方面阐述教学团队建设的实践探索与经验,并明确团队发展的未来方向,可为工科高校化学类课程教学团队建设提供借鉴与参考。

钨基材料在电催化领域的应用进展

目前有关电催化剂应用的诸多研究领域,特别是商业领域,仍然由贵金属及其氧化物占据,但因其存在高成本和易中毒的壁垒而迫使科研人员把研究目光转向钨基电催化材料。氧化钨在制备条件得到有效控制的前提下可实现晶型结构及钨元素价态的多变,因此易于参加多种电化学反应,可实现对特定电化学反应的有效催化。回顾了不同晶相结构氧化钨基电极材料和不同异质结构钨基电极材料的制备方法、结构优势及其对各类电化学反应的优越催化性能,并从电极材料的制备和结构入手深入分析了文中所涉及电极材料优越催化性能的本质原因。以氧化钨及钨基电极材料的优越电催化性能为主线,辅以对电极材料的制备方法和特殊结构的分析,深入探讨了此类电催化材料的优势和发展方向,并总结本领域近5年的科研成果,为此类研究方向的深入开展提供了一定的借鉴经验。

新工科背景下工科化学实验教学改革初探——以锌-二氧化碳电池实验设计为例

基于国际竞争新形势、我国“双炭”战略发展新需求、立德树人新要求等,为全面推动新时期工业转型升级,教育部提出建设“新工科”举措。对于普通高等工科院校,课程内容的教学改革刻不容缓。在此背景下,就我校工科化学实验课程内容进行改革探索,将科研课题“锌-二氧化碳电池的组装”设计成工科化学创新实验,将科学前沿成果有机融入教学过程中,推进创新人才培养,重在激发学生的学习兴趣,提高学生的科研素养,培养学生的创新思维、分析问题和解决问题的能力。

一维多孔碳纳米纤维的可控制备及电化学性能研究

利用静电纺丝技术,将聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚丙烯腈(PAN)纺丝原液混合,电纺得到高分子纤维膜,再结合高温碳化技术得到一维多孔PAN基碳纤维。通过X射线衍射(XRD)、差热热重(TG-DSC)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等对所制备电极材料的结构和形态进行了系统表征,同时将其组成三电极体系研究电化学性能。结果表明:当纺丝原液中nPAN∶nPS=60∶1时,其在电流密度为0.5 A/g下的比电容值为339.23 F/g;当纺丝原液中n PAN∶n PMMA=40∶1时,其在电流密度为0.5 A/g下的比电容值为314.54 F/g,比纯PAN基碳纤维的比电容值有所上升;同时,在循环充放电2000圈后,初始比电容的保持率分别达95.5%和94.6%,展示出了良好的电容性能和循环性能。

浅析普通化学教学存在的问题及解决方法

普通化学是我国普通高等工科(综合性)院校开设的一门公共基础课,是集知识性和科普性于一体的一门综合性学科,本文就目前普通化学教学所采用的教学模式以及在教学过程中存在的普遍问题和解决方法做了探讨,为提高课堂教学质量和提升学生学习这门课的积极性提出一定的方法和建议,以期让学生能最大限度的利用课堂时间充分吸收所学知识。

磁性催化剂材料——CoMgAl水滑石的合成及表征

将磁性基质与钴镁铝类水滑石组装制备磁性钴镁铝水滑石。研究了磁性基质含量、焙烧温度对水滑石磁学性能及结构的影响。并借助XRD,VSM等手段对其进行了表征。实验结果表明:磁性基质的引入赋予了钴镁铝水滑石以超顺磁性,XRD图谱显示磁性基质含量在一定范围内不会破坏水滑石的层状结构。

工科化学“以学习者为中心”的教学模式初探索

工科化学在我国高等教育体系中属于公共基础课,只对非化工专业的学生开设,所以这门课在具有知识性的前提下又具有广泛性。科技的进步给校园生活带来了翻天覆地的变化,大学生的年龄永远定格在18~22岁,这意味着无论时代如何更迭,他们都是最有活力的群体,只有在课堂充分融入新元素才能使学生主动接受课堂。将传统"独角戏"式教学改为基于"问题模式"和"情景模式"下的"多媒体"+"新媒体"式教学模式,辅以BOPPPS为引导的课程设计体系和小组制的学习环节,将会在很大程度上提高学生学习的主动性、积极性和课堂参与度,提高课堂教学质量,与教育以人为本的理念相契合。

利用粉煤灰制备4A分子筛的研究

以粉煤灰为原料,在不外加硅源和铝源的条件下,利用碱熔融-水热法成功的制备得到4A分子筛,并且系统的研究了不同晶化时间与晶化温度对分子筛形成的影响。通过XRD和SEM对获得的产品进行测试,得到该实验条件下合成4A分子筛的最适宜条件为晶化温度110℃晶化时间11 h。

利用电石渣和碳酸钠制备轻质碳酸钙的研究

以废弃的电石渣和Na2CO3为原料、为碳源,通过添加表面活性剂聚乙二醇来制取轻质碳酸钙,制得了一种面心立方型的轻质碳酸钙。产品通过IR、粒径分布、XRD、SEM等手段进行了表征。

静电纺丝基碳纤维载纳米钯催化剂的制备及应用

采用静电纺丝、化学还原及高温碳化方法制备了碳纳米纤维螯合钯纳米粒子复合催化剂。实验详细考察了三种还原剂(硼氢化钠、水合肼、氢气)在催化剂制备过程中对钯纳米粒子及碳纤维形貌的影响。通过固体紫外、X射线粉末衍射、红外、扫描电镜、场发射透射电镜等测试方法对已制备的一系列催化剂进行表征。结果表明选择氢气为还原剂时,碳纤维上获得了7 nm左右、粒子分布均匀的钯纳米粒子,催化剂相对柔韧,继而将此催化剂应用于Heck偶联反应测试其催化及循环利用特性。催化结果证实此方法制备的催化剂具有优异的稳定性、底物耐受性、可回收性。

磁性固体超强酸SO_4^(2-)/ZnO/ZrO_2/Fe_3O_4的制备研究

用化学共沉淀法制备了一系列SO42-/ZnO/ZrO2/Fe3O4磁性固体超强酸,利用XRD、TG-DSC、VSM、SEM、TEM及HRTEM等手段对样品结构进行表征。结果表明:引入一定量的Fe3O4和ZnO,有利于四方晶相t-ZrO2结构的稳定;Fe3O4超细粒子的引入,使固体超强酸具备了超顺磁性;HRTEM显示ZrO2晶体生长趋向于m-ZrO2的[101]方向,其[101]晶面间距为d(101)=0.29nm,与XRD衍射结果一致。Hammett指示剂测得样品SZZ-1-25-600酸强度最强为Ho<-13.8,酸性大于浓H2SO4(Ho=-11.93)。

高校青年博士教师对《工科化学》课程的教学改革与探索

青年博士教师作为高校未来教育的主要参与者,其对于教学改革的认知对课程教学质量起到很大影响作用。文章结合工科院校以及所讲授的《工科化学》课程的的实际教学情况,探讨了青年教师对教学改革的一些浅显认知,已期望能够提升课程教学质量。

二维层状磁性镁铝水滑石的制备与表征

采用共沉淀法将磁性基质与镁铝水滑石组装制备二维层状磁性镁铝水滑石,考察了在一定的pH值、沉淀生成温度及陈化时间下,不同n(Mg^(2+))/n (Al^(3+)),n(Fe^(2+))/n(Mg^(2+))比值及焙烧温度对合成磁性镁铝水滑石结构的影响,并借助HRTEM、XRD、VSM、TG-DSC、FT-IR等手段对其晶型结构、磁学性能及结晶度等进行表征,结果表明镁铝水滑石在赋予磁性后,并没有改变其典型的层状结构,证实了将磁性基质与层状材料组装合成的可行性。

阴离子柱撑磁性镍铝水滑石的制备及表征

将磁性基质与镍铝类水滑石组装制备磁性镍铝水滑石。研究了磁性基质含量、焙烧温度对水滑石磁学性能及结构的影响。并采用SEM、XRD、FT-IR、DSC-TG及VSM(vibrating sample magnetometer)等测试技术对制备的水滑石的结构和磁学性能进行了表征。结果表明,磁性基质的引入赋予镍铝类水滑石以超顺磁性,磁性基质含量对样品的磁性能起决定性作用,磁性镍铝水滑石的比饱和磁化强度随磁性基质含量的增加而增加;XRD分析结果表明,磁性基质的引入没有改变水滑石的典型层状结构且随着磁性基质含量的增多,磁性镍铝水滑石的特征衍射峰的衍射强度有所降低,n(Ni2+)/n(Fe2+)达到20时,XRD谱图中开始出现Fe3O4晶相的衍射峰;前驱体经1073K焙烧后出现尖晶石晶相;DSC-TG分析结果表明,磁性基质的引入没有改变水滑石2个阶段吸热的特征,这与XRD的检测结果一致。

一种新型功能材料——二维层状磁性锌铝水滑石的制备及表征

采用共沉淀法将磁性基质与锌铝水滑石组装制备二维层状磁性锌铝水滑石,考察了不同n(Zn2+)/n(Fe2+)比及焙烧温度对合成磁性锌铝水滑石结构的影响,并借助XRD、FT-IR、VSM、HRTEM等手段对其晶型结构、磁学性能及结晶度等进行表征,结果表明:锌铝水滑石在赋予磁性后,并没有改变其典型的层状结构,证实了将磁性基质与层状材料组装合成的可行性。

新型NPC电池阳极材料:PbTiO_3纳米晶薄膜的制备及其光电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备四方相PbTiO3薄膜,考察了焙烧温度及焙烧时间对所制备的PbTiO3薄膜的晶体结构及晶型的影响,并借助XRD、TG-DSC、TEM、HRTEM、UV-visI、-V等手段对其晶型结构、结晶度及光电性能等进行表征。XRD结果表明所制备的PbTiO3薄膜为具有钙钛矿结构的四方晶相,且结晶度良好;TEM和HRTEM显示晶体平均粒径为20nm,晶体生长取向于[110]晶面;UV-vis吸收光谱结果表明,PbTiO3薄膜在整个可见光区域内对光均有吸收;光电化学性能测试结果显示,PbTiO3薄膜的开路电压为566mV,填充因子为0.497,其光电性能优于TiO2薄膜。

银系催化剂催化苯乙烯氧化反应的应用

环氧苯乙烷和苯甲醛都是重要的化工原料和有机合成中间体,广泛应用在工业化生产和有机合成领域。本文首先回顾了环氧苯乙烷和苯甲醛的生产及研究背景,概述了最新的研究进展,继而从生产环氧苯乙烷和苯甲醛的原料苯乙烯着手,概述了7种类型Ag系催化剂用于催化苯乙烯环氧化反应,并介绍了其制备方法、结构特点和催化性能,对这7种类型催化剂的物质特性进行归纳,阐述了Ag系催化剂在苯乙烯催化反应中的应用进展。

钴基电极材料的改性策略及其应用研究

钴基材料作为非贵金属材料中重要的一员,因其具有较高理论容量、良好的催化活性及出色的热/化学稳定性,被广泛应用在超级电容器(SCs)和电催化等电化学能源储存与转化领域中。然而目前在钴基材料的应用中还存在诸多缺陷,如导电性偏低,活性位点暴露的不充分,测试过程中活性组分易团聚、分解,结构稳定性较差等。近年来,许多研究报道了改性钴基材料来提升其电化学性能,基于此,本综述详细介绍了近几年对钴基材料的改性研究,主要包括形貌调控、元素掺杂、构筑异质结、缺陷工程及与载体材料复合。然后,对其在SCs、电催化氧还原反应(ORR)、析氧反应(OER)及析氢反应(HER)中的应用进行系统性的总结。最后,提出钴基材料当前存在的问题和未来的发展方向。