以学生为中心的物理化学课程教学模式的改革与实践

针对物理化学课程,提出了“四元三导一对分”线上线下混合式教学模式。教学效果表明,卷面成绩不及格率从传统讲授法的50%~70%区间逐渐降低至“四元三导一对分”教学法的15%~21%区间,平均分也由55分提升到70分,学生满意度较高,教学效果显著。

稀土Sm掺杂对纳米TiO_2结构和可见光催化性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO_2和稀土Sm掺杂TiO_2纳米粉体(Sm-TiO_2),通过XRD、XPS、FT-IR、UV-VisDRS、PL和Nano-sizer纳米粒度仪等对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)的光催化降解为探针反应,探讨稀土Sm掺杂对纳米TiO_2的结构和可见光催化性能的影响。结果表明,Sm掺入TiO_2后在表面存在Sm^(3+)和Sm2+两种价态,Sm掺杂抑制了TiO_2从锐钛矿向金红石的相转变,阻碍纳米晶粒生长,增加了纳米粉体表面羟基含量;适量的Sm掺杂能使TiO_2吸收光谱的阈值波长红移,有效降低光生e-/h+的复合率,提高TiO_2光催化活性。热处理温度500℃时,掺杂1.0wt%Sm的纳米TiO_2样品在普通日光灯下对MB在6 h内的光催化降解效率达97%,明显高于同等条件下Degussa公司产品P25的降解率56%。

硅藻土用作纳米V_2O_5催化剂载体的研究

用煅烧-酸洗的精制工艺处理硅藻土,通过添加助剂,制得适宜浸渍法制备纳米V2O5催化剂的预制载体。研究了酸浓度对硅藻土化学组成的影响,以及焙烧温度和助剂含量对载体强度和吸水性的影响,分别用SEM和ZXF-4自动吸附仪表征硅藻土和载体的微孔结构。结果表明,经过精制处理富集了硅藻壳体,改善硅藻土化学组成和孔结构;温度和硫磺含量对载体性能的影响趋势是相反的,在吸水性和强度二者间应取一个合理的平衡值,适宜的工艺参数为含7.5%的硫磺,焙烧温度850℃,所制备的载体具有合适的孔结构,能很好地满足纳米V2O5活性颗粒进入孔内分散。

Sm-TiO2光催化剂的制备及可见光下降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土钐掺杂的纳米TiO_2光催化剂(Sm-TiO_2),通过XRD、XPS、UV-Vis-DRS、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Sm-TiO_2样品进行表征和分析,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度样品对MB的光催化降解效果。结果表明,Sm的替代掺杂引起的晶格畸变促进了金红石相的形成,但晶界及表面的Sm物种抑制了TiO_2从锐钛矿相向金红石相转变,细化了晶粒。适量的Sm掺杂使TiO_2的吸收光谱阈值红移,有效降低了光生电子-空穴对复合率,提高了TiO_2光催化活性。当pH值=2、掺杂量n(Sm)∶n(Ti)=0.006、热处理温度为500℃时,Sm-TiO_2样品在普通日光灯下光催化降解MB的活性最高,其一级表观速率常数较相同条件下纯TiO_2提高了约4倍。

V掺杂TiO_2粉体制备与表征综合性实验设计

基于溶胶-凝胶法制备V掺杂TiO_2光催化剂粉体(V-TiO_2),利用XRD、激光粒度仪和荧光光谱(PL)对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,对比掺杂前后TiO_2粉体对MB的光催化降解效果。结果表明,500℃热处理时样品为锐钛矿相与金红石相组成的混合晶型,颗粒粒度分布均匀,平均粒径1.7μm,V的掺入有效抑制了电子-空穴对的复合,明显提高了光催化性能。该实验路线简单易行,涵盖知识点多,综合了材料制备、结构表征和性能检测等基本实验技能,操作步骤简单,便于学生掌握。

卓越计划下教学组织及管理的思考与对策

教学组织及教学管理是实现人才培养目标的重要保障,其在卓越工程师计划背景下对高校教学管理体制提出了更高要求。卓越工程师计划的实施需要高校和工业界密切合作,行业企业深度参与培养过程,实现企业、学校和学生的良好互动。高校的教学组织与教学管理应顺从时代发展要求。高校应充分认识实施卓越计划的重要意义,正视现实问题和不足,改革教学管理制度和模式,优化教学组织和安排,完善教学规章制度,推进工程师资队伍建设,创新高校与行业企业联合培养人才的机制,为实现卓越计划的人才培养目标作好组织和管理保障。

硅藻土负载纳米V_2O_5催化剂的制备及表征

以工业V2O5晶体为原料,用溶胶-凝胶法制得V2O5溶胶和凝胶,并以此胶体为活性组分,经过酸洗法精制硅藻土、优化催化剂配方和制备工艺,采用混碾法制得一种新型V2O5催化剂.分析硅藻土物化性能,用SEM表征硅藻土及催化剂的显微结构,测试催化剂的机械强度和氧化SO2时的催化活性.结果表明,经过酸洗法处理所制得的精制硅藻土其物化性质和结构能满足催化剂载体要求,催化剂中的活性组分V2O5颗粒尺寸大小约100 nm左右,而且均匀分布于载体上,催化剂的机械强度和活性分别达到61 N.cm-1和87.3%.

Zn-SrTiO_3粉体的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了锌掺杂钛酸锶粉体(Zn-SrTiO_3),通过X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)和激光粒度仪对样品进行表征和分析,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度样品对MB的光催化降解效果。结果表明,钛酸锶经锌掺杂后仍然保持了钙钛矿结构,Zn^(2+)进入晶格对Sr^(2+)进行了替位掺杂,晶格常数变小;样品形貌为有序多孔疏松结构,粒度分布均匀,热处理温度升高,样品发生热团聚;锌掺杂明显提高了SrTiO_3粉体的光催化活性,当掺杂量n(Zn)∶n(Ti)=0.015、热处理温度900℃时,Zn-SrTiO_3样品的光催化活性最高,其一级表观速率常数较相同条件下纯SrTiO_3提高了约3.6倍,样品光催化性能稳定。

Sm,C掺杂改性纳米TiO_2及其可见光催化性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了Sm、C分别单掺杂和共掺杂纳米TiO_2光催化剂,采用XRD、FESEM、TEM、XPS、UVVis-DRS、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对样品进行表征,以光催化降解亚甲基蓝(MB)作为评价模型,研究了不同样品对MB的光催化降解效果。结果表明,Sm单掺杂抑制了TiO_2从锐钛矿向金红石的相转变,抑制晶粒长大,C的单掺杂则促进了TiO_2的相转变,Sm或(和)C的掺杂均能细化TiO_2晶粒,拓展TiO_2在可见光区的光谱响应范围,降低光生e^-/h^+对的复合几率。Sm、C的掺杂均能有效提高TiO_2的光催化活性,且共掺杂时存在协同效应,当n(Sm)∶n(C)∶n(Ti)=0.01∶0.3∶1、热处理温度500℃时,Sm/C-TiO_2样品在普通日光灯下催化降解MB的一级表观速率常数是相同条件下纯TiO_2的4.3倍。

化学沉淀法制备BiVO_4光催化剂综合性实验设计

该文介绍了一个BiVO_4粉体的制备与表征综合性实验。基于化学沉淀法制备BiVO_4光催化剂粉体,对其晶体结构、形貌和粒度分布进行表征,研究了其光催化性能。所制得的样品为单斜白钨矿结构,形貌呈圆球形颗粒,粒度分布均匀,样品对甲基橙的光催化降解符合一级反应动力学规律。实践表明,该实验路线简单易行,制备条件温和,涵盖知识点多,综合了无机化学、材料制备、结构表征和性能检测等基本实验技能,且设备和操作简单,具有良好的教学效果,可作为材料科学与工程专业的综合性实验项目。

PP/TiO_2复合材料的力学性能研究

采用熔融共混法制备了PP/TiO2复合材料,并研究了TiO2的表面处理、含量及粒径对复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度两大主要力学性能的影响。实验结果表明,钛酸酯类偶联剂能很好地改善TiO2粒子与PP基体的界面相容性,从而使复合材料的力学性能提高;经表面处理后的纳米TiO2所填充复合材料的力学性能明显优于普通TiO2(微米级);而且处理后的纳米TiO2在填充量为4%时对PP的增强增韧效果最佳。

超高分子量聚乙烯塑料的性能、加工及应用

综述了新型工程塑料超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的性能、加工及应用情况。

钒系脱硝催化剂的研究现状及发展趋势

概述了选择性催化还原(SCR)脱硝的技术原理。重点综述了V2O5/TiO2、V2O5/SiO2、V2O5/AC等钒系脱硝催化剂的研究现状,探讨了钒系SCR催化剂脱硝的作用机理。最后展望了钒系脱硝催化材料的发展趋势,主要是提高低温活性和选择性、研制抗中毒能力强的催化剂和开发新型高效钒催化剂等。

我国煤矸石的综合利用研究进展

煤矸石的综合开发利用对于节约资源、改善环境、实现可持续发展具有重要意义。分析了我国煤矸石利用现状,综述了国内煤矸石在有价元素提取、化工、建材、新材料和高分子填料等领域的新产品、新材料及开辟应用新途径的研究进展。我国煤矸石利用技术和水平不高,相对于巨大的煤矸石产生量,现有的产业化利用途径难以满足实际处理需求。依据煤矸石的化学和矿物成分进行分类应用,基于新产品、新技术的高值利用对进一步提高资源利用水平和利用率有重要意义,是煤矸石综合利用的重要发展方向。

废旧塑料的复合再生利用新进展

概述了废旧塑料的处理技术、再生利用途径,着重介绍了几种国内外在废旧塑料生产复合材料方面的新技术及其应用实例,如塑/木复合材料、塑料/粉煤灰复合材料、玻璃/塑料复合材料、改性沥青、塑料混凝土等。

聚丙烯/轻质CaCO_3复合材料的力学性能研究

采用熔融共混的方法制备了PP/CaCO3复合材料,并研究了轻质CaCO3的表面处理、含量及粒径对材料的拉伸强度和缺口冲击强度两大主要力学性能的影响,着重对实验结果作了科学的理论分析。实验结果表明,钛酸酯类偶联剂能很好地改善CaCO3粒子与PP基体的界面相容性,从而使复合材料的力学性能提高;经表面处理后的超细轻质CaCO3(纳米级)所填充复合材料的拉伸强度和缺口冲击强度明显优于普通轻质CaCO3(微米级);而且处理后的纳米级CaCO3在填充量为10%时对PP的增强增韧效果最佳。

纳米V_2O_5催化剂的制备工艺实验研究

用精制硅藻土作载体、V2 O5胶体为钒源、K2 SO4和硫磺粉为助剂，制备负载型纳米V2 O5催化剂，探讨了V2 O5用量、K2 SO4用量、硫磺用量和焙烧温度对催化性能的影响。结果表明，V2 O5用量影响非常显著，硫磺粉用量和焙烧温度影响较为显著，K2 SO4用量为10％～16％时影响不明显。催化剂制备最佳工艺条件为：硅藻土：V2 O5：K2 SO4：硫磺粉﹦100：7：16：7（质量比），焙烧温度800℃。

焙烧温度对1.0wt%Sm-TiO2纳米粉体可见光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了经不同温度焙烧的1.0wt%Sm掺杂TiO_2纳米粉体(SmTiO_2)。通过对样品进行表征,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同焙烧温度条件下制备的Sm-TiO_2样品对MB的光催化降解效果。结果表明,焙烧温度对Sm的实际掺杂效果影响不大,Sm掺入TiO_2后在表面存在Sm^(3+)和Sm^(2+)两种价态;Sm掺杂抑制了TiO_2从锐钛矿相向金红石相转变,抑制了光生e^-/h^+的复合;焙烧温度升高,样品中金红石相含量增加,晶粒尺寸增大。焙烧温度500℃时样品的吸收光谱阈值红移最大,光生e^-/h^+的复合率低,1.0wt%Sm-TiO_2样品在普通日光灯下对MB在6h内的降解率达96.86%,明显高于同类产品P25的降解率(56.52%)。

钒掺杂SrTiO_3光催化剂的制备及性能研究

用溶胶-凝胶法制备不同质量分数V掺杂的SrTiO_3光催化剂粉体(V-SrTiO_3),通过X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度仪对其结构和形貌进行表征,用亚甲基蓝(MB)催化降解实验评价其光催化活性.结果表明,V掺杂后SrTiO_3仍然保持钙钛矿结构,V5+进入晶格对Sr2+进行了替位掺杂,晶格常数变小;热处理温度升高,样品发生热团聚;V掺杂后SrTiO_3的催化活性得到了明显的提高,并随着热处理温度的升高,光催化降解率先增加后降低;当n(V)∶n(Ti)=1.5∶100,热处理温度为800℃下制备的样品催化活性高达90.5%.

Zn掺杂SrTiO_3光催化剂的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同Zn含量掺杂的SrTiO_3光催化剂(Zn-SrTiO_3),通过X射线衍射(XRD)、扫描电子镜显微(SEM)和荧光光谱(PL)对其进行了表征,用亚甲基蓝(MB)光催化降解实验评价了其光催化活性。结果表明,SrTiO_3经Zn掺杂后仍然保持了钙钛矿结构,Zn^(2+)进入SrTiO_3晶格对Sr2+进行了替位掺杂,导致晶格畸变;热处理温度升高,样品发生热团聚;适量的Zn掺杂,能有效降低光生电子和空穴的复合几率,提高SrTiO_3的光催化活性;当掺杂量n(Zn)∶n(Sr)=1.5∶100,热处理温度900℃时制备的样品光催化活性达95.5%,明显优于同等条件下纯SrTiO_3活性58.5%,样品具有较高的光催化活性和良好的稳定性。