“纳米乳液的制备、表征及粒径调控”实验的课程思政设计

将化学竞赛成果转化为具有农业特色的实验项目“纳米乳液的制备、表征及粒径调控”,并引入到物理化学实验教学中。通过实验使学生掌握纳米乳液的制备表征方法并研究制备因素对性质的影响,推动了农科和理科的融合渗透,培养了学生的跨学科思维,提高了科学素养。引导学生深刻认识纳米乳液对于减少农药使用量、保护生态环境的重要意义,关注国家粮食安全和食品安全等战略需求,加强了学生的绿色发展意识,激发了学生服务三农的责任感。

铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料的制备与表征

将铁尾矿与采剥废石制成的多孔陶瓷作为相变储能材料基体,同时将熔融石蜡、石墨、石墨烯混合搅拌30 min作为相变材料,最后采用熔融真空压注法将相变材料注入相变储能材料基体得到一种铁尾矿与采剥废石基多孔陶瓷复合相变储能材料(IT-WR@SCY/PCMs)。通过抗压、耐酸碱性和热导率测试及热循环试验等对IT-WR@SCY/PCMs的力学和物理化学性质进行了研究,并采用扫描电子显微镜(SEM)、差热-热重分析仪(DSC-TG)等对IT-WR@SCY/PCMs的微观结构进行了表征,结果表明:5种配比下IT-WR@SCY/PCMs的平均抗压强度为14.73 MPa;在微沸酸碱溶液中浸泡2.5 h的平均质量损失率分别为5.9%和2.4%;相较于石蜡,添加20%石墨和20%石墨烯的复合相变储能材料(IT-WR@SCY/GPCPCMs20和IT-WR@SCY/GCPCMs20)的导热率分别提高了120.83%、266.67%,为0.53、0.88 W/(m·K),相变潜热分别损失了44.50%、27.09%,为126.22、165.92 J/g;经100次熔化-凝固热循环后,IT-WR@SCY/PCMs的质量损失率仅为0.621%。IT-WR@SCY/PCMs的物理强度高,储热性能稳定,具有较长的使用寿命,在军事伪装、建筑节能等领域具有广阔的应用前景。

质子交换膜燃料电池气体扩散层制备过程材料表征和孔尺度模拟计算

为研究质子交换膜燃料电池(PEMFC)气体扩散层的制备方法对其结构和性能的影响,将聚丙烯腈基碳纤维原纸作为前驱体,以酚醛树脂作为粘结剂,采用热压、碳化、石墨化等工艺制成气体扩散层,考察在原纸浸渍的过程中,不同质量分数酚醛树脂乙醇溶液对气体扩散层结构和性能的影响。利用扫描电子显微镜、汞侵入法、四探针法等进行性能表征,并利用X射线断层扫描技术获得气体扩散层的三维结构,通过孔尺度模拟进行性能计算。结果表明,采用实验表征方法和模拟计算方法可以更加准确和清楚地对气体扩散层性能进行表征,在使用15%质量分数酚醛树脂乙醇溶液浸渍原纸时,可以得到与商用气体扩散层相等的78%孔隙率,同时将电阻率降低了30%左右。

“碳纳米管/SnS_(2)光阳极材料制备”综合性大学化学实验

在科研工作的基础上设计了一个综合性化学实验:利用溶剂热法制备碳纳米管/SnS_(2)光阳极催化剂材料;采用SEM(扫描电镜)、XRD(X射线衍射)、UV-Vis(紫外-可见吸收光谱)等技术进行表征;运用瞬态光电流响应、电化学阻抗、线性伏安扫描等方法分析材料的分解水性能。该实验让学生掌握材料的制备、表征及应用,培养学生的科研素养;利用实验验证所学知识,培养学生分析问题的能力;结合材料的性能及应用,培养学生能源危机及环保意识。

PP／CNT复合材料制备及表征研究进展

碳纳米管(CNT)在聚丙烯(PP)中的分散及其与PP基体的界面结合是制备PP／CNT复合材料的关键问题,可采用机械剪切、超声处理和表面功能化等方法来解决。CNT的加入使PP的力学、电学、结晶、阻燃和耐热等性能都有不同程度的改善和提高。综述了近年来国内外PP／CNT复合材料的制备及表征研究进展。

藕状多孔纯铜棒的制备与表征

采用定向凝固法,在氢气压力为0.2 MPa、熔炼温度为1 200℃的条件下制备了规则圆柱形气孔沿轴向定向分布的藕状多孔纯铜棒材料,棒材直径为45 mm,长度约为125 mm.测定了所制备材料的密度、孔隙率和通孔率,对所制备多孔材料的气孔形貌和气孔大小分布进行了分析和表征,并对所制备的样品沿平行于气孔方向和垂直于气孔方向的压缩性能进行了测试.结果表明,所制备纯铜棒的平均密度为4.48 g/cm3,平均孔隙率为50%;气孔直径分布为0.3～1.3 mm,气孔平均直径为0.81 mm;藕状多孔纯铜的压缩性能存在明显的各向异性.

环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊的制备及表征

采用原位聚合法制备了以环氧树脂(EP)为壁材,聚磷酸铵(APP)为芯材的微胶囊阻燃剂(MCAPP)。研究了不同含量的壁材对MCAPP溶解度的影响,结果发现,与未包覆的APP相比,在25℃和80℃条件下,MCAPP的溶解度都有较大幅度降低。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)对MCAPP进行了组成和结构表征,初步证实EP已包覆在APP颗粒表面。激光粒度的研究表明,MCAPP粒径分布变窄,平均粒径有所降低。此外,还采用热失重方法研究了APP以及MCAPP的热稳定性。

CdS薄膜的SILAR法制备与表征

采用液相薄膜制备工艺-SILAR(连续离子层吸附反应)法,在室温下于玻璃衬底上制备了CdS薄膜.对薄膜的表面形貌,薄膜的生长速率以及热处理与薄膜的成相及其电阻率的关系进行了观察和分析.实验结果表明:薄膜表面较致密,生长速率为2nm/cycle,随循环次数的增加,沉积粒子的尺寸趋于增大.室温下沉积的CdS薄膜为非晶态,经热处理后薄膜的结晶度提高,电阻率显著下降.此外,文章结合实验对薄膜的生长机理进行了初步的讨论.

粒子型块状TiO_2气凝胶的制备与表征

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法和超临界干燥,成功制备了酸催化的粒子型块状TiO2气凝胶,并用BET、TEM、SEM、IR等仪器对其结构性能进行了表征。结果表明,该气凝胶具有较高的比表面积(713.9m2/g)和较低的密度(最低为35mg/cm3),网络分布不均匀,孔径较小,孔径分布主要集中在10～25nm。红外光谱表明,该气凝胶是由钛的羟基氧化物组成,不存在碳氧键。

纳米氟硼酸钾粉末的制备及表征

探讨了高能球磨法制备纳米KBF_4粉末的工艺过程及影响因素。通过选择合适的球磨工艺及表面活性剂,以普通KBF_4粉末为原料成功制备出粉末的粒度均径为81．2nm、比表面积为28．26m^2/g的纳米级KBF_4粉末。分剐采用BET比表面积测试法、X射线小角度散射法(SAXS)及扫描电镜对纳米KBF_4粉末进行了表征。

水合二氧化铈的制备、表征及对硼的吸附研究

水合金属氧化物作为一类无机离子交换剂,对特定的离子具有良好的吸附选择性。采用沉淀法合成了水合二氧化铈以用于分离含硼废水中的微量硼,并对其进行了水热处理研究,对合成的样品进行了XRD,FT-IR,TG-DTG和比表面-孔径分布等一系列表征。结果表明,所合成的水合二氧化铈对硼具有良好的吸附效果,较常用的硼特效树脂对溶液中的微量硼具有更高的吸附容量,其吸附过程符合Langmuir吸附等温模型。

Yb^(3+):NaBi(WO_4)(MoO_4)的制备与性能表征

为了研究新型的钼酸盐激光晶体材料,采用熔盐法固相反应合成了混酸盐多晶材料Yb3+:NaBi(WO4)(MoO4)。通过XRD、DSC-TG、吸收光谱和发射光谱等表征方法,得出新相属于四方晶系,空间群为I41/a(88),熔点为884℃,吸收带宽约为80nm,发射中心波长为1008nm,发射带宽为约54nm。

羰基铁粒子的制备与表征

采用逐步升温液相分解法制备了羰基铁粒子 ,并系统地研究了反应条件对产物的物相组成、微观结构以及颗粒度的影响 ,并对羰基铁粒子的物相及微观结构进行了表征。结果表明 ,Fe( CO) 5的浓度会影响产物的物相组成 ;

水性纳米SiO_2/聚酯复合树脂及涂料的制备与性能表征

采用声化学反应在纳米二氧化硅粒子表面接枝多元醇,原位熔融聚合法制备水性纳米S iO2/聚酯复合树脂及涂料。通过粒径分析、凝胶渗透色谱分析、透射电镜分析、傅里叶变换红外光谱分析、紫外可见光谱分析等研究了纳米二氧化硅在水性聚酯树脂中的键合作用、分散性等,并考察了水性纳米聚酯聚氨酯涂料的力学性能和光学性能。

层状石墨相g-C_3N_4氮化碳的简易制备和表征

以三聚氰胺为前驱体,在氮气保护下进行高温热处理,借助X射线衍射、红外光谱、元素分析手段对产物进行表征。结果表明,在较低的400℃进行热处理时,前驱体中的N、H原子即开始逸出,产物中有层状g-C3N4的衍射峰出现,但是前驱体分解不完全。在500℃及高于500℃进行热处理时,可制备出纯态的g-C3N4,并且随着热处理温度的逐渐升高,所得产物的氮、碳原子比及其结构与理想层状石墨相g-C3N4差异逐渐减小。

介绍一个与材料相关的研究型综合化学实验——壳聚糖的制备与表征

在中国科学技术大学夏季学期的研究型实验课程"化学科研基础训练"中开设"壳聚糖的制备与表征"综合实验,以龙虾壳为原料,通过除蛋白、脱盐、脱色、脱乙酰等一系列反应,制备得到目标产物壳聚糖。运用红外光谱、核磁共振仪、黏度法、滴定等对产品的结构及性能进行表征。

氨基两亲高分子磁性微球的制备与表征

采用分散聚合法,以乙醇水为介质,在Fe3O4磁流体存在下,通过苯乙烯与聚氧乙烯大分子单体(MPEO)共聚制备了同时具有两亲性和磁响应性的端基为氨基的高分子微球.改变聚合条件可以得到平均粒径范围在5～80μm,氨基含量为0.01～0.25mmolg的两亲磁性高分子微球.

混合电容器多孔氧化钌阴极涂层的制备与表征

采用电沉积方法制备了混合电容器钽基多孔氧化钌阴极涂层材料,探讨了电沉积过程中电沉积液的pH值随电沉积时间的变化关系,研究了电沉积时间对氧化钌沉积质量的影响。用X射线衍射和扫描电镜分别表征了热处理前后的涂层结构及涂层的多孔形貌,用循环伏安法测量了涂层的电容,并研究了热处理温度对电容量大小及其稳定性的影响。结果表明:电沉积的氧化钌为非晶态,涂层为纳米多孔结构;热处理有利于涂层孔隙结构及大小的均匀性,不同温度的热处理使涂层具有不同的电容,经热处理后涂层的电容稳定;经100℃热处理1 h后的多孔氧化钌涂层具有最大的比电容。

有机包裹的Ⅱ-Ⅵ族半导体量子点的制备与表征

介绍了单分散量子点的无机成核/有机包裹的合成方法,并通过选择性沉淀可以得到单分散的半导体量子点;介绍了TEM,XRD,UVV-is吸收谱对纳米Ⅱ-Ⅵ族量子点的表征。

TiO_2与聚合物复合薄膜的离子自组装制备及表征(英文)

在常温下,以钛酸丁酯[(C4H9O)4Ti]和聚四苯乙烯磺酸钠(PSS)作为前驱物在普通载玻片上用离子自组装法制备了TiO2纳米粒子/PSS复合薄膜,复合薄膜的透过率随镀膜次数或薄膜厚度的增加而呈现周期性变化。透射电镜(TEM)测试结果表明,TiO2呈板钛矿晶体结构,薄膜连续而均匀,TiO2的平均粒径是3.6nm。光电子能谱仪(XPS)测试结果显示,薄膜中含有Ti、O、C元素,载玻片表面完全被TiO2纳米复合薄膜所覆盖。