共晶物相变蓄热材料制备及性能测试的实验设计

节能减排是当今社会的关注重点。利用共晶物相变蓄热材料在相变过程的蓄放热技术是实现太阳能、工厂余热等能源综合利用、提高能效、降低二氧化碳排放、保护环境的最有效手段之一。共晶物相变蓄热材料实验涉及原料配方及制备工艺、晶体结构及形成机理以及产品热物性能等专业内容,可设计为综合化学实验。该课题的实施培养大学生配方设计能力和大型仪器设备动手操作技能。

“钴”胆英雄,根除“镍”障——钴基咪唑酯骨架材料用于去除镍离子的综合化学实验

镍在新能源汽车电池领域、电镀等行业有广泛的应用,随着国家双碳战略的进一步推进,这些行业产生的含镍(Ni^(2+))废水的处理对于环境保护而言越来越重要。传统的Ni^(2+)废水主要通过离子交换树脂、化学沉淀法、流化床结晶造粒等技术脱除其中的Ni^(2+),但这些处理过程存在选择性差以及产生二次污染等问题。本实验利用钴基咪唑酯骨架材料(Zeolite Imidazolate Framework,ZIF-67)可与Ni^(2+)反应形成镍钴水滑石的特点,设计了ZIF-67应用于Ni^(2+)去除研究的综合化学实验。在本实验中,ZIF-67与Ni^(2+)通过化学反应结合在一起,能有效提高对Ni^(2+)的选择性。本实验不仅包含材料制备、表征、吸附性能等实验内容,还包含模型分析和机理研究,通过对吸附机理进行深入研究,有利于培养学生的科研兴趣、创新思维和实践能力。本实验课堂时间约为8 h,时长适用于本科生综合化学实验教学。通过本实验,学生既能熟悉吸附法去除废水中Ni^(2+)的基本原理和分析过程,又能夯实专业基础知识,明确理论可以指导工业应用,从而培养学生综合能力,提升学生的科学素养和创新精神。

介孔碳包覆纳米氧化铁及其负极储锂特性——推荐一个综合化学实验

通过介孔碳包覆纳米氧化铁的制备、表征及储锂性能测试,帮助学生熟悉材料结构的表征手段,了解电池的制作工艺和测试技术,理解材料结构与性能间的关联,培养学生的实验技能、科学素养和实践创新能力。本实验帮助学生了解新能源领域的科学前沿,激发学生的科研兴趣,适合作为化学相关专业高年级本科生的综合实验课程。

铁基金属有机骨架材料去除刚果红的实验设计

设计一个包含铁基金属有机骨架材料的合成、表征及吸附性能研究的完整综合型化学实验。以Fe(NO3)3·9H2O和均苯三甲酸(H3BTC)为原料,合成一种铁基金属有机骨架材料Fe-BTC。采用X射线衍射仪和紫外-可见分光光度计分别对Fe-BTC的物相及其对刚果红的吸附效果进行测试。系统研究了接触时间、刚果红初始浓度对Fe-BTC去除刚果红效果的影响。运用等温吸附模型和吸附动力学模型对Fe-BTC对刚果红的吸附行为展开分析。此实验难度适中,且综合性较强,有利于提升学生的实验综合能力与创新能力,激发学生的学习兴趣,培养学生的化学专业素养和环保意识。

基于OBE理念的化工专业实验课程教学改革探索——以煤焦化实验为例

基于OBE教学理念,在化工专业实验课程教学体系研究基础上,探讨了化工专业实验课程目标、教学条件、教学内容、考核标准和能力培养目标之间的关系。围绕高素质应用型人才能力培养目标,进行教学条件建设、充实教学内容、改进评价和持续改进机制等教学改革,构建以能力目标培养为核心的化工专业实验课程教学体系。

创新型Sr_(3)NaTaO_(6):Mn^(4+)发光材料制备的实验创新改进及实践

利用简单的高温固相法在950℃煅烧12 h,冷却至室温后继续1000℃煅烧7 h制备出Sr_(3)NaTaO_(6):Mn^(4+)红色荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜以及荧光光谱仪(PL)对样品的物相结构、表观形貌、元素分布及发光性能进行分析。结果表明:Mn^(4+)成功掺入到Sr_(3)NaTaO_(6)基质中,形貌为微米级的不规则块状,Sr_(3)NaTaO_(6):Mn^(4+)荧光粉最佳掺杂量为0.003 mol,可以被紫外光激发产生692 nm的红光,Sr_(3)NaTaO_(6):Mn^(4+)的色坐标为(0.6932,0.3261)发出纯净的红光,以Sr_(3)NaTaO_(6):0.003Mn^(4+)荧光粉为原料制成LED器件可以发出优良的红光。

二氧化钛掺杂改性及其在光催化降解水污染中的应用开放性综合教学设计与实践

实践探索环节作为创新型一流人才培养的重要环节,越来越受到“双一流”建设高校的重视。开放性、综合性实验在激发学生科研兴趣、提升学生独立思考、动手实践、综合运用所学解决实际问题等方面的能力均具有重要的作用。本文选取贴合科研、产业前沿方向——二氧化钛掺杂及其在光催化降解水污染的应用为实验内容,将掺杂元素作为开放性因素,设计包含文献调研、实验方案设计、实验现象及数据分析、实验方案实施与优化等科学研究全过程的教学方案。通过必做掺杂元素+选做掺杂元素+全班数据共享的方式,确保学生拥有开放探索空间的同时,可以获得充分的有价值的实验数据,有效的激发了学生的学习兴趣。在教学各个环节融入课程思政内容,培养学生家国情怀,引导学生将个人的使命担当和国家的命运紧密相连,承担科技兴邦、创新强国的时代重任。

新工科视域下化工专业理论和实验教学协同创新模式研究

在“新工科”的大背景下,结合实践经验,针对当前理论与实验教学中存在的问题,从化工专业教学计划制定、实验教学条件、虚拟仿真平台使用、考核评价体系以及教学反馈和师资队伍建设等方面,对理论教学和实验教学协同创新模式进行了探索,以期改变现有问题,促使学生的实践动手能力、工程设计能力、知识应用能力、解决实际问题能力和创新能力得到全面提升,构建适用于化工专业教学的理论和实验教学协同创新模式。

装配式建筑构件连接用化学灌浆材料粘聚渗透性能研究

为探究装配式建筑用化学灌浆材料在制备中不同材料参数配比对于强度等性能的影响,选择硅酸盐水泥作为胶凝材料,配合陶粒、河砂等骨料及矿物掺和料,完成制备方法及灌浆试件的性能测试方法的设计。采用正交实验优化灌浆材料的制备配比,将水胶比、胶砂比、矿物掺和料掺量作为正交实验中的变量因素,分析不同水平下的试件相关性能。研究结果表明,当水胶比为0.19、胶砂比为1.14、矿物掺和料掺量为0.20%时得到的试件性能最佳,对应配比为水泥750 g、砂810 g、PVA120 g、水213 g时,试件力学性能最优、竖向膨胀率及自由沁水率最佳。

二维码技术在翻转课堂教学中的应用——以材料化工大型仪器设备实验教学为例

结合近年相关大型仪器设备实验教学的经验,阐述了翻转课堂在材料化工大型仪器设备实验教学的实施过程,并介绍了二维码技术在翻转课堂教学中的应用。

化工专业课程建设与教学实践策略——以“化工材料分析”为例

化工专业课程对实践的要求比较高,学生要通过实践教学的操作体验深入了解化工专业课程的知识内容等。因此,在化工专业课程建设中,教师要结合化工专业课程的细化科目,加强专业项目实践教学现状分析,并结合化工专业课程特点制定科学的实践教学策略,不断完善实践教学体系,促进化工专业课程教学的优化。基于此,主要从化工专业课程实践教学体系构建的大方向进行探究和分析,并以“化工材料分析”为微观切入点进行详细解析,以供参考。

“化学工程与工艺专业实验”课程教学创新体系建设与实践

以"产品工程"和"一个平台+五个模块"为主线,重组和优化专业实验项目及教学内容,紧密结合广西资源特色和优势,构建学科交叉的化学工程与工艺专业实验创新教学体系,编写有地方特色的"化学工程与工艺专业实验"教材。以广西重点发展"14+10"产业集群战略为契机,促进化学工程与工艺专业实验室和国家级及自治区级重点实验室的一体化建设,在专业实验室的基础上建成了"国家非粮生物质能源工程技术研究中心——热化学实验室"和自治区重点实验室"广西石化资源加工及过程强化技术实验室"。把科学研究引入专业实验教学,紧跟学科的发展前沿,拓展学生在化学工程与技术学科的新视野和专业实验知识,启迪学生实践创新的思维和智慧,培养了学生新技术和新产品的研发能力。以专业实验项目延伸为毕业设计和论文课题,把专业实验和毕业环节教学有机地结合起来,既提高了毕业设计与论文的教学质量水平又更新了专业实验装置。

地方高校应用型人才培养模式下化学专业实验课程体系研究

阐述了以广州大学国家级化学化工实验教学示范中心为平台,在地方高校高素质应用型人才培养模式要求下,融合四大化学实验,以"合成制备—分析表征—性能应用"为主线,构建了具有"一体化、三阶段、三层次、同平台"为特色的化学化工实验课程新体系。

化工专业精品实验项目内涵设计的实践与思考

在“精品实验项目”的设计与实践中体现以下几个方面的要求与内涵：以解决工业实际问题为目标导向,同时对社会热点问题进行关注;以实验研究方法论指导下的注重过程与方法,将科技成果融入实验教学之中以不断更新实验内容;以及不失时机地拓展学生全局观的视野,使得化工专业一些实验项目命题的理念得以更新,实验项目更具工程内涵,为学生提供了更具实效的创新实践技术平台。

滴灌条件下水的硬度对滴头堵塞的影响

为探明滴灌条件下水的硬度对滴头堵塞的影响规律及堵塞机理,该文选取不同硬度水源和2种滴头(内镶圆柱式、内镶贴片式)进行滴灌试验,研究滴头的流量变化和堵塞规律,并用场发射扫描电镜技术观测了滴头内堵塞物的结构及成分。结果显示:硬水滴灌条件下,2种滴头的平均相对流量随着滴灌运行时间的增加呈均匀下降趋势,且水质越硬下降越明显;硬水滴灌会造成滴头堵塞,且水质越硬堵塞程度越严重。但同一硬度水源处理下,2种滴头的平均相对流量和堵塞程度基本一致。堵塞的滴头在毛管的前1/3段、中1/3段、后1/3段都有分布。堵塞物质分析显示,Ca CO3沉淀导致的化学堵塞是滴头堵塞的主要原因。研究结果为滴灌技术在灌溉水质较硬地区的推广使用提供参考。

电子信息类专业操作系统实验课程的设计和实践

在电子信息专业的操作系统课程实验教学中提出并实践了一系列教改措施。编写了具有电子信息类特色的实验教材;突出了"原理—实例—实践"的具有专业特色的课堂教学与实验教学相结合新模式;实验内容具有信息与通信工程专业、电子科学技术、自动化专业和信息安全专业的特色。实践了"突出重点—因材施教—重点研讨—评析总结"4个环节构成的新型实验教学方法。

“精品实验项目”经典属性的探索

在"精品实验项目"建设中,通过对经典的动态理解,在实验项目的内涵设计、确立建设目标的长远性、传承与更新机制的建立以及知识的纵深与综合性相结合等方面,对"精品实验项目"的经典属性进行了探索,并作为项目建设的参照之一;以"精品实验项目"建设的实践过程为例,对探索中的经典属性在"精品实验项目"建设中的涵义进行了探讨。

化工专业本科生综合实验的设计与探索

文章以教师的科研课题为基础,以来源丰富的生物质为原料,通过碳化和活化方法制备多孔碳材料。通过前期查阅文献、自主设计实验条件,并对实验现象和结果进行总结及讨论,该项综合实验有利于培养学生的动手能力和创新思维能力,有利于学生熟悉实验室常规仪器使用和提高综合技能,为今后参与科学研究奠定基础。

农业院校研究生创新实验项目的设计与实践

根据农业院校化学工程与技术学科研究生的生源情况和专业特点,设计了一个创新实验项目。以异喹啉和六水氯化钴为原料,在含有浓盐酸的甲醇溶液中制备了四氯合钴(II)酸异喹啉盐杂化材料.用元素分析、X-射线衍射等手段表征了其组成和结构,研究了其红外光谱、紫外-可见光谱和磁学性能。实践表明,该实验项目原料易得,合成步骤简单,涵盖有机化学、配位化学、分析化学、晶体化学和分子磁化学等诸多知识点,具有一定的研究性和学术性,有利于培养研究生的创新能力和科学研究的能力。

化学工程与工艺专业综合型实验的改革

针对化学工程与工艺专业的本科实验以验证型实验为主,且专业实验之间相对独立等现状,就高分子方向综合型实验的改革提出了目标及实施的具体方案。