基于学科交叉与“双碳”背景的新型化学实验的设计——以“一种纳米管光催化剂的合成、表征及其光催化实验”为例

为使学生对纳米材料的制备方法、表征技术、图谱解析、异质结构、光催化应用等前沿知识与技术有更深入、更全面地了解，设计了一维管状光催化剂降解染料的综合实验。通过简单、低成本的静电纺丝结合光诱导还原方法制备了Pd/CuO/Co₃O₄三元异质结光催化剂。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪和X射线衍射仪等确定了催化剂的形貌、结构、元素组成及价态等。通过亚甲基蓝光催化降解实验探讨了催化剂的光催化性能。实验步骤简单、综合性强、涉及知识点多，有利于学生系统掌握纳米材料的制备、表征及光催化实验等知识。     

基于g-C3N4光催化剂的制备及其光催化降解RhB的综合化学实验教学改革与实践

将科研成果融入到综合化学实验教学中，更新教学内容，实现科教融合是提高人才培养质量的有效途径。为此，设计了一个基于g-C₃N₄光催化剂的制备及其光催化降解RhB性能的综合化学实验。此实验包含有光催化剂的制备、表征和光催化性能的测试等教学环节，体现了综合性、应用性和新颖性等特点，既能提高学生的综合实践能力，又能培养学生的创新思维和科学精神。     

综合性实验——溴氧化铋光催化剂的制备及降解罗丹明B性能

介绍了一个化学综合性实验,涉及溴氧化铋(BiOBr)光催化剂的制备及降解罗丹明B (Rh B)性能。该实验采用溶剂热合成的方法制备了BiOBr光催化材料,利用X-射线粉末衍射(XRD)和紫外可见漫反射光谱(DRS)对其晶相和吸光性能进行了表征,并测试其在全光谱照射下降解RhB的活性,最后通过自由基捕获实验证明了光催化降解过程中的活性物种,解释了光催化降解机理。本实验贯穿材料的制备、表征、性能和机理研究,有利于学生拓宽知识面,开阔视野,提高其实践能力和对知识的综合运用能力,培养他们的创新能力和科研兴趣。     

正交法研究纳米Ce/TiO2的制备

纳米TiO2是一种重要的半导体光催化剂,在众多领域具有广阔的研究及应用前景。以稀土Ce为掺杂元素,采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂纳米TiO2(纳米Ce/TiO2),通过XRD、BET、SEM等技术对其进行表征。设计L9(34)正交实验研究了不同条件对纳米Ce/TiO2的结构及表面特征的影响,优化了纳米Ce/TiO2的制备条件。初步研究了Ce/TiO2的光催化抗菌性能,表明Ce掺杂能够改善纳米TiO2的光催化抗菌性能。     

Cu/g-C3N4光催化氧化硫醚实验教学设计与实践

为提高无机化学专业学生综合实验能力，设计新型实用的光催化氧化硫醚实验代替传统的光降解实验，符合可持续化学和本科生实验教学发展要求。本实验设计包含铜/氮化碳光催化剂的制备及光催化氧化硫醚反应的研究，同时设计了光催化剂的形貌和结构表征及产物的定性及定量分析等实验内容。提升学生对光催化材料的制备及表征技术、掌握气相色谱仪等仪器的实验方法，学会分析表征结果和实验数据等相关知识。本实验涉及光催化技术和绿色化学科学热点，可以拓宽学生视野，激发学生对实验和科学研究的兴趣，为提升本科生无机化学实验教学奠定扎实的基础。     

TiO2/Na3NiF6复合光催化剂的制备及光催化性能

以铁尾矿砂和氟钛酸铵为原料,采用水热法制备了TiO2/Na3NiF6复合光催化剂,通过XRD、紫外/可见漫反射光谱、荧光光谱和光催化降解实验等对TiO2/Na3NiF6复合光催化剂的性能进行研究,并考察了不同pH制备条件对复合粉体光催化性能的影响.实验结果表明:所制备的TiO2/Na3NiF6复合光催化剂具有良好的光催...     

前沿科研成果融入无机化学实验教学——硫铟锌/三氧化钨复合材料制备及光催化性能测试

设计了一个硫铟锌/三氧化钨复合光催化剂制备及降解四环素活性测试的本科生无机化学实验。首先,采用水热法合成一种高效稳定的硫铟锌/三氧化钨复合光催化剂。然后,对硫铟锌/三氧化钨复合材料的物理化学性质进行一系列表征。最后,利用降解四环素来评价制备催化材料的性能。本实验的实施有助于学生理解和掌握无机化合物制备的技术路线,并能根据物质的性质,选择合适的分离、提纯方案。此外,实验教学可帮助学生正确使用实验仪器,组装实验装置,更深入地理解表征仪器的工作原理,更好地掌握水热法和离心等基本的无机化学合成方法。前沿科研成果融入无机化学实验教学的实施将有助于培养学生关注实验细节,科学表述实验结果,利用无机化学的相关理论正确指导和说明实验现象的能力。     

壳聚糖/二氧化钛的制备及其抗菌光催化性能

采用均匀沉淀法制备了壳聚糖/二氧化钛复合光催化剂,研究了壳聚糖掺杂量、溶液pH对复合光催化剂抗菌净化性能的影响。结果表明,样品450℃热处理2 h后TiO2为锐钛矿晶型;TiO2表面—OH与壳聚糖之间因氢键而发生吸收峰波数移动;中性制备条件下的壳聚糖与TiO2质量比为1∶8的复合光催化剂具有优良的抗菌能力,8 W紫外光灯照射下2 h对甲基橙的降解率达到100%。     

电化学沉积制备磁纳米线阵列及磁反转机制综合实验教学设计

为提升材料科学与工程专业和材料化学专业本科生结构功能一体化材料设计能力,设计了“电化学沉积制备磁纳米线阵列及磁反转机制”综合性研究实验。实验过程涵盖了电化学制备、微结构表征、磁性能测试,以及利用FORCs技术分析磁反转机制等知识。该实验设计通过多维度、多层次设计实验内容和科研全流程模拟,可提升学生的现场实验操作技能和实验设计能力,帮助学生深入了解材料电化学制备及其磁学性质,掌握相关仪器的操作,提升分析实验数据和解决问题的能力,有助于学生科学素养的养成。     

基于β-MnO_2纳米棒锂空气电池的研究型综合实验

本论文围绕电池研究前沿内容,设计了一个研究型综合实验方案,将纳米材料应用于锂空气电池研究中。借鉴水热法,通过对模板剂含量的控制,成功制备了纯相的β-MnO_2纳米棒。利用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜对产物进行分析。并将其作为锂空气电池正极材料,对其进行循环性能测试。该实验依托当下科研的研究热点,给予学生充足的思考空间,有利于培养学生的科研创新能力。     

聚己内酯抗菌材料的制备及抗菌性能评价的综合实验设计

通过原位交联聚合和静电纺丝法制备了聚己内酯复合纳米纤维抗菌材料。利用红外光谱、X射线光电子能谱和扫描电镜对聚己内酯复合纳米纤维抗菌材料进行表征。通过染色法、铺板法等对材料的抗菌性进行了评价。该实验涉及原料合成、材料制备、性能表征和测试等多方面内容,操作简单,有利于培养学生的综合思考能力和动手能力。     

纳米TiO2光催化剂的制备及应用研究进展

纳米TiO2是目前最受关注的光催化剂之一,综述了纳米TiO2的光催化原理,制备方法及其作为光催化剂在污水处理、空气净化和抗菌等方面的应用     

环保节能型发蓝工艺综合性实验教学的设计与实践

以培养学生实践与创新能力为目标,学生自行设计了环保节能型常温发蓝工艺综合创新性实验,取代传统能耗高污染大、有危险性的高温发蓝工艺实验。学生根据常温发蓝工艺配方设计正交实验表研究在Q235钢表面制备发蓝膜,并采用XRD、SEM、CHI680C电化学工作站等对发蓝膜层进行性能测试。通过实验方案设计、动手操作与探究实践等环节,培养学生实践及创新思维能力等综合素质、激发学生主动参与科研创新、科研创作的热情和兴趣,教学效果良好。     

《稀土掺杂nanoTiO_2制备及性能研究》实验综述报告

按照顶层设计思路,从实验课程教学目标、实验教学过程和实验教学结果等方面进行改革,通过调整了实验课程和优化实验内容,设计了研究创新型实验,确保可以通过实验对学生动脑与动手能力的训练,将实践创新能力及科研素质的培养落到实处。本文重点阐述了《稀土掺杂nano TiO_2制备及性能研究》综合设计实验的实验条件、实验目的、实验原理和方案设计、材料表征及性能测试,以及综合实验在培养学生动手能力和独立思考的作用和地位。     

采用涂层技术抑制凝汽器中生物黏泥的实验研究

对冷却水系统的抗菌藻涂料进行了研究.考察了不同换热器材质,不同冷却水水质条件下,涂层的抗菌藻效果.实验表明:不锈钢的防腐性能最优异,碳钢极易被腐蚀,必须对其进行涂层保护.金属铜本身具有抗菌抑藻能力.但不能解决生物黏泥、腐蚀等危害,必须对其进行涂层保护.自制抗菌藻涂层适用于循环冷却水系统的温度和pH范围,并且适应江河水、湖泊水和海水等在内的不同特点的水质.     

科研成果在无机化学实验中的运用

通过对一科研项目成果进行转化,设计出了一个无机化学实验:利用燃烧法制备氯硼酸锶铽荧光粉,学生通过控制炉温、尿素用量、硼酸用量、Tb~(3+)浓度等条件制备颗粒细小、发光性能良好的荧光粉,实验综合性强,对于提高学生无机制备实验能力具有很好的教学效果。通过将科研成果运用到无机化学实验改革中,拓展无机化学实验内容,培养学生的科研意识和环保意识,是进一步深化无机化学实验改革的必然趋势和发展方向。     

没食子酸修饰超高交联吸附树脂对邻氯苯酚的吸附性能——环境科学专业研究性综合实验设计

将树脂吸附法治理化工废水与环境科学专业实验教学相结合,设计了一个境科学专业研究性综合实验——没食子酸修饰超高交联吸附树脂对邻氯苯酚的吸附性能。实验以没食子酸为修饰剂,通过后交联与化学修饰反应制备了没食子酸修饰的超高交联吸附树脂(GAMR),优化了GAMR树脂对水中邻氯苯酚的吸附附条件,通过等温吸附实验和脱附实验探讨了GAMR对邻氯苯酚的吸附性能。该实验涵盖了环境化学、环境工程、物理化学、材料化学、仪器分析等课程中吸附技术、吸附模型拟合、材料制备、污染物的定性与定量分析等知识。通过本研究性综合实验的探索与实践,有利于提高学生综合实验技能和科研创新能力。     

纳米TiO2光催化剂的制备及应用

本文介绍了纳米气相法、液相法和固相法制备TiO2光催化剂的方法,并详述其条件和制备过程。综述了其在空气净化,污水处理,抗菌,化妆品,涂料等领域的应用。对纳米TiO2光催化剂的应用前景进行了展望。     

聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛的研究

采用悬浮聚合法制备聚苯乙烯微珠载体,通过矿化接枝技术将溶胶-凝胶法制备的纳米二氧化钛负载在微珠载体上,制成负载型纳米二氧化钛光催化剂。利用导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行可见光改性研究,通过XRD,SEM等方法对负载型纳米二氧化钛光催化剂进行表征;通过光催化降解甲基橙实验评价了导电聚苯胺改性负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化活性。实验结果表明：导电聚苯胺对负载型纳米二氧化钛光催化剂的改性,可有效改善负载型纳米二氧化钛光催化剂在可见光条件下的光催化性能,降解率提高了24.5%。     

介绍一个固体酸催化的综合化学实验

通过对一类新型固体酸催化剂——磺化硅胶的制备及其对合成乙酸异戊酯催化作用的考评,使学生了解了绿色化学的概念并掌握一种固体酸催化剂的制备方法,熟悉了酯化反应的常规合成方法、产物分离及分析方法,提升了学生综合实验的能力。本实验简单易行,涵盖了无机制备、有机合成、仪器分析等方面的相关内容,有利于培养学生的创新能力、综合实验能力和科研能力。