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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
商虹
石墨炔是完全具有中国自主知识产权的全碳材料,在催化、能源、电子器件等诸多领域具有潜在应用。通过设计并合成不同的反应前体,经过炔炔偶联反应制备石墨炔碳材料。对材料进行Raman、XRD、XPS、SEM、TEM等结构与形貌表征,实现了石墨炔多孔碳材料掺杂氮原子的含量(3%～17%)及位置可控(吡啶氮/三嗪氮)。对材料的氧还原催化性能及锂电性能进行研究,验证了石墨炔碳材料在催化及储能方面的优势。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘恒 吴朝阳 刘建成 孙冬娇
利用浙江天煌教仪公司THETDA-4型实验教学平台,通过设计帆板倾角控制系统实验,让学生了解工程项目规范化的软硬件设计及调试要求,熟悉闭环电子控制系统的结构,掌握PID控制和PWM方法的应用。实验涉及同步串行IIC通信协议、卡尔曼滤波、基于双定时器的脉冲宽度调制、PID算法、虚拟串口示波器、无字库液晶的取模及驱动、机械结构的制作等,该实验属于一个典型的闭环PID控制综合实验,可作为单片机课程综合设计和大学生电子设计竞赛实训实验。
关键词：
PID控制 实验设计 脉冲宽度调制 帆板
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙海翔 张晓云 葛保胜 王兆杰
将科研成果转化为实验教学内容,设计研究了多孔石墨烯的制备及气体分离性能评价的综合实验,以促进学生对专业知识有更加系统地了解。实践表明,在对新型碳材料理论了解的基础上,增加石墨烯的结构调变设计及性能评价实验,既能激发学生对于专业知识的研究兴趣,在文献调研、实验设计和动手操作过程中又培养了学生的自主学习能力和创新意识,深化了学生对材料的结构与表征认识,从而更好地理解材料的结构与性能之间的关系。
关键词：
多孔石墨烯 综合实验 气体分离 材料结构
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘威 张淑婷 罗颖 庄彩新 倪春林
采用水热法制备了石墨烯基二氧化钛复合光催化材料，运用多种分析手段（TEM、XRD、FT-IR、BET及UV-Vis）对其结构进行了表征，研究了其光催化分解水产氢的活性，探讨了材料组成、结构与性能之间的相互影响。结果表明，片状石墨烯与在其表面生长的纳米Ti O_2颗粒之间具有强烈的协同作用，不仅改善了光催化复合材料的比表面积，促进了活性组分的高度分散，并且提高了材料在可见光区域的响应强度，有效地阻止了光生电子和空穴的复合，大大提高了该复合材料的光催化产氢效率。当石墨烯含量为8%时的复合材料光解水产氢效果最好，产氢速率为120.59μmol·g~(–1)·h~(–1)。循环测试结果表明该复合材料具有很好的光催化稳定性。
关键词：
石墨烯 二氧化钛 光解水 产氢
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
谢爱娟 武嘉奕 罗士平 薛冰 马江权 周国平 李群
把科研成果与基础化学实验教学相结合,设计了石墨烯/聚苯胺合成及应用的综合型实验。采用鳞片石墨制备氧化石墨烯,通过水合肼还原得到石墨烯,并用原位聚合法制备出不同质量分数的石墨烯/聚苯胺杂化材料。采用透射电镜、拉曼光谱、红外光谱、X衍射对所制备的杂化材料进行表征。通过测试裸露碳钢片、聚苯胺以及不同质量分数杂化材料的塔菲尔腐蚀极化曲线来衡量不同材料在涂料中的防腐性能差异。该综合性实验有利于培养综合性、创新性人才。
关键词：
石墨烯 聚苯胺 杂化材料 防腐性能
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
古双喜 张珩 徐志强 刘根炎 朱园园
基于一种曼尼希类反应的两种不同合成方法,设计了一种适合于本科实验教学的一锅合成法。该实验简化了操作步骤,优化了反应溶剂与原料的摩尔比,选择了粗品纯化方法。该实验将传统的经典有机合成、前沿研究和应用研究紧密结合,实验方案选择多样化,适合对不同水平的学生实施多样化教学。
关键词：
曼尼希反应 曼氏碱 有机合成 实验教学
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赵联明 徐静 朱后禹 付殿岭 匙玉华 郭文跃
针对新能源材料中的电催化析氢过程,设计了研究型实验"Fe掺杂碳纳米管的析氢活性",探究了FeCNT(5,5)的几何和电子结构、结构稳定性、析氢反应路径和析氢活性。该实验以高性能计算集群为平台,利用Materials Studio软件开展密度泛函理论模拟,适合作为本科生研究型计算材料学实验,有助于激发学生参与科研和创新的热情。
关键词：
实验设计 电催化 析氢反应 密度泛函理论
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
康子曦 范黎黎 刘大鹏 董斌
以2种高分子气体膜分离测试为载体,设计了一个涉及膜材料制备、表征和其气体分离性能测试的综合型实验设计。实验由不同高分子膜材料制备、形貌表征、气体吸附和渗透性能的测试和拟合组成,融合了物理化学、材料化学、高分子化学和化学工程理论知识于一体,并结合了目前热门的能源环境应用。实验设计可作为大三大四化学、化工或材料专业学生创新性实验项目,使学生了解所学知识和膜分离应用的关系,激发学生的科研兴趣,提高学生的科研技能及创新实践能力。
关键词：
实验设计 膜分离 气体吸附 理论应用结合
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
赖婷 林碧敏 刘小波 朱明芳
介绍一种采用激光还原方法来制备石墨烯材料的综合型实验设计。该实验包含氧化石墨烯的制备、激光光源的选择、氧化石墨烯的还原等内容,采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和X射线衍射仪等仪器对其形貌结构和化学结构进行了表征。利用该材料构建电化学传感器并应用于酚类化合物的检测。该合成方法简单,涉及多种分析仪器的操作,制备出的材料应用性强,可有效进行酚类化合物的检测,是一个综合性很强的实验。该实验可作为创新性实验项目,使学生熟悉石墨烯材料的制备及其应用,激发学生的科研兴趣,提高学生的科研素质及创新实践能力。
关键词：
石墨烯 实验设计 激光还原
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
朱宝勇 任秀珍 张秀玲 李春辉 宋玉兰
介绍了一个由科研实验"一种Co(Ⅱ)MOF材料的合成及表征"转化而来的综合性实验教学设计。实验内容包含配体合成与分离、金属有机框架材料的溶剂热合成、晶体数据采集、结构解析与表达、产物物相分析、热重分析及气体吸附性能研究等,涵盖了本科生所学的有机化学、无机化学、配位化学等多方面知识。实验操作简单、可重复性好、结果可靠,既有利于培养学生的创新实践能力,又能激发他们的科研兴趣。
关键词：
金属有机框架 合成与表征 实验设计
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李静 刘瑞珍 黄薇
基因瞬时表达是研究目标基因功能的快速、有效手段，在植物领域得到了广泛应用。为了使学生充分了解基因工程技术在植物次级代谢物研究中的应用，实现科研反哺教学，设计了植物基因瞬时表达并影响其次级代谢物质积累的综合实验。选取非模式植物莲（Nelumbo nucifera）转录因子NnWRKY70和NnMYB5为研究对象，运用分子克隆技术构建双元表达载体。利用农杆菌注射法将目标基因导入莲花瓣中实现瞬时转化，发现过表达NnWRKY70和Nn MYB5能促进莲生物碱的合成以及花瓣花青素的积累。该实验是对以往植物生物学及生理学实验内容的扩充，有利于培养和提高学生的科研思维和实践创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
靳明 王献玲 韦丽红 闰明涛 刘磊 白国义 杨瑜涛
设计了以生活固体废弃物制备活性炭及吸附性能测定实验,实验原理简单、操作简便,适合作为本科生科研创新的尝试。实践表明,通过对活性炭的碳源选择、制备条件、形貌和吸附性能等方面的探索和实践,巩固了学生的理论知识,培养了学生的动手能力和创新能力。由于实验对象与生活息息相关,能够激发学生的好奇心,提高学生的创新思维。
关键词：
固体废弃物 活性炭 科研创新能力 本科生
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
刘洋 逄海萍
以E类逆变器为基础,结合磁耦合谐振式无线电能传输原理,设计了一个创新性仿真实验平台。首先分析E类逆变器的工作原理,并研究电路参数对E类逆变器效率的影响;然后系统地给出基于E类逆变器的高效MCR-WPT系统的设计方法和步骤,并在Simulink下构建了一套系统仿真实验平台。在该平台上可以进行系统运行状态的观察和分析、传输效率的计算以及各类因素对传输性能影响研究,从而激发学生的创新性思维,提高分析问题和解决问题的能力。
关键词：
无线电能传输 E类逆变器 创新实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
张金 宫晓利 高小鹏 段峰 熊宏齐
大语言模型等颠覆性智能技术正在推进新质生产力的快速发展和形成，对传统知识驱动型教学模式产生了极大冲击，也对高校人才培养的能力目标提出了新的挑战。该文首先在分析实验教学培养学生新型创新能力的基础上，提出“既定方向、多元路径、弹性目标”的实验课程设计框架，以及培养“智能协同创新”能力的综合性实验设计方法；然后以计算机组成原理课程为例，详述了综合性创新实验案例的设计方法；最后结合实验课程实施情况，分析了学生能力培养成效。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
靳晓芸 王德钰 De Rancourtde Mimérand Yoann 郭嘉 程波
将科研成果融入实验教学，结合分形几何、3D打印和等离子体技术，设计了负载型掺杂光催化剂制备与应用综合实验。实验采用原位配位辅助沉积（ISCAP），将硫化镉和锌掺杂的硫化镉化学固定在分形有机载体表面。通过扫描电子显微镜（SEM）、紫外可见漫反射（UV-vis DRS）、X射线光电子谱（XPS）等手段对材料进行了表征。同时，通过对染料罗丹明B(RhB)的降解评估了两种负载型催化剂的光催化活性及稳定性。实验具有综合性、创新性和探究性特点，对学生应用、分析、创造等高阶能力的培养具有促进作用。
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