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[期刊] 实验技术与管理
[作者]
崔佳宝 刘小康 王慧 尹志红 常毅
设计了硫化镉制备及光催化分解水制氢综合实验,该实验涉及催化剂的制备、表征以及光催化性能测试等方面。通过该实验,使学生了解物理化学学科前沿知识,提高学生综合实验能力,培养学生创新能力与科学素养。以典型光催化剂CdS为例,分别以水和乙醇为溶剂,采用化学沉淀法制备CdS。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)等手段对CdS进行表征。通过光催化分解水制氢实验,比较采用不同溶剂制备的CdS的光催化性能。结果表明,以乙醇为溶剂合成的CdS光催化性能最佳,产氢效率是以水为溶剂合成CdS的10.97倍。
关键词：
物理化学实验 光催化 制氢 硫化镉
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
李春玲 孙霜青 胡松青 王秀民 王志坤 吕强 王晓燕
文章设计了硫化钴镍微球制备及其电催化析氢综合研究型实验。该实验通过简单的一步水热法,可控合成了一种由微小纳米粒子组装成微球结构的双金属硫化钴镍催化剂,研究了双金属硫化物结构与电化学析氢性能之间的内在联系,使学生对实验合成以及材料结构表征与性能测试有了较完整的把握。该实验将科研工作与本科生实验教学相结合,激发了学生对科研的热情,提高了他们的自主创新意识。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
武华乙 金兰英 丁雯 张岚 简文杰
文章将科研课题"CNTs/Ag/AgBr材料的制备及光催化活性研究"引入本科生实验教学,采用简单的溶液法合成了CNTs/Ag/AgBr材料,利用X射线衍射、扫描电镜及紫外-可见分光光度仪等对材料进行了结构和光学性能表征,探究了材料在模拟太阳光下对RhB的降解性能。该实验涉及材料合成、催化反应及材料表征等方面知识,有助于锻炼学生分析和解决问题的能力,有助于激发学生的创新思维和提高学生的综合素养。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程秋实 李永前 陈学敏 李发堂
该文设计了基于低温水浴法制备NiFe_2O_4/BiOCl复合光催化剂的综合实验,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜等对样品进行了物相及形貌分析,并以可见光下甲基橙(MO)的降解程度评价其光催化活性。结果表明,当NiFe_2O_4质量百分数为2%时,所得复合纳米材料的光催化活性最优,甲基橙在105 min时降解率达到了80.62%。该实验设计简单,涵盖了复合材料的合成、测试表征及光催化性能评价等知识点,便于学生理解材料结构与性能的关系,同时能够提升学生的科研创新意识和综合实践能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙志明 胡小龙
根据矿物材料学的学科交叉特点,设计了以天然海泡石为载体制备纳米Ti O2/海泡石光催化复合材料及其甲醛降解性能的研究型综合教学实验。结合XRD、BET、SEM和TEM等手段对样品的物相组成、孔结构特性及微观形貌进行检测分析,并基于光声光谱技术对复合材料甲醛吸附-降解性能进行评价,启发学生对材料制备-结构-性能三者关系的思考。实践结果表明:该实验有助于学生了解矿物材料加工技术研究前沿,既能提高学生的科研热情与兴趣,又可以促进学生综合实践、创新应用和独立思考的能力,进而有利于提升教学质量。
关键词：
海泡石 光催化 甲醛降解 教学实验
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
卢玉坤 鲁克彬 戴昉纳
为了开拓学生的科学眼界，加深学生对于催化剂以及电催化反应的理解，本综合实验设计开发了基于金属-有机框架物（Metal-organic Frameworks，MOF）衍生NiSe_(2)的制备及电催化析氢的综合性实验。实验通过制备MOF纳米片作为前驱体，进一步二次煅烧制备核壳结构的NiSe_(2)@NC催化剂，通过X-射线粉末衍射(Power X-ray Diffraction，PXRD)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS)和透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope， TEM)等分析手段对产品进行表征，最后考察材料的电催化析氢性能。通过本综合实验，学生不仅可以了解相关科技前沿，而且可以更好的掌握MOF及其衍生催化剂的合成方法、电催化性能测试以及电化学工作站等仪器的使用操作技能，为将来从事相关科研或实践工作打下基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
吴文婷 王军辉 吴萍萍 陈坤
为强化学生的"碳中和"理念和科研创新能力,文章设计了过渡金属硫化物基光敏剂制备及光催化性能综合型教学实验,并通过大学生创新实验形式对该教学内容进行了实践教学。实验教学结果表明:通过对近红外光催化剂制备、结构和光化学性质表征及性能评价等多个环节的设计,使学生切身感受到了光能的魅力;通过探讨光催化过程中选择性氧化的机理,加深了学生对光催化理论知识的理解,激发了他们的科研兴趣,促进了他们创新能力的提升。
关键词：
近红外光敏剂 光氧化 硫化物 光吸收
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
柳娜 许杰 王非 薛冰
以La_2O_3/MCM-22催化甲苯烷基化合成对二甲苯(PX)的研究过程为基础,设计了化工类专业综合实验。实验内容包括:通过浸渍法制备La_2O_3/MCM-22催化剂;通过N_2吸附脱附、XRD、吡啶吸附FT-IR和NH_3程序升温脱附(NH_3-TPD)等手段表征催化剂性能;通过固定床反应器上甲苯烷基化合成PX反应评价催化剂。该实验原料易得,操作简单,结果规律性明显,涵盖知识点丰富。通过该实验的训练,学生可以将化学、化工热力学、反应工程、化工工艺等课程知识连点成线,融会贯通,显著提升解决复杂化学工程问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
温福山 黄晓栗 李亚杰 王有和
光催化固氮是目前光催化领域的一个重要研究方向。该文利用自组装法合成了2D/3D MoS_2/HTCN光催化剂，并通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-vis DRS、PL和EIS等技术对催化剂进行了表征。在模拟太阳光的条件下，进行了光催化固氮的测试，通过控制变量法对合成氨的氮源进行了研究，并对光催化固氮的机理进行了探讨。该实验包含了多种材料的制备以及测试工作，综合性强、新颖性高，不仅能培养学生在催化剂合成和表征方面的能力，同时注重培养学生的科研思维，全面提高学生的科研素养。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
温福山 李亚杰 刘文亮 刘国栋 张涛 徐渊 张晓云
实验分别以硫脲和钼酸铵作为硫源和钼源,通过水热方法合成了二硫化钼,并利用醋酸调节pH值来控制产品形貌。实验中,用XRD表征样品的结构,用SEM图像观察产物形貌,用UV-Vis DRS对产品形貌调控前后的光吸收性能进行考察,最后以罗丹明B为模型化合物来评价二硫化钼的光催化效果,并给出了相关机理解释。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏佩东 乔雅君 李艳鑫 侯嫔 郭鑫蕾 牟勇霖 张春晖
该研究通过球磨法将树脂颗粒嵌到石墨相氮化碳（g-C_3N_4）层状结构内，制备具有高效、稳定光催化性能的球磨改性间苯二酚-甲醛树脂-g-C_3N_4复合催化剂。具体研究了水热反应条件、球磨速度、球磨时间等对催化剂在纯水体系中、可见光条件下产过氧化氢（H_2O_2）的性能的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、BET孔径测试分析等表征手段，分别探究了球磨过程中树脂和g-C_3N_4的微观结构、晶体组成和孔隙结构变化。结合电化学阻抗谱测试，揭示了间苯二酚-甲醛树脂-g-C_3N_4复合光催化剂在纯水体系、氧气饱和条件下制备H_2O_2的机理。实验有助于培养本科生及研究生的实验设计思维和操作能力，激发学生的科研兴趣，提升其解决实际环境问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
苏佩东 乔雅君 李艳鑫 侯嫔 郭鑫蕾 牟勇霖 张春晖
该研究通过球磨法将树脂颗粒嵌到石墨相氮化碳（g-C_(3)N_(4)）层状结构内，制备具有高效、稳定光催化性能的球磨改性间苯二酚-甲醛（RF）树脂-g-C_(3)N_(4)复合催化剂。具体研究了水热反应条件、球磨速度、球磨时间等对催化剂在纯水体系中、可见光条件下产过氧化氢（H_(2)O_(2)）的性能的影响。通过扫描电镜、X射线衍射、BET孔径测试分析等表征手段，分别探究了球磨过程中树脂和g-C_(3)N_(4)的微观结构、晶体组成和孔隙结构变化。结合电化学阻抗谱测试，揭示了RF树脂-g-C_(3)N_(4)复合光催化剂在纯水体系、氧气饱和条件下制备H_(2)O_(2)的机理。实验有助于培养本科生及研究生的实验设计思维和操作能力，激发学生的科研兴趣，提升其解决实际环境问题的能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
周远松 高凤雨 于庆君 唐晓龙
针对大气污染控制工程本科生实验教学课程中脱硝技术进行综合性教学实验设计。采用水热合成法制备Cu-Ce二元金属氧化物催化材料，在模拟含有一氧化氮（NO）和一氧化碳（CO）的烟气中，将CO作为还原剂，同时采用选择性催化还原（SCR）技术，实现烟气脱硝脱碳。并对催化剂材料进行了SEM、XRD、FR-IR、Raman和XPS等一系列结构表征。该实验综合性强，不仅涵盖环境工程专业的选择性催化还原脱硝技术和环境催化的内容，还交叉材料学科的制备与表征等多方面知识，能够培养学生综合性逻辑思维，提高实践操作能力和自主创新意识。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
孙月娜 王欢 李攀 闰明涛 李晗 吕运开
采用溶剂热法制备了BiOCl_(x)I_(1-x)@NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂，用SEM、XRD、FT-IR和UV-Vis DRS对复合光催化剂的形貌、结构等进行了表征。在可见光下，以酸性红B（ARB）为有机污染物，研究了复合光催化剂的光催化性能，并提出了可能的光催化作用机理。结果表明，复合光催化剂的光催化性能最好且稳定性良好，光降解120 min后，ARB的降解率达到95.2%，循环使用5次后，ARB的降解率仍可达89.4%。该综合实验涵盖材料制备与多种仪器测试，具有综合性、新颖性、研究性和应用性等特点，不但能提高学生的综合实践能力，还能培养学生的科研创新能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王有和 陈洁 王慧敏 丁金娜 孙洪满 阎子峰
利用多孔材料的吸附扩散性能与半导体材料的光催化性能的协同效应处理水体污染技术是当前的研究热点之一。首先，以正硅酸四乙酯为硅源，经水解、离心自组装制备的蛋白石结构SiO2胶晶为硬模板剂，单氰胺为前驱体制备了反蛋白石结构多孔g-C_3N_4材料；其次，利用XRD、SEM、TEM以及氮气吸-脱附等手段对产物进行了表征；最后，以罗丹明B(RhB)为模拟污染物对样品进行光催化降解性能测试，并提出了其光催化作用机理。结果表明：所制备的三维有序大孔g-C_3N_4样品具有典型的反蛋白石结构形貌；与块状g-C_3N_4相比，最优原料配比条件下所得反蛋白石结构多孔g-C_3N_4样品（IOCN-1.0）的比表面积和催化降解RhB的效率均明显提升。该综合实验操作简单且安全高效，不但能锻炼学生的综合实践动手能力，还能培养学生的科研意识和创新思维。
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