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[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]
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]
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]
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]
刘煊赫 王怡轩 刘小明 武鑫
金属有机骨架材料(MOFs)具有明确活性位点、可调控结构等特征,是潜在的高效非贵金属氧还原反应(ORR)催化剂。基于此前沿热点课题,该文设计了一种Co/Ni-MOF催化剂催化ORR的综合性实验。采用超声法在常温条件下制备两种MOFs(Ni-MOF和Co-MOF),并对制备的MOFs进行SEM、FTIR、XRD、XPS、BET等结构和形貌表征,以及CV、LSV、RRDE等电化学性能测试,证明了Ni-MOF和Co-MOF在催化ORR领域的应用价值。将MOFs在ORR催化领域的创新性研究成果引入实验化学教学,有助于学生创新精神和实践能力的培养以及科研素养的提升。
关键词：
实验教学 MOFs 氧还原反应 创新实验
[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]
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]
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]
王会姣 赵明川 宋奕晓 王建超 卜庆伟 王春荣 王建兵
该文设计了两极协同电催化臭氧处理垃圾渗滤液膜浓缩液的综合研究型实验。在全面分析废液水质的基础上，开展了电催化臭氧技术处理垃圾渗滤液的能效评价和降解机理探究。实验结果表明，垃圾渗滤液的COD高达11 600 mg/L，可生化性极差；采用电催化臭氧技术对废液进行预氧化，能在有效去除有机物的基础上，将可生化性系数（B/C比）从0.18显著提升至0.45，协同耦合作用显著。该实验将行业难题、创新成果与专业知识相结合，能够激发学生的学习热情，培养科学创新思维，提升解决复杂环境工程问题的综合能力。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
程秋实 潘鹏聪 商双华 苏伟
该文设计了铁催化烯烃硼氢化反应研究型综合实验。非活化烯烃在氯化亚铁为催化剂、频哪醇联硼酯为硼源、叔丁醇锂为碱的条件下,在甲基叔丁基醚和N-甲基吡咯烷酮为溶剂时能够分别得到反马氏和马氏选择性硼氢化产物。通过条件优化和底物拓展的实验设计,有助于学生掌握惰性气体保护反应的架设流程、薄层色谱分析、柱色谱分离、气相色谱分析及核磁谱图解析等重要实验技能,让学生了解研究有机合成的一般方法,提升学生的实践能力和科研素养。
关键词：
硼氢化反应 铁催化 烯烃 研究型综合实验
[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] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
李能 曾州岚 刘滨 吴婧 胡福云 谢伟 鲁雪莲
面向"碳达峰""碳中和"国家重大战略,氢能作为一种能量密度高、无污染的绿色能源,将成为我国乃至世界未来能源战略领域发展的重中之重.电解水制氢由于其制备方法简单、制氢纯度高、制备过程无污染等优势而备受关注,但是该方法存在一个严重的缺陷,就是缺乏低成本、高效率析氢反应(HER)催化剂.MXenes是一种新兴的二维(2D)过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物,由于其具有极好的导电性、良好的亲水性、极大的比表面积、可调节的分子结构及多样的化学组成等优势,在析氢催化剂领域存在着潜在的巨大应用.该文总结了MXenes制备、MXenes基电催化析氢性能调控策略及利用机器学习设计MXenes基析氢电催化剂面临的挑战和新的机遇.该文为今后开发新型高效的MXenes基析氢电催化剂,推动氢能的绿色制备提供了参考.
[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版)
[作者]
李能 曾州岚 刘滨 吴婧 胡福云 谢伟 鲁雪莲
面向"碳达峰""碳中和"国家重大战略,氢能作为一种能量密度高、无污染的绿色能源,将成为我国乃至世界未来能源战略领域发展的重中之重.电解水制氢由于其制备方法简单、制氢纯度高、制备过程无污染等优势而备受关注,但是该方法存在一个严重的缺陷,就是缺乏低成本、高效率析氢反应(HER)催化剂.MXenes是一种新兴的二维(2D)过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物,由于其具有极好的导电性、良好的亲水性、极大的比表面积、可调节的分子结构及多样的化学组成等优势,在析氢催化剂领域存在着潜在的巨大应用.该文总结了MXenes制备、MXenes基电催化析氢性能调控策略及利用机器学习设计MXenes基析氢电催化剂面临的挑战和新的机遇.该文为今后开发新型高效的MXenes基析氢电催化剂,推动氢能的绿色制备提供了参考.
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