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Inorganic Functional Materials
发布日期:2023-12-26 作者: 浏览次数:

课程编号

0390082

课程名称

中文:无机功能材料

英文:Inorganic Functional Materials

任课教师

王凤龙、郑昭科、蒋妍彦

主要教材


参考书目


课程说明

本课程“无机功能材料”紧跟时代和国际学术前沿,立足于国家和社会需求,聚焦当前无机功能材料领域的热点和难点,借助于国外权威教材和近期权威杂志发表的科研论文建设课程,主要通过讲述无机化学基础、无机功能材料制备方法、无机功能材料表征测试方法、无机抗菌材料、无机环保材料、无机新能源材料、无机医药材料、无机传感材料等内容,既包括了无机材料化学的基本知识,又紧紧围绕材料科学和材料物理化学学科培养计划的课程安排需求,讲述该学科国内外前沿知识,能够大大增强我校研究生对我国和世界该领域的研究进展有时效性的掌握,增加国际化程度。

内容简介

(系统填写要求不少于200字)

教学大纲和教学内容:


(一)、教学目标和教学要求:

掌握不同无机功能材料的定义及其主要代表材料,熟悉其性能特点和应用前景。

掌握材料学和无机化学的基础知识,并学会运用到材料结构和性能分析中去。

熟悉相关材料的特征、结构、制备方法及其表征方法。

了解无机功能材料学科前沿研究动态,提升基础知识掌握与前沿研究结合的能力。


(二)、教学内容:

教学内容设置紧紧围绕培养方案,促进学生学习基本知识的同时,增加国际前沿知识的掌握能力,提升国际化视野。主要教学内容包括:

无机化学基础:6学时

课程内容:原子与分子基本结构、热化学、化学动力学基础、化学平衡、熵和Gibbs函数、酸碱平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原反应、电化学基础、原子轨道与分子轨道理论、固体晶体结构及电子结构等。

无机功能材料合成方法:4学时

课程内容:物理制备方法(PVD、球磨法等)、化学制备方法(CVD、溶胶凝胶法、溶剂热法等)原理、实施方法及典型案例。

无机功能材料测试表征方法:4学时

课程内容:扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman spectra)、红外光谱(FTIR)、质谱(Mass Spectrometer)等测试仪器的原理、使用方法、数据解析。

无机抗菌材料:2学时

课程内容:无机抗菌材料的发展与分类、抗菌的概念及原理、无机抗菌材料的测试与表征、无机抗菌材料评价方法、无机抗菌材料的研究进展、纳米抗菌剂应用前景等。

无机环保材料:2学时

课程内容:环保材料发展的意义、无机环保材料的概念、无机环保材料的分类、无机环保材料的应用。

无机新能源材料:4学时

课程内容:新能源开发的意义、新能源转换材料、钙钛矿光伏材料、电池及超级电容器材料、燃料电池基本原理和材料选择及应用前景。

无机医药材料:2学时

课程内容:无机医药材料的分类、无机医用材料的特点、无机医用材料生物相容性概念、无机医药材料研究进展、典型无机医用材料的应用场景。

无机传感材料:2学时

课程内容:物联网与传感技术、传感材料的分类、无机传感材料在环境监测方面的应用、无机传感材料在人体健康状况监测方面的应用、半导体MOS气敏传感器原理及应用举例。

无机催化材料:2学时

课程内容:催化材料的重要性、无机催化材料的主要类别、无机催化材料的合成方法、无机催化材料在环境净化和能源转换方面的应用举例及催化原理介绍、无机催化材料的应用和发展。

研讨:4学时

课程内容:翻转课堂模式,给定研讨课题,学生制作PPT课件,师生共同点评;开设专门辅导课,主讲教师和助教参与研讨学习内容,为学生答疑解惑。


(三)、教学重点难点

1. 无机化学基础知识

教学重点:原子轨道与分子轨道理论、固体晶体结构及电子结构

教学难点:原子轨道与分子轨道理论、固体晶体结构及电子结构

2. 无机功能材料合成方法

教学重点:PVD法、球磨法、CVD法、溶胶凝胶法、溶剂热法及其原理、实施方法

教学难点:合成方法原理

3. 无机功能材料测试表征方法

教学重点:扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)等测试仪器的基本原理,数据解析

教学难点:测试数据解析

4. 无机抗菌材料

教学重点:抗菌的概念及原理、无机抗菌材料的测试与表征、无机抗菌材料评价方法、无机抗菌材料的研究进展

教学难点:抗菌的原理、无机抗菌材料的测试与表征

5. 无机环保材料

教学重点:环保材料发展的意义、无机环保材料的分类、无机环保材料的应用。

教学难点:环保材料的作用机制

6. 无机新能源材料

教学重点:新能源转换材料、钙钛矿光伏材料、电池及超级电容器材料、燃料电池基本原理和材料选择

教学难点:电池及超级电容器材料基本原理、钙钛矿材料钝化原理等

7. 无机医药材料

教学重点:无机医药材料的分类、无机医用材料的特点、无机医用材料生物相容性概念、无机医药材料研究进展

教学难点:无机医用材料生物相容性及其评价机制

8. 无机传感材料

教学重点:传感材料的分类、无机传感材料在环境监测方面的应用、无机传感材料在人体健康状况监测方面的应用、半导体MOS气敏传感器原理

教学难点:半导体MOS气敏传感器原理

9. 无机催化材料

教学重点:催化材料的重要性、无机催化材料的主要类别、无机催化材料的合成方法、无机催化材料在环境净化和能源转换方面的应用举例及催化原理介绍

教学难点:无机催化材料在环境净化和能源转换方面的催化原理