摘要：金属-有机框架(Metal-organic framework,MOF)材料因其出色的比表面积、众多的活性位点、可调的孔径范围和灵活的框架结构,在气体分离、储能和催化等领域发挥着重要的作用.近年来,采用高表面积、永久孔隙以及包含固有的氧化还原活性位点的MOF材料作为超级电容器的电极材料引起了研究者们的关注.本文主要从MOF在超级电容器领域的研究出发,着重介绍了其性能和结构对超级电容器电化学性能的影响,阐述了关于MOF性能调控和结构设计的研究进展.首先,MOF的电导率是影响超级电容器能量密度和功率密度的一大关键性能,而其材料的特殊结构又直接影响了导电率.其次,MOF丰富的活性位点和可调的孔径尺寸等特点都为其导电性能的提升创造了条件.此外,MOF的结构稳定性与超级电容器的循环性能密切相关,稳定结构的构建是增强超级电容器循环性能的重要前提.最后,对MOF未来在超级电容器领域中的研究进行了展望,结构的调控仍然是这一领域的重要研究方向.

摘要：设计开发了基于卟啉配体合成组装金属-有机框架、结构表征与染料吸附测试的综合性实验。实验通过简单的有机合成来获得卟啉型有机配体,然后利用该配体与锆盐自组装得到晶态MOFs材料,并且通过调节实验中竞争配体苯甲酸的加入量调节晶体尺寸。实验还以水为介质,探究了该MOFs材料对几种染料的最大吸附量,并通过X射线粉末衍射(PXRD)、红外光谱(IR)等分析手段对产品进行了表征。通过该实验,不仅可以使学生巩固所学理论知识,学习大型仪器的操作方法及数据处理方法,还能开阔视野,了解MOFs材料发展前沿,为将来从事相关科研工作奠定基础。

摘要：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,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(powerx-raydiffraction,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。通过该综合实验,学生不仅可以了解相关科技前沿,而且可以更好地掌握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。

摘要：金属-有机框架材料(Metal-organic Frameworks,MOFs)是近年来新兴的一类功能多孔材料,也是配位化学和结构化学相关知识点形象化、具体化的一种延伸,然而构筑且表征MOFs的化学或材料类综合设计实验并不多。本综合设计实验针对高年级本科生开展,首先通过较为简单的有机合成来获得有机配体,通过聚合反应得到前驱体铁簇,然后将制备的有机配体与铁簇组装得到晶态MOFs材料,通过X射线单晶和粉末衍射、红外光谱、热重分析等分析手段对产品进行表征。实验过程包括有机合成、无机合成、配位化学、结构化学、仪器分析等内容,涵盖了多门化学课程主要相关知识点,具有很好的综合性。经过此实验训练,学生不仅能巩固相关的化学基础知识,还能有效了解并掌握MOFs的合成技能、性能测试与相关大型仪器分析等操作技能,为培养学生将来从事化学或材料类的科学研究工作做好铺垫。

摘要：结合科研工作设计了一个综合性大学化学实验——多孔MOFs(UiO-66,[Zr_(6)O_(4)(OH)_(4)(BDC)_(4)]n(H2BDC=对苯二甲酸)和UiO-68,[Zr_(6)O_(4)(OH)_(4)(ATDA)_(4)]n(H_(2)ATDA=2′-氨基-[1,1′:4′,1″-三联苯]-4,4″-二羧酸))的合成、表征及相关性能研究。该设计实验选择具有不同长度的配体与锆离子组装得到晶态材料,整个实验过程包括有机合成、溶剂热合成、X射线单晶衍射和粉末衍射、红外光谱、热重分析等内容,综合了各大化学知识点于一身。经过此实验,学生不仅能有效了解并掌握MOFs材料的合成、性能测试与相关仪器的操作,还可做到理论结合实际、基础知识结合现代科研手段,培养学生的化学科研素养。

摘要：对部分大学化学课程的教学理念和教学内容进行改革和探索。通过知识传授与价值引领双轨并行,构建了以大学化学知识为主体,以提升大学生的家国人文情怀、科学文化素养、科学思维方法为主导的大学化学课程的思政教学体系。通过与课程知识的有机结合,开展爱国主义、哲学辩证思想、认识发展观、科学素养、品格意志力、社会规则秩序和安全意识等七个育人思想,对大学化学课程思政的设计理念、具体案例和实施方法进行介绍。

摘要：大学化学是高校理工科专业必修的一门应用性基础课,并且与石油工业有着紧密联系。课程特点是涉及的知识点多、知识面广,已被列为中国石油大学校级精品课程。在创建省级精品课程的活动中,通过设计精选典型的教学案例,本着"科学源于生活,服务生活,创造新生活"的理念,以增进课堂教学的趣味性,促进教学活动中的师生互动,极大地提升大学化学课堂教学效果。