摘要：基于工程教育专业认证提出的“以学生为中心、以培养目标为导向”教学理念,围绕“循序渐进、逐步提高”课程体系的构建,针对材料科学基础实验课程实施教学思想转变、教学内容优化、教学手段丰富等全方位改革创新,开发了融入学院发展特色的“科研+创新”元素融合的创新设计型实验模块,耦合线上资源与线下教学,协同开放式实验教学模式,促进了课程目标的达成,推动了材料科学与工程专业创新型人才培养。

摘要：金属-空气电池作为新兴的能源装置受到了人们的关注。氧还原反应(ORR)是金属-空气电池的关键电化学过程。由于氧还原反应缓慢的动力学速率和铂基ORR催化剂高昂的价格严重阻碍了金属-空气电池的规模化应用。铁系元素不但地球储量丰富而且具有多样的杂化轨道,将铁系元素引入到炭骨架中可以实现与铂相近的催化性能,非常有希望取代铂基催化剂成为商用ORR催化剂。本文根据活性位点的分类,对铁系元素基炭催化剂在ORR中的应用进行了综述,并系统总结了各中活性位点在ORR过程中的作用机理。本文在系统论述炭负载铁系元素催化剂结构和性能间构效关系的基础上,充分认识铁系元素在ORR中的作用,为今后设计具有高效ORR催化性能的廉价催化剂提供技术支撑和理论指导。

摘要：海水作为地球上最丰富的自然资源之一,在实现大规模的电解水制氢方面具有得天独厚的优势。然而,海水中的Cl^(-)、Ca^(2+)和Mg^(2+)等使催化剂在阴极发生腐蚀、毒化或降解,导致其稳定性、活性以及使用寿命显著降低。近年来,为了解决上述问题,人们致力于设计开发廉价的高效稳定析氢反应(HER)催化剂,进而提高电解海水制氢效率。本文首先介绍了电解海水的优势及其HER所面临的挑战,其次从活性和稳定性等方面重点论述了硒化物、硫化物、氮化物以及磷化物等过渡金属基催化剂在电解海水HER中的研究进展,最后总结和展望了电解海水HER催化剂未来的发展前景。

摘要：钾离子电池(KIB)因具有能量密度高、钾储量丰富以及成本低等优势,有望替代锂离子电池(LIB)成为新一代储能器件。在众多材料中,碳材料由于具有廉价易得、环保等优点被认为是极具潜力的KIB负极材料,然而其在充放电过程产生巨大的体积膨胀和结构变形令电池具有较低的可逆容量、较差的倍率性能及循环稳定性。为提高碳材料储钾能力,改善KIB性能,目前常采用掺杂杂原子、石墨层间距调控、碳结构和形貌设计等手段对碳材料进行改性。本工作综述了不同类型碳材料(石墨、石墨烯、硬碳、软碳和多孔碳)作为KIB负极的最新研究进展,对其面临的挑战及前景进行了讨论并展望了KIB的未来发展方向。

摘要：非线性声参量B/A描述了有限振幅声波在媒质中传播的非线性特性 ,该参量用于生物组织成像 ,有可能成为生物组织定征的新参量。声参量阵效应是声波传播过程中的一种非线性效应 ,参量B/A的大小决定了参量阵非线性的大小 ,利用声传播参量阵效应建立了一套非线性参量B/A成像系统 ,对动物组织进行成像。着重介绍硬件成像系统的建立 ,以及系统中提高信噪比、抗干扰等所采取的措施。用该系统对样品所成的像效果良好。

摘要：在“新工科”创新型人才培养的要求下,高等学校实验教学体系在不断的进行改革与创新。3D打印技术作为新兴现代先进制造技术的代表,在很多领域得到了广泛应用。通过对3D打印技术引入材料科学与工程专业实验教学的优势与可行性的探讨,对3D打印综合实验的内容建设与实施方法进行设计,结果表明,3D打印综合实验可为“新工科”创新型人才的培养提供保证。

摘要：项目组以海水环境中钢铁管道牺牲阳极阴极保护为例,介绍COMSOL软件模拟在腐蚀与防护教学中的应用。通过模型参数极化电阻率、阳极位置、阳极大小等变化获得对应阴极保护电位分布规律,加深学生对阴极保护设计的理解和认知,提高学习兴趣,培养学生自主学习能力,促进学生对课堂知识的掌握。通过直观方式表达阴极保护过程中电子的转移和流动方向,有助于学生对理论知识和微观抽象电子运动的理解,提高学生的学习动力,增加成就感。