摘要：基于密度泛函理论(DFT)和含时密度泛函理论(TD-DFT),通过调整分子骨架结构设计了一系列A-π-D-π-A(受体-π桥-供体-π桥-受体)型吲哚类染料敏化剂,系统研究其光电转化和电子传输微观机理,以论证A-π-D-π-A型染料分子骨架结构的合理性并筛选出高性能吲哚类染料敏化剂。结果表明,基于A-π-D-π-A型骨架结构的吲哚类纯有机染料敏化剂比具有传统D-π-A型骨架结构的敏化剂整体性能更佳,具有适宜的能级结构和轨道电子分布、拓宽的光谱吸收范围、较高的光捕获效率和分子内电子转移(IET)性能。同时,π桥缺电子性能的增强进一步提高了A-π-D-π-A型吲哚类纯有机染料敏化剂的性能。

摘要：依据当今材料实验的前沿研究热点,设计研究型"ABX3型钙钛矿材料光电特性的机理研究"实验。借助于VASP量化软件包、VESTA可视化软件及Origin绘图软件等,构建了MAPbI3(MA=CH3NH3+)新型钙钛矿模型,优化初始构建模型,计算钙钛矿的光电特性,并结合实验数据对比分析理论成果,为实验研究提供理论阐释与指导。教学实践表明,该实验不仅有助于学生掌握常用量化软件的使用方法,熟悉材料计算模拟流程及理论分析手段,而且培养了学生的创新能力,提高了科研兴趣。

摘要：在进行大位移测量时,设计了一种能产生均匀梯度磁场的锥形螺线管,从理论上推导出了锥形螺线管内部轴线方向磁感应强度计算公式,通过实验验证了公式的正确性,实验证明:这种锥形螺线管内部轴线方向产生的均匀梯度磁场可用于大位移的自动测量,且测量范围较宽、测量精度高、结构简单。

摘要：依据材料科学发展的前沿知识,设计研究型"O2在Pt/TiO2表面吸附理论研究"的计算材料学实验。实验设计包括基础知识准备、模型构建及具体计算实施、计算结果分析讨论3部分,并在此基础上进行深层次内容拓展,实验内容密切联系学科发展前沿。教学实践证明,研究型计算材料学实验有助于学生熟悉模拟实验流程,掌握理论分析方法,提高运用专业知识能力,从而培养学生的科研能力和综合素质。

摘要：针对当前能源环境材料的研究热点,将新型多孔材料的吸附分离特性内容设计成研究性实验教学项目。实验分析了4种金属有机骨架MFM-300材料孔隙结构和形态,估算了MFM-300中的吸附等温线和选择性,通过分析吸附热及其差异,阐明了4种MFM-300材料中气体的吸附量和选择性变化,确定了气体吸附过程中影响吸附的机理及本质因素。教学实践表明,该实验项目有助于扩展教学思路和增强学生分析问题的能力,为科研成果转化为教学实验提供了借鉴。

摘要：基于"新工科"的建设理念,专业实验教学内容的创新、交叉与融合是适应新形势下学生创新实践能力培养所必需的重要内容。针对新能源相关专业,该文设计了自支撑析氧电催化剂的制备与性能研究综合创新型实验。该实验包括泡沫镍负载磷酸钴纳米片的制备、表征、析氧性能测试等,通过对比粉体材料,学生能深化对自支撑结构和催化性能关系的理解。该实验选题新颖,内容涵盖了材料、化学、催化等知识点,激发了学生自主开发自支撑析氢/析氧催化剂的兴趣,在文献调研、实验实施和拓展过程中,培养了学生的创新意识和自主学习的能力。

摘要：文章根据当前能源和环境材料的研究热点,将科研成果"轻质气体分离膜的开发"转化为研究型实验教学项目。该实验首先构建了适宜的碳氮膜,并分析了其在应变时的稳定性,研究了轻质气体在碳氮膜中的吸附、扩散和渗透等行为。实践证明,轻质气体分离膜的开发实验扩展了实验教学内容,提高了原创研究型实验的内涵,强化了学生的创新思维,提升了学生的综合创新能力。