大学化学 >> 2023, Vol. 38 >> Issue (2): 221-226.doi: 10.3866/PKU.DXHX202205105
收稿日期:2022-05-30
录用日期:2022-07-13
发布日期:2022-08-04
通讯作者:
倪江锋
E-mail:jeffni@suda.edu.cn
基金资助:
Jinshu Zhang, Yichun Wang, Jiangfeng Ni(
)
Received:2022-05-30
Accepted:2022-07-13
Published:2022-08-04
Contact:
Jiangfeng Ni
E-mail:jeffni@suda.edu.cn
摘要:
以水热法在碳布上生长CuO颗粒,然后通过阴离子交换转化为CuS纳米阵列,对该纳米阵列进行理化性质表征及电化学储铜研究。一系列实验涉及化学、材料和能源等多学科交叉,各学科的实用性、新颖性在其中充分融合贯通。在纳米材料制备、材料表征、电极制备、电池组装和电化学性能测试等实验过程中,学生可以得到基本的科研训练,有助于提升理论知识的理解能力、实验设备的操作能力以及科研探索和创新能力,同时激发科研兴趣并为下一步的科研工作打下坚实基础。本实验可以作为化学及相关专业高年级本科生的综合化学实验课程内容之一。
张金澍, 王以春, 倪江锋. 硫化铜纳米阵列的制备及电化学储铜研究——推荐一个综合化学实验[J]. 大学化学, 2023, 38(2): 221-226.
Jinshu Zhang, Yichun Wang, Jiangfeng Ni. Copper Sulfide Nanoarrays for Electrochemical Copper Storage: A Recommended Comprehensive Chemical Experiment[J]. University Chemistry, 2023, 38(2): 221-226.
表1
详细实验安排"
| 实验单元 | 具体内容 | 课时 |
| 第一单元 | 介绍铜离子电池及CuS材料的研究现状,讲解图书馆数字资源库的使用方法,介绍国内外主流学术期刊的分类,协助学生进行资料搜集、整理 | 2 |
| 第二单元 | 共同讨论学生整理的背景报告,讲解CuS纳米阵列材料的制备过程; 学生完成乙酸铜、氢氧化钠、硫化钠溶液的配制和商业碳布的亲水性处理 | 2 |
| 第三单元 | 介绍水热反应、阴离子交换反应原理及水热反应釜的使用; 学生完成CuO制备,通过阴离子交换反应最终获得CuS纳米阵列材料 | 2 |
| 第四单元 | 讲解X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等大型仪器的原理及基础操作,带领学生观摩、完成相关的材料表征 | 2 |
| 第五单元 | 介绍扣式电池的结构及组装方法;学生完成水系铜离子扣式电池的组装 | 2 |
| 第六单元 | 讲解循环伏安法及恒流充放电测试的原理及电化学工作站、电池测试系统的使用方法: 学生完成扣式电池的电化学性能测试 | 2 |
| 第七单元 | 讲解、示范实验数据的处理和分析;学生完成实验数据的处理和分析 | 2 |
| 第八单元 | 讲解实验报告撰写要求;学生完成实验报告 | 2 |
| 1 |
Chu S. ; Majumdar A. Nature 2012, 488 (7411), 294.
doi: 10.1038/nature11475 |
| 2 | 张琳; 要红昌; 李朝辉; 李中军. 大学化学, 2022, 37 (2), 2108063. |
| 3 | 李先锋; 张洪章; 郑琼; 阎景旺; 郭玉国; 胡勇胜. 中国科学院院刊, 2019, 34 (4), 443. |
| 4 |
Wang Y. ; Chao D. ; Wang Z. ; Ni J. ; Li L. ACS Nano 2021, 15 (3), 5420.
doi: 10.1021/acsnano.1c00075 |
| 5 | 姚奇志; 金谷; 朱平平; 李玲玲; 李娇; 刘红瑜. 大学化学, 2021, 36 (7), 2103003. |
| 6 | 张晓俊; 许宜申; 吴迪; 陶智. 高教学刊, 2022, 8 (1), 54. |
| 7 | 刘永梅; 张晋芬; 孙立森; 戴维林; 李晔飞. 大学化学, 2018, 33 (10), 18. |
| 8 |
Wu X. ; Markir A. ; Ma L. ; Xu Y. ; Jiang H. ; Leonard D. P. ; Shin W. ; Wu T. ; Lu J. ; Ji X. Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58 (36), 12640.
doi: 10.1002/anie.201905875 |
| 9 | Ni J. ; Fu S. ; Wu C. ; Zhao Y. ; Maier J. ; Yu Y. ; Li L. Adv. Energy Mater. 2016, 6 (11), 1502568. |
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