材料表征方法理论与实践课程的改革与建设*

通过与超星专业慕课制作团队合作搭建网络教学平台,将线上慕课教学与线下实验教学相结合,对材料表征方法理论与实践课程进行了全方位的改革。与传统实验教学相比,改革后的课程不仅能够激发学生的学习兴趣,实现时间空间的相对自由,还可以完善考核机制,提升教学质量,从而为高校化学研究生实验课程的改革提供一定的借鉴意义。     

高质量单晶In2Ge2O7纳米带的合成和生长机制探究

采用CVD法成功合成了高质量单晶In2 Ge2 O7纳米带,采用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)图像以及X射线衍射(XRD),能谱元素分布图像等对产物进行了表征.结果表明,生长的纳米带长几十微米、厚度50 nm,几乎没有缺陷且In,Ge,O元素分布均匀.此外,基于热力学原理对单晶纳米带的生长机制进行了讨论.     

基于稀土上转换纳米粒子制作指示牌标识的研究

采用热解法制备NaYF4∶ Yb,Er纳米粒子,并通过TEM和XRD对纳米粒子的形貌和结构进行表征,结果表明制备的NaYF4:Yb,Er是β相纳米粒子,形态均一,尺寸约24 nm.并对Er3+典型的绿色上转换荧光的产生机制和荧光光谱进行了研究.进一步搭建指示牌标识成像系统,基于制备的NaYF4∶Yb,Er纳米粒子作为荧光标记材料,利用Er3+的2H11/2/4S3/2-4I15/2跃迁产生绿色上转换荧光对指示牌标识进行成像,得到了高对比度的荧光成像.     

苯胺与吡咯共聚物空心球的自组装制备及性能

以碱性溶液为反应介质,苯胺和吡咯为单体,采用稀释聚合法制备苯胺-吡咯共聚物自组装空心微球.研究了搅拌条件、共聚单体摩尔比、聚合反应介质和聚合时间对共聚物形貌的影响.采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、广角X射线衍射、热重分析仪和四探针技术表征了共聚物的形貌、结构和性能.研究结果表明,聚合反应条件对共聚物的形貌有重大影响,通过调整聚合反应条件,可以实现共聚物形貌的有效调控.共聚单体总摩尔浓度为0.05 mol/L,氨水溶液作为反应介质,在静态条件下反应24 h可以得到尺寸均一、平均外直径为610～863 nm,壳厚144～162 nm的自组装共聚物空心微球.同时,研究了共聚物对银离子的吸附性能,结果表明共聚物对银离子有还原作用,吸附后共聚物表面有纳米银的生成.     

NaYbF4纳米晶浓度调节方法研究

本文采用热分解法制备了NaYbF₄纳米晶.通过TEM图像对NaYbF₄纳米晶的尺寸进行表征.根据Beer-Lambert理论建立了NaYbF₄纳米晶浓度与其光吸收度间的关系.提出了NaYbF₄纳米晶浓度调节方法,利用NaYbF₄纳米晶中Yb³⁺的吸收光谱确定溶液中NaYbF₄纳米晶的浓度,并给出了纳米晶浓度调节公式.为了检验这种浓度调节方法,对五批次NaYbF₄纳米晶样品的浓度进行调节,发现浓度调节方法非常可靠.并对调整后的浓度进行多次测量,检验此调节方法的误差,最大误差在9;.     

尺寸对NaYbF4纳米晶活性氧产生速率的影响

本文采用热分解法制备了NaYbF4纳米晶,并通过控制反应时间调节纳米晶尺寸来增加其比表面积,进而提高活性氧产率.通过TEM图像对NaYbF4纳米晶的尺寸进行表征.利用化学探针法检验NaYbF4纳米晶分散液中活性氧的产生,并计算了活性氧产生速率.结果表明纳米晶尺寸在影响Yb3+与O2的能量传递过程中占主导因素.同时,当生长时间较短时,晶格缺陷较多,无辐射弛豫过程增加,也影响活性氧产生速率.尺寸约8 nm时,NaYbF4纳米晶活性氧产生速率最大.     

原子能级粒子数热布局虚拟仿真实验的设计开发与教学实践

本虚拟仿真实验探究稀土离子热耦合能级粒子数随温度的变化规律。使学生掌握温度对原子能级粒子数的影响，并建立温度与荧光强度、荧光强度比之间的关系，深入探究温度对荧光强度和荧光强度比影响的区别和联系，加强对此部分理论知识的理解。进一步将理论知识进行实际应用，利用荧光强度比测量温度。通过本实验的学习，使学生对原子能级性质的理解更加深刻、掌握正确的荧光测试系统搭建过程，光路调节方法以及光谱数据的计算分析方法。激发了学生的学习兴趣，夯实了理论基础，并能学以致用，使学生对知识理解透彻，获得事半功倍的教学效果，仿真实验成绩优秀率达81%。