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关键词： 微型超级电容器   丝网印刷   水性油墨   二维氮化钼   化学稳定性  

摘要： 随着轻量便携化、可穿戴式、可植入电子器件的发展,迫切需要开发与其兼容的高储能密度、柔性化微型储能器件。微型超级电容器(MSCs)因其高能量/功率密度和长循环寿命,在微型储能器件领域具有广阔应用前景。丝网印刷技术提供一种可规模化、低成本、高通量的MSCs制造方法。印刷油墨是丝网印刷制备MSCs的关键材料,可印刷MSCs用油墨应具有高电导率、可调黏度及长期稳定性。目前MXene油墨在可印刷MSCs领域受到广泛的关注,但MXene材料在水氧环境中稳定性差,限制了其在水性油墨中的应用。开发在水氧环境,甚至酸碱环境中具有优异化学稳定性的二维过渡金属氮化物材料,对制备长期稳定的水性油墨至关重要。前期研究中,课题组发展了盐辅助的合成工艺,以Mo S为原料,可控制备出二维氮化钼(Mo N)。本论文对二维Mo N在水氧环境和酸碱环境中的化学稳定性展开研究,揭示其优异水氧稳定性机制,在此基础上,制备出二维Mo N水性油墨,利用丝网印刷的方法制备平面叉指MSCs,研究了其电容性能。具体研究内容和创新点如下:(1)利用体相Mo S为前驱体,将其与NaCO混合,在NH中热氮化处理,制备出二维Mo N纳米片。深入研究了二维Mo N纳米片在水、酸碱溶液以及高温空气腐蚀下的化学稳定性。研究发现,在水甚至是强酸/碱性(1 M HSO/KOH)溶液中保存70天之后,二维Mo N的形貌与物相无明显变化。然而TiCT(MXene)纳米片在水中30天后就几乎完全氧化为Ti O颗粒,导致二维结构破坏。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,二维Mo N表面含氧官能团少,而且在水中保存70天后,表面化学组成基本不变。在1 M KOH溶液中,70天后,表面Mo-O的含量相对提升,仍保持Mo-N键为主。相比二维MXene材料,二维Mo N在水氧环境,甚至酸碱环境中表现出优异的化学稳定性。将二维Mo N分散在水、乙醇或NMP溶液中,均表现出很好的分散稳定性,二维Mo N水分散液40天无明显沉降,在水性油墨中显示出应用潜能。(2)利用羟丙基甲基纤维素为粘结剂,制备了二维Mo N水性油墨,二维Mo N水性油墨表现出可丝网印刷的假塑性非牛顿流体行为,可在多种基底上印刷出不同形状的MSCs电极。利用二维Mo N水性油墨,在柔性PET基底上丝网印刷制备的平面叉指型MSCs,在0.05 m A cm电流密度下,其面积比容量达到4.3 m F cm,在17.5μW cm的功率密度下,能量密度为0.29μWh cm。而且器件表现出良好的循环稳定性和柔韧性,循环5000圈后容量保持率为84.3%,在柔性微型储能器件中显示出优异应用前景。

关键词： 材料化学   教学模式   设计与创新  

摘要： 碳达峰、碳中和的大背景对于能源与材料类专业学生的培养提出了更高的要求。为了解决材料化学专业教学中存在的问题，本文分析了材料化学专业教学模式的现状，针对教材配备不科学、教学理念落后、教师理论素养不高及实践教学存在不足等方面提出了针对性的解决方案，从学生培养和学科发展的角度出发，对传统教学模式进行了创新。

关键词： 材料化学   课程建设   专业实验   教学实践  

摘要： 专业课程是面向高年级学生开设的高阶课程,旨在培养学生的综合能力、创新能力及专业知识应用能力,理论课程与实践课程的融合发展是提升学生综合应用能力的关键。文章针对材料化学专业与实践课程体系建设,介绍了以材料结构与性能课程和材料化学专业实验课程为核心,以材料结构与性能之间的关系为主线而构建的"特色鲜明、线上线下、科教融合、创新实践"的理论与实践课程融合发展的教学体系,该体系的建设为一流专业建设奠定了基础。

关键词： 材料化学   课程思政   改革教学方法   全方位育人  

摘要： 针对材料化学课程的特点,探讨了教学过程中专业知识与思政元素的结合点。在讲授课本知识的同时,改革教学方法,努力发掘思政元素,从培养学生科学严谨的学习态度,进行唯物史观、爱国主义情操、社会责任感和绿色发展理念等方面,到提高学生自主学习能力、团队协作能力,在传授专业知识中引导学生形成科学的价值观,实现专业和全方位育人目标。

关键词： 材料化学辅修英语专业   国际化   融合型创新人才培养模式  

摘要： 随着“一带一路”倡议与“双一流”学科建设的实施,国际交流与合作进一步深入,需要培养大量既具有相关学科知识,又有较强英语能力的复合型人才。然而,目前地方高校英语教育还不能满足“一带一路”经济发展与用人单位对人才的多层次需求。以材料化学辅修英语专业为例,对地方高校国际化融合型创新人才培养模式进行改革与探索,探讨“E+”一体国际化人才培养的内容框架、逻辑理念与实施方法,建立专业运行管理模式,提高教学效果与质量,培养国际化融合型创新人才,实现材料化学与英语专业的真正融合,更好地为我国及区域经济社会发展服务。

关键词： OBE理念   材料化学   应用型课程  

摘要： 国家相关政策推动了应用型人才的培养,而作为应用型人才培养的主体,应用型本科高校中课程的设置涉及到知识结构、能力结构和素质结构,是影响人才培养质量至关重要的因素。OBE(Outcom-Based Education)又称成果导向教育,是把学习成果当作导向的教育理念。该理念强调教育过程的逆向设计,并把学生的“学习产出”为导向,始终坚持学生为主体而开展教育活动的教育理念。适用于材料、化工等相关专业的,基于OBE理念的《材料化学》课程分别从课程目标、课程内容、课程实施到课程评价四个方面对现行课程体系进行改革,形成一套新的教学模式。

关键词： 新工科   材料化学   应用型人才培养模式  

摘要： 新工科背景下,应用型人才培养是国家战略发展需求,如何提高基础相对薄弱的地方高校应用型人才培养质量是一项重要的研究课题。文章结合本校实际,从创新人才培养理念明确培养目标、构建应用型材料化学专业人才培养方案和课程体系以及建设双师型教师队伍等方面探究了我校应用型材料化学专业人才培养的模式。

关键词： 高分子材料与工程   本科教学工程   二级学院   以生为本   双一流   新能源材料与器件   材料化学   工程学院  

摘要： 池州学院材料与环境工程学院,始创于1999年,前身为池州师范专科学校化学系。学院秉承"以生为本,以用为先"的人才培养理念,坚持"能力导向、素养为基、专长分流、合作培养"的人才培养模式,植根池州、服务安徽,培养理论基础扎实,具有工程实践能力和创新精神的材料、化学、环境工程类应用型专业人才。学院现有应用化学、高分子材料与工程、材料化学、环境工程、新能源材料与器件5个本科专业,全日制在校本科学生1500多人,其中,应用化学是教育部"本科教学工程"专业综合改革试点专业和安徽省特色专业,高分子材料与工程是安徽省"双一流"建设专业和安徽省卓越工程师建设专业,材料化学是校级特色专业。

关键词： 增材制造   材料化学   教学探讨  

摘要： 材料化学专业是从化学角度探索材料的微观结构对其宏观性能的影响规律,其传统教学模式缺乏新颖性以及与现代新型工程技术结合不够紧密。增材制造技术是近三十年发展起来的一种新型数字化加工技术。文章基于材料化学本科专业的现有教学体系,用课程实例探讨了增材制造技术与本专业教学过程的有机结合。该方法不仅能改善教学效果,还能有效的培养学生的动手能力和创新思维。

关键词： ZnO   科研转化   热控涂层   实验教学  

摘要： 基于科教融合理念,将科研项目“ZnO基热控涂层的制备”转化为本科生实验,以有机胺辅助水热法制备的纳米ZnO为颜料,通过刮涂法获得热控涂层。实验具有航天国防背景特色,涉及化学、材料和能源等多学科交叉融合,具备新颖性、实用性及可操作性的特点。学生从颜料粉体合成、表征技术、涂层制备和光学性能测试全操作流程中接受基本科研训练,有利于培养学生实验操作技能、科研探索及创新能力,加深基础理论知识理解,增强家国情怀和激发科研兴趣。