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关键词： 钴基催化剂   电催化   硝酸根离子还原   亚硝酸根离子还原   合成氨   Zn-NO3-电池  

摘要： 氨（NH3）作为一种重要的工业原料,被广泛应用于化肥生产、医药制造、染料等领域。目前,传统工业所使用的Haber-Bosch合成氨工艺面临严苛操作条件、巨大能耗和高碳排放等挑战。因此,寻找可持续、低能耗氨合成替代法变得尤为重要。电化学法合成NH3因其绿色、高效、操作简便等优势而备受关注。电化学催化硝酸根离子还原（NO3RR）和亚硝酸根离子还原（NO2RR）合成氨不仅实现水体污染物NO3-和NO2-净化,还产生附加产物NH3。然而,NO3RR和NO2RR的反应速率受限于多电子转移和复杂动力学反应过程,但通过合理设计电催化剂,可有效提升其催化活性和选择性。 本文主要构建了金属-有机框架（MOF）衍生的钴掺杂碳材料和钴铁合金-氮化钼异质结构两种电催化剂,对其电催化硝酸盐/亚硝酸盐还原催化活性和反应机理进行深入探讨,并进一步组装了水系Zn-NO3-/NO2-电池器件。具体研究内容如下: （1）通过高温热解法制备了一种基于金属-有机框架（MOF）衍生的钴掺杂碳材料（Co/C 800）,将其应用于NO3RR/NO2RR及Zn-NO3-/NO2-电池。研究表明,Co/C 800中的Co有效提高了NO3RR/NO2RR产NH3性能。在NO3RR反应中,Co/C 800在最佳电位-1.3 V（***）下达到646.12μmol h-1 mg-1,FENH3为83.08%,Zn-NO3-电池功率密度为3.2 m W cm-2。而在NO2RR反应中,Co/C 800在最佳电位-1.0 V（***）下达到产率为473.12 h-1 mg-1,FENH3为72.49%。Zn-NO2-电池功率密度为2.2 m W cm-2。 （2）通过水热法制备了异质结构Co Fe合金-氮化钼材料(Co Fe-Mo0.82N/NC),其中Co Fe合金与Mo0.82N之间的协同作用使其在NO3RR/NO2RR及Zn-NO3-/NO2-电池中表现优异。Co Fe-Mo0.82N/NC在-1.2V（***）时达到最大产率12.06 mg h-1 mgcat.-1,FENH3为81.69%。Zn-NO3-电池功率密度为0.87 m W cm-2。而在NO2RR反应中,Co Fe-Mo0.82N/NC NH3产率为381.89μmol h-1mg-1,FENH3为82.5%。Zn-NO2-电池功率密度为2.18 m W cm-2。

关键词： 铁质材料   检测方法   氧化钙   氧化镁   三氧化二铝   三氧化二铁  

摘要： 铁质是水泥生产的重要原材料，但随着资源日益枯竭，其品质变得参差不齐，且各化学成分检测项目方法较多。针对铁质材料成分分析的精准需求，本文首次对比多种铁质材料的干扰效应，分析各项目不同检测方法的差异。实验结果表明，融样方法可采用氢氧化钠熔样、硝酸溶解，更适用便捷。而化学成分分析基准法准确性更高。

关键词： 硼元素   碳元素   缺电子   多中心化学键   团簇  

摘要： 硼是元素周期表的第五号元素,位于碳的左邻位,二者之间有很多相似之处.然而,与丰富的碳化学的研究工作相比,硼化学的研究相对薄弱.碳原子的价电子构型为2s^(2)2p^(2),价电子数目与价轨道数相等.但硼原子的价电子构型为2s^(2)2p^(1),价电子数少于价轨道数,属于缺电子原子.硼原子的缺电子特性使其不仅可以形成普通的两中心化学键,还可以通过多中心键的方式共享电子以平衡体系的电子分布.不同形式多中心键的存在使得含硼化合物大多具有独特的几何结构和电子离域的成键特点.本文主要围绕硼、碳元素的成键特点,尤其是硼与碳化合物结构和成键的相似性,对硼、碳组成的5类化合物(硼、碳单质的同素异形体及团簇、硼和芳烃反夹心化合物、硼烷和有机烷烃、BN和CC等电子体、硼氧化合物和碳氧化合物)进行比较.通过对比,找出二者之间的相似性和差异,进而借助丰富的碳化学知识来拓展含硼化合物的种类及其在材料化学方面的应用.

关键词： 有色金属   化学成分   取样   标准  

摘要： 本文选取了有色金属材料中的典型品种,如铝合金、铜合金、钛及钛合金的化学分析取样标准进行研究,通过对比分析上述典型有色金属的化学成分分析取样标准,并结合产品标准中对取样数量的规定,对取样规定存在的差异性进行研究,并针对有色金属材料化学分析取样标准的现状给出了相关的建议。

关键词： 材料化学   科教融合   思政元素   教学改革  

摘要： 针对“材料化学”课程内容难度大,且抽象的特点,通过案例式、汇报点评式和启发式的教学方法和手段,将理论教学与科研方向和科研成果有机结合,在研究生的学位基础课和科学研究之间建立了桥梁,夯实了学生(文章所提的学生均指研究生)的学科理论基础,培养了学生阅读高水平文献的能力,提高了学生的创造性思维能力,激发了学生的家国情怀和工匠精神。

关键词： AI   材料化学   引用探索  

摘要： 在人工智能(AI)浪潮来临的时代背景下,利用AI技术开展沉浸式教学提升教学质量对于专业人才的培养具有重要而深远的意义。探索AI技术在高校课程教学过程中的应用有利于贯彻执行“全员育人、全程育人、全方位育人”这一重要指导方针。本论文针对材料化学专业应用性和交叉性强的特点,结合AI技术深度学习、高效人机交互、多任务并行处理的优势,探索了AI技术在激发学生学习兴趣、推动教学模式改革、实施个性化教学,搭建安全高效的实验平台等方面的应用,旨在培养材料化学专业学生成为更加适应未来社会和产业发展的创新和应用型人才。Under the background of the boom of the artificial intelligence (AI), using AI technology to carry out the immersive teaching to improve the quality of education is of great significance for the cultivation of professionals in the new era. Exploring the application of AI technology in the process of university courses will help to implement the important guidance of the “all-round education, full-cycle education, and all-round education”. The materials chemistry course system has strong applicability and cross-disciplinary characteristics, and advantages of the deep learning, efficient human-computer interaction, and multi-task parallel processing of the AI technology. Combining their advantages in exploring the stimulating learning interest of students, promoting teaching mode reform, and assisting in the construction of a safe and efficient experiment platform, is to cultivate students to become talents with innovative and application abilities, who will be more suitable for the development of future society and industry.

关键词： 材料化学   精品课   研究生   线上线下结合  

摘要： 哈尔滨工业大学"材料化学"课程精品课建设,筛选符合哈尔滨工业大学材料科学与工程学科的核心基础知识点,将思政与理论实践结合能力培养有机融入课程内容建设中,将课程维度从单纯的课堂内延伸至课前课后,利用视频观看、实时互动反馈、分组讨论等多种方式,以及全维度、全方位的新型考核方式,实现研究生人才的有效培养,从而实现"材料化学"研究生精品课程的有效建设.

关键词： 机器学习   图神经网络   材料化学  

摘要： 图神经网络(GNN)作为一类快速发展的机器学习模型,能够直接处理分子或者材料的图形或结构表示,可以完全表征材料,建立不同层面的图神经网络任务,并且通过神经网络的信息传递过程,最大限度地获得分子和材料的“构效关系”。因而GNN在材料化学领域广受关注。人们已经开发了多种GNN模型或框架用于分子性质的预测、分子动力学模拟、用于激发态动力学及反应预测、用于材料性能预测和材料的分子设计等。本文概述了当前广泛使用的GNN模型,展示了最新的GNN架构、广泛使用的数据集以及GNN在材料化学中的最新应用成果,最后提出了GNN进一步在材料化学中的发展和应用前景。

关键词： 材料化学   新工科   线上线下融合教学模式   课程思政  

摘要： 材料化学作为材料科学与化学相互融合的新兴学科,呈现出交叉性与前沿性的特点,是高校新工科专业的一门重要专业课程。在新工科背景下,如何提高材料化学课程的教学质量,实现以学生为中心的教学理念,激发学生的学习积极性,引导学生正确的价值观,是当代高校教师义不容辞的责任。文章探索了高校新工科专业背景下材料化学课程线上线下融合教学模式,将思政元素有机融入该教学模式中,并对该模式的构建、具体实施方案作了较为详细的阐述。

关键词： 材料科学  

ISBN: (纸本)9787122454478

摘要： 本书分为七章，分别为：第一章材料化学概论、第二章材料化学基础、第三章材料的化学合成方法与原理、第四章金属材料，第五章无机非金属材料、第六章高分子材料、第七章新型功能材料。