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大学基础化学实验教学中学生科研素养的培养

实验室研究与探索 2018年第9期37卷 227-230页

作者：宰建陶陈虹锦上海交通大学化学化工学院上海200240

阐述了大学基础化学实验教学实践的体验和感悟,逐步摸索、总结出了体现因材施教的实验教学新方法。该方法改变以教师为主体的实验教学模式,以学生为主讲解和讨论实验原理、方法和注意事项,循序渐进的加大自主设计性环节,凸显学生的主体... 详细信息

阐述了大学基础化学实验教学实践的体验和感悟,逐步摸索、总结出了体现因材施教的实验教学新方法。该方法改变以教师为主体的实验教学模式,以学生为主讲解和讨论实验原理、方法和注意事项,循序渐进的加大自主设计性环节,凸显学生的主体地位。重视过程,强调带着问题一边研究、一边学习,提倡边研究边类比的学习方法;培养学生正确评价和分析实验结果,树立科学的成败观。以学生为主的问题式教学不仅需要学生加大投入,教师也要加大投入。教师要通过实验方案的修改、预实验、后勤保障和讨论等环节起到循循善诱的作用。通过充分发挥学生的学习主动性和在教学过程中的主导作用,可以有效培养学生的科学素养和团队协作能力,提高培养效果。

关键词：科研素养基础化学实验教学教学方法

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利用累托石制备片状多孔硅碳负极材料

电子元件与材料 2018年第1期37卷 40-44页

作者：铁肖永闫昶宇周玲梁春艳宰建陶湖北国土资源职业学院湖北武汉430090 上海电化学能源器件工程技术研究中心上海交通大学化学化工学院上海200240

累托石是由二八面体的云母层与蒙托石层交替堆叠而成(1:1)的规则间层黏土矿物,是我国特有的矿种。目前的累托石开发中存在产品价廉、附加值低等问题,如应用于建筑材料等。与此同时,锂电池工业的快速发展亟需开发高容量的硅基负极材料。... 详细信息

累托石是由二八面体的云母层与蒙托石层交替堆叠而成(1:1)的规则间层黏土矿物,是我国特有的矿种。目前的累托石开发中存在产品价廉、附加值低等问题,如应用于建筑材料等。与此同时,锂电池工业的快速发展亟需开发高容量的硅基负极材料。本文利用累托石特殊的层状结构和Si-Al交替分布的特征,采用镁热技术实现了从累托石到片状多孔硅的转化。通过碳包覆制备的硅碳复合材料可逆容量可达1300 m Ah·g^(–1),同时具有良好的循环稳定性和倍率特性。证实利用累托石制备高性能硅基锂电池负极材料是可行的,为累托石的高值化综合利用提供候选途径。

关键词：累托石硅碳复合物负极材料镁热还原锂电池负极

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敏化太阳能电池对电极材料的设计及性能研究

敏化太阳能电池对电极材料的设计及性能研究

第十四届固态化学与无机合成学术会议

作者：宰建陶钱雪峰上海交通大学化学化工学院和金属基复合材料国家重点实验室上海电化学能源器件工程技术研究中心

对电极是染料和量子点敏化电池重要的组成部分,其作用是收集外电路传递的电子并催化I

关键词：染料敏化电池量子点敏化电池对电极硫属化合物异质结

理性结构设计促进脱锂过程中金属硫化物再生提高循环稳定性

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理性结构设计促进脱锂过程中金属硫化物再生提高循环稳定性

第十四届固态化学与无机合成学术会议

作者：宰建陶钱雪峰上海交通大学化学化工学院和金属基复合材料国家重点实验室上海电化学能源器件工程技术研究中心

过渡金属硫化物以其明显高于嵌锂型材料的比容量受到研究者广泛关注。但是由于多电子转移反应的特性其转化反应的可逆性较差,导致低电位脱锂过程中金属硫化物难以再生。未反应的LiS在高电位下被氧化为多硫离子,其易于溶解到电解质的特... 详细信息

过渡金属硫化物以其明显高于嵌锂型材料的比容量受到研究者广泛关注。但是由于多电子转移反应的特性其转化反应的可逆性较差,导致低电位脱锂过程中金属硫化物难以再生。未反应的LiS在高电位下被氧化为多硫离子,其易于溶解到电解质的特性减少了电极中LiS进一步阻碍了金属硫化物的再生,最终导致该类材料循环稳定性较差。基于此,我们通过构建多级结构-石墨烯复合物优化同时提高电子导电、离子扩散性[1]和利用限域的原位转化反应提高了转化反应的可逆性,促进了金属硫化物的再生、抑制了多硫离子的形成,最终提高了材料的循环稳定性。

关键词：金属硫化物锂电池转化反应循环稳定性限域

半导体结材料的设计合成及其在电催化中的应用

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半导体结材料的设计合成及其在电催化中的应用

中国化学会第三届中国能源材料化学研讨会

作者：宰建陶钱雪峰上海交通大学化学化工学院和金属基复合材料国家重点实验室上海电化学能源器件工程技术研究中心

异质结是指两种不同的半导体相接触所形成的具有非线性阻抗特性(整流特性)的界面区域,通常将具有异质结结构和特性的复合材料称为异质结复合材料。异质结不仅可以构建新的能带结构,其自建场还能促使光生电子和空穴对在界面处的注入或者...

异质结是指两种不同的半导体相接触所形成的具有非线性阻抗特性(整流特性)的界面区域,通常将具有异质结结构和特性的复合材料称为异质结复合材料。异质结不仅可以构建新的能带结构,其自建场还能促使光生电子和空穴对在界面处的注入或者转移、提高载流子的分离效率、延长载流子的寿命,进而提高光催化剂的光降解和光解水制氢能力催化性能。

关键词：

高性能可见光响应的Bi2O2CO3光催化剂制备

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高性能可见光响应的Bi2O2CO3光催化剂制备

第十三届固态化学与无机合成学术会议

作者：宰建陶梁娜钱雪峰上海交通大学化学化工学院＆金属基复合材料国家重点实验室

针对光催化领域可见光响应和光生电荷分离效率两大问题,我们以具有特殊层状结构的Bi2O2CO3为研究对象,通过设计合成多级结构和引入窄禁带半导体材料形成异质结光催化剂等途径,制备了一系列对可见光有响应,具有高催化活性的Bi2O2CO3基光... 详细信息

针对光催化领域可见光响应和光生电荷分离效率两大问题,我们以具有特殊层状结构的Bi2O2CO3为研究对象,通过设计合成多级结构和引入窄禁带半导体材料形成异质结光催化剂等途径,制备了一系列对可见光有响应,具有高催化活性的Bi2O2CO3基光催化材料。采用水热法制备的海绵状Bi2O2CO33D多级结构（图a-b）可以在10min内完全降解Rh B[1]。随后利用商品化的Bi2O2CO3为原料,通过简便的离子交换法和光化学合成法得到n-n型Bi[2S3/Bi2O2CO3（图c-d）[2]和p-n型Ag2O/Bi2O2CO3异质结光催化剂（图e-f）3]。窄禁带材料的复合有助于提高材料的可见光吸收能力,同时光电化学测试证明异质结有助于提高光生电荷的分离效率,因此所得异质结表现出优异的光降解性能。进一步的研究表明,异质结的形貌结构也会对光生电荷的分离和迁移产生影响。

关键词：可见光异质结碱式碳酸铋

Co-Mn二维纳米片催化剂低温NH_(3)-SCR脱硝研究

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应用化工 2022年第10期51卷 2859-2864页

作者：郭晏乐袁群富李瑾宰建陶辛志玲上海电力大学上海市电力材料保护与先进材料重点实验室上海200090 上海交通大学化学化工学院上海200240

利用水热法合成了Co-Mn-LDH催化剂,并对其进行煅烧改性制备出Co-Mn-LDO催化剂,应用于低温NH_(3)-SCR脱硝。结果表明,Co-Mn-LDH催化剂整体脱硝性能一般,最佳脱硝效率仅为45%,经过改性后Co-Mn-LDO催化剂的最佳脱硝性能显著提升,在250℃时... 详细信息

利用水热法合成了Co-Mn-LDH催化剂,并对其进行煅烧改性制备出Co-Mn-LDO催化剂,应用于低温NH_(3)-SCR脱硝。结果表明,Co-Mn-LDH催化剂整体脱硝性能一般,最佳脱硝效率仅为45%,经过改性后Co-Mn-LDO催化剂的最佳脱硝性能显著提升,在250℃时脱硝效率达90%。表征结果表明,Co-Mn-LDO催化剂拥有更大的比表面积,更多的Co^(3+)、Mn^(4+)物种和表面吸附氧,因此具有更加优异的脱硝性能。

关键词： Co-Mn催化剂选择性催化还原低温脱硝层状双金属氢氧化物

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高性能多孔硅碳复合材料的结构设计与应用

高性能多孔硅碳复合材料的结构设计与应用

第五届全国储能科学与技术大会

作者：宰建陶李波陈明钱雪峰上海电化学能源器件工程技术研究中心上海交通大学化学化工学院和金属基复合材料国家重点实验室

＜正＞现代社会对储能器件的能量、功率密度和循环寿命提出更高的要求,高能量密度优点的储能器件越来越受到关注。硅基负极材料具有高理论比容量、低电压平台以及资源丰富等优点,是最有潜力的锂离子电容器负极材料。但是硅在充放电过程...

＜正＞现代社会对储能器件的能量、功率密度和循环寿命提出更高的要求,高能量密度优点的储能器件越来越受到关注。硅基负极材料具有高理论比容量、低电压平台以及资源丰富等优点,是最有潜力的锂离子电容器负极材料。但是硅在充放电过程中的巨大体积变化和较低的本征电导率极大地限制了其循环寿命和倍率性能。我们通过优化多孔硅的结构和多孔硅-碳包覆层间的界面提高了电子导电性,优化了离子扩散动力,同时提高了材料的循环稳定性和高倍率特性;将这些高功率材料应用于锂离子电容器可以有效提高其能量

关键词：

一步法构建多原子掺杂纳米多孔碳基双功能氧气催化剂

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一步法构建多原子掺杂纳米多孔碳基双功能氧气催化剂

中国化学会第十届全国无机化学学术会议

作者：何凯宰建陶刘晰钱雪峰上海交通大学化学化工学院

可充电金属—空气电池由于它的大的能量密度、稳定的放电电压、低成本、较高的安全性及环境友好性引起了研究人员的广泛关注。具有高的内在活性的双功能氧气催化剂的设计和开发对于此类电池的充放电进程有着至关重要的影响。在这里,我... 详细信息

可充电金属—空气电池由于它的大的能量密度、稳定的放电电压、低成本、较高的安全性及环境友好性引起了研究人员的广泛关注。具有高的内在活性的双功能氧气催化剂的设计和开发对于此类电池的充放电进程有着至关重要的影响。在这里,我们利用碳热还原反应和类乌尔曼反应,通过简单的全固态热裂解一步法制备了含有CoFe合金的多原子掺杂的纳米多孔碳基双功能氧气催化剂(NPSC-CoFe)。这一不需要任何后处理步骤的方法,结合了多种调制催化剂电子结构的手段,因此,该催化剂在碱性环境电催化性能的测试中展现出优异的可逆氧电极指数低至0.75 V(ΔE=E-E)。进一步的,以NPSC-CoFe为空气阴极组装而成的锌空电池(ZABs),展现出优异且稳定的充放电循环性能,优于Pt/C-IrO混合而成的商业催化剂。对于全固态柔性ZABs,即使将其弯折90°,充放电循环性能依旧维持不变。此外,这一ZABs还成功带动了小风扇的转动并点亮了LED的灯牌,说明其在可穿戴设备中的应用前景。

关键词：一步合成法双功能催化剂氧电极锌空电池