《無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料》教學(xué)大綱

1、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料教學(xué)大綱課程編號：102091220課程名稱 無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材料高等教育層次（本科）課程在培養(yǎng)方案中的地位：課程性質(zhì)（必修；選修）對應(yīng)于xx專業(yè)屬于（BJ基礎(chǔ)課程基本模塊；BZ專業(yè)課程基本模塊；BS實(shí)踐訓(xùn)練課程基本模塊；AJ基礎(chǔ)課程高端模塊；AZ專業(yè)課程高端模塊；AS實(shí)踐訓(xùn)練課程高端模塊）（如該課程應(yīng)用于不同專業(yè)（類）、方向的培養(yǎng)方案，可分別寫出本課程在各對應(yīng)專業(yè)（類）、方向的培養(yǎng)方案中的地位。）開課學(xué)年及學(xué)期（大三下或者大四上）先修課程（材料科學(xué)與基礎(chǔ)，材料物理）課程總學(xué)時，3.0，總學(xué)時:48；課程教學(xué)形式（2雙語課）課程教學(xué)目標(biāo)1. 知悉和理解有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的基本概念

2、材料-物性關(guān)系和功能化應(yīng)用方向；2. 能夠掌握有機(jī)-無機(jī)雜化材料的設(shè)計(jì)和制備策略；3擁有復(fù)合材料設(shè)計(jì)基本概念的應(yīng)用能力，形成初步的材料應(yīng)用開發(fā)能力；4. 能夠駕馭多學(xué)科交叉的課題研究，具備復(fù)合材料創(chuàng)新的基本素養(yǎng)。備注：課程的每一個教學(xué)目標(biāo)對應(yīng)需考核的一項(xiàng)知識能力點(diǎn)，上表中的四種表述形式是對知識能力點(diǎn)的不同掌握層次。課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)效果評價(jià)課程教學(xué)目標(biāo)（給出知識能力素養(yǎng)各方面的具體教學(xué)結(jié)果）教學(xué)效果評價(jià)不及格及格，中良優(yōu)1. 知悉和理解有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的基本概念材料-物性關(guān)系和功能化應(yīng)用的方向；2. 能夠掌握有機(jī)-無機(jī)雜化材料的設(shè)計(jì)和制備策略；3擁有復(fù)合材料設(shè)計(jì)基本概念的應(yīng)用能力，形成初步的材

3、料應(yīng)用開發(fā)能力；4. 能夠駕馭多學(xué)科交叉的課題研究，具備材料創(chuàng)新的基本素養(yǎng)。1.完全不知道，或?qū)τ袡C(jī)無機(jī)復(fù)合材料的概念，有碎片化的理解2.完全沒能力解決復(fù)合材料設(shè)計(jì)的問題，或能夠運(yùn)用零碎的材料設(shè)計(jì)原理，分析解決功能材料設(shè)計(jì)的問題3. 不具備知識運(yùn)用能力4. 不具備基本的創(chuàng)新素養(yǎng)。1.對有機(jī)無機(jī)雜化材料的主要概念，基本設(shè)計(jì)思想，結(jié)構(gòu)分析過程能理解，但不完整2.整體上具備運(yùn)用分子設(shè)計(jì)原理，分析解決功能應(yīng)用的能力，但缺乏系統(tǒng)性3. 具備初步知識運(yùn)用能力和材料開發(fā)設(shè)計(jì)4. 不具備基本的創(chuàng)新素養(yǎng)。1.對有機(jī)無機(jī)雜化材料主要內(nèi)容，基本設(shè)計(jì)思想，結(jié)構(gòu)分析過程能理解，但不系統(tǒng)，存在斷點(diǎn)。2.整體上具備運(yùn)用分子

4、設(shè)計(jì)原理，分析解決符合材料功能化問題的能力，有一定的系統(tǒng)性，但系統(tǒng)性方面存在斷點(diǎn)3. 具備扎實(shí)知識運(yùn)用能力和復(fù)合材料開發(fā)設(shè)計(jì)4.具備基本的創(chuàng)新素養(yǎng)。1. 對有機(jī)無機(jī)雜化材料主要內(nèi)容，基本設(shè)計(jì)思想，結(jié)構(gòu)分析過程核心過程能完整系統(tǒng)地理解2. 具備運(yùn)用分子和納米尺度設(shè)計(jì)原理，分析解決復(fù)合材料功能化設(shè)計(jì)問題的能力。3. 具備突出的知識運(yùn)用能力和復(fù)合材料開發(fā)設(shè)計(jì)4. 能夠駕馭多學(xué)科交叉的課題研究，具備材料創(chuàng)新的基本素養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時分配、與進(jìn)度安排教學(xué)內(nèi)容學(xué)時分配所支撐的課程教學(xué)目標(biāo)教學(xué)方法與策略（可結(jié)合教學(xué)形式描述）（選填） 第一章 概論（2學(xué)時） 1.1復(fù)合材料發(fā)展史 1.2有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料的定

5、義及分類 1.3有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料的應(yīng)用需求2學(xué)時1，2ppt講授、課堂討論，應(yīng)用圖片展示。第二章 有機(jī)-無機(jī)分子尺度復(fù)合材料（8學(xué)時） 2.1概述 2.2結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 （MOF、金屬配合物、雜化鈣鈦礦） 2.3材料的設(shè)計(jì)思想 2.4功能化應(yīng)用方向 (催化、光電、磁學(xué)、智能響應(yīng)等)8學(xué)時1，2講授，提問，內(nèi)容討論，作業(yè)。第三章 有機(jī)-無機(jī)納米尺度復(fù)合材料（10學(xué)時） 3.1概述 3.2表界面理論基礎(chǔ) 3.3研究方法與表征手段 3.4物性-結(jié)構(gòu)關(guān)系 3.5 復(fù)合策略（溶膠-凝膠技術(shù)、原位聚合技術(shù)、插層方法、共混加工） 3.6功能化應(yīng)用方向 10學(xué)時1，2，3概念講授，實(shí)例展示，課堂討論，輔助

6、網(wǎng)絡(luò)課程資源補(bǔ)充相關(guān)拓展知識。完成首次作業(yè)評判及單元測驗(yàn)。第四章 多尺度有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料（6學(xué)時） 4.1概述 4.2材料設(shè)計(jì)思想 4.3制備策略 4.4功能化應(yīng)用舉例6學(xué)時1，2，3講授相關(guān)的應(yīng)用策略， 結(jié)合學(xué)科前沿進(jìn)展，介紹相關(guān)思路，開展具體實(shí)驗(yàn)。第五章 功能化有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料的設(shè)計(jì)案例（6學(xué)時）根據(jù)產(chǎn)業(yè)和學(xué)科前沿方向進(jìn)行調(diào)整。6學(xué)時3，4課堂考論、運(yùn)用知識進(jìn)行課題探索?？己伺c成績評定：平時成績、期末考試在總成績中的比例，平時成績的記錄方法?？己朔绞剑嚎荚嚕ɡ玳]卷筆試）、考查（論文或報(bào)告）作業(yè) 10%測驗(yàn) 20%課堂報(bào)告：10%期末：60% 教材，參考書: 1 吳璧耀. 有機(jī)-無機(jī)雜

7、化材料及其應(yīng)用M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.2西班牙佩德羅哥曼斯羅曼羅. 功能雜化材料 M . 張學(xué)軍、遲偉東譯. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2006.3 Ajeet Kaushik, Rajesh Kumar, Sunil K. Arya, Madhavan Nair, B. D. Malhotra, and Shekhar Bhansali OrganicInorganic Hybrid Nanocomposite-Based Gas Sensors for Environmental Monitoring Chem. Rev., 2015, 115 (11), pp 4571460

8、64 Koen Binnemans Lanthanide-Based Luminescent Hybrid Materials Chem. Rev., 2009, 109 (9), pp 42834374.5 Rosaria Ciriminna, Alexandra Fidalgo, Valerica Pandarus, Franois Bland, Laura M. Ilharco, and Mario Pagliaro The SolGel Route to Advanced Silica-Based Materials and Recent Applications Chem. Rev.

9、, 2013, 113 (8), pp 659266206 Timothy V. Duncan* and Karthik Pillai Release of Engineered Nanomaterials from Polymer Nanocomposites: Diffusion, Dissolution, and Desorption ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 219.7 L.S. Schadler, S.K. Kumar, B.C. Benicewicz, S.L. Lewis, S. E. Harton, Designed Interf

10、aces in Polymer Nanocomposites: A Fundamental Viewpoint, MRS Bulletin, 2007, 32, 335-340.大綱說明：有機(jī)-無機(jī)復(fù)合材料具有多種加和效應(yīng)，可結(jié)合無機(jī)材料和有機(jī)聚合物材料的力、熱、光、電、磁材料功能和容易加工的特性，滿足日益發(fā)展的航空航天、能源、信息、生命醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域?qū)Σ牧系男枨?，成為功能材料中重要的門類和研究方向。本課程是為本科生開設(shè)的專業(yè)方向課，通過課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料的基本概念、材料設(shè)計(jì)思想、材料制備策略、材料-物性關(guān)系和功能化應(yīng)用的方向；同時適當(dāng)介紹相關(guān)功能化復(fù)合材料的應(yīng)用方向， 使學(xué)生了

11、解有機(jī)-無機(jī)雜化材料的研究進(jìn)展和研究方向，為學(xué)生進(jìn)入行業(yè)工作和繼續(xù)深造奠定基礎(chǔ)。 編寫教師簽名： 責(zé)任教授簽名： 開課學(xué)院教學(xué)副院長簽名： Inorganic-Organic Hybrid MaterialsCourse code: 102091220Course name: Inorganic-Organic Hybrid MaterialsLecture Hours:32Laboratory Hours:0Credits:2Prerequisite(s): Principle of Materials, Polymer PhysicsCourse Description:This cour

12、se is to explore hybrid materials consisting of two constituents at the nanometer or molecular level and multiple scales. analysis of the structural-properties relationship; study of the concept and principle for materials design; design functional materials for optoelectronics and other application

13、s, and the development of materials innovation ability using hybrid materials for engineering aim. Course Outcomes:After completing this course, a student should be able to:Familiar with the concept and principle of hybrid materials.Analyze the structural and properties of hybrid materials, Design f

14、unctional hybrid materials and fabrication process. Use principles to develop functional hybrid properties.Course Content:Lectures and Lecture Hours: Introduction21.1 History of hybrid materials1.2 Classification of hybrid materials1.3 The functional applicationsHybrid materials at molecular level8

15、hours1.1 Introduction1.2 Structural-properties relationship (MOF, hybrid perovskite)1.3 Principle of materials design1.4 ApplicationsHybrid materials at nanoscale level10 hours1.1 Introduction1.2 Fundamentals of Surface and Interface 1.3 Principle of materials design1.4 Structural-properties relatio

16、nship (MOF, hybrid perovskite)1.5 Strategies of materials design1.6 ApplicationsHybrid materials at multiple scale level6 hours1.1 Introduction1.2 Structural-properties relationship 1.3 Principle of materials design1.4 ApplicationsHow to design and develope hybrid materials 6 hours Examples training

17、 Grading: Prerequisite quiz20%Homework10%Group Presentation 10%Final60%Text & Reference Book: K. Ogata, System Dynamics, 4th ed., 2004, ISBN 0-13-142462-9.1 Jiabi Liu. Organic-Inorganic Hybrid Materials M. Beijing：Chemical Industry Press，2005.2 Pedro Gmez-Romero, Clment Sanchez. Functional Hybrid Ma

18、terials M. Copyright 2004 Wiley-VCH Verlag 97835273048443 Ajeet Kaushik, Rajesh Kumar, Sunil K. Arya, Madhavan Nair, B. D. Malhotra, and Shekhar Bhansali OrganicInorganic Hybrid Nanocomposite-Based Gas Sensors for Environmental Monitoring Chem. Rev., 2015, 115 (11), pp 457146064 Koen Binnemans Lanthanide-Based Luminescent Hybrid Materials Chem. Rev., 2009, 1