《無機材料合成及工藝》課程教學(xué)大綱

《無機材料合成及工藝》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱無機材料合成及工藝SynthesisandTechnologyforInorganicMaterials課程編碼MAT410521020開課院部材料科學(xué)與工程學(xué)院課程團(tuán)隊無機材料合成及工藝學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實驗0上機0實踐0課外學(xué)時0適用專業(yè)材料化學(xué)授課語言中文先修課程材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料化學(xué)課程簡介（限選）《無機材料合成及工藝》是材料化學(xué)、材料物理專業(yè)的一門專業(yè)選修課程，本課程研究討論無機材料化工產(chǎn)品合成及其生產(chǎn)方法、生產(chǎn)原理和技術(shù)條件等。主要內(nèi)容涵蓋了無機合成化學(xué)的基本問題及最新的研究動態(tài)，常見的無機材料合成方法及工藝，如低溫合成、高溫高壓合成、水熱溶劑熱合成、無水無氧合成、電解合成、等離子體合成、化學(xué)氣相沉積和溶膠凝膠合成等，以及簡單的分離與純化方法、化學(xué)萃取法、離子交換法和膜分離等幾種無機分離技術(shù)。在該課程的學(xué)習(xí)過程中，通過對典型無機材料合成實例的學(xué)習(xí)學(xué)會如何設(shè)計實驗研究方案，以及工業(yè)合成中的注意事項。通過該課程的學(xué)習(xí)能獨立承擔(dān)和開展無機材料合成理論與實踐的研究工作。SynthesisandTechnologyforInorganicMaterialsisanelectivecourseforprofessionalphysicsmajorinmaterialschemistry,materialsphysics,thiscoursestudyanddiscussthesynthesisandproductionmethods,chemicalproductsofinorganicmaterialsproductionprincipleandtechnicalconditionsetc..Themaincontentcoversthebasicproblemofinorganicsyntheticchemistryandthelatestresearchtrends,thecommonmethodsofsynthesisofinorganicmaterialsandtechnology,suchaslowtemperature,hightemperatureandhighpressuresynthesis,synthesis,hydrothermalandsolvothermalsynthesis,anhydroussynthesis,electrochemicalsynthesis,plasmasynthesis,chemicalvapordepositionandsol-gelsynthesis,andasimpleseparationwiththepurificationmethod,chemicalextraction,ionexchangeandmembraneseparationofseveralinorganicseparationtechnology.Inthecourseofthecourseoflearning,throughthestudyoftypicalexamplesofinorganicmaterialstolearnhowtodesignanexperimentalresearchprogram,aswellasmattersneedingattentioninindustrialsynthesis.Throughthestudyofthecourse,wecanindependentlyundertakeandcarryouttheresearchworkonthetheoryandpracticeofinorganicmaterialssynthesis.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：系統(tǒng)掌握無機材料合成的基本方法及工藝，具備綜合運用所學(xué)知識解決無機材料制備與研發(fā)的基本能力.是4.24.22M2目標(biāo)2：通過該課程學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生研究和開發(fā)新型無機材料及相應(yīng)材料表征的能力。是6.26.2三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)11第1章概論本章重點難點：軟化學(xué)合成、組合化學(xué)、綠色合成化學(xué)的特點及應(yīng)用。/////21.11.1無機合成化學(xué)概述無機合成化學(xué)研究內(nèi)容、無機合成化學(xué)研究意義、無機合成化學(xué)對高新技術(shù)的影響M12講授2自學(xué)31.21.2無機合成化學(xué)的熱點領(lǐng)域(1)特種結(jié)構(gòu)無機材料的制備、軟化學(xué)合成、極端條件下的合成、無機功能材料的制備、特種功能材料的分子設(shè)計M12講授2自學(xué)41.31.3無機合成化學(xué)的熱點領(lǐng)域(2)仿生合成化學(xué)、納米粉體材料的制備、組合化學(xué)、綠色合成方法M12講授2自學(xué)52第2章化學(xué)熱力學(xué)與無機合成本章重點難點：Ellingham圖、耦合反應(yīng)、泡佩克斯圖對無機合成的指導(dǎo)意義。/////62.12.1化學(xué)熱力學(xué)對無機合成的指導(dǎo)吉布斯-亥姆霍茲方程對無機合成的指導(dǎo)、Ellingham圖-還原法提取金屬、耦合反應(yīng)在無機合成中的應(yīng)用M12講授2自學(xué)72.22,2標(biāo)難平衡常數(shù)、電位-pH圖及熱力學(xué)相圖在無機合成中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的概念及平衡常數(shù)的應(yīng)用實例、泡佩克斯圖的概念和制作、泡佩克斯圖的應(yīng)用、熱力學(xué)相圖的概念、熱力學(xué)相圖的應(yīng)用M12講授2自學(xué)83第3章低溫合成/高溫合成/高壓合成與應(yīng)用本章重點難點：低溫、高溫高壓合成的特點及在無機材料合成中的應(yīng)用。/////93.13.1低溫合成低溫合成的概念與實例、低溫的獲得、低溫合成技術(shù)的應(yīng)用M1,M22講授2自學(xué)103.23.2高溫合成高溫合成的概念與實例、高溫的獲得、高溫測溫儀表、高溫合成技術(shù)的應(yīng)用M1,M22講授2自學(xué)113.33.3高壓合成高壓合成的概念與實例、高壓的產(chǎn)生和測量、高壓合成技術(shù)的應(yīng)用M1,M22講授2作業(yè)124第4章水熱-溶劑熱合成/無水無氧合成/電解合成及應(yīng)用本章重點難點：水熱-溶劑熱合成、無水無氧合成、電解合成的特點及在無機材料合成中的應(yīng)用。/////134.14.1水熱-溶劑熱合成水熱-溶劑熱合成的概念與實例、水熱-溶劑熱合成的特點與不足、水熱-溶劑熱合成的基本類型、水熱-溶劑熱合成設(shè)計與操作、水熱-溶劑熱合成技術(shù)的應(yīng)用M1,M22講授2自學(xué)144.24.2無水無氧合成無水無氧合成的概念與實例、無水無氧操作技術(shù)、無水無氧合成技術(shù)的應(yīng)用M12講授2自學(xué)154.34.3電解合成電解合成的概念與實例、電解合成的主要裝置、電解合成技術(shù)的應(yīng)用M1,M22講授2作業(yè)165第5章等離子體合成/化學(xué)氣相沉積合成/溶膠-凝膠合成與應(yīng)用本章重點難點：等離子體合成、化學(xué)氣相沉積合成、溶膠-凝膠合成的特點及在無機材料合成中的應(yīng)用。/////175.15.1等離子體合成等離子體合成的概念與實例、等離子體的特點及其獲得方法、等離子體合成技術(shù)的應(yīng)用M12講授2自學(xué)185.25.2化學(xué)氣相沉積合成化學(xué)氣相沉積（CVD）概念、CVD的技術(shù)原理、沉積反應(yīng)類型、CVD裝置、CVD合成技術(shù)的應(yīng)用M1,M22講授2自學(xué)195.35.3溶膠-凝膠合成溶膠-凝膠法概念、溶膠-凝膠基本原理和工藝、溶膠-凝膠合成技術(shù)的應(yīng)用M1,M22講授、討論2綜合大作業(yè)206第6章無機分離技術(shù)及其應(yīng)用本章重點難點：離子交換法、溶劑萃取法在無機材料分離領(lǐng)域的應(yīng)用，膜分離過程的原理及分類/////216.16.1常規(guī)的分離與純化方法重結(jié)晶法、蒸餾法、升華法、離子交換法、溶劑萃取法M12講授2自學(xué)226.26.2膜分離技術(shù)膜分離技術(shù)的特點、膜分離過程的原理及分類、膜材料和膜組件、膜分離技術(shù)的應(yīng)用M12講授2自學(xué)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2~3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學(xué)生對無機材料合成基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要有實驗方案設(shè)計、及材料的表征、分析。20%2大作業(yè)1.本課程要求利用無機材料合成的基本方法及工藝，研究開發(fā)出新型無機材料及設(shè)計出相應(yīng)材料表征的實驗方案。2.根據(jù)實驗方案的準(zhǔn)確性評分。20%3考勤隨機點名、刷卡點名等5%4課堂表現(xiàn)隨機檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況5%5期末考試1.開卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對無機材料合成的基本方法及工藝的掌握能力，學(xué)生綜合運用所學(xué)知識。解決無機材料制備與研發(fā)的基本能力。50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)30%A-獨立思考、按時完成，工藝示意圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、設(shè)計合理、答案準(zhǔn)確。B-獨立思考、按時完成，工藝示意圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、設(shè)計合理、答案準(zhǔn)確。C-獨立思考、按時完成，工藝示意圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時完成，書寫不規(guī)范，解題思路混亂。2M1期末考試50%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）3M1考勤10%A-全勤。B-缺勤1次。C-缺勤2-3次。D-缺勤3次以上。4M1課堂表現(xiàn)10%A-精神狀態(tài)飽滿，回答問題準(zhǔn)確。B-精神狀態(tài)良好，問題回答較好。C-精神狀態(tài)一般，問題回答一般。D-精神狀態(tài)較差，回答問題有誤。5M2平時作業(yè)20%A-獨立思考、按時完成，工藝示意圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、設(shè)計合理、答案準(zhǔn)確。B-利用基本的無機材料合成方法設(shè)計的實驗方案正確，材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)基本滿足要求，設(shè)計的實驗工藝示意圖基本合理。C-獨立思考、按時完成，工藝示意圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確。D-作業(yè)抄襲，未能按時完成，書寫不規(guī)范，解題思路混亂。6M2大作業(yè)30%A-利用基本的無機材料合成方法設(shè)計的實驗方案正確，材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)基本滿足要求，設(shè)計的實驗工藝示意圖合理。B-利用基本的無機材料合成方法設(shè)計的實驗方案正確，材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)基本滿足要求，設(shè)計的實驗工藝示意圖基本合理。C-利用基本的無機材料合成方法設(shè)計的實驗方案基本正確，材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)基本滿足要求,設(shè)計的實驗工藝示意圖基本合理。D-利用基本的無機材料合成方法設(shè)計的實驗方案不正確，材料結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不能滿足要求,設(shè)計的實驗工藝示意圖不合理。7M2期末考試40%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）8M2課堂表現(xiàn)10%A-精神狀態(tài)飽滿，回答問題準(zhǔn)確。B-精神狀態(tài)良好，問題回答較好。C-精神狀態(tài)一般，問題回答一般。D-精神狀態(tài)較差，回答問題有誤。