《无机-有机复合材料》教学大纲

1、无机-有机复合材料教学大纲课程编号：102091220课程名称 无机-有机复合材料高等教育层次（本科）课程在培养方案中的地位：课程性质（必修；选修）对应于xx专业属于（BJ基础课程基本模块；BZ专业课程基本模块；BS实践训练课程基本模块；AJ基础课程高端模块；AZ专业课程高端模块；AS实践训练课程高端模块）（如该课程应用于不同专业（类）、方向的培养方案，可分别写出本课程在各对应专业（类）、方向的培养方案中的地位。）开课学年及学期（大三下或者大四上）先修课程（材料科学与基础，材料物理）课程总学时，3.0，总学时:48；课程教学形式（2双语课）课程教学目标1. 知悉和理解有机无机复合材料的基本概念

2、材料-物性关系和功能化应用方向；2. 能够掌握有机-无机杂化材料的设计和制备策略；3拥有复合材料设计基本概念的应用能力，形成初步的材料应用开发能力；4. 能够驾驭多学科交叉的课题研究，具备复合材料创新的基本素养。备注：课程的每一个教学目标对应需考核的一项知识能力点，上表中的四种表述形式是对知识能力点的不同掌握层次。课程教学目标与教学效果评价课程教学目标（给出知识能力素养各方面的具体教学结果）教学效果评价不及格及格，中良优1. 知悉和理解有机无机复合材料的基本概念材料-物性关系和功能化应用的方向；2. 能够掌握有机-无机杂化材料的设计和制备策略；3拥有复合材料设计基本概念的应用能力，形成初步的材

3、料应用开发能力；4. 能够驾驭多学科交叉的课题研究，具备材料创新的基本素养。1.完全不知道，或对有机无机复合材料的概念，有碎片化的理解2.完全没能力解决复合材料设计的问题，或能够运用零碎的材料设计原理，分析解决功能材料设计的问题3. 不具备知识运用能力4. 不具备基本的创新素养。1.对有机无机杂化材料的主要概念，基本设计思想，结构分析过程能理解，但不完整2.整体上具备运用分子设计原理，分析解决功能应用的能力，但缺乏系统性3. 具备初步知识运用能力和材料开发设计4. 不具备基本的创新素养。1.对有机无机杂化材料主要内容，基本设计思想，结构分析过程能理解，但不系统，存在断点。2.整体上具备运用分子

4、设计原理，分析解决符合材料功能化问题的能力，有一定的系统性，但系统性方面存在断点3. 具备扎实知识运用能力和复合材料开发设计4.具备基本的创新素养。1. 对有机无机杂化材料主要内容，基本设计思想，结构分析过程核心过程能完整系统地理解2. 具备运用分子和纳米尺度设计原理，分析解决复合材料功能化设计问题的能力。3. 具备突出的知识运用能力和复合材料开发设计4. 能够驾驭多学科交叉的课题研究，具备材料创新的基本素养。教学内容、学时分配、与进度安排教学内容学时分配所支撑的课程教学目标教学方法与策略（可结合教学形式描述）（选填） 第一章 概论（2学时） 1.1复合材料发展史 1.2有机-无机复合材料的定

5、义及分类 1.3有机-无机复合材料的应用需求2学时1，2ppt讲授、课堂讨论，应用图片展示。第二章 有机-无机分子尺度复合材料（8学时） 2.1概述 2.2结构与性能的关系 （MOF、金属配合物、杂化钙钛矿） 2.3材料的设计思想 2.4功能化应用方向 (催化、光电、磁学、智能响应等)8学时1，2讲授，提问，内容讨论，作业。第三章 有机-无机纳米尺度复合材料（10学时） 3.1概述 3.2表界面理论基础 3.3研究方法与表征手段 3.4物性-结构关系 3.5 复合策略（溶胶-凝胶技术、原位聚合技术、插层方法、共混加工） 3.6功能化应用方向 10学时1，2，3概念讲授，实例展示，课堂讨论，辅助

6、网络课程资源补充相关拓展知识。完成首次作业评判及单元测验。第四章 多尺度有机-无机复合材料（6学时） 4.1概述 4.2材料设计思想 4.3制备策略 4.4功能化应用举例6学时1，2，3讲授相关的应用策略， 结合学科前沿进展，介绍相关思路，开展具体实验。第五章 功能化有机-无机复合材料的设计案例（6学时）根据产业和学科前沿方向进行调整。6学时3，4课堂考论、运用知识进行课题探索。考核与成绩评定：平时成绩、期末考试在总成绩中的比例，平时成绩的记录方法。考核方式：考试（例如闭卷笔试）、考查（论文或报告）作业 10%测验 20%课堂报告：10%期末：60% 教材，参考书: 1 吴璧耀. 有机-无机杂

7、化材料及其应用M. 北京：化学工业出版社，2005.2西班牙佩德罗哥曼斯罗曼罗. 功能杂化材料 M . 张学军、迟伟东译. 北京：化学工业出版社, 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.大纲说明：有机-无机复合材料具有多种加和效应，可结合无机材料和有机聚合物材料的力、热、光、电、磁材料功能和容易加工的特性，满足日益发展的航空航天、能源、信息、生命医学等领域对材料的需求，成为功能材料中重要的门类和研究方向。本课程是为本科生开设的专业方向课，通过课程学习，使学生掌握有机无机复合材料的基本概念、材料设计思想、材料制备策略、材料-物性关系和功能化应用的方向；同时适当介绍相关功能化复合材料的应用方向， 使学生了

11、解有机-无机杂化材料的研究进展和研究方向，为学生进入行业工作和继续深造奠定基础。 编写教师签名： 责任教授签名： 开课学院教学副院长签名： 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