新型碳材料课程教学大纲

1、PAGE PAGE - 4 -本科生课程大纲课程名称新型碳材料New Carbon Materials课程代码072503201275课程属性专业课课时/学分32/2课程性质选修实践学时责任教师课外学时课程属性：专业知识，课程性质：选修一、 课程介绍1.课程描述： 本课程主要介绍新型碳材料的基本知识及其制备合成技术，主要内容包括：碳的发展和无定形碳的存在，碳的结构和性能（主要介绍晶体碳）、石墨层间化合物及纳米碳材料（富勒烯、碳纳米管、石墨烯）的发现、概念、结构、表征、性能、制备及制备原理、改性、应用等方面。通过学习该课程，使学生对自然界存在的、日常生活中常用的、不断发现发展的各种碳材料的基础知

2、识有一个整体理解和清楚把握。2.设计思路： 课程内容主要包括三个模块：无定形碳材料、晶体碳材料及纳米碳材料。第一章，讲解碳的起源和发展史，以及碳的存在形态，主要介绍其中无定形碳，包括煤炭、焦炭 碳纤维、炭黑 玻璃碳 活性炭等，这些都是传统碳材料；第二章，讲解碳的结构、转化和性能。其中，结构包括价键结构和晶体结构，从学生已有基础的碳的杂化方式讲起，分别对应不同的晶体，接下来讲解碳的晶体结构时分别介绍三种杂化方式所对应的金刚石、石墨、炔碳。此也属于传统碳材料。之后讲解碳的转化，即无定形碳到晶体碳的转化，这是后期学习各种碳纳米材料制备的基础。而碳的杂化也是后期学习碳纳米材料结构的基础。最后讲解碳材料

3、的性能。第三章，石墨层间化合物，其为石墨基础上插入纳米级插层剂形成，作为一个过渡章，石墨层间化合物属新型碳材料。第四、五、六章均为新型碳纳米材料，分别介绍富勒烯、碳纳米管、石墨烯。此三章内容较多，主要介绍各种新型碳纳米材料的发现、概念、结构、表征、性能、制备及制备原理、改性、应用等。此三章尤其需要逐年结合当前最新的研究进展不断更新完善。3. 课程与其他课程的关系：先修课程：无机化学、有机化学等，在碳的价键结构部分涉及到无机化学相关知识为储备，而各种碳材料的制备涉及到有机化学的许多反应。二、课程目标到课程结束时，学生应能使学生对自然界存在的、日常生活中常用的、不断发现发展的各种碳材料的基础知识有

4、一个整体理解和清楚把握。包括：（1）了解碳的所有存在状态及其之间的相互转化，了解各种碳材料的应用领域和发展现状；（2）理解碳的杂化结构和晶体结构；（3）掌握新型碳材料，包括石墨层间化合物、富勒烯、碳纳米管以及石墨烯的结构和常用制备方法；（4） 理解新型碳纳米材料的生长机理。三、学习要求 要完成所有的课程任务，学生必须： （1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、随堂练习和测试。课堂表现和出勤率是成绩考核的组成部分。 （2）按时完成常规练习作业。这些作业要求学生按书面形式提交，只有按时提交作业，才能掌握课程所要求的内容。 （3）完成教师布置的一定量的阅读文献和查阅资料。这些作业能加深对课程

5、内容的理解、促进同学间的相互学习、并能引导对某些问题和理论的更深入探讨。四、教学进度序号专题计划课时主要内容概述1碳的存在3介绍碳的发展史及无定型碳的存在，包括煤炭、焦炭 碳纤维、炭黑 玻璃碳 活性炭等2碳的结构和性能5主要介绍碳的价键结构、碳的晶体结构（金刚石、石墨、卡宾）各种形态的碳的转化和碳的性能3石墨层间化合物4主要介绍石墨层间化合物概述、结构、分类、制备和应用4富勒烯6主要介绍富勒烯的概念、结构及命名、性质、制备及应用5碳纳米管8主要介绍碳纳米管的发现和定义、结构和分类、性质、制备、生长机制、其表面修饰、应用6石墨烯6主要介绍石墨烯的发现、定义、结构、分类及表征、性质、制备和应用 五

6、、参考教材与主要参考书该课程无合适教材，主要列出以下参考书： （1）新型碳材料，沈曾民，化学工业出版社，2003版 （2）新型碳纳米材料-碳富勒烯，沈海军，国防工业出版社，2008版（3）碳纳米管的结构、润湿和填充，崔树稳，河北大学出版社，2015版（4）石墨烯-新型二维碳纳米材料，陈永胜等，科学出版社，2013版六、成绩评定（一）考核方式 A ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他（二）成绩综合评分体系： 成绩综合评分体系比例%1.课下作业、课堂讨论及平时表现202.平时测验103.期末考试70总计100附：作业和平时表现评分标准1）作业的评分标准作业的评分标准得分1.严

7、格按照作业要求并及时完成，基本概念清晰，解决问题的方案正确、合理，能提出不同的解决问题方案。90-100分2.基本按照作业要求并及时完成，基本概念基本清晰，解决问题的方案基本正确、基本合理。70-80分3.不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，解决问题的方案基本不正确、基本不合理。40-60分4.不能按照作业要求，未及时完成，基本概念不清晰，不能制定正确和合理解决问题的方案。0-30分2）课堂讨论及平时表现评分标准课堂讨论、平常表现评分标准得分1.资料的查阅、知识熟练运用，积极参与讨论、能阐明自己的观点和想法，能与其他同学合作、交流，共同解决问题。90-100分2.基本做到资料的查阅、知识的运用，能参与讨论、能阐明自己的观点和想法，能与其他其他同学合作、交流，共同解决问题。70-80分3.做到一些资料的查阅和知识的运用，参与讨论一般、不能阐明自己的观点和想法，与其他同学合作、交流，共同解决问题的能力态度一般。40-60分4.不能做到资料的查阅和知识的运用，不积极参与讨论，不能与其他同学合作、交流，共同解决问题。0-30分七、学术诚信学习