《纳米材料合成及应用》课程教学大纲

《纳米材料合成及应用》教学大纲一、课程基本信息课程名称纳米材料合成及应用SynthesisandApplicationofNanomaterials课程编码MAT522221020开课院部材料科学与工程学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业本研一体化班（材料科学类）授课语言中文先修课程元素无机及分析化学、物理化学、大学化学课程简介（限选）本课程为材料科学与工程专业硕士研究生的专业选修课程。学生在已具备一定的无机化学、物理化学及材料化学知识的基础上，通过本课程进一步了解纳米材料的基本概念、基本特性，掌握纳米结构材料的合成与表征方法，了解纳米材料与技术的应用的基本状况，为今后从事相关材料领域的研究和工作打下良好的基础。Thiscourseisanelectivecourseforpostgraduatesmajoringinmaterialsscienceandengineering.Onthebasisofhavingknowledgeofinorganicchemistry,physicalchemistryandmaterialchemistry,studentscanfurtherunderstandthebasicconceptsandcharacteristicsofnanomaterialsthroughthisstudy,andmasterthesynthesisandcharacterizationmethodsofnanomaterials,andunderstandthebasicsituationofnanomaterialtechnologyapplications.Itwilllayagoodfoundationforthefutureresearchandworkinthefieldofmaterials.负责人，大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：了解纳米材料的基本概念、基本特性，掌握纳米材料的合成与表征方法，了解纳米材料与技术的应用现状。是三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章第一章纳米材料概论本章重点难点：纳米材料概念和特性/////21.11.1纳米材料的概念纳米尺寸；原子数量M11讲授//31.21.2纳米材料的特性表面效应；小尺寸效应；量子尺寸效应；宏观量子隧道效应M12讲授//41.31.3纳米材料的发展一维材料；二维材料；三维材料M11讲授作业45第二章第二章纳米材料的化学合成本章重点难点：不同合成方法的基本原理/////62.12.1溶胶凝胶法水解反应；聚合反应；胶体成形过程；聚合物；络合物M11讲授//72.22.2水热法水热合成；高温高压环境的化学反应；水热法特点M11讲授//82.32.3高温有机相法极性与非极性端；成核机理；合成材料特点M12讲授//92.42.4晶种法及模板法种晶模板；生长机理；形貌控制M11讲授//102.52.5多步反应法多步反应控制粒径、产物、化合价等M11讲授作业611第三章第三章纳米晶的控制合成及应用本章重点难点：生长机理；调控机制/////123.13.1半导体纳米晶的控制合成及应用Si、C；InAs、GaSb、InP；CdSe、CdS；AsTe、SbS3M11.5讲授//133.23.2金属纳米晶的控制合成及应用单金属；双金属；多元金属M11.5讲授//143.33.3金属氧化纳米晶的控制合成及应用TiO2、SnO2、ZnO；CoOx、CuO；氧化铝，氧化硅M11讲授//153.43.4纳米晶体的超级结构与纳米自组装纳米超级晶体；熵效应；电子器件；光电转化；传感器；分子器件M12讲授作业616第四章第四章纳米材料的物理法制备本章重点难点：粒子生长机理/////174.14.1高能球磨技术晶型转化；纳米粒子性质变化规律M11.5讲授//184.24.2电子束蒸发技术真空蒸镀；镀膜过程M11.5讲授//194.34.3磁控溅射技术电场作用；电离；成膜过程M11.5讲授//204.44.4脉冲激光沉积技术激光烧蚀；PLD机制M11.5讲授作业621第五章第五章纳米固体材料的制备与应用本章重点难点：纳米材料成型方法；应用领域/////225.15.1纳米粉体材料的合成与应用催化剂；光学材料；医药材料；电子信息M13讲授//235.25.2超薄半导体材料的生长与应用超薄连续均匀的半导体材料制备技术；太阳能电池；光电探测M12讲授//245.35.3铁电氧化物薄膜材料与存储器件自发极化；能量转化；磁电互调；压力传感；数据存储M12讲授//255.45.4纳米磁性材料制备与电磁隐身电磁场理论；稀土永磁；电波吸收M11讲授//265.55.5气体敏感薄膜与传感器件敏感机理；气体浓度转换机制；分类；响应特性M12讲授大作业10四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时表现1.课堂出勤情况。2.课堂回答问题情况。3.课堂参与讨论情况。10%2平时作业1.每一章节3~5道题目，涵盖本章的重点难点。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对纳米材料合成及应用相关的基本知识掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有简答和计算题。20%3大作业1.本课程要求根据所讲的纳米材料合成方法和应用领域让学生找出相关科学问题，以论文或者小组PPT汇报的形式进行考察。2.根据材料的组织情况、思路、是否理清科学问题的关键、语言是否流畅进评分。20%4期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对纳米材料合成及应用基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有客观题、简答题、论述题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1平时表现10%A-全勤，且课堂表现积极，且回答问题准确。B-缺勤一次，或者被动参与课堂活动。C-缺勤2次或者3次，或者不参与课堂讨论或者回答问题效果一般。D-缺勤3次以上或者违反课堂纪律三次如：睡觉、玩手机、交头接耳等。2M1平时作业20%A-独立思考、按时完成，卷面整洁、解题思路清晰、考虑问题全面有深度、步骤完整、格式准确、答案准确。B-独立思考、按时完成，书面一般、解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案合理。C-独立思考、按时完成，书面混乱，解题思路不完整、格式比较合理。D-作业抄袭，未能按时完成，解题思路混乱。3M1大作业20%A-论文格式正确且提出的科学问题是前沿聚焦的热点，给出的方案综合考虑了该领域的发展情况；或者PPT制作精美，明确的提出了有深度的科学问题，并系统的给予了解决方案，讲解思路清晰且语言流畅。B-论文格式正确且科学问题提出的合理，并给于一定的解决方案；或者PPT制作精细，明确的提出了问题，并解决了问题，讲解思路清晰。C-论文格式不正确且问题的提出有一定的科学性；或者PPT制作一般且没有明确清晰的主线。D-没有提出科学问题，且准备仓促。4M1期末考试50%见试卷评分标准评分等级说明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书|《