《表面化學》課程教學大綱

《表面化學》教學大綱一、課程基本信息課程名稱表面化學SurfaceChemistry課程編碼MAT510121020開課院部材料科學與工程學院課程團隊（未設置）學分2.0課內學時32講授32實驗0上機0實踐0課外學時32適用專業(yè)新能源材料與器件授課語言中文先修課程大學化學、物理化學、材料分析技術課程簡介（限選）《表面化學》是新能源材料與器件專業(yè)選修課程，課程的核心內容是表界面和膠體的基本性質、現(xiàn)象和應用。通過本課程的學習，要求學生掌握液體表面的表面張力和表面自由能；固體表面的結構特征和常用的現(xiàn)代表面分析技術；氣液、氣固、液液等各類界面的類型及特性；吸附作用與吸附劑；固體表面催化；乳狀液；表面活性劑的基本性質；膠體的基本概念、制備和性質等內容，課程密切結合我國生產(chǎn)和科研工作的實際，對與材料科學、生命科學、環(huán)境科學、醫(yī)藥、采油等學科中一些同膠體與表面化學密切相關的問題進行了介紹。課程的主要目標是使學生全面系統(tǒng)地掌握物質表面的特殊現(xiàn)象及其規(guī)律，了解膠體與表面的基本理論問題，了解材料表面研究的基本方法和手段。培養(yǎng)學生運用表面化學、膠體及相關知識分析問題、解決問題的能力。Thiscourseisanelectivecourseforthestudentsmajorinnewenergymaterialsanddevices.Thekeypointsofthiscourseincludethepropertyofsurface/interfaceandcolloids,phenomenonandapplications.Thestudentsarerequiredtoobtainfollowingbasicknowledge.thesurfacetensionandsurfaceenergyofliquidsurface,thepropertiesandcharacterizationtechniquesofsolidsurface,theclassificationandpropertiesofvariousinterfaces,adsorptionandadsorbent,colloid,surfaceactiveagents,andemulsionetc.Thiscoursealsoincludestheintroductionofcolloidandsurfacechemistryrelatedtopics,suchasmaterialscience,lifescience,environmentscience,medicalscience,petroleumengineeringandsoon.Theaimofthecourseistohelpstudentstocomprehendandmasterthephenomenon,theory,andlawofsurface/interface,knowthetestprimarymethodforsurfacescience,andenhancetheabilityofanalyzeandsolveproblemsininnovationthoughtandthepracticeskill.Andalsolaythebasesforselectingandusingthisknowledgereasonablywhenthestudentsgoinforthespecialworksinthefuture.負責人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標序號代號課程目標OBE畢業(yè)要求指標點任務自選1M1目標1：掌握膠體與表面的基本理論問題。是1.11.12M2目標2：掌握材料表面研究的基本方法和手段。是2.12.13M3目標3：能夠運用表面化學、膠體及相關知識分析、解決生產(chǎn)生活中的表界面問題。是4.14.1三、課程內容序號章節(jié)號標題課程內容/重難點支撐課程目標課內學時教學方式課外學時課外環(huán)節(jié)1第一章第一章液體表面本章重點難點：表面張力的定義、Laplace方程、Kelvin方程/////21.11.1表面張力界面與體相；表面與界面、表面張力與表面自由能；影響表面張力的因素；表面自由能和表面張力的微觀解釋；表面張力的測定方法M16講授、互動6自學資料31.21.2Laplace方程附加壓力；Laplace方程；毛細現(xiàn)象；Kelvin方程；亞穩(wěn)狀態(tài)和新相的生成M1,M36講授、討論6平時作業(yè)4第二章第二章固體表面本章重點難點：清潔表面特征、固體表面能的計算、表面應力/////52.12.1固體表面固體表面的類型和特點；固體表面力M11講授、互動6自學資料62.22.2固體表面能固體表面自由能的定義；固體表面能的計算；固體表面能的測定M2,M31講授、互動1自學資料7第三章第三章固氣界面本章重點難點：物理吸附與化學吸附的轉變、吸附等溫線、Langmuir吸附等溫式和BET吸附等溫式/////83.13.1物理吸附與化學吸附吸附定義；吸附劑和吸附質；物理吸附的機理與特點；化學吸附的機理與特點；吸附勢能曲線M11講授、互動1平時作業(yè)93.23.2吸附熱與吸附曲線吸附熱的定義、吸附熱的種類與計算；吸附量與吸附平衡、吸附等溫線、吸附等壓線、吸附等量線；影響吸附的M2,M31講授、互動1自學資料103.33.3固氣界面吸附理論Langmuir吸附等溫式；BET吸附等溫式；Polanyi吸附勢能理論M31講授、互動1自學資料113.43.4多孔性固體的吸附性質毛細凝聚；吸附滯后M31講授、互動1自學資料12第四章第四章固液界面本章重點難點：混合等溫線與各自等溫線、Stern雙電層模型、Young方程////134.14.1固體自溶液中的吸附固體自稀溶液中的吸附；固體自濃溶液中的吸附；固體自電解質溶液中的吸附M11講授、互動1自學資料144.24.2界面電現(xiàn)象界面電現(xiàn)象的由來；雙電層理論；電動現(xiàn)象M22講授、互動2自學資料154.34.3潤濕潤濕現(xiàn)象；接觸角；接觸角的測定；潤濕的應用M1,M2,M32講授、互動2平時作業(yè)16第五章第五章液液界面本章重點難點：液液界面的形成條件、乳狀液的性質與應用/////175.15.1液液界面的形成液液界面的形成；Antonoff規(guī)則；液液界面張力的現(xiàn)代理論M11講授、互動1自學資料185.25.2乳狀液乳狀液的概念及類型；乳狀液的制備和物理性質；乳化劑；乳狀液穩(wěn)定性的影響因素；乳狀液的變型和破乳；微乳狀液；乳狀液的應用M1,M31講授、互動1自學資料19第六章第六章固體表面催化本章重點難點：固體表面催化理論/////206.16.1催化概述固體表面催化的定義、特性；多相催化劑的結構與催化參數(shù)，化學組成，表面結構，性能與評價M11講授、互動1自學資料216.26.2各類固體催化劑及其理論固體酸催化劑；過渡金屬配合物催化劑；金屬催化劑M1,M21講授、互動1自學資料22第七章第七章表面活性劑本章重點難點：表面活性劑的分類、膠束理論/////237.17.1表面活性劑的基本性質表面活性劑的定義、結構、分類；膠束與臨界膠束濃度；膠束的結構及聚集體；反膠束與囊泡M12講授、互動2自學資料247.37.3表面活性劑的基本作用增溶作用與膠束催化；洗滌作用；潤濕的應用；滲透的應用；分散和絮凝；起泡和消泡；強化采油中的應用M31講授、互動1平時作業(yè)25第八章第八章膠體本章重點難點：布朗運動、丁達爾現(xiàn)象、聚沉理論/////268.18.1膠體的制備膠體概述；膠體的制備；溶膠的凈化M11講授、互動1自學資料278.28.2膠體的性質運動性質、光學性質、電學性質、流變性、穩(wěn)定性M11講授、互動1自學資料四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.每周布置2-3道題目。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準確性、是否按時上交、是否獨立完成評分。3.考核學生對表面化學基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力題型主要有作圖、分析和計算題。20%2課堂互動課堂上利用信息化技術進行討論、回答問題等，實時檢測學生上課聽講和吸收效果。20%3期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學生對表面化學基本知識的掌握能力，學生綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有填空題、選擇題、簡答題、分析題。50%五、評分細則序號課程目標考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)25%A-按時提交作業(yè)，作業(yè)內容完整、準確。 B-按時提交作業(yè)，作業(yè)存在少量錯誤。 C-按時提交作業(yè)，作業(yè)錯誤較多。 D-未能按時提交作業(yè)，或作業(yè)存在大量錯誤。2M1課堂互動25%A-積極參加課堂互動，回答比較準確。B-積極參加課堂互動，回答基本準確。C-積極參加課堂互動，回答錯誤較多。D-參加課堂互動不積極，或回答錯誤較多。3M1期末考試50%詳見試卷評分標準。4M2平時作業(yè)25%A-按時提交作業(yè)，作業(yè)內容完整、準確。 B-按時提交作業(yè)，作業(yè)存在少量錯誤。 C-按時提交作業(yè)，作業(yè)錯誤較多。 D-未能按時提交作業(yè)，或作業(yè)存在大量錯誤。5M2課堂互動25%A-積極參加課堂互動，回答比較準確。B-積極參加課堂互動，回答基本準確。C-積極參加課堂互動，回答錯誤較多。D-參加課堂互動不積極，或回答錯誤較多。6M2期末考試50%詳見試卷評分標準。7M3平時作業(yè)25%A-按時提交作業(yè)，作業(yè)內容完整、準確。 B-按時提交作業(yè)，作業(yè)存在少量錯誤。 C-按時提交作業(yè)，作業(yè)錯誤較多。 D-未能按時提交作業(yè)，或作業(yè)存在大量錯誤。8M3課堂互動25%A-積極參加課堂互動，回答比較準確。B-積極參加課堂互動，回答基本準確。C-積極參加課堂互動，回答錯誤較多。D-參加