背景提升 | 海外科研远程-『理工科』-化学专题

化学专题：双碳目标下的新能源材料应用

与前景分析，以纳米多孔材料为例

 

 

开始日期：2024-04-27

课时安排：7周在线小组科研学习+5周不限时论文指导学习

 

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Prerequisites

适合人群

 

适合年级(Grade)：高中生/大学生

适合专业(Major)：

  • 材料科学与工程、材料化学、纳米化学、催化材料、储氢材料、碳捕捉等专业或者相关专业或对相关领域感兴趣的学生；

  • 建议选修：化学物质构成与反应原理

 

 

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Instructor Introduction

导师介绍

 

 

 

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Program Background

项目背景

 

MOFs是金属有机骨架化合物的简称，由金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。兼具无机材料的刚性和有机材料的柔性特征，具有高的孔隙率和化学稳定性，在现代材料研究方面呈现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景，如：气体贮存、分子分离、催化、药物缓释、吸附分离、磁性材料等。

 

项目结合MOFs材料的独特结构，帮助学生了解MOFs在能源工业领域及生物医药领域的应用。

 

 

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Program Description

项目介绍

 

本项目将围绕多孔纳米材料的性质、表征及应用展开。首先我们将学习吸附的一般描述，介绍吸附等温线的类型，金属有机骨架(MOFs)与多孔配位聚合物(PCP)等新型纳米多孔材料描述以及合成。其次我们将详细描述气体吸附，重点讨论BET方程如何用于多孔材料的表征，最后我们将介绍多孔材料的应用，学习关于纳米材料在气体储存在工业中，以及在生物医药、药物输送方面的应用。

 

在项目结束时，学生将根据纳米材料的特性探究其在不同领域中的应用，并提交项目报告，进行成果展示。

 

This project will focus on the properties, characterization and application of nano-metallic organic skeleton materials (MOFs). First, we will study the general description of adsorption, introduce the types of adsorption isotherms, metal-organic framework (MOFs) and porous coordination polymers (PCP) and other new nanoporous materials description and synthesis. Secondly, we will describe gas adsorption in detail, focusing on how BET equation is used to characterize porous materials. Finally, we will introduce the application of MOFs porous materials, and learn about the application of nano-MOFS materials in gas storage in industry, as well as in biomedics and drug delivery. At the end of the project, students will explore the application of MOFs materials in different fields based on their characteristics, and submit a project report to present their results.

 

个性化研究课题参考：
MOFs衍生碳基材料的可控制备及其催化性能
功能无机多孔分离材料的制备及其相关环保应用
MOFs基的纳米药物用于化学动力学治疗
天然药物和银纳米颗粒复合MOFs材料制备及生物应用

 

Suggested Future Research Fields: Controllable Preparation of MOFS-Derived Carbon-Based Materials and their Catalytic Properties; Exploitation, Absorption and Storage ofCcombustible Ice Methane; Preparation of Functional Inorganic Porous Separation Materials and Their Related Environmental Applications, MOFs-based Nano-Pharma-Chemical Kinetics Therapy

 

本项目将介绍现代的基于Java的网站开发。创建web应用程序需要多种方法，并涉及到多种技术的集成。本项目旨在让学生了解Java web开发的细节，所涵盖的主题包括面向对象的编程范式(Java)；用HTML、CSS、servlet、JSP、JavaScript和XML构建现代网页；在团队项目中使用专业工具。学生将随着项目的进行，整理用户需求,完成原型设计，并最使用上述工具编写代码、开发网站。学生将在项目结束时，进行demo展示。

个性化研究课题参考 Suggested Research Fields
类亚马逊购物网站开发 Building the front end of a shopping website
优化现有学校官方网站界面 Beautify your school’s current official website

 

 

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Syllabus

项目大纲

 

  • 吸附原理与多孔材料概论、多孔材料发展前景，纳米金属有机材料示例、合成方法 Adsorption and porous Materials: Development of porous materials with a specific focus on metal-organic frameworks, synthesis of MOFs

  • 纳米多孔材料的表征 The characterization of advanced, nanoporous materials:

  • 材料表征案例学习：表征纳米多孔材料吸附平衡 Materials characterization case study from a range of nanoporous materials

  • 多孔材料的工业应用(一) The industrial application of porous materials (I)

  • 多孔材料的工业应用(二) The industrial application of porous materials (II)

  • 项目回顾与成果展示 Program review and presentation

  • 论文辅导 Project deliverable tutoring

 

 

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Program Outcome

项目收获

 

  • 7周在线小组科研学习+5周不限时论文指导学习 共125课时

  • 项目报告

  • 学员获主导师Reference Letter

  • EI/CPCI/Scopus/ProQuest/Crossref/EBSCO或同等级别索引国际会议全文投递与发表指导（可用于申请）

  • 结业证书

  • 成绩单

 

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