聚焦学生解决复杂工程问题能力培养的化工原理课程三维立体式教学模式探索与实践

针对学生解决复杂工程问题能力不足的问题,山东理工大学化工原理教学团队基于 OBE理念,构建了三维立体式教学模式,从知识、能力、素质三个维度提升学生的综合应用能力。任务导向的“课前—课中—课后—高效学习支持系统—系统评价”混合式教学设计,旨在提高学生的知识吸收率;以学科竞赛和工程案例为载体构建的课程综合知识体系,旨在提升学生的创新应用能力;课程思政元素的嵌入,旨在增强学生的综合素质。该教学模式的实施有助于提升学生的综合应用能力,同时为提升教师的整体教学水平奠定了基础。     

表/界面调控策略在氢/氧反应电极中的研究进展

高效的非贵金属基电催化剂对于提升氢气析出反应（HER）、氧气析出反应（OER）、氧气还原反应（ORR）等电催化反应的整体效率、促进能源转换技术的发展及应用起着至关重要的作用。近年来,对现有的电催化剂进行表/界面调控以诱导其产生新的理化性质,从而提高催化活性的研究受到了广泛的关注。本文综述了近年来利用形貌尺寸调控、缺陷调控、杂原子掺杂、异质结结构等表/界面调控策略在设计非贵金属基电催化剂方面的研究进展,揭示了催化材料体系改性对优化和提升催化性能的关键特性。从催化剂制备、先进表征手段、理论计算、应用性评价等方面展望了非贵金属基电催化剂在实际应用中存在的挑战和未来的研究方向,为实现清洁能源的大规模应用提供参考。     

SrCe0.95Y0.05O3-δ固体电解质纳米陶瓷粉的低温燃烧合成和表征

用柠檬酸及乙二醇作络合剂和燃料,硝酸作氧化剂,氨水作pH值调节搅和燃烧助剂,通过低温燃烧法合成了固体电解质SrCe0.95Y0.05O3-δ(SCY)纳米陶瓷粉.用X-ray衍射(XRD),热分析(TA),扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析方法对合成的粉体进行了表征.并初步考察了粉体的烧结性能.结果表明,低温燃烧法可以在短时间内,通过溶胶燃烧一步合成粒度小于25nm,分布均匀的SCY纳米粉,粉体具有良好的烧结性能.     

质子传导陶瓷电解质燃料电池特性分析

An electrolyte model for the solid oxide fuel cell (SOFC) with proton conducting perovskite electrolyte is developed in this study, in which four types of charge carriers including proton, oxygen vacancy (oxide ion), free electron and electron hole are taken into consideration. The electrochemical process within the SOFC with hydrogen as the fuel is theoretically analyzed. With the present model, the effects of some parameters, such as the thickness of electrolyte, operating temperature and gas composition, on the ionic transport (or gas permeation) through the electrolyte and the electrical performance, i.e., the electromotive force (EMF) and internal resistance of the cell, are investigated in detail. The theoretical results are tested partly by comparing with the experimental data obtained from SrCe0.05M0.05O3-α(M=Yb, Y) cells.     

La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α超细粉体的喷雾热分解法合成与电性能

用喷雾热分解法制备La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-α(LSCF)超细粉体材料,用扫描电镜和透射电镜研究粉体的形貌与粒度,用X射线衍射仪研究粉体材料的晶相结构,通过能谱仪研究其元素组成和掺杂性能,用激光粒度分析仪分析粒度分布,并测试其电性能。结果表明:喷雾热分解法合成的LSCF粉体材料粒子呈球形,平均粒度3.13μm,超声喷雾在900℃热分解的产物能直接形成钙钛矿型晶相,且经过1 100℃处理后结晶度更完整;能谱仪分析显示喷雾热分解法直接制成的LSCF粉体掺杂均匀;粉体的粒度符合液滴粒子转变机理,即1个产物粒子由1个液滴形成;当加入乙醇时,粉体的粒度将减小,但加入尿素、硝酸铵和柠檬酸时其粒度增加。粉体的电导率峰值出现的位置为650℃。     

微管式固体氧化物燃料电池阳极微结构及其性能

利用相转化纺丝法制备了NiO-YSZ中空纤维, 在其外表面负载YSZ膜1450℃共烧后形成YSZ/NiO-YSZ双层中空纤维。阳极孔结构通过芯液(N-甲基砒咯烷酮(NMP)+乙醇)中溶剂NMP的含量来控制。 当NMP含量从0、30wt%、50wt%、70wt%增加到100wt%时, 阳极的孔结构由指状孔/海绵孔/指状孔三明治结构逐渐成为贯通的指状孔结构, 电解质膜致密性、还原后的双层中空纤维的机械强度、阳极电导率逐渐减小, 而孔隙率则增加。多孔的阴极Ag涂敷于致密的电解质膜外表面构成微管SOFC。H₂/空气微管SOFC的浓差极化随着指状孔长度的增加而减小, 当NMP含量为70wt%时, 输出性能最佳, 最大功率密度为662 mW/cm² (800℃), 此时极化阻抗最小。     

溶胶-凝胶法合成超细Ce1-xGdxO2-x/2电解质粉体

本文应用溶胶-凝胶法制备了中温固体氧化物燃料电池电解质材料Ce1-xGdxO2-x/2(CGO),研究了凝胶剂用量和焙烧温度对CGO的晶相、粒度及粒度分布、粒子形态结构以及电导率等性能的影响.结果表明该方法合成CGO粉末粒子在60nm左右,当凝胶剂用量不小于2倍摩尔产品量时可以不通过焙烧即可得到较完整的萤石型结构,1300℃以上焙烧时颗粒开始长大.用柠檬酸或甘氨酸作凝胶剂对制备的CGO电导率没有影响.     

钙钛矿型复合氧化物陶瓷膜的制备及其透氧性能

用低温燃烧法合成了La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)钙钛矿型复合氧化物电子一氧离子混合导体材料。采用微粉浆料相变纺丝技术制备了具有多孔层和致密层的管状中空非对称陶瓷膜。考察了温度以及吹扫气氦气流速对膜的透氧性能的影响。结果表明:当温度升高到700℃,氧通量显著增大;增加氦气流速也使透氧速率增大,但是当氦气流速增大到某一值时,透氧速率基本恒定。不同温度下达到最大透氧速率时的氦气流速不同。透过侧氧分压为1.7kPa、温度为900℃、平均厚度为0.45mm的LSCF管状中空膜的透氧速率达2.2×10-7mol/(cm2·s)。     

A New Combustion Process for Nanosized BaCeo.95Yo.o5O3-δ Powders

Nanosized BaCeo.95Yo.o5O3-δ powders with the homogeneous composition were synthesized by a new combustion process based on the Pechini method. A polymeric precursor sol was formed by use of citric acid and ethylene glycol as the chelating agents of metal ions. The perovskite-type BaCeo.95Yo.o5O3-δ powders with uniform shape and smaller than 40 nm in sized were obtained through the combustion of the polymeric precursor sol at the existence of nitric acid and ammonium hydroxide. It was found the particle size could be controlled by modulating the quantities of nitric acid and ammonium hydroxide, the quantities of the residue, carbonate ions were also affected by the quantities of the citric acid and ethylene glycol.     

SrCe0．95Y0．0503—δ固体电解质纳米陶瓷粉的低温燃烧合成和表征

用柠檬酸及乙二醇作络合剂和燃料，硝酸作氧化剂，氨水作pH值调节搅和燃烧助剂，通过低温燃烧法合成了固体电解质SrCe0.95Y0.05O3δ(SCY)纳米陶瓷粉。用X—ray衍射(XRD)，热分析(TA)，扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析方法对合成的粉体进行了表征。并初步考察了粉体的烧结性能。结果表明，低温燃烧法可以在短时间内，通过溶胶燃烧一步合成粒度小于25nm，分布均匀的SCY纳米粉，粉体具有良好的烧结性能。