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XuetangX

催化作用原理

Beijing Institute of Technology via XuetangX

Overview

       本课程主要内容包括:催化的基础理论知识,酸碱催化剂、金属配合物催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂、生物催化剂及其催化作用原理,并且了解催化新进展及其发展趋势。

       本课程为北京理工大学化学工程与技术学科专业核心课,被评为北京理工大学研究生精品课程和校级研究生课程思 政示范精品课,自2010年以来一直由吴芹老师担任主讲教师,校内研一秋季学期学习,32学时,面向化学工程与技术、化学专业相关专业学术型硕士研究生和专业硕士研究生,学生选课人数每年高达100多人。

       催化作用原理课程以研究型教学模式为中心,以理论教学为主,实践教学为辅,理论教学与课程实践相长,将课程教学与思政教育紧密结合,将德育与智育相统一的教学模式。通过课程学习,培养和提高了研究生理论知识灵活运用能力、文献查阅能力、发现问题、分析问题及解决问题的能力及创新能力,促进研究生了解了催化新进展及催化发展趋势,拓宽了研究生科学研究视野,提高了研究生的科学研究能力,为培养复合型、创新型人才奠定了基础。将思想政治教育潜移默化、润物无声的融入教育教学的全过程,实现了全员、全程、全方位育人。在教学过程中,循循善诱,认真负责,为人师表,以精心准备每一堂课及饱满的热情投入到教学中。该课程受到学生、学校及学院教学督导组老师们的一致好评,研究生评教成绩一直名列前茅。

       课程优势在于通过以研究型教学模式为中心多模式协同开展教学,提高了研究生的科学研究创新能力,为培养复合型、创新型人才奠定了基础;通过课程思政实现全方位育人。劣势在于本课程目前为32学时,学时数较少,催化剂制备及表征部分无法系统深入讲授。

       本课程主要特色体现为以下几个方面:

       一、教学内容引入学科发展前沿。研究生教学引入具有前沿性、创造性、探索性的教学内容,结合催化学科发展前沿,在授课中将引入近年来高水平催化相关期刊中发表的催化方面相关研究成果、催化新进展及近年来催化发展趋势,同时结合课程内容引入本课题组研究工作进展及成果。

       二、以研究型教学模式为中心。注重课程教学与科学研究相结合,在讲授催化基础理论的同时,教学过程中将基于所学催化理论知识给研究生布置相关章节专题任务单,研究生查阅文献、分析汇总文献、分类、汇报并讨论,采用“教师讲授-师生研讨-学生探究”的三步推进研究型教学模式,将所学理论知识运用到具体科学研究中,提高研究生理论知识运用能力、文献查阅能力、文献阅读能力、发现问题、分析问题及解决问题的能力,促进研究生了解催化新进展及催化发展趋势,达到研究生对所学理论知识的融会贯通,拓宽研究生科学研究视野,提高研究生的科学研究创新能力,提升教学效果和学习质量,实现科教融合的人才培养模式。

       三、课程教学与思政教育紧密结合。通过讲授催化科学家的研究经历,分析研究催化新发现的过程,对比国内外技术差距,赋予专业课程价值引领重任,切实提升育人实效;引导学生具有严谨、追求卓越、努力钻研的科研精神;具有独立发现问题、分析问题及解决问题的能力;向学生强调工程应用促进国富民强的目标,创新对社会的价值贡献,激发学生技术报国的爱国主义精神和学以致用服务社会的敬业精神;培养学生具有强烈的社会责任感和使命感。

       四、充分发挥各种知识获取途径。推送给研究生催化开天地、催化计、单原子催化与XAFS等催化相关公众号,在课程微信群推送催化相关的最新研究成果介绍;此外,很多学术交流会议实现了线上线下同步进行,并且直播后续可以通过哔哩哔哩或各种网站可以观看回放,通过这种方式使学生充分利用手机获取有益的催化知识,利用碎片化时间获取知识,了解国内外学术界研究者在催化方面的研究新进展及研究方法,拓宽研究生眼界,提升研究生科学研究能力。

       本课程被评为北京理工大学研究生精品课程和校级研究生课程思政示范精品课。相关教材获北京理工大学教材立项,即将出版。

Syllabus

  • 课程设置
    • 第一章 概论
      • 1.1 催化、工业与环境
      • 1.2 催化的基本特征和本质
      • 1.3 催化剂和催化反应
      • 1.4 催化剂结构对其催化性能的影响
      • 1.5 催化作用的表面化学基础
    • 第二章 酸碱催化剂及其催化作用机理
      • 2.1 酸碱定义及其性质
      • 2.2 均相酸碱催化剂及其催化作用机理
      • 2.3 固体酸碱催化剂及其催化作用机理
      • 2.4 分子筛催化剂及其催化作用
      • 2.5 典型酸碱催化反应及其催化剂
    • 第三章 金属配合物催化剂及其催化作用原理
      • 3.1 金属配合物催化的几何对称性
      • 3.2 金属配合物催化的能量适宜性、配位数变化及配位体效应
      • 3.3 配位催化过程反应物分子活化、反应以及配位催化反应循环
      • 3.4 典型配位催化反应过程及其催化剂
    • 第四章 金属催化剂及其催化作用原理
      • 4.1 金属的电子论
      • 4.2 金属催化的几何论
      • 4.3 金属催化的能量匹配论
      • 4.4 金属催化反应机理
      • 4.5 合金催化剂与负载型催化剂
      • 4.6 典型金属催化反应过程及其催化剂
    • 第五章 金属氧化物催化剂及其催化作用原理
      • 5.1 半导体的形成与能带理论
      • 5.2 金属氧化物催化剂的电子催化理论
      • 5.3 烃类的催化氧化理论
      • 5.4 典型金属氧化物催化反应过程及其催化剂
    • 第六章 生物催化剂及其催化作用原理
      • 6.1 生物催化剂概述
      • 6.2 生物催化剂的分类与结构基础
      • 6.3 生物催化剂的作用原理
    • 期末考试

      Taught by

      WU QIN and LV BO

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