功能纳米多孔材料
课程编码：2802160805J1P3017
英文名称：Functional Nanoporous Materials
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：陈航榕等
教学目的要求
本课程是纳米科学与技术学院纳米材料专业课，为纳米学院、材料科学与光电技术学院、化学化工学院各专业硕士生和博士生的专业课程。主要授课对象是纳米科学和材料科学相关专业的研究生。功能纳米多孔材料在气体或液体过滤与分离、能源储存与转化、环境治理与修复等过程中具有重要的应用价值，将为解决能源问题、环境问题等提供了新的技术手段和发展机遇。本课程涵盖多种新型的纳米多孔材料的制备、表征和应用，让学生熟悉纳米多孔材料并可在未来的研究工作中拓展纳米多孔材料的用途。该课程的目的是让学生了解各种新型纳米多孔材料的基本知识、存在的问题和前沿进展，为培养相关专业的创新型人才奠定基础。
预修课程
《物理化学》；《有机化学》；《高分子化学》；《材料化学》（课程涵盖复合专业背景知识，修过部分相关本科课程即可）
大纲内容
第一章 纳米多孔材料概述
第1节 多孔材料 1学时 陈航榕
第2节 纳米多孔材料概述 1学时 陈航榕
第3节 纳米多孔材料的分类 1学时 陈航榕
第4节 纳米多孔材料的应用 1学时 陈航榕
第5节 纳米多孔材料中的超分子化学基础 2学时 陈航榕
第二章 新型介孔材料
第1节 介孔材料概况 1学时 陈航榕
第2节 介孔二氧化硅材料的基本合成方法 2学时 陈航榕
第3节 介孔材料的拓展 2学时 陈航榕
第4节 介孔碳材料 2学时 陈航榕
第5节 介孔材料的应用 2学时 陈航榕
第三章 金属-有机框架材料
第1节 金属-有机框架材料的发现与合成 1学时 崔香枝
第2节 金属-有机框架材料的分类 1学时 崔香枝
第3节 金属-有机框架材料的应用 2学时 崔香枝
第4节 金属-有机框架材料衍生的碳材料 2学时 崔香枝
第四章 共价有机框架材料
第1节 共价有机框架材料的发现与合成 1学时 崔香枝
第2节 共价有机框架材料的分类与进化 1学时 崔香枝
第3节 共价有机框架材料的后修饰 2学时 崔香枝
第4节 共价有机框架材料的应用 2学时 崔香枝
第五章 有机多孔聚合物材料
第1节 有机多孔聚合物材料的概况 2学时 崔香枝
第2节 有机多孔聚合物材料的分类 2学时 崔香枝
第3节 有机多孔聚合物材料的应用 2学时 崔香枝
第4节 有机多孔聚合物材料衍生的碳材料 3学时 崔香枝
第六章 石墨烯多孔材料
第1节 石墨烯多孔材料的制备 1学时 陈航榕
第2节 石墨烯多孔材料的应用 1学时 陈航榕
第3节 考试 2学时 陈航榕
参考书
1、
Nanochemistry. A Chemical Approach to Nanomaterials. 2nd Edition
G. A. Ozin, A. C. Arsenault, L. Cademartiri
2008年12月
RSC
2、
纳米化学：纳米材料的化学途径
杰弗里·厄津等著；陈铁红译
2015年1月
科学出版社
3、
Introduction to Reticular Chemistry: Metal‐Organic Frameworks and Covalent Organic Frameworks
Omar M. Yaghi, Markus J. Kalmutzki, Christian S. Diercks
2019年3月
Wiley-VCH
课程教师信息
陈航榕：国家杰出青年科学基金获得者（2012），政府特殊津贴专家（2015）。主要从事纳米介孔结构材料、纳米生物材料、纳米催化材料等研究；作为负责人先后主持承担了包括国家863、973、国家科技支撑计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院科技创新团队、上海市基础重点等科研项目。在Adv.Mater., Adv.Func.Mater., ACS Nano，Biomaterials,等国际著名期刊上发表SCI学术论文270余篇。兼任中国超声医学工程学会超声分子影像学专业委员会常务委员；中国生物医学工程学会生物医学光子学分会副秘书长；中国生物材料学会纳米生物材料分会常务委员等职。
崔香枝：针对电解水制氢、氢燃料电池、电催化合成高附加值化学品能源器件中的低效率、高过电势和高成本的瓶颈问题，开展了关键催化剂材料的设计制备和核心膜电极部件的构建研究，发现了氧化钨基电催化材料在电解液中的氢溢流/反向氢溢流对提升电催化性能的作用机理，提出了氮梯度掺杂诱导电荷重排和低氧化电位小分子氧化取代动力学缓慢的水氧化以分别提升非贵金属催化剂电催化活性和降低制氢过电位的思路，解决了电解水制氢、氢燃料电池等相关电解池/电池器件中的高电耗和高成本问题，提升了能量转换效率、获得了高附加值产品，对促进氢能源的发展和推广具有重要意义。以第一/通讯作者在Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.，Energy Environ Sci.等期刊上发表论文70余篇，出版专著一部，获授权专利18项。获中国商业联合会科技进步一等奖，中国科学院青年创新促进会会员，中国能源学会专委会委员，中国化学会会员，上海市汽车零部件协会燃料电池专家。