现代分析测试技术

课程信息

课程名称／课程号	适用范围与修读要求
现代分析测试技术 ENER3050M	热能 · 25级及以前、26级 专业选修 · 模块选修

课程简介

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随着能源环境学科的发展，现代测试技术的应用在这些领域得到了迅速的发展，特别是随着对能源利用过程中污染物（无机及有机）的生成、迁移及控制机理认识要求的提高，先进的测试分析技术作用显得尤为重要。本课程内容包括红外光谱分析、综合热分析、热重-傅立叶红外光谱联用分析、色谱分析、X射线测量分析、电子显微放大分析、质谱分析和粒度分析技术。这些技术的应用可以大大提高研究的深度，同时也为揭示新的知识和开发新的技术提供了很好的工具。本课程面授对象主要为能源工程学院的本科生。

来源：教务网。

课程内容

分数构成

考试方式：期末开卷。

评价方法：加强过程性考核，强化考核学生的主动参与度，增加考核学生对学科知识和课程思政有机结合的理解深度。

成绩构成比例：

平时成绩40%，出勤、课堂讨论、现场问答和课后作业；

期末考试60%。

课程大纲

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第一次课 绪论及红外光谱分析基础理论 3学时

主要内容：绪论（课程介绍）：向学生介绍分析测试学科各领域，使学生初步认识（1）分析测试技术的定义；（2）分析测试技术的发展史：a、分析化学学科的建立；b、分析仪器开始快速发展的阶段；c、分析测试技术在快速、高灵敏、实时、连续、智能、信息化等方面迅速发展的阶段；（3）现代分析测试技术解决的问题；（4）现代分析测试技术所应用的领域；（5）现代分析测试技术的分类。红外光谱分析基础理论：传热学公式、光谱的定义、光谱的特征、红外光谱分区情况、分子内部运动形式、红外吸收光谱的过程、双原子分子的红外吸收、多原子分子的红外吸收、红外光谱仪的介绍及工作原理、红外光谱分析样品的制备、特征谱带和分子结构分析。

课程思政点：兴趣引导、科学思维、了解发展史。

第二次课 红外光谱分析的应用 3学时

主要内容：（1）定性分析中各图谱解析；（2）定量分析典型应用：可调半导体激光吸收光谱技术，该技术的检测意义、检测方法、技术优缺点、发展史、具体污染物的检测方法与分析。

课程思政点：逻辑思维、爱国主义情怀。

第三次课 综合热分析技术 3学时

主要内容：（1）概述热分析的发展历史和研究对象；（2）热重法测量的原理、TG以及DTG曲线提供的信息与分析方法、实验测量过程与影响因素；（3）差热分析技术的原理、DTA与DSC曲线提供的信息与分析、实验测量过程与影响因素。

课程思政点：严谨科学研究态度、逻辑思维、爱国主义情怀。

第四次课 热重-傅立叶红外光谱联用分析 3学时

主要内容：（1）介绍热重-傅里叶红外联用测量系统的配置；（2）讲解联用测量过程中的参数设定方法与分析过程；（3）介绍热红联用技术的定性定量分析方法与影响因素。

课程思政点：指出热红联用分析技术对于我国能源高效清洁利用与环境保护等的作用，增强民族责任感与使命感。

第五次课 色谱分析技术 3学时

主要内容：（1）从流动相的物理状态、操作形式等介绍色谱的分类与色谱图相关基本概念；（2）讲解色谱分析的基本理论，包括塔板理论、速率理论、柱外效应等；（3）讲解色谱的定性和定量分析以及影响因素；（4）从进样系统、分离系统、监测系统、数据处理系统等介绍气、液相色谱系统。

课程思政点：指出色谱分析技术对于促进我国能源、材料、化工、环境等领域的研究意义，突出爱国主义情怀。

第六次课 X光分析方法 3学时

主要内容：介绍X光的原理，在催化剂组分、金属材料分析等方面的应用

（1）X光的基本原理：X射线产生的原理，X射线与物质交互作用；（2）X荧光分析方法：X射线荧光分析的原理，莫塞莱定理，布拉格方程等；（3）X光衍射分析方法：晶体衍射原理，晶面指数的定义。

课程思政点：基于X射线多个获得诺贝尔奖的案例，启发学生探索未知的科学精神。

第七次课 电子显微分析方法 3学时

主要内容：（1）电子显微原理，电子成像与光学成像的差别，电子磁场中运动的特点；（2）电子扫描电镜分析方法：电子与物质交互作用，扫描电镜成像原理；（3）电子透射电镜分析方法：透射电镜过程中明场像、暗场像的差别介绍X光的原理，在催化剂组分、金属材料分析等方面的应用。

课程思政点：结合病毒的冷冻电镜3D照片，激发学生对于新的分析方法的兴趣。

第八次课 质谱分析方法 3学时

主要内容：（1）质谱分析的基本原理、种类和质谱仪的基本构成；（2）质谱与色谱等其他仪器联用方法；（3）质谱在热解产物分析中的应用。

课程思政点：结合生态文明和碳减排等国家发展战略，介绍有机废弃物热解固碳过程中质谱的应用。

附：授课时间表

周次	学时	教学内容（要点）	课程思政融入点和实施方法	教学形式（理论、讨论、实践、实验、测试等）
1	3	绪论及红外光谱分析基础理论	思政融入点：兴趣引导、科学思维、了解发展史	理论讲授
2	3	红外光谱分析的应用	思政融入点：逻辑思维、爱国主义情怀	理论讲授
3	3	综合热分析技术	思政融入点：严谨科学研究态度、逻辑思维、爱国主义情怀	理论讲授
4	3	热重-傅立叶红外光谱联用分析	思政融入点：民族责任感与使命感 案例：热红联用分析技术对于我国能源高效清洁利用与环境保护等的作用	理论讲授
5	3	色谱分析技术	思政融入点：爱国主义 案例：色谱分析技术对于促进我国能源、材料、化工、环境等领域的研究意义	理论讲授
6	3	X光分析方法	思政融入点：探索未知的科学精神 案例：X射线多个获得诺贝尔奖的案例	理论讲授
7	3	电子显微分析方法	思政融入点：新的分析方法 案例：病毒的冷冻电镜3D照片	理论讲授
8	3	质谱分析方法	思政融入点：生态文明和碳减排等国家发展战略 案例：有机废弃物热解固碳过程中质谱的应用	理论讲授