本虚拟仿真实验项目采用探究法和交互法教学方法,实验具体步骤如下:
步骤1:冰浴反应容器的搭建
从冰箱中取出适量冰块,放置在500ml的烧杯中,并向其中加入适量的蒸馏水,形成冰水混合物反应容器。
步骤2:石墨与浓硫酸的冰浴反应
取120ml浓硫酸于300m烧杯中,并将其置于冰水混合物反应容器中,冰浴搅拌使温度小于等于4℃,在搅拌条件下,依次加入4g石墨粉,2g NaNO3。
随后缓慢加入12g KMnO4,并不断搅拌使温度小于等于10℃。
步骤3:水浴锅搭建
搭建好水浴锅,反应两小时后从冰浴中取出置于水浴锅中,将温度升至35℃,反应30min。
步骤4:氧化石墨烯溶液制备
缓慢加入240ml稀硫酸(5%),利用水浴锅控制温度在60℃,反应1h后,将溶液冷却至室温,加入12ml H2O2,溶液变为亮黄色。用3%的稀硫酸+0.5%的H2O2混合液,离心洗涤10次,再用3%的盐酸洗5次,最后用去离子水洗3次得GO,干燥(45℃)。取1g GO,加入1L去离子水,超声1h后静置24h,取上层清液即为氧化石墨烯溶液。
步骤5:超声处理GO
取GO溶液160ml,配制成800ml溶液,超声10min左右。
步骤6:配制NaBH4溶液和AgNO3溶液
配制NaBH4溶液,取6.84gNaBH4配制成60ml溶液;配制AgNO3溶液,取0.816gAgNO3配制成80ml溶液。
步骤7:配制混合溶液
往配好的GO溶液中加入AgNO3溶液48ml,搅拌10min;随后加入NaBH4溶液24ml,室温搅拌20min左右,获得混合溶液。
步骤8:水浴反应
将混合液放入70℃水浴中加热搅拌,反应50min后取出。
步骤9:过滤清洗
先用蒸馏水洗两遍,再用酒精洗两遍,得到GO@Ag复合材料。
如需干燥,注意抽滤速度不能太快,以免GO/Ag结成块状,不好分散。(干燥温度在45-50℃)
步骤10:样品的结构表征
打开X射线衍射仪,用XRD对样品结构进行表征。
步骤11:样品的成分及形貌表征
打开扫描电镜,用SEM对样品成分及形貌进行表征。
实验注意事项:
(1)学生实验前,需认真阅读软件使用说明书,并观看实验的演示视频及实验指导,了解软件使用要求、实验内容及目的;
(2)注意电脑配置和网络速度达到课程最低要求;
(3)实验过程中按照虚拟仿真软件操作提示完成练习;
(4)实验结束后完成考核,考核情况由软件自动评判,成绩不合格者需重新实验;
(5)考核合格后提交试验报告,并撰写实验心得体会。