MXene合成、油墨配制及柔性微型超電容絲網(wǎng)印刷制備
——推薦一個綜合化學(xué)實驗

程濤，李祥春，賴文勇

南京郵電大學(xué)有機電子與信息顯示國家重點實驗室，南京 210023

科技創(chuàng)新是實現(xiàn)民族復(fù)興的強大驅(qū)動力，習(xí)近平總書記強調(diào)提升科技創(chuàng)新能力要堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康[1,2]。柔性儲能器件作為新興前沿科技，在柔性可穿戴設(shè)備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，市場潛力巨大，成為各國重點布局發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)[3–6]。其中，柔性微型超電容具有質(zhì)量輕、可變形、循環(huán)壽命長、充放電速度快、功率密度大等優(yōu)勢，作為典型的柔性儲能器件，受到了全球的廣泛關(guān)注[7,8]。

目前柔性微型超電容的制備方法通常涉及光刻等工藝，過程復(fù)雜、浪費原料、成本高、污染環(huán)境，違背了新時代的綠色發(fā)展理念[9]。絲網(wǎng)印刷作為新興增材制造工藝，過程簡單、節(jié)約原料、環(huán)保、可高通量生產(chǎn)，在低成本批量化制備柔性微型超電容方面具有突出的優(yōu)勢[10]。但是，為了絲網(wǎng)印刷制備微型超電容，必須開發(fā)出具有理想流變性能及優(yōu)異電化學(xué)活性的功能電子油墨。過渡金屬碳/氮化物(MXene)作為一類新型二維無機化合物，不僅具有金屬導(dǎo)電率、高的理論比容量及良好的力學(xué)性能，而且豐富的親水性表面端基使其易于配制成油墨，因此被認(rèn)為是印刷制備柔性儲能器件的理想材料，自2011年被發(fā)現(xiàn)以來，迅速成為科研界的研究熱點[11,12]。

新時代背景下，堅持科研反哺教學(xué)，促進科教融合育人是創(chuàng)新尖端人才培養(yǎng)模式的重要舉措。綜合性化學(xué)實驗兼具實踐性與理論性，是實現(xiàn)科教融合的關(guān)鍵橋梁[13–15]。為了保證學(xué)生緊跟學(xué)科前沿及科技發(fā)展動態(tài)，培養(yǎng)其實驗技能、科研素養(yǎng)和創(chuàng)新意識，我們將“MXene合成、油墨配制及柔性微型超電容絲網(wǎng)印刷制備”這一前沿研究融合到材料化學(xué)專業(yè)大四本科生《光電材料設(shè)計與應(yīng)用綜合實驗》課程當(dāng)中。通過系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，讓學(xué)生了解MXene相關(guān)概念，油墨黏度、模量等流變性能參數(shù)及超電容的儲能原理，學(xué)習(xí)使用相關(guān)儀器表征材料的形貌及結(jié)構(gòu)，如掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)及X射線光電子能譜儀(XPS)等，掌握墨水流變性能及儲能器件電化學(xué)性能測試方法。同時，通過思政內(nèi)容的合理融入，實現(xiàn)其價值引領(lǐng)及精神塑造。最終促進科教融合，實現(xiàn)科研反哺教學(xué)，培養(yǎng)化學(xué)與材料領(lǐng)域德才兼?zhèn)涞膽?yīng)用型復(fù)合人才。

1 實驗?zāi)康?/h2>

(1) 熟悉MXene及其柔性儲能應(yīng)用的研究進展，了解新興柔性電子領(lǐng)域的前沿動態(tài)。

(2) 掌握MXene材料的合成方法、形貌及結(jié)構(gòu)表征手段。

(3) 掌握MXene油墨配制及流變性調(diào)控與測試方法。

(4) 掌握柔性超電容印刷制備工藝、性能測試及分析方法。

(5) 強化學(xué)生對大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)理論知識的理解與掌握，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的創(chuàng)新精神、善于解決問題的實踐能力，激發(fā)科研興趣，增強科技報國之心，樹立崇高理想。

2 實驗原理

MXene是一類二維過渡金屬碳化物或氮化物，通常是通過選擇性地刻蝕掉前驅(qū)體MAX相中的A原子層得到。MAX相是一類三元層狀化合物，其中M代表過渡金屬元素(Ti、V、Nb等)，A代表第Ⅲ或第IV主族元素(主要包括Al，Ga，In，Si，Sn等)，而X代表碳和/或氮。MXene的通式可表示為Mn+1XnTx，其中Tx代表MXene在刻蝕過程中形成的附著在其表面的官能團(―OH、―F、＝O等)，n一般為1、2、3，MXene的常見結(jié)構(gòu)如圖1所示[16]。通常M2X呈現(xiàn)密排六方堆疊結(jié)構(gòu), 而M3C2和M4C3一般是面心立方堆疊。由于Ti3C2Tx具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)及電化學(xué)性能，在制備柔性儲能器件方面具有突出的優(yōu)勢。因此，本實驗采用的MXene即是Ti3C2Tx。

圖1 不同結(jié)構(gòu)的MXene

2.1 MXene合成及油墨配制原理

早期MXene是直接利用HF刻蝕MAX相制得，但是強腐蝕性的HF導(dǎo)致刻蝕的MXene層片含有一定量的缺陷[17]。通過氟鹽和強酸混合生成HF的方法也可用于制備MXene。相比直接使用HF的方法，后者可以適時生成氫氟酸, 腐蝕性顯著降低，安全性更高，同時氟鹽中的陽離子和水分子在刻蝕過程中可以插入到MXene片層之間，削弱了層間作用, 更易獲得單層/少層的MXene[18,19]。因此，本實驗采用LiF和HCl混合溶液代替HF作為刻蝕劑，選擇性地刻蝕掉鈦碳化鋁(Ti3AlC2)MAX相中鍵能較小的Ti―Al鍵。由于Al原子不斷被刻蝕掉，導(dǎo)致由Al原子層連接的Ti-C層逐漸分離，裸露出來的Ti元素與溶液中羥基、氟離子等官能團形成配合物，最終生成層狀的Ti3C2Tx。具體反應(yīng)過程如下：

由于表面存在豐富的―OH、―F、＝O等官能團，使得合成的Ti3C2Tx納米片具有高度親水性及良好的溶液加工性。因此，無需額外的表面活性劑或聚合物添加劑，只需通過調(diào)節(jié)水溶液中Ti3C2Tx的含量，即可調(diào)控溶液的黏度、模量等流變性能，從而配制出穩(wěn)定、粘稠、適于絲網(wǎng)印刷的功能電子油墨。

2.2 絲網(wǎng)印刷基本原理

利用絲網(wǎng)印版圖文部分網(wǎng)孔允許油墨透過，而非圖文部分網(wǎng)孔不允許油墨透過的原理進行印刷。印刷時在絲網(wǎng)印版的一側(cè)放置油墨，用刮板對印版上的油墨施加一定壓力，同時朝印版另一側(cè)勻速移動，油墨在移動中被刮板從圖文部分的網(wǎng)孔中擠壓到基底上。

2.3 超電容儲能原理

根據(jù)材料不同，超電容的能量存儲機制不一樣，通常分為雙電層電容和贗電容。雙電層電容器的電極與電解質(zhì)接觸時，由于二者間存在庫侖力、分子間力、原子間力的作用，使得界面出現(xiàn)穩(wěn)定的、符號相反的雙層電荷，從而實現(xiàn)能量存儲。贗電容器是通過氧化-還原反應(yīng)、電吸附和嵌入過程在電極和電解質(zhì)之間轉(zhuǎn)移電荷來存儲電能。通常MXene的儲能機理兼具雙電層電容和贗電容行為。一方面層狀MXene的大比表面積產(chǎn)生雙電層電荷，另一方面，MXene特殊的表面官能團和裸露的金屬離子可以參與電化學(xué)反應(yīng)，使其表現(xiàn)出贗電容。

3 試劑與儀器

試劑：鈦碳化鋁(Ti3AlC2，純度級別98%，吉林省一一科技有限公司)，氟化鋰(LiF，純度級別98%，阿法埃莎公司，英國)，鹽酸(分析純，南京化學(xué)試劑股份有限公司)，聚乙烯醇(PVA，純度級別85%，Mw146000–186000，上海麥克林生化科技有限公司)，磷酸(H3PO4，純度級別99%，西格瑪奧德里奇(上海)貿(mào)易有限公司)，超純水(純度級別99.99%)。

儀器：超純水儀，電子分析天平，集熱式恒溫磁力攪拌器，水熱反應(yīng)釜，超聲波清洗器，低溫冷凍干燥機，高速臺式離心機，流變儀，等離子體處理儀，絲網(wǎng)印刷機，真空干燥箱，X射線衍射儀(德國Bruker公司)，掃描電子顯微鏡(美國日立公司)，透射電子顯微鏡(美國賽默飛世爾公司)，X射線光電子能譜儀(日本島津公司)，電化學(xué)工作站(上海辰華公司)。

4 實驗步驟

本實驗包括MXene材料設(shè)計合成、功能電子油墨配制及柔性微型超電容絲網(wǎng)印刷制備幾個環(huán)節(jié)，實驗過程如圖2所示。具體步驟如下：

圖2 實驗過程示意圖

4.1 MXene合成及形貌、結(jié)構(gòu)表征

稱取1.6 g LiF加入盛有20 mL濃度為12 mol·L?1的鹽酸的水熱反應(yīng)釜中，攪拌10 min至完全溶解。稱取1 g Ti3AlC2緩慢加入上述溶液中，蓋上蓋子保留一個小口方便產(chǎn)生的氣體排出。將水熱反應(yīng)釜轉(zhuǎn)移至油浴鍋中，控制溫度為40 °C、轉(zhuǎn)速為500 r·min?1，磁力攪拌36 h進行刻蝕?？涛g結(jié)束后冷卻至室溫，將溶液倒進離心管中，在3500 r·min?1轉(zhuǎn)速下離心水洗多次，直至上清液的pH值為6。然后將底部沉淀分散在超純水中，將分散后的溶液倒入洗氣瓶中，通入N2保護，再移至冰水浴中超聲30 min。然后將溶液倒回至離心管中，以3500 r·min?1的轉(zhuǎn)速離心15 min，收集上清液即單層/少層MXene分散液。將裝有分散液的離心管放置在液氮中預(yù)凍20 min，隨后置于低溫冷凍干燥機中，冷凍干燥48 h，得到單層/少層MXene粉末。通過X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜儀對得到的MXene進行形貌及結(jié)構(gòu)表征。

4.2 功能電子油墨配制及流變性能測試

稱取3 g MXene粉末，加入至盛有20 mL去離子水的玻璃瓶中，超聲3 min，磁力攪拌1 h使MXene完全分散，得到濃度為150 mg·mL?1的功能油墨。取3–5 mL配制好的油墨置于流變儀中分別對黏度、模量等流變性能進行測試。

4.3 柔性微型超電容印刷制備及電化學(xué)性能測試

將1 g PVA顆粒、1 g H3PO4加入10 mL去離子水中，將混合物在90 °C下攪拌直至變成凝膠狀態(tài)，作為凝膠電解質(zhì)備用。選用聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)為柔性基底，用去離子水超聲清洗15 min并用氮氣槍吹干。隨后對PET基底等離子體處理10 min，改善其浸潤性及粘附性。將處理后的PET基底置于刻有叉指狀電極的網(wǎng)版下方，將MXene油墨放置在網(wǎng)版一側(cè)，用刮刀對油墨施加一定壓力并向另一側(cè)勻速移動進行印刷，將印刷后的電極置于真空烘箱中，在120 °C下退火10 min。隨后，將PVAH3PO4電解質(zhì)涂覆在退火后的MXene叉指電極上以組裝成柔性微型超電容。最后，使用電化學(xué)工作站對制備的器件進行循環(huán)伏安法(CV)以及恒流充放電(GCD)測試。

5 結(jié)果與討論

5.1 MXene形貌分析

為了分析MXene的微觀形貌，我們分別采用掃描電子顯微鏡以及透射電子顯微鏡對其進行表征。圖3a–c是MXene薄膜在不同放大倍率下的SEM圖像，圖3d是MXene的TEM圖像。可以發(fā)現(xiàn)MXene具有薄的納米片層結(jié)構(gòu)，不同的MXene納米片其尺寸在約1–3 μm。

圖3 a–c) MXene不同放大倍率的SEM圖像；d) MXene的TEM圖像

5.2 MXene結(jié)構(gòu)及物相分析

X射線衍射儀通過對材料進行X射線衍射，可在不損傷樣品的前提下，測試其物相與晶體結(jié)構(gòu)。圖4a是Ti3AlC2刻蝕前后的X射線衍射譜。可以發(fā)現(xiàn)Ti3AlC2具有與文獻報道的一致的標(biāo)準(zhǔn)XRD圖譜[17]，包括9.5°處的(002)特征峰及39°附近的(104)特征峰。當(dāng)刻蝕完成后，Ti3AlC2的(104)特征衍射峰完全消失，而(002)的特征峰由9.5°下移至6.5°，并且峰變寬、強度增強，根據(jù)Bragg衍射方程可知層間距增大，意味著Al層被刻蝕去除，MXene(Ti3C2Tx)制備成功。

圖4 a) MXene與Ti3AlC2的XRD衍射圖像；b) MXene的XPS全譜；c) MXene C 1s光譜；d) MXene的O 1s光譜；e) MXene的Ti 2p光譜

圖4b是MXene的XPS全譜，可以看出樣品主要由Ti、C、O、F等元素組成。圖4c–d分別是MXene的C 1s、O 1s和Ti 2p的精細(xì)譜。圖4c為MXene的C 1s的反褶積峰，其在282.26、284.80和286.70 eV具有三個特征衍射峰，可以歸屬于C―Ti、C―C和C―O鍵。圖4d為MXene的O 1s反褶積峰，主要集中在530.25、531.32和533.27 eV，分別對應(yīng)于C―Ti―OH，Ti―O―Ti和C―O鍵。圖4e為MXene的Ti 2p反褶積峰，衍射峰主要集中在455.59、456.74、457.77、459.77、461.62和462.85 eV，分別歸屬于Ti―C、C―Ti―(OH)x、Ti2O3、Ti―O―C、C―Ti―Ox和C―Ti―Fx鍵。

5.3 油墨流變性能

油墨的流變性能對于絲網(wǎng)印刷高精度和高形狀保真度的圖案至關(guān)重要。流變儀主要用于測量樣品的流變性質(zhì)，包括黏度、彈性、塑性及粘彈性等性質(zhì)。圖5a是配制的濃度為150 mg·mL?1的MXene油墨，將試劑瓶倒轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn)油墨良好地附著在試劑瓶內(nèi)，幾乎不發(fā)生滑動，定性地說明了油墨具有高的黏度。為了定量地表征流變性能，我們系統(tǒng)測試了油墨的黏度-剪切速率曲線、模量-剪切應(yīng)力曲線及不同剪切速率交替變化時黏度隨時間的變化曲線，如圖5b–d所示。由黏度-剪切速率曲線可以看出MXene油墨的黏度高達(dá)4 × 106mPa·s，有利于抑制油墨的流動，從而保證印刷圖案的保真度。另外，黏度隨著剪切速率的增加逐漸下降(圖5b)，當(dāng)剪切速率高達(dá)10 s?1時，黏度下降至約1 × 104mPa·s，而當(dāng)剪切速率增至1000 s?1時，黏度進一步下降至58 mPa·s，表現(xiàn)出典型的剪切變稀特性。剪切變稀特性使得油墨隨著刮刀快速移動時呈現(xiàn)流體狀態(tài)，從而能夠順利透過網(wǎng)孔，是墨水適于絲網(wǎng)印刷的關(guān)鍵特性之一。圖5c是油墨的儲能模量(G′)和損耗模量(G′′)隨著剪切應(yīng)力的變化曲線。G′和G′′的交點是油墨的屈服應(yīng)力，大約為80 Pa。在屈服點之后(＞ 80 Pa)，G′ ＜G′′，意味著油墨在大的剪切應(yīng)力下表現(xiàn)出類似液體的行為，當(dāng)刮刀施加足夠應(yīng)力時保證油墨能夠透過網(wǎng)孔并沉積到基底上。而在屈服點之前(＜ 80 Pa)，G′ ＞G′′，說明油墨在較小的剪切應(yīng)力下主要表現(xiàn)出類似固體的行為，保證從網(wǎng)孔擠出的油墨在應(yīng)力撤銷后能夠保持固定，從而獲得高的圖案保真度。圖5c是油墨的黏度在高、低剪切速率下的瞬時觸變特性曲線。最初，油墨在0.1 s?1的低剪切速率下連續(xù)剪切21 s，然后剪切速率提高到100 s?1并持續(xù)48 s，以模擬MXene油墨隨著刮刀移動的過程。可以發(fā)現(xiàn)在高剪切速率條件下，油墨的黏度迅速降低，但當(dāng)剪切速率再次降低到0.1 s?1時，黏度迅速增大并恢復(fù)到初始值，進一步證明了油墨在刮刀移動時表現(xiàn)出類似流體的行為，便于油墨透過網(wǎng)孔，而在刮刀停止移動時表現(xiàn)出類似固體特性，避免油墨流動，保證高的圖案保真度。以上流變學(xué)結(jié)果表明，MXene油墨具有高的初始黏度、理想的剪切變稀特性和快速的黏度恢復(fù)能力，使其在絲網(wǎng)印刷領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖5 MXene油墨的流變特性。a) MXene油墨倒置照片，油墨不滑動，反映了油墨高的黏度；b) MXene油墨黏度隨剪切速率的變化情況；c) 儲能模量(G′)和損耗模量(G′′)隨剪切應(yīng)力的變化；d) 低剪切速率(0.1 s?1)和高剪切速率(100 s?1)交替變化時油墨黏度隨時間的變化。

5.4 器件電化學(xué)性能

圖6a是絲網(wǎng)印刷制備的微型超電容的宏觀照片，其可以任意彎折到不同的角度，展現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)柔韌性。為了表征超電容的電化學(xué)性能，我們系統(tǒng)測試了器件在不同掃描速率下的CV曲線及不同電流密度下的GCD曲線，如圖6b和6c所示?？梢园l(fā)現(xiàn)隨著掃描速率增大，充電電流逐漸變大，而隨著電流密度降低，放電時間逐漸延長。為了衡量超電容的儲能能力，我們由GCD曲線分別計算了器件在不同電流密度下的比電容、能量密度及功率密度。發(fā)現(xiàn)其在0.1 mA·cm?2的電流密度下比電容高達(dá)20.9 mF·cm?2、能量密度為1.85 μWh·cm?2、功率密度為39.8 μW·cm?2，表現(xiàn)出優(yōu)異的儲能行為，證明MXene具有高的電化學(xué)活性，是十分理想的儲能材料。超電容的比電容、能量密度及功率密度的計算方法如公式1–3所示，其中C是比電容、E是能量密度、P是功率密度、I是放電電流、S是有效面積、Δt是放電時間、ΔV是電壓窗口。

圖6 a) 不同彎折狀態(tài)下的柔性微型超電容；b) 不同掃描速率下的CV曲線；c) 不同電流密度下的GCD曲線

6 實驗教學(xué)安排

本實驗是在材料化學(xué)專業(yè)大四本科生的“光電材料設(shè)計與應(yīng)用綜合實驗”這門課程中開設(shè)的實驗。該實驗自2020年開設(shè)，至今已三年之久。實驗從研究背景與整體安排介紹、MXene設(shè)計合成、MXene形貌與結(jié)構(gòu)表征、功能電子油墨配制、油墨流變性能測試、超電容絲網(wǎng)印刷制備、器件電化學(xué)性能表征、數(shù)據(jù)處理與分析講授及實驗報告撰寫幾方面系統(tǒng)開展，共計32學(xué)時，為期兩周，具體內(nèi)容與安排如表1所示。由于實驗涉及到材料合成、器件制備及性能表征等多環(huán)節(jié)、全方位的科研訓(xùn)練，所以學(xué)時較多。教師可以根據(jù)實際情況選取部分環(huán)節(jié)，靈活地調(diào)整學(xué)時。

表1 實驗內(nèi)容與安排

通常，學(xué)生4人一組，在MXene合成、油墨配制及超電容絲網(wǎng)印刷制備幾個環(huán)節(jié)，所有學(xué)生親自操作。在MXene結(jié)構(gòu)與形貌表征(SEM、TEM等)、油墨流變性能測試及器件電化學(xué)性能表征幾個環(huán)節(jié)，一般涉及到大型儀器，主要以教師操作并講解、學(xué)生觀摩學(xué)習(xí)方式進行，每組選擇一個代表進行實際操作，并向其余組員介紹操作經(jīng)驗與心得。不同的的大型設(shè)備，同一組內(nèi)代表輪替，保證每個學(xué)生都有操作大型儀器的機會。

7 實驗注意事項

(1) 由于實驗用到12 mol·L?1鹽酸，且MXene合成中會產(chǎn)生HF，二者具有腐蝕性而且易揮發(fā)，所以實驗必須在教師指導(dǎo)下在通風(fēng)櫥中進行，學(xué)生必須嚴(yán)格穿戴實驗服、口罩、手套、護目鏡等。

(2) MXene合成過程中產(chǎn)生HF，反應(yīng)必須在塑料器皿中進行，不能在玻璃等材質(zhì)器皿中進行。

(3) MXene剝離過程需采用超聲處理，但是超聲的功率和時間必須合理控制，否則容易導(dǎo)致MXene材料的破碎、表面缺陷的產(chǎn)生及性能的降低。另外，超聲需在冰浴中進行，并通入惰性氣體保護，防止MXene在超聲時因溫度升高而被氧化。

(4) 由于MXene在空氣中易被氧化，合成完成后，也須在惰性氣氛中或在較低溫度下密封儲存以抑制氧化。

8 成績評定與教學(xué)效果

學(xué)生成績主要包括兩部分，實驗操作與實驗報告各占50%，檢查學(xué)生整個實驗操作的規(guī)范性、嫻熟度及報告撰寫質(zhì)量等，綜合評判最終成績。

通過觀察學(xué)生實驗操作與批閱實驗報告發(fā)現(xiàn)學(xué)生在理論知識、實驗技能及思想境界方面得到了顯著提升，為本科畢業(yè)設(shè)計及讀研奠定了基礎(chǔ)，主要體現(xiàn)在如下幾方面：

(1) 熟悉了MXene的概念、結(jié)構(gòu)及性能，掌握了表征墨水流變性能的物理量，如黏度、模量等，掌握了超電容的儲能原理及比電容、能量密度和功率密度的計算方法，拓展了知識儲備。

(2) 掌握了MXene的合成、油墨配制及儲能器件制備方法，包括水熱反應(yīng)釜使用方法、離心機操作步驟及絲網(wǎng)印刷流程等，在系統(tǒng)的科研訓(xùn)練中，鍛煉了化學(xué)實驗基本技能，提高了動手能力。

(3) 熟悉了XRD、SEM、TEM、XPS及流變儀等大型儀器用途、原理及操作流程。

(4) 學(xué)會了文獻檢索及Origin數(shù)據(jù)處理與作圖，了解了科研報告撰寫規(guī)范與要求，提升了寫作能力及科研素養(yǎng)。

(5) 激發(fā)了學(xué)生的科研熱情及探索未知的好奇心，增強了學(xué)生的科技報國之心與家國擔(dān)當(dāng)意識，灌輸了新時代綠色發(fā)展理念，強化了學(xué)生的環(huán)保意識。在知識傳授與技能培養(yǎng)的同時，實現(xiàn)了道德教育。

9 結(jié)語

“MXene合成、油墨配制及柔性微型超電容絲網(wǎng)印刷制備”聚焦世界科技前沿，涉及材料合成、墨水調(diào)配、器件制備及性能表征，橫跨化學(xué)、材料及電子等學(xué)科領(lǐng)域，兼具理論性、實踐性及德育性，是綜合性化學(xué)實驗課的理想選材。將MXene新材料及其柔性儲能器件前沿研究與本科生實驗教學(xué)相結(jié)合，可以強化學(xué)生對大學(xué)化學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)理論知識的掌握，培養(yǎng)學(xué)生實驗技能及動手能力，激發(fā)其科技報國之雄心壯志，將知識傳授、能力培養(yǎng)和價值塑造高度統(tǒng)一，從而提升教學(xué)及人才培養(yǎng)質(zhì)量，對于創(chuàng)新化學(xué)實驗教學(xué)模式、貫徹科教融合理念及落實課程思政建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。