CO<sub>2</sub>还原光催化剂设计及性质分析虚拟仿真实验

引用本文: 胡玉莲, 周欣, 韩晓军. CO₂还原光催化剂设计及性质分析虚拟仿真实验[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 30-35. doi: 10.12461/PKU.DXHX202403088 shu

Citation: Yulian Hu, Xin Zhou, Xiaojun Han. A Virtual Simulation Experiment on the Design and Property Analysis of CO₂ Reduction Photocatalyst[J]. University Chemistry, 2025, 40(3): 30-35. doi: 10.12461/PKU.DXHX202403088 shu

CO₂还原光催化剂设计及性质分析虚拟仿真实验

哈尔滨工业大学化工与化学学院, 哈尔滨 150001

通讯作者: 周欣,E-mail:zhoux@hit.edu.cn; 韩晓军,E-mail:hanxiaojun@hit.edu.cn

基金项目:
哈工大虚拟仿真实践教学项目(223312)；哈工大研究生院教育教学改革项目(XYSZ2022037)

摘要: 针对CO₂还原光催化剂合成的传统实验教学尚未能让学生充分理解光催化还原过程，且未能接触到最新的科研前沿。对此，通过高通量筛选及第一性原理方法模拟光催化剂的设计及性质分析，创新建立了CO₂还原光催化剂设计及性质分析的虚拟仿真实验教学方法，为学生提供一个全程参与式、及时信息反馈与操作指导的多功能虚拟仿真平台。极大缩短了实验时间成本，大幅度提高了实验效率。此教学方法，不论从科学角度还是新颖角度都引起了学生的兴趣和关注，经过操作实践后取得了优异的成效。

关键词:

English

A Virtual Simulation Experiment on the Design and Property Analysis of CO₂ Reduction Photocatalyst

School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China

Corresponding author: Xin Zhou, ; Xiaojun Han,

Received Date: 23 March 2024
Revised Date: 16 May 2024
Available Online: 02 September 2024

Abstract: Given the traditional experimental teaching for the synthesis of CO₂ reduction photocatalyst has not yet fully enabled students to understand the photocatalytic reduction process, and failed to get in touch with the latest frontiers of scientific research. In this paper, a virtual simulation experiment of CO₂ reduction photocatalyst based on high-throughput screening and property analysis is developed. A multi-functional virtual simulation platform with full participation, timely information feedback and operation guidance is provided for students. The method significantly reduces the time cost of the experiment and greatly enhances the experimental efficiency. This virtual simulation has successfully captured students’ interest from both scientific and innovative perspectives, and has achieved excellent outcomes following implementation.

Key words:

1. [1]
  胡国文, 汪宝堆. 云南化工, 2023, 50 (4), 117.
2. [2]
  张艳峰, 赵梦玥, 崔红. 河北师范大学学报(自然科学版), 2023, 47 (3), 259.
3. [3]
  欧阳述昕, 高云翔, 范塬嫄, 王灿, 原弘. 大学化学, 2024, 39 (1), 218.
4. [4]
  叶朕, 罗皓霖, 江治, 上官文峰. 分子催化, 2023, 37 (2), 174.
5. [5]
  赵炎, 郝雪薇, 时海南, 李佳慧, 李克艳, 郭新闻. 无机盐工业, 2023, 55 (8), 21.
6. [6]
  陶雨, 欧鸿辉, 雷永鹏, 熊禹. 高等学校化学学报, 2022, 43 (5), 153.
7. [7]
  李计鑫. 基于多孔材料的二氧化碳光还原催化剂的设计、合成与性能研究[博士学位论文]. 长春: 吉林大学, 2023.
8. [8]
  Matminer程序. [2024-08-29]. https://hackingmaterials.lbl.gov/matminer/
9. [9]
  Materials Project数据库. [2024-08-29]. https://next-gen.materialsproject.org/
10. [10]
  Citrine数据库. [2024-08-29]. https://citrine.io
11. [11]
  Materials Studio Visualizer建模软件包. [2024-08-29]. https://www.3ds.com/products/biovia/materials-studio
12. [12]
  Quantum Espresso量子化学计算软件包. [2024-08-29]. https://www.quantum-espresso.org/
13. [13]
  Anaconda软件包. [2024-08-29]. https://www.anaconda.com/
14. [14]
  Jupyter Notebook软件. [2024-08-29]. https://jupyter.org

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

CO₂还原光催化剂设计及性质分析虚拟仿真实验

通讯作者: 周欣,E-mail:zhoux@hit.edu.cn; 韩晓军,E-mail:hanxiaojun@hit.edu.cn

English

A Virtual Simulation Experiment on the Design and Property Analysis of CO₂ Reduction Photocatalyst

Corresponding author: Xin Zhou, ; Xiaojun Han,

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

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中国化学会秘书处

CO2还原光催化剂设计及性质分析虚拟仿真实验

通讯作者: 周欣,E-mail:zhoux@hit.edu.cn; 韩晓军,E-mail:hanxiaojun@hit.edu.cn

English

A Virtual Simulation Experiment on the Design and Property Analysis of CO2 Reduction Photocatalyst

Corresponding author: Xin Zhou, ; Xiaojun Han,

CCS Chemistry：嵌段共聚物自组装成 “三明治”二维有机材料，实现纳米级压力传感功能

CCS Chemistry：颜徐州、鲍哲南： 你的皮肤可能是一片SPMs

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