4.      絮凝材料

教学内容

絮凝材料

学时数

2

教学对象

材料科学与工程专业大三/大四学生

课程背景

能源、信息、资源等是现代文明的支柱，资源与环境问题是人类社会面临的两大问题，同时水资源短缺是人类现在面临的严峻的问题。随着絮凝材料的不断发现和发展，也为在现代的水进化方面的研究注入了崭新活力和新的理解。

教学目标

知识：

（1）了解絮凝材料的概述及原理。

（2）了解絮凝材料的分类及其代表性絮凝剂。

（3）通过对比了解絮凝剂的优缺点。

能力：能复述课程大纲主要内容，讲出絮凝材料的分类及概述。

价值：课程学习中的科学思维、创新思维等方法要求。

课程思政目标：从全人类角度、历史角度认识絮凝材料，环境的关系。

教学重点难点

在学习絮凝材料相关知识后，如何结合实际根据应用领域的需求，分析并挑选出适合的絮凝剂是一个的值得思考的问题，除了同学们的创新思维以外，还需一定量的相关知识储备。如：絮凝材料应用领域的了解。

教学资源

教材、参考书，课件ppt、文献资料等，参考文献：

[1] Liu J, Cheng S, Cao N,  et al. Actinia-like multifunctional nanocoagulant for single-step removal of  water contaminants[J]. Nature Nanotechnology, 2019, 14(1): 64-71.

[2] Wang Z, Chen R, Li Y, et  al. Protein-folding-inspired approach for UF fouling mitigation using  elevated membrane cleaning temperature and residual hydrophobic-modified  flocculant after flocculation-sedimentation pre-treatment[J]. Water Research,  2023, 236: 119942.

教

学

内

容

设

计

及

实

施

（1）絮凝材料的概述及絮凝的原理（约10分钟）

絮凝作为一种古老、成熟的水处理技术,广泛地应用在生活、给水、工业废水处理中。絮凝常作为深度处理的前处理工艺，可以去除水中65%～95%的胶体颗粒与80%～95%的悬浮物质，同时可以部分去除水中的杂质和某些重金属离子，为后续深度处理奠定基础。

随后着重介绍絮凝材料的原理。

此部分内容以讲解为主，教材及参考书比较详细，以书本为主，穿插提问、讨论等互动方式。

（2）絮凝材料的分类及其应用（约30分钟）

在了解絮凝材料的基本概述、原理后通过介绍不同种类絮凝材料加深同学们对絮凝材料的认识。

Ⅰ.无机絮凝剂：了解无机絮凝剂的分类、及其代表性絮凝剂的制备、性质、以及其应用领域。
     Ⅱ.有机絮凝剂：了解无机絮凝剂的分类、及其代表性絮凝剂的概述、制备、性质、以及其在絮凝领域的应用。

Ⅲ.微生物絮凝剂：了解微生物絮凝剂的概述、影响因素及其应用和展望。
     Ⅳ.复合型絮凝剂：了解复合型絮凝剂的概述、分类、及其代表

性絮凝剂的制备。

Ⅴ.纳米絮凝剂：了解纳米絮凝剂的概述、制备方法、性质、发展趋势。

此穿插提问、讨论等互动方式。

（3）絮凝剂的优缺点（约15分钟）

此处重点对絮凝材料优缺点进行讲解，通过对比絮凝材料的优缺点，使学生认识絮凝剂的本质，可以在不同的应用领域选择合适的絮凝材料。

（4）学生课程内容汇报（约30分钟）

    在教学接近尾声，同学之间相互讨论，针对本次课程的内容，并结合自己所学的知识，以PPT形式向老师展示自己的所学和见解。

（5）总结及布置课后任务（约5分钟）

教学方法

讲授为主，穿插提问、讨论、课程汇报等互动方式。最终以学生汇报来检验教学成果。

课程思路

元素、案例、话题

思政元素：

根据历史和现实，树立人类命运共同体的理念和正确的历史观。

案例、话题：

水是可持续发展的核心，支持着在地球上生活的方方面面，获得安全和清洁的水是一项基本人权。然而，几十年来的不善管理和滥用加剧了水资源紧张，威胁到依赖这一关键资源的生活的方方面面。

水是一种至关重要的自然资源，但这一资源正在历经枯竭、遭受污染和不善管理。在全球面临严峻的水危机的背景下，为期三天的联合国2023水事会议在纽约联合国总部开幕，各国领导人齐聚一堂，共同讨论解决方案，以及时缓解这场对全球造成多重影响的危机。

会议举办了五场"互动对话"，以加强和加快与水相关的关键领域的行动：

1、以水促健康：获得安全饮用水、个人卫生和环境卫生。 

2、以水促可持续发展：重视水、水-能源-粮食之间的关系以及可持续经济和城市发展。 

3、以水促气候缓解、复原力建设和环境保护：海洋资源、生物多样性、气候、复原能力和减少灾害风险。 

4、以水促合作：跨界和国际水资源合作、跨部门合作和2030年议程中的水资源。

5、水行动十年：通过联合国秘书长的行动计划等途径，加快实现十年目标。 

6、结合联合国水事会议内容，思考絮凝材料对节约水资源的意义。

作业布置

1、复习课程内容。

2、思考絮凝材料的利用与人类社会发展的关系及对环境的影响。

3、查阅学习有关絮凝材料的相关知识。