郭仕龙，胡敏，尤帅，文浩宇，杨雅儒，刘文彬，高培红，向丹，张雯

西安交通大学化学学院，西安 710049

1 引言

随着工业化进程，环境污染日益严重，严重威胁我国的可持续发展。当代大学生作为未来国家建设的中坚力量，如何提高学生们利用专业知识治理环境的意识和能力对教师来说显得尤为重要。本实验以问题为导向，制备可重复处理水污染的磁性材料为例，解决传统污水处理材料不能重复利用、易于残留在水体中的问题，通过设计系列性能测试达到良好水处理效果的同时，培养学生利用专业知识服务社会的意识。

本实验教学设计方案如下：(1) 在教学设计上采用PBL模式，预设问题①：提出目前在水污染治理方面，传统的净水剂如明矾具有不可回收、吸附/聚沉时间长、成本高等问题，组织学生阅读文献、设计制备一款便于回收，可重复利用的廉价、环保的高效率净水材料，并对材料的性能进行测试和评价的实验目标。通过文献查阅，活性炭具有无毒无污染性、微孔结构发达、比表面积和吸附活性大等优点，在污水处理、电极、烟气治理等方面得到了广泛应用，而纳米磁性材料具有特殊的磁性能，在外加磁场下可进行回收再利用，符合绿色化学的发展要求。预设问题②：如何将活性炭与磁性材料相结合并保留复合材料的净水活性和磁分离性能呢？因此通过给定文献阅读，引导学生提出以下步骤解决上述问题：首先运用无机纳米材料常用的水热法制备磁性复合材料Fe3O4@C，通过反应体系中加入乙二醇和NaAc解决其在水中分散和团聚的问题。……