针对基础物理化学实验“流动吸附法测定多孔材料比表面积”数据重现性差、实验内容单一和可视化实验现象少的不足，从实验仪器、实验内容和实验现象三方面对原有实验进行了改进。通过改进气体流量控制和显示系统，并设计可自动封闭的吸附仪，显著提高了实验数据的重现性。改进后的装置在实际教学中的试用表明其具有可推广性。在此基础上，结合国家“双碳”战略，拓展实验内容，引入多孔材料的典型应用——CO₂捕集，并增加可视化实验现象，利用指示剂颜色变化判断吸附终点。改进后实验将前沿科技与经典实验结合，体现了科教融合和创新发展的教学理念，使学生了解科技前沿，增强专业认同感，有益于培养创新思维和科研能力。

活性炭因具有高比表面积和丰富的孔结构而被广泛应用于吸附水处理中的污染物。稻壳具有独特的组成和微观结构, 是制备活性炭的优质碳源。以稻壳为原料, 利用过饱和KOH溶液的预活化和活化双重作用, 在不同温度下制备出超高比表面积活性炭。随着活化温度的升高, 活性炭的比表面积和总孔容逐渐增大。900 ℃下制得的活性炭具有超高比表面积, 达到3600 m²/g, 总孔容为3.164 cm³/g, 明显优于商用活性炭(YP-80, 比表面积为1310 m²/g, 总孔容为0.816 cm³/g)。具有最高比表面积的稻壳活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量达到983 mg/g, 几乎是YP-80 (525 mg/g)的两倍。通过吸附动力学拟合, 吸附亚甲基蓝的过程与拟二级动力学模型一致, 表明该过程为化学吸附。

为了减轻或消除人工植入体的“应力屏蔽”效应，提高生物相容性，需要对选区激光熔化（SLM）技术成型多孔结构进行力学性能研究。通过制备316L不锈钢体心立方(BCC)、正十二面体（RD)两种多孔结构，分别进行成型件纵向压缩试验，建立了Gibson-Ashby模型，预测了多孔结构弹性模量值。采用分形插值法，分析了孔隙率、平均孔径、比表面积对多孔结构弹性模量和抗压强度的影响程度。分析试验表明，316L不锈钢多孔结构样件在孔隙率为55.13%～94.74%，平均孔径为1.90～4.22 mm，比表面积0.54～4.33时，其弹性模量为0.375 ～1.716 GPa，抗压强度为43.19~160.31 MPa。对比人骨弹性模量0.9 ～1.7 GPa，满足植入体要求。孔隙率、平均孔径、比表面积对正十二面体多孔结构的弹性模量和抗压强度的幅值变化影响较小，对体心立方多孔结构影响较大。正十二面体多孔结构抗压强度为111.75～160.31 MPa，体心立方多孔结构的抗压强度为43.19～158.03 MPa，正十二面体多孔结构的力学性能比体心立方结构性能更好，为选区激光熔化技术制备316L不锈钢多孔结构的人工植入体研究提供依据。