十年耕耘 满园春色——化工学院成立十周年回顾

10年前,为了适应化学和化工科学研究的迅速发展,适应人才培养层次的迅速扩展,适应中国石化总公司和我校联合办学的需要,也考虑到我校化学、化工学科地处市内远离校部的实际情况,我校决定成立化工学院,以利于加强管理,提高效率,更好地协调学科发展,促进教学和科研工作。化工学院成立10年来,各项工作取得了长足的进展,在此,进行简要的回顾。一、基本建设与物质条件的改善化工学院是在改革开放的新形势下建立起来的。邓小平同志在全国科学大会上指出:"四个现代化,关键是科学技术的现代化","科学技术人才的培养,基础在教育"。这使我国迎来了教育和科学的春天,给我们提出了光荣而艰巨的任务。但是,由于10年动乱造成的影响,当时学校的教学条件和科研条件还比较薄弱。物质条件建设是办学的重要保证之一。

大连工学院化工系培养学生能力的几个措施

1.大连工学院化工系物理化学教研室为了培养学生的自学能力,上学期从化工类81级八个班的学生中,采用自愿报名的方式,抽出34名学生组成一个试点班,利用晚上时间上课。在这个试点班中,把近三分之一的讲课时间留给学生自学(化学动力学和电化学部分),教师只讲授计划学时的三分之二。课前教师把教学大纲发给学生。

“双碳”目标驱动的能源化工类跨专业创新人才培养模式探索与实践

在“双碳”目标驱动下,大连理工大学针对能源化工类本科创新人才培养,确定了责任、知识和思政等“双碳”要素,重构了具有“双碳”要素的人才培养方案、课程体系和教学内容,围绕核心课程进行了教学方法改革,并初步建成了以产业链关联为特色的跨专业实验平台。以上改革不仅促进了能源化工类专业间的交叉融合和方向拓展,而且提高了学生解决复杂工程问题的能力,为高等工程教育适应“双碳”技术进步和能源化工行业发展提供了先进理念和有效路径。

工程教育视角下化工原理实验课程建设的思考

根据化工原理实验课程综合性、设计性和实践性强的特点,提出层次化实验教学方式,不断培养学生学习兴趣,提高创新思维和能力水平。同时,结合教学经验,在课程预习及实验操作等方面对实验课程的教学过程和考核方式进行改进,充分调动了学生实验学习的积极性,使学生掌握实验技能,有助于培养学生的工程意识、实践能力,不断提升教学效果,全面提高化工原理实验课程教学质量。

化工导论一流课程建设研究与实践

化工导论课程是面向化工与制药类专业一年级学生开设的专业基础课程,旨在引导学生认知化工行业发展历史和趋势、明确专业学习目标、培养专业兴趣和专业思维,为学生后续的专业知识学习和创新能力培养奠定基础。基于化工导论课程教学中存在的问题,文章提出“五位一体”的课程建设思路和“四元融合”的课程思政育人体系,并介绍了“三段五阶”教学模式的实践。化工导论课程建设取得了一定成效,学生的专业认同感和工程创新能力显著提高。

ChatGPT在四门大学化学课程目标设计中的应用——以芳香性内容教学为例

在深化高等教育改革的新时代,构建课程目标成为教学的核心问题。文章探索了应用ChatGPT这一新兴的人工智能预训练语言模型进行四门大学化学课程的教学设计,分别生成芳香性内容的教学目标,并通过它的自训练功能设计问答环节,引导其将教学目标由以学科为中心转变为以培养和提高学生核心素养为核心的过程。此次探索可为设计更加深入、丰富的课程目标提供有益的参考。

高等学校及化工学科青年教师发展的思考

高等学校的发展和高校青年教师的发展是息息相关的,两者的发展与中国的高质量发展和中华民族伟大复兴也是息息相关的。随着青年教师在高校教师中的比例持续攀升,青年教师的素质对高校的发展、国家的发展、中国特色社会主义实践的作用越来越重要。文章以化工学科青年教师为例,就思想政治素养、教书育人能力、科研能力、学生培养等方面针对教师个人和高校的作用展开讨论,提出了自己的思考,分析了青年教师健康成长、发展,高等学校高质量发展的重要性、存在的问题和对策。

“一体两翼,四轮驱动”的化工创新人才培养模式构建和实践

实现化学工业变革依赖科学创新和技术创新,这迫切需要高校打破固有思维、改革工程教育模式并建立创新人才培养模式。大连理工大学发挥化学工程与技术一流学科优势,构建了以思政教育为中轴、以化工与制药类专业为主体、以工工交叉和理工融合为两翼,驱动课程体系、教学体系、实践体系、质量保障体系改革的“一体两翼,四轮驱动”人才培养模式,以期培养“厚基础、宽专业、重实践、强能力”的化工创新人才。

“双碳”目标下化工专业实验虚实结合教学模式的探索与实践

实践教学是化工专业人才培养的重要组成部分,也是当前高校紧跟“双碳”目标需求、强化新工科内涵建设的重要手段。文章结合大连理工大学化学工程与工艺专业的人才培养特点,介绍了自主设计的系列实验教学课程,并以质子交换膜燃料电池综合实验为例,详细介绍了课程教学资源、教学方法、考评机制的设计思路与建设内容,以及依托前沿科技、借助虚拟仿真教学优势构建的线上线下相结合的实验课程。实践表明,虚实结合的实验教学不仅能加深学生对化工技术的理解与工程认知,还可提升学生的工程实践能力与环境保护意识。

聚焦深度思考能力培养的化工原理实验教学

深度思考能力是化工创新人才必备的重要能力之一。文章介绍了聚焦学生深度思考能力培养的化工原理实验课程教学改革与实践。教师在教学资源中植入趣味性、智能化元素,提高学生的学习兴趣;在教学过程中设置深度思考问题并组织辩论,训练学生的创新思维和批判性思维;改进教学和考核方法,促进学生的主动思考;融入课程思政和文献导读内容,提升学生的思维能力。以上举措可为学生后续的学习和科研打下良好的基础。

关于“化工设计”课程的教学改革探析和思考

“化工设计”是化学工程专业课程中的核心课程之一,通过诸多学科的学习铺垫,旨在让学生展示技术能力,实现基于团队的学习成果。目前,国内外各高校都将“化工设计”作为培养学生与实际生产相接轨的主要技术课程,对现有的教学方式进行分析思考,去其糟粕,取其精华。由于新冠疫情影响,国内外各高校化工专业教学的整体格局与方式需进行全新改进。从我校“化工设计”课程教学出发,仔细思考教学中各方面的不足,探索良好的教学方式,以提升高校培养化工人才的质量。

能源化工专业拔尖创新人才培养的实践与思考

大连理工大学(盘锦校区)能源化学工程专业围绕培养高水平拔尖创新人才的目标,实施了一系列创新性改革举措。该专业以能源和“双碳”意识为主导,强化专业思政教育;依托化工原理课程改革,以科创活动为载体,实施长链条递进式创新训练;利用优质科研资源,建设高端化、模块化、智慧化产业链模式创新训练平台;实施创新人才培养“双计划”,加强本研贯通;以一流师资培养一流人才,强化高水平师资队伍建设。文章介绍了以上改革举措的实施过程,以期为其他专业的建设提供参考。

电解诱导硬度变化优化电化学水软化工艺研究

针对不同结垢倾向的水质会影响电化学水软化性能的问题,从水质稳定性角度出发,提出电解诱导水质硬度变化优化水软化工艺的方法。将硬度变化与RSI指数建立联系,并通过循环水动态模拟实验建立基于不同水质结垢倾向的评价体系。结果表明,该工艺为不同结垢倾向的水质提供了一种除垢方式的性能评估方法,实现了电化学水软化技术的工艺优化。

红肉火龙果粉的发泡微波冷冻干燥制备与质量评价

制备浆果粉末产品是延长其货架期的有效手段。为降低干燥过程能耗和保留产品营养成分,该研究以平均含水率(87.03±1.26)%的新鲜红肉火龙果果浆为原料,采用冷冻干燥和喷雾干燥两种方法制备了火龙果粉末。以残余湿含量、色泽和典型生物活性成分甜菜红素、芦丁和总酚保留率为指标对产品质量进行了评价。用质量比为3%(w/w)的分离乳清蛋白和2.5%(w/w)的果胶为添加剂制备了未发泡和发泡2种样品,进行了传统和微波冷冻干燥试验。结果表明,使用石英底盘,在30˚C、20 Pa下,发泡样品比未发泡样品冷冻干燥时间缩短了39.06%;施加1 W微波功率时,未发泡和发泡样品微波冷冻干燥时间比无微波时分别缩短了18.75%和12.82%。用碳化硅底盘替代石英底盘,在30˚C、20 Pa和1 W下,发泡样品微波冷冻干燥时间比未发泡和发泡样品传统无微波冷冻干燥分别缩短了65.62%和43.59%。分别以5.5%(w/w)的分离乳清蛋白和15.6%(w/w)的麦芽糊精为添加剂,进行了喷雾干燥试验。工艺参数为进风温度150˚C、出风温度85˚C、进料速度28 mL/min。冷冻干燥产品的甜菜红素、芦丁和总酚保留率分别在72%、84%和75%以上,而喷雾干燥产品的保留率显著降低。该研究采用的冷冻干燥方法能够大幅缩短干燥时间、提高产品质量,为浆果类粉末产品的制备提供工业解决方案。

承压容器内甲烷爆炸及泄爆特性研究

开展了中低压和高压工况下甲烷空气爆炸及泄爆试验,分析了爆炸及泄爆过程压力、压升速率等参数变化规律。结果表明,在低压工况下,甲烷体积分数达到12%时,不同初压下升压速率均不超过10 MPa/s。体积分数小于11%时,最大爆炸压力与体积分数近似呈二次函数的关系,大于11%时最大爆炸压力明显下降。在高压工况下,低体积分数的甲烷对于升压速率的影响更为显著,各个初压下升压速率基本相同。当采用直径100 mm反拱开槽爆破片进行泄爆时,在低升压速率工况下,反拱带槽爆破片在各个工况下均有较好的动态响应能力,在高升压速率工况下,爆破片的动态响应能力降低。分析了不同应变率下爆破片断口形态的变化,低升压速率工况下断口为韧性断裂,在高升压速率下断口向脆性断裂转变。

准东煤分步和直接化学链燃烧特性

化学链燃烧作为高效的低碳排放燃烧技术,在提高燃料利用率和减少CO_(2)排放方面显示出其独特优势。采用Fe_(2)O_(3)/Al_(2)O_(3)载氧体,利用两段式固定床反应器开展了准东煤直接和分步化学链燃烧试验,探究了载氧体反应前后理化特性。发现准东煤热解挥发分化学链燃烧碳转化率和CO_(2)选择性随温度和载氧体与煤质量比(OC/C)增加而升高。OC/C和温度升高提高半焦化学链燃烧碳转化率,但降低CO_(2)选择性。相比煤直接化学链燃烧,在相同条件,分步化学链燃烧CO_(2)选择性大幅提高、碳转化率有所降低。反应温度800℃,分步化学链燃烧CO_(2)选择性达89.51%,相比直接化学链燃烧提升了29.18%。反应温度950℃,分步化学链燃烧碳转化率在60.40%,比直接化学链燃烧降低6.78%。与半焦反应后载氧体还原程度高于与煤热解挥发分反应后载氧体,半焦与载氧体的反应是煤化学链燃烧的限制因素之一。本研究为实现准东煤低碳清洁燃烧提供重要理论依据和技术支撑。

富介孔分子筛催化剂催化偏三甲苯非临氢异构化

偏三甲苯(1,2,4-TMB)异构化制均三甲苯(1,3,5-TMB)是重整C9芳烃综合利用中的重要工艺,将3种具有十二元环孔道或孔穴的分子筛催化剂Hβ、HMOR和HMCM-22,用于非临氢条件下偏三甲苯液相异构化制均三甲苯反应。采用XRD、SEM、N_(2)物理吸附、NH_(3)-TPD、吡啶和2,6-二叔丁基吡啶吸附红外等方法对分子筛催化剂的织构和酸性质进行表征,揭示了分子筛结构、物化性质与催化偏三甲苯异构化性能之间的构效关系。结果表明,HMCM-22催化剂具有较大的外表面和大量的位于外表面十二元孔穴的Br?nsted酸中心,表现出很好的异构化活性和选择性。在此基础上,采用无机碱+有机碱组合的改性策略对HMCM-22孔结构和酸性进行调控,制备了富介孔的改性HMCM-22催化剂,并对其偏三甲苯异构化性能进行评价。结果表明,经碳酸铵和四乙基氢氧化铵改性后,HMCM-22催化剂的外表面积和孔体积增大,获得了更多可及的中强和强Bronsted酸中心,在温度310℃、压力3.0 MPa、质量空速0.8 h^(-1)和氮气流速15 mL/min的条件下,均三甲苯选择性和收率分别高达63.29%和23.78%,邻甲乙苯质量分数低于0.13%,HMCM-22催化剂具有很好的工业化应用前景。

Cu/Ce负载对赤泥脱除中低温烟气中NO的促进作用

本研究对酸洗赤泥催化剂进行Cu、Ce、Cu/Ce浸渍负载,并研究了金属改性赤泥对烟气中NOx的催化转化性能。研究结果表明,Cu负载催化剂中的Cu+与Cu^(2+),有效促进了赤泥对低温烟气(200–300℃)中的NO转化率,Cu的负载量达到6%时,赤泥的最高NO转化率达到了90.7%;而Ce负载催化剂中的Ce^(3+)与Ce^(4+),有效促进了赤泥对中温烟气(200–400℃)中的NO转化率,Ce的负载量达到8%时,赤泥的最高NO转化率达到了94.0%;Cu/Ce负载催化剂表现出比单金属负载催化剂更好的低温NO转化率,最佳的负载Cu:Ce比例为1∶1,双金属负载催化剂表现出比Cu负载催化剂更好的中温(300–400℃)中的NO转化率,最高达到了95.5%。其原因是,在Cu/Ce协同作用下,Cu+以及Cu^(2+)的还原过程分别从229、302℃降至201以及247℃,同时使发生Fe2O3→FeO的还原过程的温度降低,促使ACRM-Cu1Ce1具有更强的低温氧化还原能力,同时,双金属负载使催化剂具有更高的弱酸性峰,也使催化剂的强、弱酸性峰都向低温偏移,并使负载后的赤泥具有了较高的Fe离子平均氧化态以及较高的Cu+含量,促进了赤泥催化剂对低温NO的转化率。

基于分子动力学模拟的矿物基础油泡沫破裂性能研究

润滑油中的泡沫会增加设备间的磨损,减少油品中的泡沫可以有效降低能源消耗。选用四种矿物型基础油的代表性烃类组分构建了泡沫液膜的分子模拟体系,通过分子动力学模拟分析了液膜破裂过程的微观机理,并计算了单组分及混合组分液膜的破裂时间作为液膜稳定性的评价指标。在此基础上,研究了基础油结构与添加剂、抗泡剂的加入对油基泡沫液膜破裂时间的影响。结果显示,在液膜破裂的过程中,初始孔洞的出现,会显著加快液膜破裂进程,在各基础油体系中加入添加剂、抗泡剂后,液膜破裂时间变化与扩散系数的变化一致,符合泡沫破裂的排液机理。提出的研究方法可从分子层面深入分析油基泡沫的稳定性及破裂机理,探索减少润滑油品泡沫的方法。

LayCe_((1-y))NixFe_((1-x))催化剂的制备及其高温荒煤气原位催化减水研究

采用柠檬酸络合法制备LaNi_(x)Fe_(1-x)O_(3)(x分别为0.33、0.5、0.66)和La_(1-y)Ce_(y)Ni_(0.66)Fe_(0.33O3)(y分别为0.1、0.2、0.3、0.4)系列钙钛矿催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N_(2)物理吸附对催化剂的基本性质进行表征,通过固定床实验装置进行模拟煤气催化实验和荒煤气原位催化实验。催化剂的B位Ni和Fe主要起催化作用,A位的La和Ce主要起稳定晶体结构的作用。结果表明,系列催化剂均可形成稳定的钙钛矿结构,B位Ni质量分数的提高有助于提升CO的转化率和催化剂的积碳速率,并同时降低了催化剂的比表面积和孔体积。A位掺杂Ce能够增加催化剂的晶氧空位,改变催化剂的晶体结构,提高催化剂的比表面积、孔体积、抗硫性能和抗积碳性能。对比原位催化减水效果发现,LaNi_(x)Fe_(1-x)O_(3)系列催化剂中LaNi_(0.66)Fe_(0.33)O_(3)的减水效果较好,热解水产率下降了35%;La_(1-y)Ce_(y)Ni_(0.66)Fe_(0.33O3)系列催化剂中La_(0.7)Ce_(0.3)Ni_(0.66)Fe_(0.33O)的减水效果最好,热解水产率下降了40%。