高等物理化学的土木工程案例教学探索分析

《高等物理化学》课程旨在促使化学、化工、土木等理工科专业的硕士研究生对物理化学基础有更深入的了解。课程内容与实际生产实践密切相关,利用所学理论知识和应用分析方法,可将《高等物理化学》相关内容直接或间接应用于本学科领域的基础设施养护、最新研究进展及前沿研究成果中,致力于解决实践过程中产生的问题并为科学研究提供重要理论支撑。案例分析作为理论与实践结合的重要方法,可促进前沿科学研究与工程实践的深入融合。本文注重分析缆索锈蚀中的电化学、大体积混凝土水化反应中的热动力学、高聚合物加固中的溶胶凝胶效应等土木工程案例中的物理化学理论,进而探究《高等物理化学》在土木工程领域的实践性工程案例教学改革。

ZnMnCr-LDHs的制备及其对磷酸盐吸附性能研究

以三乙醇胺为碱源,通过水热法制备了三元金属元素ZnMnCr-LDHs纳米材料,用于磷酸盐的吸附;通过使用多种表征仪器,证明纳米材料的成功制备。吸附动力学和吸附热力学结果表明,ZnMnCr-LDHs纳米材料吸附磷酸盐符合准二级动力学模型,化学吸附在吸附过程中占主导,为自发的吸热反应。考察各种条件下的吸附能力,在25℃、初始pH的条件下,向20 mL(100 mg/L)磷酸盐溶液中投加15 mg的ZnMnCr-LDHs纳米材料,对磷酸盐的去除率分别可达99.5%、99.5%、99.2%;对磷酸盐最大吸附量分别为715.2、714.8、714.7 mg/g;经过5次循环利用后,ZnMnCr-LDHs纳米材料对磷酸盐的吸附率分别为81.8%、76.4%、76.1%,循环性能较好。

Mn^(2+)调控制备ZnO、ZnMn-LDHs及其对磷酸盐的吸附研究

含磷废水的大量排放使水体富营养化,最终导致区域水质恶化。为有效去除水中的磷酸盐,以硝酸锌、硝酸锰为原料,三乙醇胺/水为溶剂体系,采用水热法合成ZnO和层状锌锰氢氧化物(ZnMn-LDHs)纳米吸附材料,利用SEM、XRD、Zeta电位仪、FT-IR对纳米材料进行表征,并考察了纳米吸附材料对磷酸盐的去除性能。结果表明:n_(Zn)∶n_(Mn)是影响ZnMn-LDHs向ZnO纳米材料转变的主要因素;ZnO和ZnMn-LDHs对磷酸根的吸附均符合Freundlich等温吸附模型及准二级动力学模型;相同条件下,ZnMn-LDHs对磷酸根的吸附性能优于ZnO;通过0.01 mol/L的NaOH脱附可实现材料的再生,6次循环利用后,ZnO和ZnMn-LDHs对磷酸根的去除率仍可达80%以上。

3种方法制备NiCoCr-LDHs对MO的吸附性能研究

使用尿素水解法(Urea)、恒定pH共沉淀法(CC-H)、超声共沉淀法(U-H)制备了新型NiCoCr-LDHs吸附剂,研究其在各种因素条件下对甲基橙染料废水的吸附性能的影响,并对3种NiCoCr-LDHs吸附实验的结果进行分析与评价。结果表明:不同方法制备3种NiCoCr-LDHs吸附行为均符合Langmuir等温吸附和准二级动力学模型,表明3种材料是以单层吸附和层间离子交换为主。Urea、CC-H、U-H制备材料的最大吸附容量分别为355、390和278 mg/g,不同制备技术使3种吸附剂在表面结构、比表面积等方面有较大区别,最终导致在吸附过程中最大吸附量有显著差别,并简要分析了其吸附机理。

粉末活性炭对模拟对苯二酚废水吸附研究

在静态条件下,研究了不同条件下活性炭对对苯二酚废水的吸附效果,确定了处理废水的pH值、活性炭用量、振荡时间、温度、废水中对苯二酚浓度、振荡速率以及电解质对吸附效果的影响。实验表明:活性炭在pH值为6.5,用量3.5g,温度35℃,振荡3.5h的条件下,对100mL质量浓度为100mg/L的对苯二酚模拟废水处理效果最佳。

二(2-乙基己基)磷酸络合萃取对氨基苯酚

二 (2 -乙基己基 )磷酸 (D2 EHPA)络合萃取对氨基苯酚 (PAP)。研究了稀释剂种类、溶液的初始 p H值等因素对稀溶液分配比 (D)的影响。溶液的初始 p H值 (p H2— 1 1 )对萃取结果影响较大 ,当初始 p H值在p Ka1 和 p Ka2 之间时 ,分配比出现峰值。稀释剂则主要是通过物理萃取实现。在同一浓度下 ,二 (2 -乙基己基 )磷酸的萃取能力随稀释剂的极性增大而提高 ,极性环境明显优于惰性稀释剂环境。红外光谱分析表明 ,络合萃取过程存在离子交换和离子缔合两种反应机制。

二(2-乙基己基)磷酸络合萃取邻氨基苯酚的研究

以二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)为萃取剂,研究稀释剂种类、萃取剂浓度、溶液的初始pH值、溶液中甲(乙)醇等因素对邻氨基酚(OAP)稀溶液分配比(D)的影响.结果表明:溶液的初始pH值在7左右时,D有最大值;D值随二(2-乙基己基)磷酸浓度的增大而提高,且在极性环境要优于惰性环境;甲(乙)醇是影响萃取结果的主要因素.

磷酸三丁酯络合萃取邻氨基苯酚及工业废水预处理研究

根据络合萃取的原理，考虑了萃取剂与稀释剂之间的作用，选择磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂．以正辛醇和氯仿为极性稀释剂、四氯化碳和煤油为非极性稀释剂，对邻氨基苯酚（OAP）稀溶液进行了探讨，讨论了体系的pH、TBP的浓度、稀释剂种类对萃取分配比（D）的影响。结果表明，TBP主要通过与OAP的中性分子键合作用实现萃取；D值的变化与中性分子的摩尔分数有关，pH是影响D的主要因素；稀释剂的极性对OAP的萃取影响较大，在萃取剂体积分数为10％～30％时，其萃取能力为TBP-正辛醇〉TBP-煤油〉TBP-四氯化碳〉TBP-氯仿；在萃取剂体积分数为30％～50％时，萃取能力为TBP-煤油＞TBP正辛醇〉TBP-四氯化碳〉TBP-氯仿。进而以30％TBP-煤油为萃取剂，对工业含OAP废水进行了错流萃取实验。实验表明，该方法可以对工业OAP废水进行有效的（94．7％）预处理；工业废水中的甲醇、乙醇，对萃取有较大影响。

赤泥陶粒制备及对土壤中Cd2+原位修复效果研究

土壤镉污染已严重破坏土壤环境并威胁人类健康安全,基于以废治废理念,利用赤泥为原料制备赤泥陶粒,同时对制备工艺进行优化研究;以模拟镉污染土壤为对象,研究了赤泥陶粒对土壤中镉的吸附迁移性能。分别考察镉质量浓度(mg/kg)、土壤pH值、吸附时间(d)等对陶粒吸附性能的影响,并用正交试验确定了陶粒去除土壤中镉的最优条件:吸附时间为20 d、镉质量浓度为56.014 mg/kg、溶液pH值为5.0,镉去除率为40.69%,赤泥陶粒成为土壤镉污染修复又一选择。

赤泥陶粒功能材料制备及其吸附溶液中Cd^2+的试验研究

基于以废治废的理念,以污染性废渣赤泥为原料对陶粒制作工艺进行优化,制备出新型吸附功能材料赤泥陶粒,研究了其对Cd^2+的吸附性能。研究对象选取Cd(NO3)2溶液为模拟废水,分别考察了Cd^2+浓度、赤泥陶粒质量、溶液pH值、温度与时间对赤泥陶粒吸附性能的影响,分析了赤泥陶粒的再生效果。结合正交试验及单因素试验确定出赤泥陶粒吸附Cd^2+的最优条件:Cd^2+质量浓度为10 mg/L,赤泥陶粒质量为1.4368 g,pH值为7.0,温度为35℃,振荡时间为60 min,在此条件下赤泥陶粒对Cd^2+的吸附率为100%,赤泥陶粒可以成为去除废水中Cd^2+的一种新选择。

二(2-乙基己基)磷酸络合萃取邻氨基苯酚的机理

在二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA)络合萃取邻氨基苯酚(OAP)实验中,研究了稀释剂种类、溶液的初始pH值等因素对OAP稀溶液分配比(D)的影响。溶液的初始pH值对萃取结果影响较大,当初始pH值在pKa1和pKa2之间时,分配比出现峰值;二(2-乙基己基)磷酸主要是通过离子缔合和质子交换来实现萃取的,而稀释剂则主要是物理萃取,在同一浓度下,二(2-乙基己基)磷酸的萃取能力随稀释剂的极性增大而提高,极性环境优于惰性稀释剂环境。红外光谱分析证明萃取过程存在离子交换和离子缔合反应。

FTIR法研究络合萃取邻氨基苯酚萃合物的结构

利用红外光谱研究二(2-乙基己基)磷酸和磷酸三丁酯络合萃取邻氨基苯酚在不同情况下的反应机理。结果表明:二(2-乙基己基)磷酸主要与邻氨基苯酚的—NH2发生反应,与邻氨基苯酚的阳离子和中性分子络合。萃取过程存在离子交换和离子缔合两种机制,生成相同结构的萃合物;而磷酸三丁酯主要与邻氨基苯酚的—OH发生反应,与邻氨基苯酚的中性分子发生氢键缔合,生成相同结构的萃合物;两种情况下生成萃合物的结构都与pH无关。

基于新工科背景环境工程专业有机化学课程改革与探索

基于新工科建设背景,针对环境工程专业有机化学课程存在知识点多和课时少等局限,利用建设环境工程领域有机化合物污染治理案例库和“大班授课+小班研讨”教学模式等辅助模式,开展教学与生产实践及科研相结合等课程内容改革的探索与实践,培养学生多维度的创新能力、学习能力及获取能力,并在教学中进行了一系列有意义的尝试,为环境工程专业新工科应用型人才培养提供有益探索。

新工科背景下环境工程专业有机化学“金课”建设与探索

基于新工科建设背景,掌握金课标准下的教学内涵,针对环境工程专业有机化学课堂教学存在知识点多和课时少等问题,开展线上“问题”+“设计”式互动教学平台建设,探索新的人才评价体系,培养学生多维度的创新能力、学习能力及获取能力。

配合萃取技术在有机工业废水中的应用

高效性和高选择性的配合萃取技术在极性有机溶液应用中具有明显的优势。简要总结了近几年来配合萃取技术在萃取Lewis酸、Lew is碱、两性有机物稀溶液及其废水处理方面的应用状况,并就其开发前景提出了自己的看法。

通过原位水热反应合成铅配位聚合物的合成和结构

采用3,6-二(2-吡啶基-1,2,4,5-四嗪)(DPTZ)为配体,在水热和叠氮钠存在下,DPTZ中四嗪键发生断裂反应,与Pb2+采用自组装的方法合成了配位聚合物{[PbN3(N-bis-(R-hydroxyl-2-pyridyl)ketazine)0.5]}n,利用单晶衍射仪,红外光谱和元素分析对其进行了晶体结构的解析和表征。它属于三斜晶系,空间群P1,晶胞参数分别为a=0.59603(19)nm,b=0.8406(3)nm,c=0.8622(3)nm,α=75.596(5)°,β=87.045(6)°,γ=70.512(5)°,V=0.3942(2)nm3,Mr=959.47,Z=2,Dc=1.032 g/cm3,μ=0.843 mm-1,F(000)=1948.0。在该结构中,中心Pb(II)周围形成了一个稍微扭曲的四面体构型,分别与一个来自N-bis-(R-hydroxyl-2-pyridyl)ketazine配体的三个N原子、1个O原子配位,配合物存在着较强的π-π堆积作用。

疫情背景下普通化学课程线上教学与反思

疫情背景下,线上教学存在较多问题和难题,本文采用钉钉直播+学习通辅助教学模式,增强师生互动,融入课程思政的方法,提高了学生学习兴趣和效果,为下一步多维度地培养学生的创新能力、学习能力及获取能力提供有益帮助。

光助Fenton氧化法降解邻氨基苯酚

采用光助Fenton氧化法处理含邻氨基苯酚的模拟废水,考察了光强度、Fenton试剂用量、废水初始pH值、反应时间等对降解效果的影响,初步探讨了邻氨基苯酚的降解动力学规律。结果表明,在450 W高压汞灯照射及较强太阳光照射条件下,均可以明显加快Fenton法催化氧化降解邻氨基苯酚溶液的过程。当2.5 g/L的硫酸亚铁溶液用量为1.5 mL、6%H_2O_2用量为1.0 mL、模拟废水初始pH值为3.5～4时,太阳光照射下降解邻氨基苯酚的效果较好,反应35 min后降解率高达99%。邻氨基苯酚降解过程符合准一级反应动力学方程。

普通本科院校环境工程专业仪器分析课程改革浅见

根据仪器分析课程的特点,结合环境工程专业的教学实际,对该课程的教学改革进行了初步的探讨,从合理取舍教材内容、案例教学和实验教学方面进行了阐述。这些措施可较好的提高学生的学习积极性,培养学生的动手能力和自学能力,符合高校教学目的。

光助Fenton法降解水中对氨基苯酚的研究

采用光助Fenton氧化法处理对氨基苯酚模拟废水,考察了光强、Fenton试剂的用量、初始pH值、反应时间对降解效果的影响,初步探讨了其降解动力学规律.结果表明,450 W高压汞灯照射以及较强太阳光照射的条件均可以明显加快Fenton法催化氧化降解对氨基苯酚溶液的过程.Fe2+(2.5 g/L)投加量为1.0 mL,H2O2(6%)投加量为1.0 mL,初始pH值为4,太阳光照射下降解对氨基苯酚时效果较好,反应40 m in后降解率高达99%;降解过程符合准一级反应动力学方程.