塔里木大学田维亮教授纳米功能材料课题组

本课题组依托新疆优势矿物资源,积极与南疆化工企业事业单位和团场等开展“校企合作”,与国内对口支援高校开展研究生和本科生“联合培养”,鼓励并支持在读研究生攻读国内外博士学位,助力纳米技术研发,享区域经济共赢,共建特色的纳米功能材料团队,促进科研成果转化。课题组通过定期邀请国内外专家交流访学、师生外出交流学习,探索化工新材料前沿、组织素质拓展等特色文化活动,增强团队的凝聚力与创造力;聚焦化学化工和新材料发展前沿,推动科研进展,提高学术水平;建立科研激励体制,营造互帮互助、健康高效、温馨和谐的科研氛围,致力于建设一支疆内外特色且有一定影响力的科研团队,共绘化工纳米功能材料的蓝图。

“过程全面精准”考核在化工原理实验课程中改革与探索

针对化工原理实验教学考核方式单一和学生学习兴趣低等难题,在教学中引入虚拟仿真和“互联网+”技术,构建全新“线上线下混合式”教学模式,实行闯关式学习方式,将教学大纲考核点细化,分步骤给分,部分实验实行分类教学,根据权重赋分,形成全面考核体系。线下实验实行线上控制给分,实验过程中学生可以随时查看成绩,调整学习状态。建立网络机器人答疑平台,在线答疑,真正实现全过程教学,提高化工原理实验教学质量,助力于中国高等教育的创新改革。

CoFe-LDHs/VMT催化剂高效电解尿素性能探究

尿素辅助电解水是一种节能的制氢策略,但其应用受到阳极尿素氧化反应(UOR)和阴极析氢反应(HER)动力学缓慢的限制。以水热法合成的CoFe-LDHs/VMT(VMT为蛭石简写)催化剂作为UOR的高活性催化剂,通过XRD和XPS对催化剂进行表征。结果表明,VMT与CoFe-LDHs存在相互作用;CoFe-LDHs/VMT催化剂作为HER-UOR体系中的双功能电催化剂为实现节能制氢提供了新的途径。

基于OBE理念的“化工工艺学”教学方法改革

基于OBE理念对“化工工艺学”课程教学进行梳理,针对“化工工艺学”课程教学过程中存在的教学模式传统僵化、考核方式单一、课堂中缺少工程教育等问题,提出采用项目式教学,将课堂交给学生,体现“以学生为中心”的教学理念;在课程中引入虚拟仿真操作与化工实验,做到虚实结合,提高学生的实践能力;科教融合,将科研前沿带入课堂,让学生了解行业最新动态,活化课堂教学形式;优化考核方式,培养学生解决问题的能力;融入中国特色绿色化工的思想理念,培养具有良好思想品德的高素质人才。

蛭石功能化复合材料研究进展

蛭石是一种环境友好型天然硅酸盐矿物,具有独特的层状结构和稳定的物理化学性质。蛭石具有较高的孔隙率和较低的层间结合能,易于剥离形成二维(2D)纳米片应用于构建新型复合功能材料。本文聚焦蛭石纳米片的改性与高附加值应用,介绍了层状材料的种类与剥离方法、蛭石的结构与性质,阐述了蛭石在离子通道、生物医学、吸附、气体阻隔、催化、储能等方面的应用进展。最后针对蛭石研究存在的主要问题,展望了其未来发展趋势。

基于二维蛭石纳米片混合基质膜分离CO_(2)/CH_(4)性能研究

本研究以聚醚-聚酰胺嵌段共聚物(Pebax)为高分子膜基质,二维蛭石纳米片(VMT)为填充剂,制备不同填充量的混合基质膜(Pebax-VMT MMMs)。利用蛭石纳米片的结构以及其在混合基质膜内的排列方式,为CO_(2)构筑传输通道,同时提高膜对CO_(2)/CH_(4)的分离性能。通过对Pebax-VMT MMMs的表征和气体分离特性进行研究,结果表明,填充VMT后混合基质膜在CO_(2)/CH_(4)体系中的分离效果明显增强。当VMT填充量为5 wt%时,Pebax-VMT MMMs表现出了最优的CO_(2)分离性能,CO_(2)的渗透量为489.31 Barrer, CO_(2)/CH_(4)的选择性为39.96,与纯Pebax膜相比,CO_(2)渗透量增加98.3%,同时CO_(2)/CH_(4)的选择性增加84.2%。

“互联网+教育”背景下化工实践教学的改革与探索

分析了当前化工实践教学所面临的困难,运用“互联网+教育”技术,将虚拟仿真技术引入到化工实践教学中,打造“四个层次、七大模块”的教学模式。此模式中加大了设计占比难度,形成了基本理论、认识实习、仿真操作、实训操作和过程设计的递进式教学方法,能够有效解决化工生产实习面临的难题,培养新时代需要的创新性的化工专业技术人才。同时,通过本教学模式能够实现对学生全程在线的监管、答疑、考核,使实践教学进入云教学时代。

VR技术在《化工原理》课程教学中的应用探究

针对化工原理教学的现状,将虚拟仿真VR技术引入到化工原理课程讲授中是极有必要的,也是提高化工原理课程教学质量进行的重要举措。本论文将虚拟仿真VR技术应用在化工原理课程教学中,利于学生充分认识化工单元设施设备,掌握对单元设备操作的相关原理,做到“知其然知其所以然”,提高学习兴趣,提升动手能力及创新能力。将虚拟仿真VR技术应用于化工原理教学中的实践证明,学生的学习效果和教师的教学效果都明显得到改善和提高。

新工科背景下化工虚拟仿真实践教学体系的构建

面对新工科新要求以及化工实践教学中存在的问题,提出将虚拟仿真技术引入到化工教学的实践中,根据化工教学实践及其知识体系,结合实践教学经验,通过实践教学模块与虚拟仿真的有机结合,探索构建适用于普通本科院校融合虚拟仿真体系的化工实践教学模式,有效缓解实践教学被弱化的问题,推动化工实践教学改革,为新工科建设注入新内涵。

基于小规模限制性在线课程的化工原理实验混合教学模式探析

为进一步提升化工原理实验教学效果,提出了通过结合化工原理实验教学实际与SPOC混合教学模式的特点,将传统实操为主的实验教学模式转变为课前线上学习+课堂线上线下实训+课后线上线下巩固强化“三位一体”的SPOC混合式教学模式。通过探索基于SPOC混合教学模式的化工原理实验建设路径和案例,促进实验实践教学改革与创新,进而有助于提高学生学习效果和创新能力。

蛭石基复合改良剂对盐碱土育苗性能的研究

根据国内外治理盐碱的现状和发展趋势,本实验以蛭石为原料,探索治理盐碱地的方法。研究结果表明,当盐碱含量为1%,蛭石颗粒为0.250~0.425 mm(孔隙率为55%)、添加量为30%效果最佳,可使盐碱电导率下降9.55%;当复配改良剂(蛭石+黄腐酸钾+棉秸秆灰)的添加量为8%~18%时,番茄可以出苗。通过利用蛭石多孔、保湿与缓释等功能构建盐碱土复合改良剂,对于治理盐碱地具有重要的经济和社会意义。

蛭石基培养基质育苗性能的评价

【目的】研究高效无土栽培基质制备方法,研究不同组成对蛭石无土栽培基质的影响规律。【方法】采用控制变量法,以实际农作物为研究对象,利用蛭石为主要原料,分析蛭石组成、配比与含量、湿度、颗粒及营养液浓度大小对农作物生长状况的影响,制备优质蛭石基培养基质。【结果】添加有机质复配料更适合农作物的生长;经吸附营养液的蛭石含量为45%最佳;60目培养基质和80%湿度最佳;利用蛭石缓释作用吸附复合肥营养液有助于作物生长;蛭石∶秸秆∶蘑菇料∶甘草料∶珍珠岩的体积比为15∶5∶5∶5∶4最佳。【结论】利用蛭石的缓释性能,制备的蛭石基培养基质价格低廉,具有良好的育苗效果,推广价值大。

天然蛭石PVC热稳定剂的制备和性能研究

以蛭石为原料并通过膨胀法制备膨胀蛭石,利用阳离子表面活性剂改性并制备有机改性蛭石,采用SEM、XRD和FT-IR等手段对其进行表征。结果表明,蛭石是一种典型的层状黏土材料;空白PVC经50 min左右将完全老化(老化度为10),加入膨胀蛭石热稳定剂后PVC在60 min保持老化度为5(棕色);膨胀蛭石和有机改性膨胀蛭石具有延迟PVC老化的优异性能;锌离子的加入严重降低蛭石热稳定性能;颗粒小的PVC糊较颗粒大的PVC粉能显著提高蛭石热稳定性能,膨胀蛭石热稳定剂最佳质量分数为1%~1.5%。同时探讨了蛭石热稳定剂的制备和热稳定性能的影响规律。

线切割废砂浆中硅制取白炭黑的新工艺

介绍了废砂浆和白炭黑的研究现状,阐述了硅制取白炭黑的思想,研究了氟化铵与线切割废砂浆中硅的反应,氟硅酸铵的氨化反应以及氟化铵循环过程中的使用。结果表明:氟化反应中氟化铵质量分数40%～55%和反应温度50～60℃最佳;氨化反应pH值成核阶段不大于6.9,生长阶段不大于7.1,氟硅酸铵质量分数12%,分两次沉淀和过滤,沉淀初期,氨水滴加速率每秒2滴,末期,每秒0.5～1滴和反应温度为40～50℃效果最好;循环实验中氟化铵回收率在95%以上。本研究提出的硅制取白炭黑的工艺流程,使氟化法原料多样化,氟化反应温度低,氟化铵损失少,废砂浆回收成本低。

蛭石功能材料研究进展

蛭石是中国优势非金属矿产之一,具有二维(2D)层状结构和独特的高膨胀性能等优点,可应用于构建新型功能材料,但其存在结构稳定性差和纳米尺度控制难等问题。该文阐述了天然层状蛭石的结构与性质,回顾了近年来国内外关于蛭石复合功能材料的相关报道,重点分析了蛭石的剥离与改性及其在吸附、催化剂载体、有机-无机复合材料、储能、药物载体等方面的研究进展。最后针对蛭石研究存在的主要问题,提出今后研究的重点在蛭石剥离,多级结构复合功能材料和有机-无机复合功能材料的构建,以及相关机理的探索。

热过滤漏斗的改进设计

热过滤是重结晶实验中关键的步骤,热过滤漏斗则是其中必使用的仪器,原本的铜质夹套过滤漏斗在实验中漏斗颈易堵塞、操作繁琐、载热剂液位无法观测,需较长时间加热,此外需要使用酒精灯加热易出现安全性问题。因此,对传统的铜质夹套热过滤漏斗进行改进,使之操作简便、易过滤、可观测载热剂液位、提升保温效果、降低实验风险性,同时节约酒精的消耗量。改进后的热过滤漏斗可以广泛运用于实验教学实践中,有较高的实用性。

紫外分光度法在5-羟甲基糠醛含量测定中影响因素的研究

紫外光谱在测定5-羟甲基糠醛含量时存在一定的误差,笔者对催化反应的溶剂、催化剂和原料等因素的影响进行了探索。实验结果表明,5-HMF标样在284 nm波长下具有非常好的线性关系;反应溶剂离子液体[EMIM]Cl和[BMIM]Cl与二甲基亚枫(DSMO)在特征吸收峰附近几乎没有吸收,而正丁醇有微量吸收;反应催化剂CrCl3、AlCl3、ZnCl2几乎没有吸收,FeCl3、硅钨酸、铬酸钾和磷钼酸有一定吸收(FeCl3>硅钨酸>铬酸钾>磷钼酸);反应原料果糖和葡萄糖在特征吸收峰几乎没有吸收;二甲基亚枫(DSMO)和CrCl3的混合液体对紫外光谱的吸收存在叠加效应。因此,紫外光谱测定5-HMF含量存在一定的误差根本原因是由于分析检测液中其他物质在其特征吸收峰附近有一定的吸收所致。可以采用复配参比液和降低其他物质的浓度等措施降低干扰,提高测量的准确度。

关于化工专业建设与发展的几点思考

本文根据国内外化工专业培养模式和化工新技术发展对人才培养提出的复合型、创新型人才的需求,提出了新时期本科院校化工类人才培养模式的几点思考。探讨了以学生为中心,服务社会为目标,打造厚基础、强实践、重创新的课程体系,加强工程素养的培养,注重学生综合能力提高,切实引导学生对化工专业学习兴趣,从根本上提高学习动力,培养能够真正解决工程实际问题的社会急需的化工工程师。

棉子壳中半纤维素、纤维素和木质素含量的测定

采用了常用的测量方法对棉子壳各组分的含量进行了测量,结果表明:棉子壳的壳体质量分数在78%～84%,绒体质量分数在12%～16%;棉子壳壳体中各成分含量:半纤维素34.55%,纤维素24.85%,木质素31.68%,水分7.72%,灰分1.22%;棉子壳绒体中水分为5%～7%,半纤维素含量9%～12%,纤维素占66%～72%,木质素占13%～16%,灰分1.35%～1.5%。其各组分含量随批次、产地和季节等因素会有所不同。

切割废砂浆综合回收利用研究进展

切割行业产生的废砂浆,长期以来采取掩埋和堆放处理的方法,给环境造成固体污染,在市场和环境的压力下,对废砂浆回收利用的研究越来越多。综述了废砂浆的产生、组成与其组分聚乙二醇、碳化硅和硅的回收利用工艺,并认为废砂浆回收产业有望成为新兴工业。