将立德树人融入《化学反应工程》课程,培养一流化工人才

加强专业课与思政课的结合,是习近平总书记提出的推动高校思想政治教育的重要渠道。基于《化学反应工程》课程特点,立足专业课程学术内涵,结合近代以来化工界涌现的诸多科学家所具有的优秀品格,在化学反应工程课堂上进行课程思政,从而使得《化学反应工程》课程和课程思政有机结合,达到立德树人的目的,为国家培养一流卓越化工人才。本文结合广西大学《化学反应工程》课堂上的尝试,进行课程思政教学的理论和实践进行初步探析,以期为化学工程与工艺专业课堂上进行课程思政带来新的思路和视角。

废糖蜜还原浸出低品位软锰矿

采用废糖蜜作还原剂,在硫酸介质中直接浸出低品位软锰矿,通过正交实验和单因素实验,考察了反应温度、反应时间、硫酸浓度和废糖蜜浓度等因素的影响,并对浸出机理进行了初步的探讨.实验结果表明,通过控制浸出工艺条件,可获得较高的Mn浸出率和较低的Fe,Al浸出率.由于废糖蜜中胶体等物质的存在,Mn浸出率高于相同条件下用纯糖作还原剂的结果,但Fe和Al的浸出率不受影响.相关的浸出影响因素优化为:H2SO42.35mol/L,废糖蜜75g/L,反应时间2h,反应温度90℃.在此条件下,Mn浸出率达到96.7%,而Fe为34.4%,Al仅为25.5%.

Zr、N共掺杂介孔TiO_(2)的制备和可见光催化性能

以St ber法所制SiO_(2)纳米微球为硬模板,通过溶胶-凝胶法铝箔辅助NaBH_(4)还原制备Zr、N共掺杂介孔黑色TiO_(2)(Zr,N mes.-TiO_(2)-x)。选择亚甲基蓝(MB)为目标降解物,经XRD、BET和PL等表征手段,探究材料在不同pH、温度、催化剂用量等条件下的光降解性能。结果表明,Zr,N mes.-TiO_(2)-x具有极佳的光催化性能,其特有的孔结构,在降解污染物的过程具备吸附-光催化协同作用;常温条件下,催化剂可在50 min内对10 mg/L的亚甲基蓝实现99%的降解。

糖蜜酒精废液中大分子焦糖色素模拟物浸出软锰矿的动力学

用收缩芯模型研究了糖蜜酒精废液中大分子焦糖色素在硫酸介质中还原浸出软锰矿的动力学,考察了软锰矿粒度、反应温度、浸出时间、硫酸浓度和焦糖色素浓度对锰浸出速率的影响。结果表明锰浸出速率随反应温度、硫酸浓度、焦糖色素浓度的增加和软锰矿粒径的减小而增加。糖蜜酒精废液中大分子焦糖色素还原浸出软锰矿属固体产物层扩散控制,表观活化能为56.27 kJ·mol-1,硫酸和焦糖色素的表观反应级数分别为0.64及0.83。

硫酸-糖蜜酒精废液浸出锰矿的工艺研究

采用糖蜜酒精废液为还原剂,研究了在硫酸介质中直接浸出锰矿中Mn的新工艺。考察了糖蜜酒精废液用量、硫酸浓度、反应温度、浸出时间和锰矿粒度大小等因素对Mn,Fe和Al浸出率的影响,并对浸出过程进行了探讨。结果表明,当糖蜜酒精废液用量增加时,Mn的浸出率增加,Al的浸出率基本不变,但Fe的浸出率有所下降;提高硫酸浓度、或提高反应温度、或增加浸出时间,Mn,Fe和Al浸出率均增加;锰矿粒度越小,Mn越容易被浸出。在糖蜜酒精废液与锰矿比为2.2mL·g-1,H2SO4浓度2.35mol·L-1,90℃,120min,锰矿粒度为<0.147mm的条件下,Mn的浸出率达到94.9%,而Fe为34.7%,Al仅为23.6%。

球形碳酸锰微晶制备过程中的形貌控制

以MnSO4和NH4HCO3为原料,采用低温化学沉淀法制备出了粒度主要为5～6μm的单分散MnCO3球形颗粒.通过扫描电镜研究了各种反应条件如温度、pH值、MnSO4和NH4HCO3浓度等对MnCO3颗粒形貌和粒度的影响,并初步探讨了其可能的生长机理.结果表明,溶液的pH值是影响MnCO3颗粒形貌的关键因素,当pH值在8.0～7.0范围内减小时,MnCO3颗粒形貌由立方形向球形转变.随着反应温度的降低,MnCO3颗粒的分散性趋好,其形貌也逐渐趋于形成均一的球形颗粒,但粒径增大.在实验范围内,NH4HCO3浓度控制在0.1～0.3mol/L有利于球形MnCO3颗粒的生成,MnSO4浓度在0.05～0.4mol/L变化对产物的形貌影响不大.XRD分析证实了沉淀产物为MnCO3晶体,属三方晶系,方解石晶型。

废糖蜜-硫酸溶液中软锰矿的浸出动力学

用收缩芯模型研究了硫酸介质中废糖蜜还原浸出软锰矿的动力学,考察了软锰矿粒度、反应温度、浸出时间、硫酸浓度和废糖蜜浓度对锰浸出速率的影响.结果表明,提高反应温度、硫酸浓度、废糖蜜浓度和减小软锰矿颗粒的初始平均半径,均可提高锰的浸出速率.废糖蜜还原浸出软锰矿属界面化学反应控制,表观活化能为45.6kJ/mol,硫酸和废糖蜜的反应级数分别为0.52及0.28.

芦丁还原浸出低品位软锰矿的研究

为了研究糖蜜酒精废液中有机物还原浸出软锰矿的机理,采用芦丁为还原剂,在酸性介质中直接浸出低品位软锰矿。通过正交实验和单因素实验,研究了芦丁浓度、硫酸浓度、反应温度、浸出时间等因素对锰浸出率的影响,并对反应过程机理进行了初步探讨。实验结果表明,影响锰浸出率的主要因素依次为反应温度、硫酸浓度、浸出时间和芦丁浓度;当硫酸初始浓度2.35 mol/L,芦丁初始浓度0.041 mol/L,反应温度90℃,浸出时间90 m in时,锰浸出率达94.9%。

两段氧化法制备四氧化三锰

为了优化两段氧化法制备四氧化三锰的工艺,分别采用单因素试验和正交试验探讨反应温度、锰离子的加料速度、氨锰物质的量比、固相氧化温度、固相氧化时间对总锰质量分数的影响。试验得出制备四氧化三锰的工艺条件为:原料氨锰物质的量比2∶1,锰离子的加料速度30 mL/h,反应温度95℃,固相氧化温度200℃,固相氧化时间3 h。在最佳条件下制备的四氧化三锰是γ-Mn3O4,总锰质量分数为71.0%,平均粒径为1.23μm。

木薯酒糟还原浸出低品位软锰矿工艺研究

用木薯酒糟作还原剂,在硫酸水溶液中浸出低品位软锰矿。通过正交实验和单因素实验,考察了硫酸浓度、反应温度、反应时间和木薯酒糟用量等因素对锰浸出率的影响。结果表明,各因素影响锰浸出率大小的顺序为:硫酸浓度、反应温度、反应时间和木薯酒糟用量。木薯酒糟还原浸出低品位软锰矿适宜条件:硫酸浓度为3.13 mol/L、反应温度为90℃、反应时间为3 h、木薯酒糟与软锰矿质量比为0.3。在此条件下,锰的浸出率达到94.8%。

软锰矿氧化脱色降解糖蜜酒精废液

采用软锰矿为氧化剂,在酸性条件下对糖蜜酒精废液进行氧化脱色降解,并同时浸出Mn。考察了反应温度、H2SO4浓度、软锰矿质量浓度等因素对糖蜜酒精废液脱色率、COD去除率和软锰矿中Mn浸出率的影响,并对反应过程机理进行了初步的探讨。结果表明,在Mn浸出量较小的情况下,即可获得较高的脱色率,而COD去除率却随Mn浸出量的增大而提高。在反应后期,部分有机物只能被氧化为有机酸,而不能进一步氧化为CO2。在反应温度90℃,H2SO4浓度1.1 mol/L,软锰矿质量浓度100 g/L,反应时间120 m in及采取二段反应工艺时,糖蜜酒精废液的脱色率可达98.2%,COD去除率达78.5%,软锰矿中Mn浸出率达到92.3%。

硫酸锰固相分解制备高纯Mn_3O_4

用TG-DSC结合XRD分析研究了硫酸锰的热分解过程。实验考察了温度、时间和冷却方式等因素对硫酸锰分解产物总锰含量的影响。实验结果表明,通过控制固相分解的工艺条件,可制备高纯Mn3O4。在较佳条件下制备的Mn3O4产物为γ-Mn3O4,总锰含量71.8%,含硫0.005%,硫酸锰分解接近完全。

液相沉淀法制备单分散亚微米级球形碳酸锰

以硫酸锰为锰源,碳酸氢铵为沉淀剂,十二烷基硫酸钠为粒径控制剂,采用硫酸锰和碳酸氢铵两种溶液快速同时加入的方式,通过控制合适的反应结晶条件,制备出亚微米级单分散球形碳酸锰颗粒。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、粒度分析仪等研究了反应结晶条件对碳酸锰粒径和形貌的影响。结果表明,在硫酸锰浓度为1.2 mol/L、碳酸氢铵浓度为0.7 mol/L、反应温度为30℃、反应时间为30 min、碳酸氢铵与硫酸锰物质的量比为1.5∶1的条件下,可以得到平均粒径约为540 nm的单分散球形碳酸锰微粒。

MnSO_4·H_2O热解制备四氧化三锰反应动力学

为了确定空气中硫酸锰分解生成四氧化三锰的机理,用TG-DSC结合XRD分析研究了硫酸锰的热分解行为,用非线性等转化率法和普适积分法研究了硫酸锰脱水和分解过程的反应动力学。研究结果表明,200～400℃之间为MnSO4.H2O脱水阶段,积分动力学机理函数为G(α)=α3/2,符合MampelPower法则,平均表观活化能为117.11kJ.mol-1;750～1050℃之间为MnSO4的分解阶段,积分动力学机理函数为G(α)=1-(1-α)1/2,符合相边界反应的收缩圆柱体模型,平均表观活化能为226.44kJ.mol-1,MnSO4等温分解结果与TG-DSC分析结果一致。

低品位软锰矿降解糖蜜酒精废液中焦糖色素的脱色动力学

用合成的双倍焦糖色素模拟糖蜜酒精废液中的焦糖色素,研究了硫酸介质中低品位软锰矿氧化降解焦糖色素的脱色动力学,考察了焦糖色素初始浓度、硫酸浓度、软锰矿用量和反应温度对焦糖色素降解脱色速率的影响.结果表明,焦糖色素的降解脱色速率随焦糖色素初始浓度、硫酸浓度、软锰矿用量和反应温度的增加而增加.对实验数据进行拟合,得到了焦糖色素降解脱色动力学模型,其脱色过程的表观活化能为24.4kJ/mol,焦糖色素、硫酸和软锰矿的表观反应级数分别为2.0,0.58和1.09.

地方高校化工类本科应用性人才实践性教学环节改革的探索

为了培养适应区域经济发展的应用性人才,加强工程意识和工程实践能力的培养,我校化工类专业实践性教学环节亟待改革。结合广西大学实际,通过转变观念,加强实验教师队伍建设,重视实践教学内容和教学方法的研究,构建新的实验教学体系;加强校企合作,产学研结合,抓好实践教学基地建设等手段,培养学生的科研能力、创新能力和工程实践能力,拓宽知识面,提高综合素质。

化学反应工程课程教学实践的一些体会

以化工类专业核心课程"化学反应工程"为对象,探索新世纪化工类人才培养模式,在教学内容与教学方法的改革实践,倡导科学思维方法,培养工程分析能力,强调理论联系生产实际,采用启发式教学等方面进行了实践与探索.

湿法脱除废气中SO_2的催化剂脱硫性能研究

研究了在水中添加催化剂的方法，用鼓泡塔吸收废气中SO2的脱硫效果．

两矿干法制取工业硫酸锰的实验研究

通过实验，探索利用软锰矿和硫铁矿经硫酸化焙烧、浸取等工序制取工业硫酸锰的生产工艺条件，并对原料消耗定额、总锰利用率及产品质显等方面进行了分析研究。

双级液气喷射器喉管的特性

对双级液气喷射器喉管进行系统测试，建立了一系列经验特性方程。