工程教育专业认证背景下地方本科高校材料类专业创新型人才培养体系的研究

创新型人才的培养不仅可以促进我国核心制造业和地方本科高校的发展,还可以帮助大学生快速实现自我价值。地方本科高校肩负着为当地培养工程人才的重任,对地方经济和产业的进步起着举足轻重的作用。因此,在工程教育专业认证背景下构建地方本科高校材料类专业创新型人才培养体系具有重要的社会意义和经济意义。

芴基、酰亚胺基和萘基聚合物气体分离膜的研究进展

聚合物链间距和链刚度是影响聚合物膜对气体渗透性能的决定因素,刚性基团(如芴基、酰亚胺基及萘基)引入聚合物链中,基于其大体积和扭曲结构能够有效阻碍分子链堆积,从而降低分子链堆积密度,使聚合物具有较高的自由体积,能有效改善膜对气体的渗透选择性。本文综述了近5年含芴基、酰亚胺基和萘基聚合物在气体分离中的研究,按结构分类,详细介绍了三类聚合物的合成以及膜对气体的选择性,分析了影响气体选择性的主要因素。最后,综合现有刚性聚合物的特点,从改性高气体渗透性低选择性材料、改性生物基材料及制备复合混合基质膜等角度出发,展望了此类材料的未来发展趋势,为制备高性能气体分离膜提供参考。

刚性基团桥接聚硅氧烷/乙基纤维素混合膜的制备及其CO_(2)的分离

以3种含刚性基团(六氟酰亚胺、萘基酰亚胺和芴)桥接聚硅氧烷(6FBPMS、NTBPMS和BAFBPMS)为改性剂,乙基纤维素(EC)为基质,通过溶液共混、涂敷法制备了3类不同负载量桥接聚硅氧烷的改性EC混合膜(6FBPMS/EC、NTBPMS/EC和BAFBPMS/EC)。3类复合膜具有良好的成膜性,且显示出高的力学性能和热稳定性。测试了混合膜对体积比都为1∶1的混合气体对CO_(2)/N_(2)和CO_(2)/CH4的透过选择性。结果表明,相较于纯EC膜,3类膜在保持选择性的同时,显示出更高的CO_(2)透过性;特别是NTBPMS/EC混合膜,其对CO_(2)透过性达到213 barrer以上,是纯EC的4.9倍。

O_(2)/N_(2)选择性渗透膜分子设计的进展

在基础研究及工业应用中,O_(2)/N_(2)选择性渗透膜具有重要的作用,但是,目前尚未发挥其潜力。由于有机聚合物可以通过精确的分子设计并制备较薄且面积较大的自支撑膜,成为研究的热点。但是,由于O_(2)及N_(2)分子性质的差异较小,分离膜的分子结构需进行精确的设计。为了得到合适的大分子结构,从而制备性能较好的O_(2)/N_(2)分离膜,综述了纯聚合物对称致密膜的O_(2)/N_(2)透过数据。然后,通过对比聚合物的老化性能,分析得到性能较好的聚合物膜的分子结构。同时通过对比近十余年文献报道的最佳O_(2)/N_(2)分离性能的聚合物膜,分析了该领域中分子结构设计的研究进展。

线上课程对于大学生创新创业教学影响的研究

大学生创新创业教育教学推行线上线下相结合的教学方式,将有利于创新创业课程教学质量和教学任务的圆 满完成。通过学生对于线上创新创业课程问卷调查的分析,发现了大学生创新创业课程线上教学有时间地点灵活度高和学 生主体地位突出等优势。并对线上和线下创业教学中出现的学生不适应新的授课方式,在缺乏有效监督下教学质量难把控 等弊端,提出要充分利用现有教学资源平台设计多样化课堂,提高教师信息化意识和能力等解决方法,为创新创业课程线 上与线下相结合的教学模式改革提供参考。

新工科背景下材料与化工全日制专业学位研究生科研能力的培养

专业学位研究生教育是培养高层次应用型专门人才的主渠道。新工科对工程科技人才提出了更高要求。齐齐哈尔大学材料与化工类全日制专业学位研究生在科研能力培养方面进行了一些有益的实践和探索,在培养方案、导师队伍、论文选题、理论学习等方面,形成了一套切实可行的教学体系,使专业硕士研究生的科研创新能力明显提高。

材料类工程硕士实践创新能力培养研究

实施创新驱动发展战略和建设创新型国家需要具有实践创新能力的职业化、应用型、复合型高层次人才。文章在分析材料类工程硕士实践创新能力培养现状基础上,结合学校材料类工程硕士教育实际,构建分类培养模式与模块化课程设置相结合的培养方案,探索实践创新能力培养的策略,培养主动学习意识,促进建立教育实践基地与学校教育相融合,以政策为保障,以合作制度为支撑,打造校企合作、产教融合、联合培养的实践模式。

聚酰亚胺/离子液体共混膜的制备及其CO_(2)/N_(2)分离性能研究

咪唑类离子液体(ILs)对CO_(2)具有良好的亲和性和溶解性。离子液体与聚酰亚胺膜材料相结合,可以解决目前CO_(2)难以分离和回收的问题。选用3种烷基链长度不同的离子液体与聚酰胺酸进行共混,通过高速搅拌器制备出一系列聚酰亚胺/离子液体共混膜,ILn含量为5%、10%、15%、20%。采用薄膜拉伸强度测试仪和气体透过仪对膜进行了测试。结果表明:离子液体共混的聚酰亚胺薄膜的力学性能相对于纯膜来说均有所提高。当离子液体为IL_(2),共混含量为20%时,膜对CO_(2)的渗透性能最好,为1.5033Barrer,是纯膜的3倍;当离子液体为IL_(2),共混含量为15%时,膜对CO_(2)/CH4的分离性能最好,为21.7859,约为纯膜的7倍。

十二烷基苯磺酸钠共混改性聚酰亚胺纤维膜的制备及油/水乳液分离性能研究

利用十二烷基苯磺酸钠的两亲性对聚酰亚胺进行亲水改性。通过静电纺丝法制备了十二烷基苯磺酸钠/聚酰亚胺共混膜。采用X射线光电子能谱(XPS)对膜的结构进行了表征,对水接触角、石油醚/水乳液分离性能进行了测试。结果表明:十二烷基苯磺酸钠共混入聚酰亚胺中;改性后膜表面亲水性明显提高,1min内水接触角由81.14°降至32.15°;对石油醚/水乳液具有良好的分离效果,膜通量最大值为245L/(m^(2)·h),最大分离效率达78%以上。回收10次后,分离效率始终保持在76%以上。

生物基材料在碘吸附中的研究进展

综述了近年来生物基材料在碘吸附领域的研究进展,从材料制备、吸附机理和作用方面进行介绍,对影响生物基材料碘吸附性能的因素,如热解峰值温度、停留时间、活化方法等进行了总结和评估,对化学活化法中不同活化法对生物基材料的活化机理进行了深入讨论;最后对生物基材料在碘吸附领域中未来研究方向进行了展望。

共聚聚酰亚胺热重排改性薄膜的制备及气体分离性能

采用二胺2,2-二(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷(APAF)经硅烷化后与4,4-二氨基二苯醚分别以7∶3,5∶5,3∶7摩尔比和二酐4,4′-(六氟异丙烯)二酞酸酐进行共聚,通过化学亚胺化后得到溶解性好、相对分子质量高、成膜性好的3组共聚聚酰亚胺膜,经过350℃~400℃热处理后,得到不同的热重排改性膜,采用FTIR光谱等手段进行表征.结果表明,所合成的硅烷化聚酰亚胺随着共聚的APAF含量的增加对CO_(2)/CH_(4)的选择性得到提升;而随着热处理温度的升高,其CO_(2)的渗透系数增加,CO_(2)/CH_(4)的气体选择性提高.噁唑环的转化使得聚合物分子链刚性增强,从而达到改善膜的气体分离性能.400℃热处理下得到的热重排(7∶3)膜相较于前驱体膜,CO_(2)的渗透系数从32.82 Barrer提升到275.62 Barrer,提高了8.4倍,热重排后的膜对CO_(2)/CH_(4)的气体分离性能超过2008年Robeson上限.

芴基微孔聚酰亚胺薄膜的制备和气体分离性能研究

聚酰亚胺的分子链规整性好、链间相互作用力强,但是气体透过偏低,为解决该问题,通过引入芴基致孔基元,利用含芴基结构的9,9-双(4-氨基苯基)芴(FDA)、9,9-双(4-氨基-3-氟苯基)芴(FFDA)和2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷(BAPP)为单体,制备了一系列自具微孔聚酰亚胺膜(PIM-PI)。结果表明:随着致孔基元比例增加,与无致孔基元的纯膜相比,PIM-PI膜的气体分离性能改善显著。例如6FDA-FFDA/BAPP(8∶2)膜表现出优异的分离性能,CO_(2)渗透率为165.46Barrer和CO_(2)/CH_4选择系数为31.65,相较于纯膜,分别增加7.45倍和1.66倍。引入芴基致孔基元的微孔聚酰亚胺膜显著地提高了气体渗透率。

三维共价有机骨架膜合成、后修饰方法及CO_(2)捕集的应用

提出了基于环保理念的膜分离法对CO_(2)气体进行捕集,其中共价有机骨架膜材料展现出其独特优势。目前,二维结构的有机骨架材料研究已经较为成熟。然而关于三维共价有机骨架材料(3D-COFs)的研究相对较少。综述了3D-COFs膜材料的合成方法和后修饰方法,同时讨论了3D-COFs膜材料在CO_(2)捕集中的具体应用,并展望了3DCOFs膜材料未来的发展方向。

PP-g-MAH对聚丙烯／尼龙6共混体的影响

研究聚丙烯接枝马来酸酐相容剂对聚丙烯／尼龙6体系的增容作用;并讨论了PP-g-MAH对PP／PA6共混物的力学性能的影响。结果表明:PP-g-MAH能有效地增强PP／PA6共混体系两相界面的相互作用,改善PP和PA6的相容性,是效果较好的相容剂。

螺旋聚苯乙炔膜的制备及其气体透过性能

利用非手性((nbd)Rh^+[η~6-(C_6 H_5)B^-(C_6 H_5)_3])为催化剂,将3种手性苯乙炔单体与非手性苯乙炔单体按照不同的比例进行共聚,得到了高分子量的可溶苯乙炔共聚物。将得到共聚物利用溶剂挥发法进行制膜,然后采用圆二色光谱仪(CD)对共聚物的二级结构进行测试。结果表明:该膜对CO_2有优先透过性能,共聚物主链上形成单手性螺旋结构。

不同配体铑催化剂的研究进展

催化剂和催化体系的研究一直是化学反应中最重要的一部分.过渡金属催化剂多为常用的催化剂,其中过渡金属元素铑由于化学结构稳定、催化性能高,其化合物经常被作用于催化剂中.为了拓展铑催化剂的优异性能,重点关注铑催化剂的配体选择.主要论述利用铑催化剂的不同配体,如二烯配体、膦配体和氮配体来合成多种结构的铑催化剂,使得到的铑催化剂活性更高,催化性能更好,从而进行相关的理论研究.

自具微孔聚酰亚胺膜材料的研究进展

膜分离技术在现代的环境、能源、工业、医疗、水处理等领域都具有非常大的应用前景,聚酰亚胺是众多聚合物膜材料中性能和化学性质都比较优良的材料,自具微孔聚酰亚胺是近十几年出现的新型膜材料,具有优异的结构稳定性及分离性能,对CO_(2)/N_(2),CO_(2)/CH_(4),H_(2)/N_(2),O_(2)/N_(2)等分离体系都有很大的提升.综述了应用于聚酰亚胺膜中常见的3种结构:Sprio双环中心结构、桥接双环结构以及Iptycene结构,并对其进行了具体分析,对该类聚合物研究方向做了一定的展望.

高分子材料与工程专业创新型人才培养模式的研究与实践

为培养大量具有创新意识和创新能力的专业人才，高分子材料与专业在教师创新理念的培养、人才培养方案的修订、教学内容与课程体系改革、教师科研课题转化为学生实践创新能力、校外创新实践基地建设等方面进行研究与实践，学生的创新能力得到明显提高，毕业生深受企事业单位青睐。

溶剂对苯乙炔衍生物EPHG的螺旋聚合的影响

本文合成了4-[(3,5-二异丁基-4-羟基苯)(3,5-二异丁基-4-苯醌基)甲基]苯乙炔单体(EPHG),由铑络合物和手性胺催化体系引发聚合,利用CD-UV谱图确认生成的聚合物是螺旋结构.讨论了聚合机理,调查了溶剂对聚合的影响,结果表明:在四氢呋喃溶液中,铑络合物[Rh(cod)Cl]2和(R)-苯乙基胺催化体系引发EPHG聚合成同一手性的螺旋聚合物,并且有较高的收率。

甲基丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷-丙烯腈共聚物膜的制备及其气体渗透性能

采用本体聚合的方法以偶氮二异丁腈作为引发剂制备了甲基丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷-丙烯腈共聚物。利用凝胶渗透色谱仪测定了共聚物的数均分子量;红外光谱仪和X射线衍射分析仪测定了共聚物的结构;同步热分析仪测试了共聚物膜的热性能;膜分离测试分析仪测试了共聚物膜的气体渗透性能。结果表明:共聚物的数均分子量随甲基丙烯酰氧乙氧基三甲基硅烷含量的增加而增加,其结构中既含有非晶态结构也含有晶态结构,玻璃化温度约为51℃。共聚物膜对CO2具有优先选择透过性,当温度23℃、压力0.1MPa时,对CO2的渗透系数为129Barrers,对CO2/N2的分离系数达到11.8。