基于蓝藻生物炭粒子电极的3维电化学系统对磺胺甲恶唑的降解

遵循“以废治废”理念,以机械打捞后的太湖蓝藻这一典型固废为原料,采用高温热解和酸/碱处理的方法制备了环境友好的蓝藻基生物炭,并将其作为3维电化学系统(3DES)中的粒子电极,用于高效催化氧化降解去除水中的典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX)。经过热解及酸/碱改性后,生物炭更大的比表面积和更丰富的孔道结构提高了SMX在粒子电极表面的富集能力;而蓝藻中原有的铁、氮等元素掺杂在热解生物炭中有效提高了体系中活性氧物种的产生量,使得体系对SMX的去除率和矿化率均显著提高。在最佳制备和运行条件下(粒子电极制备条件:700℃热解和碱改性;3DES运行条件:电流600mA、溶液pH为6、粒子电极用量1.00g/L、水流速300 mL/min、电解质Na_(2)SO_(4)浓度50mmol/L),SMX在120min内去除率可达96%以上;6h后,水体总有机碳(TOC)去除率可达94%。机理研究表明,3DES中,SMX降解的间接氧化作用(占比84.32%)大于直接氧化作用(占比15.68%);间接氧化中,HO^(·)和SO_(4)^(·-)在体系中均被检出,但是,未检测出超氧自由基和单线态氧;而相较于SO_(4)^(·-),HO^(·)对SMX的降解占主导地位(间接氧化中HO占比87.31%)。在连续循环使用6次后,3DES对SMX的去除效率仍能保持在85%以上。研究结果为基于蓝藻生物炭粒子电极的3DES在水处理领域的应用提供了技术支撑和理论依据。

棉纺黑液提取物基聚氨酯泡沫的制备及性能

针对棉纺黑液生物质资源未被高效利用造成资源浪费的问题,本文提出了一种基于棉纺黑液提取物制备聚氨酯泡沫(PUF)的方法。首先采用酸沉法制得原料,再部分替代聚醚多元醇一步发泡法制备棉纺黑液提取物聚氨酯泡沫,并采用红外(FTIR)、光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、热重量分析(TGA)、水平燃烧、降解试验等手段表征棉纺黑液提取物聚氨酯泡沫表面及残炭形貌、热稳定性、阻燃性及可降解性等。结果表明,通过棉纺黑液提取物部分替代聚醚多元醇改善了PUF材料的热稳定性能和成炭性能,当棉纺黑液提取物替代率为30%(质量分数)时,聚氨酯泡沫的表观密度为0.0439g/cm^(3),热导率为0.03088W/(m·K),起始分解温度为214℃,700℃下残炭率可达45%,水平燃烧炭化长度为0.5mm,12h降解率为27.9%,聚氨酯泡沫各项性能均有一定提升。

半纤维素基水凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附研究

以半纤维素和β-环糊精(β-CD)为功能单体,乙二醇缩水甘油醚(EGDE)为交联剂,合成了新型生物复合水凝胶吸附剂(HC/β-CD)用于去除水溶液中的亚甲基蓝(MB)。通过红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对复合凝胶的化学组成和结构进行分析。探讨了HC和β-CD用量对HC/β-CD溶胀性的影响,筛选出溶胀性最佳的HC/β-CD进行MB吸附实验。并研究pH、吸附剂用量、温度等对MB吸附性能的影响。结果表明:吸附剂用量为30mg,起始浓度为20mg/L(50mL),MB在60min内的最大吸附量为29.1mg/g,吸附动力学符合准二阶动力学模型,属于化学吸附。平衡吸附遵循Langmuir模型,属于单层吸附。此外,吸附剂用量为30mg,MB起始浓度为10mg/L(50mL),连续5次吸附-解吸循环后,染料去除率仍在70.38%。因此,HC/β-CD可作为一种环境友好且有效的生物质吸附剂去除印染废水中的MB。

思政元素融入催化反应动力学的物理化学教学设计

课程思政与物理化学教学有机融合对高校人才的德智体美劳全面提高有着举足轻重的作用,因此亟须巧妙设计课堂环境,寓形于无声融入思政元素于课堂之中来提高课堂质量。本文教师通过翻转课堂教学模式巧妙地设计课堂思路、课程教学等环节,对学生循循善诱,启发学生在培养民族自信,个人担当使命的同时高效地理解课堂内容。总之物理化学教学的同向同行以及课程思政与教学内容相得益彰,这样才能促进物理化学教学更上一层楼。

MOFs孔结构对固定化酶性能影响的研究进展

固定化酶是实现酶制剂产业化应用的有效途径,载体是影响固定化酶催化效果的关键因素。金属有机框架(MOFs)是结构高度有序的多孔材料,具有构效关系明确、孔结构均一、孔道性质与化学性质在原子层面可调、可设计和易化学修饰等特点,近年来,其作为酶载体方面的研究已有较大的进展。该文以MOFs孔结构对固定化酶性能的影响为主题,分析了MOFs孔结构的影响因素,总结了酶在笼型空穴与通道型孔这2种典型孔中负载的研究进展,详细论述了MOFs孔结构对酶的固定化、活性等方面的影响。最后,指出多级孔在固定化酶强化传质方面的特殊作用以及开发孔-酶匹配MOFs的重要性,展望了利用MOFs自身催化能力在纳米尺度内构建高效化学-酶级联催化剂的发展优势,以及通过调控微环境强化酶催化过程的可行性。

基于OBE理念的大学化学课程思政探索与实践

专业教学融合思政教育是提升教学质量、促进学生全面高质量发展的关键所在。基于OBE理念设计大学化学课程思政实施路线,明确大学化学课程思政目标,深入挖掘思政元素,构建大学化学课程思政素材库;基于BOPPPS教学模式深耕教学设计,重视参与式学习及学习成果反馈,重构课程评价体系,切实提升教学质量,不断推进专业教学与思政教育同频共振,协同育人,真正实现学生全面高质量发展。

有机化学实验教学的创新与实践——以塔里木大学为例

有机化学实验是化学、化工等相关专业的必修基础实验课程,旨在培养学生的实践能力和创新能力。文章立足于学生的实际学习情况和既有的课堂教学方式,从当前我校教学现状及存在的问题出发,构建了线上线下相结合的教学模式,强化了学生的预习效果;基于思维导图,开展课堂教学;建立并完善了课后总结与反思评价体系。这种多维度教学模式进一步提升了我校有机化学实验课程的教学质量,也能为今后有机化学实验教学的教学改革提供一定的参考。

二乙烯三胺改性磁性生物炭对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

为解决水体重金属Cr(Ⅵ)的环境污染问题,以棉秆为原料制备生物炭(BC),再采用液相沉淀法将BC赋磁,得到磁性生物炭(MBC)。以二乙烯三胺(DETA)为改性试剂,对MBC进行氨基改性,制备出氨基改性磁性生物炭吸附剂DETA@MBC。用XRD、SEM、FT-IR、VSM对DETA@MBC进行表征,证实了Fe_(3)O_(4)成功负载在BC表面,MBC的氨基改性没有破坏Fe_(3)O_(4)的晶体构型,DETA@MBC表面有丰富的氨基功能团,且饱和磁强度良好。研究其作为吸附剂在不同条件下对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,溶液pH值、吸附剂投加量、竞争性离子和温度等因素均会影响吸附效果。DETA@MBC对Cr(Ⅵ)的吸附更符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Freundlich模型,K F=25.287 mg^(1-(1/n))·L^(1/n)·g^(-1),n=2.538,吸附容易进行,对Cr(Ⅵ)的吸附为自发的吸热过程。

改性生物质炭负载铁类Fenton体系降解亚甲基蓝研究

以棉花秸秆作为前驱体,用K_(2)CO_(3)活化后制备出改性生物质炭K_(2)CO_(3)@BC,置于FeSO_(4)溶液中形成悬浮液,干燥并煅烧,制得改性生物质炭负载铁催化剂Fe/K_(2)CO_(3)@BC。采用XRD、FT-IR、SEM等对Fe/K_(2)CO_(3)@BC进行表征,并研究其耐酸耐碱性。以亚甲基蓝作为目标污染物,将Fe/K_(2)CO_(3)@BC催化剂和H_(2)O_(2)组成非均相类Fenton体系降解水中的亚甲基蓝,探究了溶液pH、Fe/K_(2)CO_(3)@BC投加量、H_(2)O_(2)用量、温度等因素对亚甲基蓝降解效果的影响。结果表明,催化剂Fe/K_(2)CO_(3)@BC中的Fe物种主要以Fe3O4形式存在,具有一定的耐酸耐碱性,稳定性好。Fe/K_(2)CO_(3)@BC-H_(2)O_(2)类Fenton系统可高效催化降解水中的亚甲基蓝,且H_(2)O_(2)用量少,体系pH适应范围广。催化剂循环使用5次后,对亚甲基蓝的去除率仍达到85%以上。动力学研究表明该降解过程符合准二级动力学方程,证明亚甲基蓝的去除是由Fe/K_(2)CO_(3)@BC-H_(2)O_(2)体系中的氧化还原反应决定的。催化剂活化H_(2)O_(2)分子,产生羟基自由基,是高效降解亚甲基蓝的主要原因。

虚拟仿真背景下《化工设计基础》课程改革实践研究

以《化工设计基础》课程为导入条件,综合的梳理了目前高校对于此课程教学中遇到的问题,并将高校对于此课程授课及考核的陈旧模式进行了辩证。为改变这种落后的“金字塔”式教学,利用塔里木大学优质的虚拟仿真软件作为课程的调节手段,将课程与虚拟仿真有机融合,理论与实践统一,形成具有创造性的良性循环式课程教学,力争以虚拟仿真为背景形成重实践、重知识综合利用的特色创新性课程。

以研究性实验驱动的“精细化工实验”教学改革与实践

研究性实验教学作为一种新的实验教学模式,在教学过程中更多强调学生的自主性、创新性,重视学生研究意识和创新能力的培养。本文在精细化工实验教学过程中引入了研究性实验教学方法,优化了实验内容并对实验教学成果考核评价方式进行了改革。结果表明研究性实验教学方法能够更好的激发和调动学生们对实验的兴趣和积极性,对新的学习成果评价考核方式满意度较高。研究性实验教学对学生创新能力及意识的培养中具有重要作用。

磁性PASP/PAM半互穿水凝胶的制备及性能

以聚天冬氨酸(PASP)和聚丙烯酰胺(PAM)为原料,利用原位共沉淀法并结合半互穿技术在水凝胶上负载纳米Fe_(3)O_(4)粒子,制备磁性PASP/PAM半互穿水凝胶,采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱仪(EDS)等对水凝胶进行表征,并测试了水凝胶的磁学性能、磁响应时间、溶胀性能及温度敏感性。结果表明:所制备的磁性PASP/PAM水凝胶具有优异的热稳定性,纳米Fe_(3)O_(4)粒子呈现球状,粒径约18nm,且分散得比较均匀。磁滞回线整体呈“S”形,最大饱和磁强度为0.35emu/g(1emu/g=1A·m^(2)/kg),且具有超顺磁性,磁响应时间表明Fe_(3)O_(4)的浓度以1.0mol/L为宜。纳米Fe_(3)O_(4)浓度1.5mol/L和0.5mol/L时平衡溶胀率分别为38g/g和47g/g,且温度低于45℃时,磁性水凝胶的溶胀率会出现温度敏感性和正向的特征。

课程思政融入物理化学教学

课程思政与物理化学教学息息相关,二者相辅相成才能更好的提高物理化学的教学水准。本文结合物理化学课程思政的内容维度,从物理化学这门课的教学大纲梳理出和具体内容相关的思政元素要点。从物理化学学科发展、科学家的轶事、物理化学与科技和生活的关联等多个方面渗入课程思政内容,为物理化学与课程思政的有机融合提供了思路。

浅谈提高“有机化学”课程教学质量的方法

有机化学是化学类、化工类、农学、植物学、医学等专业的基础课程。有机化合物的种类繁多且复杂,自然涉及的化学反应也多种多样。同时不同类型的化合物它的物理化学性质也存在差异。所以在学生“学”和教师“教”之间存在一定的困难,因此需要结合多种教学方式和手段增加学生对知识点的理解和掌握,提高学生的学习兴趣。所以结合有机化学的课程特点和教学过程中所遇到的教学问题,本文就如何提高有机化学课程教学质量,提高学生的学习兴趣,提出自己的一点建议。

烯丙基COPNA树脂的合成与性能

以1-萘酚、对苯二甲醇、烯丙基氯等合成出新型缩合多核芳烃(COPNA)树脂。采用FT-IR和1H-NMR研究了COPNA树脂的化学结构;通过凝胶分析研究了COPNA与双马来亚酰胺的共聚反应性;采用TG-DTG研究了这种共聚树脂的热稳定性。研究表明,COPNA树脂结构中含有烯丙基活性基团,可与BMI发生共聚反应制备耐热性优良的树脂体系。

棉秆生物质炭对Cr(Ⅵ)吸附的综合设计实验

设计了物理化学综合实验“棉秆生物质炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附”,使学生通过实验了解我国重金属污染现状及危害,提高环保意识,掌握棉秆生物质炭的制备方法,固体吸附过程的影响因素以及吸附动力学相关参数求解。本实验将物理化学理论知识与实际生活问题相结合,既提高了学生对物理化学学习的兴趣,又加强其对知识点的融会贯通,培养了学生的创新思维,提升了综合素质。

问题式教学法在高分子化学课程教学中的初探

为探索适合我校实际情况的高分子化学教学方法,我们以2012级应化、化工专业学生为研究对象,分别采用问题式教学法(PBL)和传统教学法授课,通过学生成绩和问卷调查的形式对两种教学法进行了评价。结果表明,PBL教学法效果优于传统教学法,有助于激发学生的学习兴趣,培养学生良好的学习习惯,提高学生的综合素质。我们提出,教学中可采用以传统教学法为主、PBL教学法为辅的方式推进教学质量的提高。

利用碱法和有机溶剂法提取甘草渣木质素

以甘草渣为原料,采用碱法和有机溶剂法2种方法,用氢氧化钠、氨水、丙酮、乙二醇4种溶剂提取木质素,这4种溶剂的提取率分别为:17.25%、5.75%、11.54%、12.60%。测定了木质素FT-IR光谱图。采用乙酰化法和差示光度法测定了总羟基和酚羟基含量。结果表明:有机溶剂法提取的木质素活性基团含量更高。采用凝胶渗透色谱(GPC)测定了用氢氧化钠和丙酮提取的木质素分子量及分子量分布,分析显示:用丙酮提取的木质素分子量更小、分布更窄。

高等院校民族班有机化学教学现状调查分析

以问卷和个别访谈的形式对民族班少数民族学生在有机化学课程教学手段、学生学习态度和学习方法等方面进行调查。结果显示部分学生对学习有机化学缺乏热情,学习方法落后;多数学生希望将多媒体教学与板书教学结合,减少教学内容,增加课后辅导。提出改进有机化学教学的具体建议和措施,以推进教学质量的提高。

甘草渣中碱木质素的提取工艺研究

采用一般碱法从甘草渣中提取木质素,以水浴温度、恒温时间、碱液用量、碱液浓度为因素,进行正交试验,确定了其最佳提取工艺条件为:水浴温度40℃、恒温时间2.5 h、碱液浓度0.8 mol/L、碱液用量30 mL/g,木质素的提取率为4.88%。碱木质素的总羟基、酚羟基和醇羟基含量分别为5.43%、3.18%、2.43%。