UVC/过硫酸盐/乙腈反应体系的构建及对茜素类染料的降解

为探索水体环境中有机污染物在硫酸根自由基(·SO_(4)-)作用下的迁移转化规律,构建了UVC/过硫酸盐(PDS)/非质子极性溶剂反应体系,模拟了茜素类染料在·SO_(4)-作用下的降解动力学与反应机制.媒染橙1在不同溶剂体系中的降解动力学常数大小为:(90%乙腈(ACN)+10%水(H_(2)O))>100%H_(2)O>100%二甲基亚砜(DMSO)>100%二甲基甲酰胺(DMF).并且媒染橙1比茜素黄GG具有更高的降解反应速率.UVC/PDS/(90%ACN+10%H_(2)O)体系中PDS用量、底物浓度、反应温度和光照强度等因素对茜素类染料降解动力学均有明显的影响.高温和强的光强有利于茜素类染料的降解,而过高PDS用量和底物浓度降低了茜素类染料的反应速率.·SO_(4)-对茜素类染料的降解占据主导作用.而茜素类染料的初始降解途径主要包括单电子转移反应导致的脱磺酸基和偶氮键断裂以及吸氢反应和取代反应等.

UV/K_(2)S_(2)O_(8)体系降解活性红3BS响应曲面法优化研究

以活性红3BS染料为研究对象,采用光活化过硫酸钾技术(UV/K_(2)S_(2)O_(8))对活性红3BS进行降解可行性研究,结果表明活性红3BS在UV/K_(2)S_(2)O_(8)体系下具有较好的降解效果.采用单因素变量法和响应曲面法探究底物初始浓度、pH值和K_(2)S_(2)O_(8)质量浓度对降解动力学的影响,得出活性红3BS染料的降解最佳反应条件是底物浓度为162.50μmol·L^(-1),pH值为3.0,K_(2)S_(2)O_(8)质量浓度为1.75 g·L^(-1),反应时间60 min,其降解率为95.5%,COD去除率为37.4%.

克百威光催化降解动力学的研究

采用TiO2光催化技术对克百威的降解进行了研究,并系统地考察了催化剂用量,溶液初始pH值,底物浓度,活性氧物种和各种阴阳离子对其降解动力学的影响.用Langmuir-Hinshelwood动力学模型对克百威的光催化降解进行了研究,结果表明,克百威在弱碱性条件下降解速率最快,OH对克百威降解贡献比约为93.4%,h+和其他ROSs的贡献则相对较小.而水溶液中的阴离子BrO3-和S2O82-对克百威的光催化降解有促进作用,I-则有明显的抑制作用,并且水溶液中的K+,Ca2+,Na+,Mg2+和Cu2+等金属阳离子对克百威的降解也均体现了一定程度的抑制作用.

Fe^(2+)/S_2O_8^(2-)/EDTA体系中自由基离子对啶虫脒的氧化降解

为探讨水环境中自由基离子对啶虫脒的共降解作用,研究了Fe2+S2O82-EDTA体系中啶虫脒降解的可行性,以及在Fe2+S2O82-EDTA体系中3种组分最佳配比条件下自由基离子和底物浓度对啶虫脒降解率的影响.结果表明,在Fe2+S2O82-EDTA体系下反应360 min后啶虫脒的降解率达到58.25%,c(Fe2+)、c(S2O82-)和c(EDTA)对Fe2+S2O82-EDTA体系的氧化能力均有较大的影响.通过中心复合试验对Fe2+S2O82-EDTA体系中3种离子的最佳配比进行优化,c(EDTA)、c(Fe2+)、c(S2O82-)分别为1.61、3.46、7.99 mmolL.Fe2+S2O82-EDTA体系中·SO4-和·OH等自由基离子的存在是引起啶虫脒降解的主要原因,中性条件最有利于自由基离子的产生并提高啶虫脒高的降解率.然而该体系中自由基离子的量是一定的,过高的c(啶虫脒)(>200μmolL)对降解率有明显抑制.

光催化技术降解水中环境药物的研究进展

环境水体中检测到大量药物的存在,主要包括抗生素,抗惊厥抗抑郁药物,解热和非甾体消炎药,血脂调整剂,β-阻滞剂等。传统的水处理技术并不能有效地去除这些药物,存在于水体中的环境药物对公共健康的潜在危害引起了广泛的关注。文中简要地介绍了近年来光催化技术在降解环境药物动力学和机理方面的研究进展,试图找出水体中环境药物降解的一般规律,为环境水体中该类物质的迁移和转化提供理论依据。

催化加氢合成6-氨基-7-氟-2H-1,4-苯并口恶嗪-3(4H)-酮

6-氨基-7-氟-2H-1,4-苯并口恶嗪-3(4H)-酮(Ⅱ)是合成除草剂丙炔氟草胺的关键中间体,该文采用雷尼镍催化加氢还原7-氟-6-硝基-2H-1,4-苯并口恶嗪-3(4H)-酮(Ⅰ)高收率的制得了目标化合物Ⅱ,确定了最佳合成工艺条件:反应温度80℃,反应时间5 h,催化剂用量为原料质量的5%,氢气压力6 MPa,产品的收率95.2%,质量分数98.5%,溶剂和催化剂循环使用5次,对收率和产品质量分数无影响。产品结构经元素分析、红外光谱、核磁共振确证。

Fe^(2+)/S_2O_8^(2-)/S_2O_3^(2-)体系下噻虫嗪的降解研究

为探讨噻虫嗪在Fe2+/S2O2-8/S2O2-3体系下降解情况,首先通过单因素实验研究了不同Fe2+、S2O2-8和S2O2-3浓度对噻虫嗪降解率的影响,然后通过中心复合实验,研究各单因素之间的相互影响,得出了Fe2+/S2O2-8/S2O2-3体系下Fe2+、S2O2-8和S2O2-3三种离子的最佳配比,建立了噻虫嗪化学氧化降解模型,并确定其最佳降解条件为:Fe2+浓度为0.69 mmol·L-1,S2O2-3为0.69 mmol·L-1,S2O2-8为3.29mmol·L-1。最后在三种离子最佳配比条件下探究了不同溶液初始pH值、不同底物浓度及其活性氧物种淬灭剂对噻虫嗪的降解情况影响。研究结果表明,噻虫嗪在pH=9.0时降解率较好,噻虫嗪的降解率随着底物浓度的增加而减小,活性氧物种淬灭剂会降低噻虫嗪的降解率。

取代脲类除草剂光催化降解动力学比较

为研究取代脲类除草剂在TiO2光催化降解过程中的动力学规律,以非草隆、异丙隆和利谷隆3种取代脲类除草剂为研究对象,通过Langmuir-Hinshelwood动力学模型对其TiO2光催化降解动力学进行模拟,并系统探讨了催化剂用量、C0(取代脲类除草剂的初始浓度)、溶液pH、温度、ROSs(活性氧物种)和电子捕获剂等的影响.结果表明:非草隆、异丙隆和利谷隆的TiO2光催化降解均符合假一级动力学模型,其动力学常数分别为0.082 8、0.068 7和0.095 4 min-1;取代脲类除草剂分子中的芳香环和脲桥上的取代基对降解速率常数的大小有明显的影响.ROSs试验表明,非草隆、异丙隆和利谷隆光催化降解过程中分别有91.6%、95.5%和86.8%的贡献来自·OH;而光生空穴和其他ROSs的贡献相对较小,并且电子捕获剂Br O3-和S2O82-对取代脲类除草剂的降解动力学有显著的促进作用.

新工科背景下扎实推进产教深度融合和校企全面合作的研究——以湖南工程学院为例

通过优化学科专业结构、深化人才培养模式改革、加快融入区域经济社会发展,加强“双师双能型”队伍建设和创新机制等六大举措扎实推进产教深度融合和校企全面合作。在此过程中,学校加强了应用型专业建设,构建了特色优势学科专业集群,提升了服务地方经济社会发展能力的目标任务,完善了紧密对接地方支柱产业与战略性新兴产业发展的应用型专业体系,彰显了应用本科专业特色。

本科生导师制在“卓越工程师”培养过程中的探索与实践研究——以湖南工程学院“化工卓越工程师”为例

将本科生导师制运用于"卓越工程师"的培养,探索了本科生导师制在"卓越工程师"培养过程中的实施原则,并以湖南工程学院"化工卓越工程师"为例,重点研究"化工卓越工程师"本科生导师制的实施、管理办法和评价机制,并从导师和学生两个方面建立了评价考核指标体系,丰富和完善了本科生导师制度,在提高"卓越工程师"培养质量等方面发挥了积极的作用。

科教融合的基础化学综合实验项目设计

针对新能源材料的研究热点,设计了一个融入科研课题的基础化学综合实验项目--席夫碱的电化学氧化还原研究,探索了有机小分子光伏材料--席夫碱的性质、结构与电极电势的关系,体现了无机、有机、分析、电化学等多种化学学科知识的融合和交叉。该实验项目涵盖了学生自主研究的实验内容。通过该项目实验研究,学生可掌握有机化合物制备方法和表征技术,红外、紫外光谱仪和核磁共振仪的工作原理和使用技术,以及谱图解析方法、数据分析方法和origin作图技巧等多个知识点及实验技能,提高自主学习积极性和创新思维能力,从而达到培养学生综合能力和素质,提高教学质量的目的。该实验项目贴近真实科研且成本低,所需实验设备和实验条件要求不高,不受专业设置和研究方向限制,可在不同的化学及化工类专业开设,普适性高,可作为综合化学实验开设。

不同活性物种对光催化降解水中邻苯二甲酸二甲酯动力学的贡献研究

采用光催化氧化技术对邻苯二甲酸二甲酯(DMP)进行降解研究,并在基础上考察了催化剂量,溶液pH和溶液初始浓度对降解速率的影响。且采用Langmuir-Hinshelwood动力学模型来描述DMP的光催化降解,研究表明DMP的光催化降解符合假一级动力学。系统研究了光催化降解DMP过程中不同活性物种对光催化反应速率的贡献,实验结果表明:在TiO2光催化降解DMP的过程中,?OH为主要的活性物种,其对DMP的降解速率贡献高于94%,而其它活性物种(ecb-,hvb+,O2?-和H2O2)对光催化贡献较小。

酸性红37光催化降解动力学的响应曲面法优化及其转化机制

为探索单偶氮染料酸性红37在水溶液中降解的可行性及在活性氧物种作用下可能的迁移转化机制,利用光催化技术并根据中心复合实验设计原理建立了不同因素对酸性红37光催化降解效率影响的二次回归方程,得出酸性红37光催化降解的最优条件:催化剂(P25 TiO_2)质量浓度为2.3 g/L,底物浓度为90μmol/L,温度为12.5℃,溶液初始pH值为8.7。研究结果表明:水溶液中不同阴阳离子对酸性红37降解动力学的影响较大,其中Na^+、Fe^(2+)、Fe^(3+)和Zn^(2+)等对酸性红37的降解具有明显的抑制作用,而Cu^(2+)则体现了一定程度的促进作用;然而CrO_4^(2-)、SO_4^(2-)、ClO_3^-、MnO_4^-和Cl^-则对其降解均体现了不同程度的抑制作用。最后利用气相色谱-质谱联用仪对酸性红37的光催化降解产物进行了初步的分离并进行分析,认为光催化过程中酸性红37分子中NN和C—N键断裂后的进一步羟基化反应是其主要的降解途径。

N-取代-6-(3-氯-4-氯甲基-2-氧吡咯烷-1-基)-7-氟-3,4-二氢-2H-1,4-苯并噁嗪-3-酮衍生物的合成与生物活性研究

采用生物活性基团拼接的分子设计方法,将活性基团2-氧吡咯烷引入到2H-[1,4]苯并噁嗪-3(4H)-酮分子结构的苯环上,设计并合成了16个未见文献报道的N-取代-6-(3-氯-4-氯甲基-2-氧吡咯烷-1-基)-7-氟-3,4-二氢-2H-1,4-苯并噁嗪-3-酮衍生物6a～6p,其结构经IR,1H NMR,LC/MS和元素分析确证.初步的生物活性测试结果表明,部分化合物具有较高的除草和杀虫活性,如6c～6f等化合物在用量为150g/hm2时对苘麻(Abutilon theophrasti)、刺苋(Amaranthus spinosus)和藜(Chenopodium album L)等阔叶杂草具有90%以上的抑制率,6l和6o在500mg/L浓度下对蚕豆蚜(Aphis fabae)具有90%以上的致死率,个别化合物还兼具除草及杀虫活性.

酸性红37在UV/K2S2O8体系中的降解动力学和转化机制

为了探索单偶氮染料Acid red 37(AR37)降解的可行性及在活性氧物种作用下可能的反应位点和迁移转化机制,采用光活化过硫酸盐技术并根据单因素试验和响应曲面法优化试验考察了底物浓度,K2 S2O8用量和温度3个因素对AR37降解率的影响,得出AR37光催化降解的最优条件为:底物浓度90μmol·L^-1,K2S2O8用量8.47 mmol·L^-1和温度36℃.最后,利用GCMS对AR37在UV/K2S2O8体系下降解中间产物进行初步的分离与分析,并结合AR37前线电子云密度(FEDs)的理论计算结果对其降解途径进行推导.研究发现AR37在·SO4^-等活性氧物种作用下,C2、N8、N16、C17和C18等活性位点容易被自由基直接攻击或者发生电子转移反应,从而引起AR37分子中NN和C—N键断裂后的进一步羟基化反应,是其主要的降解途径.

光活化过硫酸钾体系下直接蓝15降解动力学及其降解机制

为探索双偶氮染料直接蓝15(DB15)在水中的降解可行性及在活性氧物种作用下可能的反应位点和迁移转化机制,利用紫外光活化过硫酸钾(UV/K_(2)S_(2)O_(8))技术研究了DB15在活性氧物种作用下的降解动力学和反应机制。结果表明,双偶氮染料DB15在UV/K_(2)S_(2)O_(8)体系中降解符合假一级动力学,其动力学常数速率为0.0107 min^(-1),K_(2)S_(2)O_(8)质量浓度、底物初始浓度和反应温度对其降解动力学影响显著。利用气相色谱-质谱法对DB15在UV/K_(2)S_(2)O_(8)体系下降解中间产物进行初步的分离与分析,并结合DB15前线电子云密度(FEDs)的理论计算结果对其降解途径进行推导。研究发现:DB15在硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)、羟基自由基(·OH)等活性氧物种作用下N_(11)、N_(24)、N_(41)、N_(42)和C_(28)等活性位点易被自由基直接攻击或者发生电子转移反应,从而引起DB15分子中N=N和C-N键断裂,然后中间产物再进一步羟基化是其主要的降解途径。

基于学科竞赛的《化学反应工程》的案例教学法

科教融合的教学理念,是目前培养大学生深度学习模式、提升本科生专业学习兴趣和科学研究素养的有力保证。本文在新工科建设和工程专业认证背景下,将学科竞赛和课程教学相结合,培养和提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。以《化学反应工程》为例,用全国大学生化工设计竞赛的案例对教学过程进行了研究、设计与实践。

单偶氮染料AR37的光催化降解动力学研究

探讨光催化技术在水体环境中降解单偶氮染料Acid Red 37(AR37)的可行性,通过单因素实验研究其降解动力学。探讨了TiO2催化剂用量、温度、底物浓度和pH等对AR37降解动力学的影响。结果表明,单偶氮染料AR37光催化降解符合假一级动力学,动力学速率常数为0.0394 min^-1;温度较高的反应体系和较低的反应底物浓度有利于单偶氮染料AR37染料的光催化降解;当催化剂用量适中时,降解速率最大;溶液初始pH为9.0时,其降解速率常数达到最大值0.05062 min^-1酸碱性太强都不利于单偶氮染料AR37染料的降解。

希夫碱锰配合物催化过氧化氢低温漂白棉针织物的性能研究

为解决传统高温练漂中棉针织物加工过程能耗高、纤维损伤大的问题,以二乙烯三胺、三乙烯四胺、N,N解决双(3-氨丙基)乙二胺、单乙醇胺分别与水杨醛、锰盐一锅法反应制备金属锰配合物ML2、ML3、ML4和ML5用于棉针织物低温漂白加工.借助红外光谱仪分析金属配合物的化学结构,研究配合物/过氧化氢体系的催化分解特性,讨论了锰配合物ML3/过氧化氢低温漂白工艺因素对织物白度的影响,结果发现漂白工艺的最优条件为:锰配合物1.0 mg/L、氢氧化钠1.0 g/L、30%H_(2)O_(2)7.0 g/L、精练剂1.0~2.0 g/L,浴比1∶20,在70℃处理60 min.最优条件下获得的棉针织物的白度为79.0%.

特丁噻草隆光催化降解动力学的研究

以特丁噻草隆为目标,探讨了光催化技术降解的可行性、降解动力学优化及初步降解途径.通过单因素实验,探讨了催化剂用量、pH值、温度和底物浓度等因素对其光催化降解动力学的影响,通过中心复合实验,建立光催化降解模型,并对模型进行准确性验证.结果表明:特丁噻草隆符合LangmuirHinshelwood动力模型,其光催化降解一级动力学速率常数为0.03506 min-1,并在碱性条件下降解速率较快,其降解速率常数为0.03899min-1;同时降解速率随着底物浓度的增加而减少.最后,特丁噻草隆降解的最佳条件为:TiO_2浓度2.7g/L,温度45℃,底物浓度30μmol/L,溶液初始pH=6.7.