新工科引领的化工工艺课程教学改革创新

新工科建设对未来化工人才的培养提出了新的要求和挑战,化工工艺作为大学本科化工类专业的主干课程,需要改变传统教学模式,进行教学改革创新。南京工业大学化工工艺教学团队在新工科建设背景下,进行了化工工艺课程绿色化、交叉化、工程化和国际化的教学改革创新。实践表明,新工科引领下的化工工艺课程教学改革取得了初步的成效,获得了积极的响应,为化工人才的培养提供了有益的借鉴。

乙二胺不同掺杂模式下多孔有机聚合物对CO2的吸附

利用嫁接法和浸渍法分别在以1,3,5-三苯基苯为单体的有机多孔聚合物(nTPB)上成功掺杂乙二胺,分别研究了乙二胺的不同掺杂模式对多孔聚合物的结构性质以及CO2吸附性能的影响。结果表明,嫁接法和浸渍法皆可在nTPB上均匀掺杂乙二胺,且nTPB的比表面积和孔容均有所下降。在乙二胺掺杂量相同的前提下,由于浸渍法完全利用nTPB的孔道吸收乙二胺,nTPB的孔道堵塞更明显。两种掺杂乙二胺的模式均可显著提升nTPB对CO2的吸附选择性,但只有嫁接法对nTPB的CO2吸附量有明显促进(从4.4 mmol/g升高为5.2 mmol/g;0℃,105 Pa);浸渍法由于过度堵塞nTPB孔道,且乙二胺的吸附位点被包埋,导致CO2的吸附量反而下降(仅有3.4 mmol/g;0℃,105 Pa)。此外,嫁接法掺杂乙二胺的nTPB表现出与nTPB基质相同的良好重复利用性。

用于CO2捕获的智能吸附剂:促使强吸附活性位响应于可见光

基于光响应吸附剂的吸附过程可控性好、能源效率高,其在CO2捕获中的应用受到关注.然而,大多数报道的光响应吸附剂是基于弱吸附位点设计的,通过其结构或位阻的变化控制CO2吸附.此外,还需要用到紫外光来调节吸附能力.本文首次报道了用于CO2捕获的智能吸附剂,促使强吸附活性位响应于可见光.吸附剂的制备通过将伯胺和分散红(DR1,一种响应于可见光的推-拉型偶氮苯)引入介孔氧化硅实现.伯胺作为强吸附位点促使吸附剂对CO2的选择性高于CH4,而DR1则作为控制开关.光照前偶氮苯处于反式构型,降低了伯胺的电势,因而实现了吸附位点的暴露和CO2的自由吸附.偶氮苯在可见光的照射下转变为顺式结构,伯胺的电势提高,因而活性位点被遮蔽.即使是强吸附位点,吸附剂在光照前后对CO2的吸附量变化也可以达到40%.此外,DR1的反式/顺式异构可以通过可见光的控制实现可逆转变.本文报道的智能系统赋予了吸附剂选择性且避免使用紫外光,这对于传统吸附剂而言是难以实现的.