产科教融合的跨学科化工创新人才培养

针对当前化工行业跨学科创新人才培养的问题,从构建跨学科课程体系,打造多元化实践教学平台,加强校企合作等方面,论述了产科教融合模式下跨学科化工创新人才的培养方法。提出了基于产科教融合模式的跨学科化工创新人才培养策略。

着力加强工程研究生教育中科学精神和创新能力的培养

加强当代工程研究生科学精神和创新教育是一项艰巨而复杂的工程。科学精神蕴涵着丰富的教育思想和教育价值。通过阐述科学精神内涵,分析了高校培养工程研究生科学精神与创新能力的必要性以及现实意义,有针对性地提出了当代工程研究生科学精神和创新能力培养的现实对策,为高校加强工程研究生科学精神培养和创新能力提升教育提供了可参考的策略。

铝在酸性AlCl_(3)-EMIC和AlCl_(3)-BMIC离子液体中的阳极溶解

1-乙基-3-甲基咪唑氯盐(EMIC)和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMIC)与氯化铝(AlCl_(3))形成的离子液体是电解铝用离子液体中最具有工业应用前景的2种离子液体。本文采用线性伏安、计时电流、计时电位、恒电压电解、恒电流电解等电化学实验方法对比搅拌和不搅拌条件下,铝在酸性AlCl_(3)-EMIC和AlCl_(3)-BMIC 2种离子液体中的阳极溶解,以筛选出较优的电解质体系,并探究搅拌、温度、电流密度、电位等工艺参数对电解过程的影响,为工业放大提供基础数据。

盐酸萘甲唑啉在甲醇-乙酸乙酯体系中的动力学及结晶工艺

盐酸萘甲唑啉(NPZ)是一种作用于循环系统的血管收缩类药物。针对原料药平均粒径偏小及粒度分布不均的问题,本文提出运用间歇动态法对NPZ在甲醇-乙酸乙酯体系中的结晶动力学进行研究,并系统考察了不同结晶工艺条件对晶体析出率、粒径以及变异系数的影响规律。结果表明:随着溶液过饱和度的增大,NPZ晶体成核机制由非均相成核转为均相成核,晶体表面生长符合连续生长模式;NPZ生长动力学模型、成核速率与生长速率方程分别为B_(0)=9.591×10^(4)G^(2.10)、B=2.031×10^(20)exp(-4.796×10^(5)/RT)M^(0.309)_(T)ΔC^(1.40)ω^(1.37)_(r)和G=4.094×10^(7)exp(-8.358×10^(5)/RT)ΔC^(1.36)。优化的结晶工艺参数为:晶种加入量1.5%(质量分数)、结晶温度313.15K、搅拌速率200r/min、溶液过饱和度1.04、乙酸乙酯滴加速率7.037×10^(-4)L/min、乙酸乙酯与甲醇质量比4∶1、陈化时间2h。该条件下制得的NPZ晶体较原料药平均粒径增大30.49%、变异系数降低32.30%、堆密度提高14.65%、休止角改善7.62%、卡尔指数提升30.76%、豪斯那比优化26.99%,晶体粒径、粒度分布及流动性均得到明显改善。

化工热力学线上线下混合式教学改革与实践

针对化工热力学课程理论性强和概念抽象,学生学习难度大,畏难心理严重等教学挑战,诸措并举,开展了融合课程思政的线上线下混合式教学改革。经过多年实践,课程教学效果显著提升,荣获国家级一流本科课程等系列荣誉。

端羟基环氧乙烷–四氢呋喃共聚醚的合成与表征

以磷钨酸为催化剂,1,4–丁二醇(BDO)为起始剂,引发环氧乙烷(EO)与四氢呋喃(THF)开环共聚制备了端羟基环氧乙烷–四氢呋喃共聚醚(PET)。利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(^(1)H–NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)仪对产物的结构和性能进行了表征。实验结果表明,共聚醚产物相对分子质量在806~3 815,分子量分布指数在1.21~1.66,玻璃化转变温度低于–80℃;通过萃取、静置沉降、吸附、水洗等后处理步骤得到色浅透明的产品。以PET为原料合成了具有理想力学性能的聚氨酯弹性体。

V2Si_(n)^(–/0)(n=8~17)团簇几何结构、稳定性及特性分析

随着硅团簇研究的深入,过渡金属原子掺杂硅团簇的研究得到广泛关注。基于密度泛函理论,系统分析了钒原子掺杂硅团簇的几何结构、稳定性及特性。首先,基于粒子群优化算法的卡里普索结构预测程序,对V_(2)Si_(n)^(-/0)(n=8~17)团簇的基态和亚稳态结构进行了系统搜索。B3LYP/6-311+G(d)水平下优化发现,基态结构中2个钒原子的掺杂引起了原硅团簇结构的重构;随着掺杂体系尺寸增大,2个钒原子(形成V-V键)逐渐被硅笼包裹。其次,以此结构为基础,通过分析平均键能、二阶能量差分和HOMO-LUMO能隙,研究了体系的稳定性。结果表明,V_(2)Si_(12)^(-/0)团簇在各自体系中具有相对高的稳定性。此外,磁性分析发现,闭壳层V_(2)Si_(n)(n=8~17)体系的总自旋磁矩均为零,开壳层V_(2)Si_(n)^(-)(n=8~17)体系分别拥有1μB的总磁矩。分析极化率发现,V_(2)Si_(8)^(-/0)拥有最大的平均极化率,具有强的非线性光学效应。拟合得到的光电子能谱、红外和拉曼光谱为进一步的实验研究提供了理论支持。热力学特性分析表明,研究体系在热力学上是稳定的。随着温度升高,定容热容和标准熵逐渐增大;随着压强增大,标准熵逐渐减小。

氮掺杂钒钛蜂窝式催化剂低温脱硝性能

为了提升催化剂的低温脱硝性能,利用挤出成型法制备了一系列氮掺杂钒钛蜂窝式催化剂,考察了氮掺杂量对催化剂低温脱硝性能的影响及其稳定性,并通过XRD、BET、SEM、XPS、H_(2)-TPR、NH_(3)-TPD和O_(2)-TPD等分析方法表征催化剂。结果表明:氮掺杂钒钛催化剂的低温脱硝性能显著提高,在140~200℃温度区间催化剂的脱硝性能良好,其中以氮钛摩尔比为0.2的催化剂具有最优的脱硝效果,并在200℃连续72h的稳定性测试过程中,表现出了良好的脱硝稳定性。氮掺杂能够使钒钛催化剂颗粒粒径变小,比表面积和孔容增大,表面V^(4+)和化学吸附氧O_(α)的比率增加,表面酸性位点数量增加,使催化剂表面NH_(3)吸附能力增强,氧化还原能力提高,促进了催化剂低温脱硝性能的提升。

荧光示踪技术与阻垢缓蚀剂的结合

在循环冷却水系统中,结垢和腐蚀现象往往会通过加阻垢缓蚀剂来解决这些问题;但是如何在此过程中实时监测、适当加药不仅是节约资源的关键,也是阻垢缓蚀剂最大程度地发挥作用的关键。针对上述情况,介绍了根据荧光示踪技术的原理,通过物理共混、聚合物改性以及荧光单体共聚三个方法制得荧光水处理剂的进展与应用。

三聚氰胺溶解度的测定与关联

Using a synthetic method designed and installed with computer monitor on line, the solubility values of melamine in water were determined and were in good agreement with traditional analytic method data. The solubilities of melamine in alcohol and dimethyl sulfoxide were also determined with this method. The experimental data were correlated with Apelblat equation.

厌氧发酵生物制氢试验研究

在摇瓶试验的基础上,利用经预处理的牛粪堆肥作天然厌氧微生物菌种来源,对模拟有机废水的生物制氢研究进行了小规模实验.结果显示:在实验条件下,反应器具有140mL/(L·h)的持续产氢能力,平均氢含量50%左右,COD的平均去除率30%左右;蔗糖产氢能力174mL/g,效果显著,为该生物制氢研究在工业发展中的可行性提供了理论依据.

三聚氰酸在水中溶解度的测定与关联

采用平衡法,测定三聚氰酸在水中的溶解度,其数据用Apelblat溶解度方程关联的结果为:lnx=-474.8025+18932.9494T+70.7514lnT,计算值与实验值、文献值间的平均相对误差为1.28%.以温度为输入矢量、溶解度为输出矢量,建立RBF神经网络,结果表明,RBF神经网络进行函数逼近可实现网络的快速收敛,训练集平均误差为0.81%,测试集平均误差为1.64%.因此,所建立的RBF人工神经网络模型对三聚氰酸-水体系在283.15～363.15K间是适用的.

三聚氰酸、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺在乙醇中溶解度

用计算机在线检测的激光监视动态法实验测得三聚氰酸、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺在乙醇中的溶解度。用Apelblat等提出的溶解度方程对实验数据成功地进行了关联,求得298.15K时三聚氰酸、三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺在乙醇中的表观溶解热,它们分别为:81.252 kJmol-1、48.148 kJmol-1、54.838 kJmol-1。

氯化钠-硫酸钠-水三元体系相平衡

采用等温法,在15℃和20℃下测定了氯化钠和硫酸钠在水中的相互溶解度数据,得到了平衡液相组成的密度和折光率。

三聚氰酸在二甲基亚砜中溶解度的测定与关联

用计算机在线检测的激光监视动态法测定三聚氰酸在二甲基亚砜中的溶解度,并分别用Apel blat溶解度方程和简化的溶解度方程对实验数据进行了关联.关联结果分别为lnx=-94 21+3 162×103T+13 80lnT和lnx=-0 8630-1 239×103T,所得平均相对误差分别为0 55%和0 75%,模型基本上可满足工程设计的需要.

用三聚氰胺生产中排放的固体废物制备三聚氰酸

对三聚氰胺生产企业产生的固体废物利用进行了研究。研究发现 ,在自生压力下可以由三聚氰胺生产过程中排放出的固体废弃物酸解制备三聚氰酸 ;添加酸式硫酸盐在低硫酸浓度下水解几乎能达到高硫酸浓度下水解的效果 ;固体废弃物酸解时 ,反应温度升高、反应时间延长和NaHSO4用量增加都会提高三聚氰酸的收率 ;酸解过程中 ,反应温度对收率有显著影响 ,而反应时间、硫酸氢钠的用量对收率影响不显著 ;在 160℃、NaHSO4用量为 10 0g时反应 4h ,三聚氰酸的收率可达 67%

用人工神经网络研究对氯苯氧乙酸钾的合成工艺

用BP神经网络对相转移催化合成对氯苯氧乙酸钾工艺进行了研究,结果表明,在KOH的量为18 33g,反应时间1 0～6 0h、反应温度50 0～90 0℃、甲苯用量10 0～80 0mL、催化剂四丁基溴化铵用量0 20～1 80g、n(对氯苯酚)∶n(一氯乙酸)=1 00∶(1 00～4 00),具有两层隐层的BP网络可较好地体现对氯苯氧乙酸钾合成规律,对其合成有较高的预测能力。反应时间的延长、甲苯用量的提高对对氯苯氧乙酸钾的生成量的增加影响不大;相转移催化剂四丁基溴化铵量增加反而导致对氯苯氧乙酸钾一定程度的下降;尤其是原料配比(对氯苯酚与一氯乙酸的量比)升高对对氯苯氧乙酸钾的生成影响较大。在上述反应条件范围内,反应时间为1h、反应温度90℃、四丁基溴化铵0 20g、甲苯10 0mL、n(对氯苯酚)∶n(一氯乙酸)=1 00∶4 00、KOH18 33g时对氯苯氧乙酸钾的生成量最大,实验值为15 1478g,网络预测值是16 3670g。

超临界化学反应技术及其应用

采用环境友好的溶剂在超临界状态下进行的化学反应,能加快化学反应速率,提高反应的产率和选择性,方便地实现反应分离过程的一体化。笔者就其在聚合反应、羰基化反应、长链烷烃脱氢、废水处理、聚合物解聚、酶催化等方面的应用作了简要的阐述。

超声波用于羟乙基纤维素的合成研究

将超声波技术用于羟乙基纤维素的合成研究。实验结果表明 ,在羟乙基纤维素的合成过程中使用超声波 ,反应时间比液相法缩短了一半 ,醚化率提高 2 0 %。所得产品完全符合美国试验与材料协会的HEC分析方法 ,即ASTMD2 364- 89所规定的各项指标要求。超声波用于羟乙基纤维素合成的最适宜工艺条件为 :超声波辐射时间在 40～ 5 0min ,辐射强度 30kHz,原料配比∶m(Cell)∶m(EO) =1∶1 .2 ,醚化温度 5 0± 5℃。

氯化钠-过氧化氢-水三元体系的相平衡研究

利用等温法 ,在 10℃、15℃和 2 0℃下测定了氯化钠 -过氧化氢 -水三元体系相平衡 ,得到了平衡液相组成的密度和折光率。结果表明 ,氯化钠 -过氧化氢 -水是简单的三元体系 。