学研结合的《化工传递原理》课程改革与实践——以水净化膜表面特性影响的动量分子传递过程为例

培养具有较强实践和创新能力的新工科复合型人才是本科化工教育的重点。化工传递原理作为化学工程与工艺专业学生必修课,在提升本科教育质量中发挥重要作用。然而,化工传递原理课程存在理论性强、抽象推理多、学科交叉广、实验及理论同步配套程度低等问题,为有的放矢地解决课程难题,提高教学质量和品质,教学团队从教学目标和教学方法等多方面进行深度改革和创新;为重点突出以前沿科学研究为契机的学研结合新范式进行化工传递原理课程改革与实践,本文以水净化膜表面特性影响的动量分子传递过程为例,通过科学研究实验结合化工动量传递理论提升教学质量。将化工传递的科学研究与课堂理论教学相耦合,突出以学生为主体和产出导向的标准提升教学品质。这种新范式将有益于工科学生解决复杂化学工程问题能力的显著提升,为综合型本科化工类专业的改革发展提供重要支撑。

聚酰胺复合膜微孔支撑基底的研究进展

通过界面聚合法获得的聚酰胺复合膜在污废水处理、海水淡化等领域得到广泛应用,然而聚酰胺复合膜的结构对其应用起到关键作用,以往研究多数聚焦在分离层,而对复合膜微孔支撑基底的研究相对较少。研究表明,微孔基底的物化特征对于聚酰胺分离层结构的形成及复合膜性能起着至关重要的影响作用。为此,本文从支撑基底的制备工艺出发,围绕微孔基底的不同改性手段,介绍了传统基底改进方法和新型基底的材料与结构,并探讨了基底结构对压力驱动膜(纳滤、反渗透)与渗透压驱动膜(正渗透)分离层结构与性能的影响。分析表明,具有高孔隙率、亲水性好的微孔基底可有效调控界面聚合过程中单体的储存与扩散,有利于获得高渗透和高选择性能的聚酰胺复合膜。因此,未来仍需从聚合物材料及纳米改性等几个方面,发展更具潜力的微孔基底材料与结构,以推动聚酰胺复合膜的应用发展。

氢化物发生-原子荧光光谱法测定黄磷中微量砷

采用氢化物发生-原子荧光光谱法测定黄磷中微量砷，研究了样品消化方法以及仪器工作条件、还原剂等对测定的影响，确定了最佳试验条件。在最佳试验条件下，荧光强度与砷（Ⅲ）的质量浓度在0．06-10μg·L^-1范围内呈线性关系，相关系数为0．9994，检出限为0．03μg·L^-1，样品分析结果的相对标准偏差小于3．5％，加标回收率在93．8%-103．6％之间。

区域熔融法提纯工业黄磷的数学模型与实验研究

为了满足高纯磷酸以及半导体等行业对高纯磷的需求,采用了区域熔融法对工业黄磷进行提纯,分析了区熔法提纯工业黄磷的原理,并根据所测有效分布系数建立整个区熔过程中杂质分布的数学模型。实验考察了熔区长度以及熔区移动次数等对杂质分布的影响,研究结果表明,采用区域熔融法提纯黄磷具有良好的效果,能有效地脱除所考察的13种杂质(Fe,Ca,Co,Mg,Cr,Cd,Mn,Ni,Cu,Pb,Zn,Al,As);当熔区为区熔管长度的0.1倍时,熔区移动速度为5mm?h?1,经过10次区熔后,60%的黄磷产品纯度达到99.99999%(7N),完全能够满足半导体行业以及高纯磷酸对磷的纯度要求;所建立的杂质分布数学模型能够很好地描述杂质在区熔过程中的分布情况。

水相氧化法脱除黄磷中砷的研究

采用水相氧化法,使用硝酸溶液和氧化增强剂进行工业黄磷脱砷试验。对硝酸质量分数、氧化增强剂中铁与黄磷中砷的质量比、硝酸溶液与黄磷的体积比、反应时间与反应温度等因素对黄磷中砷的脱除率的影响进行了单因素实验,并通过正交实验,得到了水相氧化法脱除黄磷中砷的最优工艺条件,即硝酸质量分数25%,反应温度65℃,铁与砷的质量比60,硝酸与黄磷体积比5∶1,反应时间4 h。实验结果表明,在最优条件下,可使黄磷中砷的质量分数由310 mg/kg降至15 mg/kg。水相氧化法工艺流程和设备简单,操作安全,易于实现工业放大。

萃取法脱除黄磷中铁的研究

经过水相氧化法净化的工业黄磷,由于加入铁盐,导致黄磷产品中的铁含量较高,达到了90μg/g。因此,需要采用P204-石蜡萃取体系对精制黄磷进行处理。通过单因素实验,主要考察萃取剂质量分数、搅拌速度、萃取时间、萃取温度、相比对脱铁率和磷收率的影响。获得的最优条件为:萃取剂质量分数为15%,搅拌速度为500 r/min,萃取时间为20 min,萃取温度为70℃,相比(有机相与黄磷质量比)为10∶1。在最优条件下,一次萃取可以获得铁量约为10μg/g、收率为68%左右的黄磷产品,能满足一般精细磷化工产品中的铁含量要求。

基于工程教育专业认证的化工原理实验课程改革与实践——以宁夏大学制药工程专业为例

在工程教育专业认证视角下,文章以宁夏大学制药工程专业为例,分析了化工原理实验课程教学中存在的问题,提出了课程体系构建思路,介绍了化工原理实验课程在实验内容整合、实验装置和实验类型更新、考核方式优化等方面的改革实践,并对教学改革的效果进行了对比分析。改革后的化工原理实验课程有利于激发学生的学习兴趣,提高学生解决复杂工程问题的能力。

外军装备保障信息化建设管窥

随着信息技术的迅猛发展和在军事领域的广泛应用,军队的作战和保障都产生了革命性的变化。为适应未来战争的需要,外军在努力发展信息化武器装备的同时,也十分重视装备保障信息化建设。在装备保障指挥管理、物资器材供应、装备维修、保障人员培训等方面都大量应用信息技术,力求实现装备保障"精确化"的理想目标。

大化工类研究生实验设计与数据处理课程教学实践与探索

作为一门应用技术学科,《实验设计与数据处理》课程在科学研究和工程技术及生产中起着越来越重要的作用。本文结合大化工类研究生专业的特点,对《实验设计与数据处理》课程开设的必要性、课程设置阶段、课程内容、教学方法与教学手段等方面进行了探索。

工业黄磷制备高纯磷的实验研究

采用区域熔融法净化工业黄磷制备高纯磷。考察了熔区移动速度、区熔次数、熔区长度以及黄磷原料杂质初始含量对提纯效果的影响。研究结果表明,采用区熔法对工业黄磷进行提纯是完全可行的,且当原料砷含量为14301 ng/g时,在移动速度为10 mm/h,熔区长度为0.1L,经过5次区熔后,除As外,Fe、Ca、Co、Mg、Cr、Cd、Mn、Ni、Cu、Pb、Zn、Al等12种杂质均达到6N(99.9999%)级水平,当经过区熔30次后,总杂质含量脱除到100 ng/g左右,完全能够满足半导体以及医药行业对高纯磷的要求。

化学工程与工艺专业《化工原理》课程教学实践与探索

《化工原理》是化学工程与工艺专业一门重要的专业基础课,针对目前教学情况,围绕如何激发学生学习兴趣,激起学生求知欲望以及提高课堂教学质量等,结合作者教学经验,从教学方法、案例教学、教学手段、考试方式及成绩评定等方面进行了探讨。

333.15K K^+,NH_4^+//Cl^-,SO_4^(2-)-H_2O和K^+,NH_4^+//Cl^-,SO_4^(2-)-(CH_2OH)_2-H_2O体系固液相平衡

采用等温溶解法研究333.15 K体系(K^+,NH_4^+//Cl^-,SO_4^(2-)-H_2O)和(K^+,NH_4^+//Cl^-,SO_4^(2-)-(CH_2OH)_2-H_2O)[w((CH_2OH)_2)=30%]的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物化性质,包括密度、黏度、折射率、pH。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图、水图及物化性质-组成图。实验中的物化性质(黏度、密度、折射率、pH)随J(2NH_4+)的变化呈现相似性规律。实验结果表明:在333.15 K下,体系(K^+,NH_4^+//Cl^-,SO_4^(2-)-H_2O)和(K^+,NH_4^+//Cl^-,SO_4^(2-)-(CH_2OH)_2-H_2O)[w((CH_2OH)_2)=30%]的相图相似,均含有一个四元共饱和点,四条单变曲线及四个固相结晶区域。这两个体系均为复杂体系,存在(K,NH_4)Cl、(NH_4,K)Cl、(K,NH_4)_2SO_4、(NH_4,K)_2SO_4四种固溶体。实验所获数据和结论,可优化以硫酸盐型固体废弃物为硫酸根来源,转化法生产硫酸钾工艺。

现代防空火控系统的现状及发展方向

参照国外现代陆用防空火控系统现状 ,结合国内陆用防空火控系统研制情况 ,以功能模块概念阐述现代陆用防空火控系统的组成及各组成分系统的功能。结合近代反空袭作战特点 。

磷酸二氢铵结晶动力学研究

运用连续流化床结晶装置,测定了不同饱和温度的磷酸二氢铵在15℃和25℃结晶温度下晶体的成核、生长速率。实验结果表明,随饱和温度的增加,磷酸二氢铵的成核、生长速率随之增加;同时根据实验数据,应用多元线性回归得出磷酸二氢铵晶体的生长动力学模型:B0=1.45×106G0.189M1T.608(15℃),B0=1.05×107G0.458M0T.980(25℃)。实验还研究了添加剂对磷酸二氢铵晶体生长速率的影响,结果表明,有添加剂时晶体的生长速率更高;而且随着饱和温度的升高,磷酸二氢铵晶体的生长速率上升趋势更显著。

预分散溶剂萃取用于浓缩湿法磷酸脱色

在采用溶剂萃取法净化磷酸的过程中,湿法磷酸中的有色杂质会与萃取剂作用,影响萃取过程,因此有必要在萃取前对其进行脱色处理,去除其中的有机杂质。提出用预分散溶剂萃取技术(PDSE)对湿法磷酸进行脱色净化。实验测定了用预分散萃取法脱色过程中温度、胶质液体泡沫(CLA)和浓磷酸体积比对萃取率的影响。同时,还测定了活性炭和过氧化氢在不同操作条件下的脱色率,并将其与预分散溶剂萃取法进行了比较,发现预分散溶剂萃取法的脱色效果更好,并且其生产操作可在常温下进行。

区域熔融法净化磷酸的初步研究

尝试采用区域熔融的方法进行磷酸的提纯,研究砷、铁、钙、镁等杂质的分离效果,重点研究砷的分离。初步研究了区熔次数、熔区移动速度等操作条件对提纯效果的影响。实验结果表明,磷酸中砷、铁、钙、镁杂质随着熔区移动的方向往末端积累,经过一次区熔操作后磷酸杂质砷就发生明显的分离,末端与始端砷含量之比达到1.52,随着区熔次数增加该比值升高,当累积5次区熔后末端与始端砷含量之比达到最大值3.33;降低熔区移动速度也能增加杂质分离效果,以较快的速度移动熔区(20 mm/h),末端与始端砷含量之比达到1.25,当熔区移动速度降低到10 mm/h时,末端与始端的砷含量之比提高到3.3,再继续降低熔区移动速度,分离效果不再明显提高。

损伤淀粉对大米粉粘度性质的影响

采用不同方法得到损伤淀粉含量不同的大米粉,通过快速粘度分析仪(Rapid Viscosity Analyser,RVA)测定大米粉糊化曲线研究了损伤淀粉对大米粉粘度性质的影响。实验结果表明,损伤淀粉含量越低,大米粉糊化温度、峰值粘度、谷值粘度、末值粘度和回生值越高,而损伤淀粉对衰减值的影响却并不显著。

氧化增强剂对黄磷脱砷效果的影响

通过对氧化法净化工业黄磷时不同氧化增强剂的研究结果进行比较,确定了十六烷基三甲基溴化铵和硫酸铁组合为最佳复合氧化增强剂。当硝酸质量分数为20%、液固质量比为5∶1、反应时间为4 h、搅拌速度为300 r/m in、反应温度为60℃时,复合氧化增强剂中加入铁与砷质量比为40的硫酸铁、占黄磷质量的0.6%(质量分数)的十六烷基三甲基溴化铵即可将工业黄磷中的砷质量分数由3.28×10-4脱除到1×10-5以下,脱砷率可达96%以上,磷收率在70%左右。工艺流程简单,操作安全,易于实现工业放大。

TBP/MIBK溶解度参数及TM/H_3PO_4/H_2O三元体系相平衡研究

将磷酸三丁酯(TBP)与甲基异丁基甲酮(MIBK)混合用作萃取净化湿法磷酸的萃取剂,并针对TBP与MIBK的互溶性以及TBP+MIBK(简称为TM)萃取磷酸的相平衡进行了研究,测定了10～50℃时的纯TBP和MIBK的溶解度参数以及25℃和50℃下,TBP质量分数为10%～90%的TM/H3PO4/H2O三元体系相平衡数据。结果表明:TBP与MIBK的溶解度参数非常接近,温度对其影响很小,二者可以在任意温度下完全互溶;温度对TM萃取磷酸的萃取平衡影响不大,TM的组成对磷酸的萃取平衡有一定影响,TBP含量越高,萃取范围越宽;相反,萃取范围越窄,其萃取范围介于纯MIBK和纯TBP萃取磷酸之间。该研究结果为进一步研究TM萃取净化湿法磷酸奠定了理论基础。

313.15K四元体系Na+//SO42-,CO32-,NO3--H2O固液相平衡研究

采用等温溶解法研究313.15K下四元体系Na^+//SO4^2-,CO3^2-,NO3^--H2O的固液相平衡关系。测定了平衡溶液的溶解度数据及物理性质数据,包括密度、黏度、折射率。根据实验数据,绘制了相应的干盐相图、水图及物理性质-组成图。实验结果表明:313.15 K下,此四元体系相图包括两个共饱和点,六条单变曲线以及五个单盐结晶区域(分别为NaNO3,Na2SO4,Na2CO3 H2O,Bur(Na2CO3·2Na2SO4),Da(NaNO3·Na2SO4·H2O)),其中Bur的结晶区域最大,最容易从混合溶液中结晶析出。实验中的物理性质(黏度、密度、折射率)随J(Na2SO4)的变化呈现相似性规律。该体系中存在复盐碱芒硝Bur(Na2CO3·2Na2SO4)、钠硝矾Da(NaNO3·Na2SO4·H2O),结晶水合物(Na2CO3·H2O),没有固溶体存在,故该体系是一个复杂的共饱和型。实验所获数据和结论对煤化工过程产生的高盐废水结晶析盐工艺开发及实现资源梯级综合利用具有重要意义。