新时代下《化学反应工程》课程建设的思考与探析

化学反应工程是一门工程科学,作为化学工程与工艺及相关专业的重要核心课程之一,主要阐述化学反应机理和反应器的优化设计,是化学工程发展的龙头。本文主要介绍新时代背景下浙江工业大学《化学反应工程》的课程建设特色,并结合“线上线下混合式教学”来进一步探讨化学反应工程的课程建设方法和趋势。

离子液体基低共熔溶剂在转化CO_(2)中的应用

CO_(2)作为一种温室气体,是一种宝贵的C_(1)资源,为实现“碳达峰、碳中和”战略目标,大力发展二氧化碳利用与封存技术是当务之急。离子液体是由有机阳离子和有机或无机阴离子组成的绿色溶剂,而低共熔溶剂是由氢键受体和氢键供体通过氢键形成的一种新型的溶剂。离子液体基低共熔溶剂不仅拥有离子液体相似的性质,如低饱和蒸气压、宽液温范围、高热化学稳定性、结构性能可调控等,还具备了低共熔溶剂的氢键特性。本文综述了离子液体基低共熔溶剂在CO_(2)热催化、电催化、生物催化领域的应用,并分析了各种催化方式中的CO_(2)转化机理和影响因素,展望了低共熔溶剂应用于转化CO_(2)的前景,对目前该领域的发展所面临的主要问题和进一步的研究工作提出了建议。

蒙脱土负载型固体酸催化剂的烷基化性能与结构研究

以酸化后蒙脱土为载体,采用浸渍蒸发法制备了环境友好的蒙脱土负载ZnCl2型固体酸催化剂。研究了蒙脱土酸化处理、ZnCl2负载量及活化温度对催化剂烷基化活性的影响,并初步考察了催化剂的稳定性,比较了几种不同酸催化剂的烷基化活性。利用XRD、BET、TG-DTA、吡啶吸附FTIR对催化剂的结构进行了表征和测定;结果表明,蒙脱土酸化处理后形成的孔道有利于负载ZnCl2, ZnCl2与蒙脱土的羟基之间存在着化学键合,经活化后转化成Zn(OH)Cl。蒙脱土负载ZnCl2后明显地提高蒙脱土表面的总酸量,催化剂活性与其表面总酸量之间有关,催化剂表面L酸与B酸的共存有利于其烷基化活性的提高。实验条件下,蒙脱土负载ZnCl2型催化剂在苯与氯苄的烷基化反应中表现出较高的催化活性,二苯甲烷的收率最高可达83.6%。与其它Lewis酸试剂及酸化蒙脱土相比,蒙脱土负载型催化剂催化活性大有提高。

创新生产实习教学模式 强化工程实践能力

生产实习是高校工科人才培养过程中的重要的实践环节,对培养和锻炼学生的创新能力、实践能力和综合素质发挥着至关重要的作用。由于高等教育规模扩大和市场经济转变等原因,生产实习面临很多问题。作者结合教学实践,分析了生产实习的现状和存在的问题,针对性地提出了创新教学模式的改革思路,并应用于教学实践,取得了较好的效果。

复配表面活性剂水溶液处理甲苯气体的研究

以非离子表面活性剂吐温-20(Tween-20)为主表面活性剂,添加助表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以及助剂氯化钠,形成复配水溶液吸收剂处理VOCs废气.以甲苯为VOCs的典型代表,研究了Tween-20,Tween-20/SDBS和Tween-20/SDBS/氯化钠3种水溶液吸收剂的临界胶束浓度(CMC)及其对甲苯去除率的影响.结果表明,当表面活性剂浓度达到CMC时,水溶液对甲苯的吸收效果开始明显增强,加入助表面活性剂SDBS和助剂氯化钠有利于甲苯的去除,同时可降低溶液的CMC,减少表面活性剂的用量,降低水溶液吸收法处理VOCs成本.当空气流量G为300mL/min、液体喷淋量L为75mL/min、进口甲苯浓度800mg/m3、温度T为30℃时,分别以Tween-20、Tween-20/SDBS(摩尔比1/4)和Tween-20/SDBS/氯化钠(摩尔比1/4/0.1)的水溶液为吸收剂,且浓度均为1CMC时,甲苯去除率分别为56%、70%和77%,三元复配表面活性剂水溶液的吸收效果最佳.

高硅Na-ZSM-5分子筛表面NO的常温吸附-氧化机理

采用程序升温表面反应(TPSR)和原位漫反射红外光谱(DRIFTS)等手段研究了常温下NO和O2在高硅Na-ZSM-5分子筛上吸附-氧化反应机理.结果表明,Na-ZSM-5分子筛上NO的催化氧化过程中伴随着显著的NO2物理吸附,表现为NO氧化和NO2吸附间的动态平衡.Na-ZSM-5分子筛表面NOx吸附物种的TPSR和原位DRIFTS表征表明,化学吸附的NO和气相中的O2在Na-ZSM-5表面反应生成吸附态的NO3,并继续与NO作用生成弱吸附的NO2和N2O4,它们吸附饱和后释放出来;其中,强吸附的NO3在NO氧化过程中起到了反应中间体的作用,同时也促进了NO的吸附.

疏水型H-ZSM-5分子筛上NO氧化反应的研究

针对NO低温氧化催化剂的抗水汽性差的问题,以疏水型高硅H-ZSM-5分子筛为NO氧化催化剂,在温度为10-90℃、NO进口浓度为0.05%-0.08%,及相对湿度为0-100%条件下,考察了NO的氧化反应.结果表明,H-ZSM-5分子筛的硅铝比由50提高至300时,湿气条件（水汽含量1.18%）下,NO氧化率由20%升高至56%;干气下,低温有利于NO氧化;湿气下（水汽含量1.18%）,NO氧化率随着温度的升高先增加后减少,最佳反应温度为20℃,与NOx工业废气的排放温度相近.200h的稳定性试验结果显示,在30℃、NO进口浓度0.08%、空时0.5s、保持相对湿度为50%或100%时,NO氧化率可维持在60%和50%,催化剂具有良好的稳定性.

pH值对氢氧化镁晶体生长的影响

以氯化镁(分析纯)为原料,反向滴加到氨水中制备普通氢氧化镁,然后在200℃反应釜中对普通氢氧化镁进行水热改性。通过扫描电镜(SEM),X射线多晶衍射仪(XRD),全自动氮物理吸附仪(BET)和激光粒度仪等对样品进行表征分析,得到不同pH条件下晶体生长情况和产品收率。结果表明,常温沉淀过程中pH值为10.0时,产品收率高,粒径分布均匀,分散性好。并且分析了pH值对氢氧化镁晶体生长作用机理。

撞击流及其在干燥中的应用

介绍撞击流的基本原理及其对相间传递的显著强化作用，评介已有的研究结果，分析撞击流技术的基本特性，在此基础上评述撞击流在干燥领域中应用的进展、现状和趋势。

带蒂桡骨膜移位螺钉内固定治疗陈旧性腕舟骨骨折

目的 介绍一种较有效的治疗陈旧性腕舟骨骨折的手术。 方法 1995年 4月～ 2 0 0 2年 4月 ,采用桡动脉茎突返支为蒂的骨膜移位螺钉内固定 ,必要时加桡骨茎突切除治疗陈旧性腕舟骨骨折 11例 ,男 8例 ,女 3例 ,年龄 17～ 4 6岁。其中舟骨腰部骨折 7例 ,近端骨折 2例 ,远端骨折 2例 ;X线片示骨折线分离小于 1mm 4例 ,大于 1mm 3例 ,骨端硬化 2例 ,囊性变 2例。 结果 术后随访 3～ 2 4个月 ,9例术后 2～ 4个月内骨愈合 ,2例分别于术后 6～ 7个月骨愈合。骨折愈合后 3个月取内固定 ,腕关节疼痛、无力等症状均消失。 结论 术式操作简便 ,血供可靠 ,成骨力强 ,骨折愈合时间短 。

催化氧化-还原吸收法脱除工业含湿废气中NOx

基于精细化工、制药行业排出NOx废气氧化度低、氧气含量高的特点，提出以改性活性炭（MAC）为催化剂的催化氧化．还原吸收脱除NOx的方法。考察了相对湿度、氧化温度、氧化时间对NO催化氧化以及还原液种类对NOx吸收的影响。结果表明，随着相对湿度的增加NO转化率急剧下降，但随着氧化时间的延长有所提高；干气条件下，随着温度升高，NO转化率下降；湿气条件下，NO氧化反应最佳反应温度范围为50～70℃，实验条件下的NO最高转化率可达51％；还原液种类中以尿素-碱液对NOx和NO的吸收效果最好，亚硫酸铵-碱液对NO2的吸收效果最好。通过催化氧化-还原吸收的多级组合可实现NOx的有效脱除与达标排放。

蒙脱土负载ZnCl_2催化剂的烷基化反应活性研究

研究了一种以酸化蒙脱土为载体 ,负载ZnCl2 的新型固体酸催化剂 ,测试了在烷基化反应中的催化活性 ,通过对催化剂的XRD、TG DTG测试表征 ,结果表明制备中酸化时间、活化温度对催化剂结构和活性显著影响。

NO在分子筛ZSM-5催化剂上催化氧化动力学研究

研究了常温下NO在疏水型高硅分子筛ZSM-5上的氧化反应.结果发现,NO在分子筛ZSM-5表面氧化的同时,伴随着明显的吸附过程,待吸附饱和后释放出NO2.相比于活性炭,高硅分子筛ZSM-5上NO氧化受水汽影响较小,303K饱和湿气下,NO稳态转化率只比干气下降低6%.在排除内、外扩散影响的条件下,于等温积分反应器中研究了稳定阶段NO氧化的本征动力学,根据不同温度下X～W/FA0及NO分压数据,计算了反应速率,建立简化的动力学模型并获得了反应速率方程,结果表明其拟合复相关系数较高.

钒硅中孔分子筛的合成、表征及其催化性能研究

在碱性环境中,采用水热合成法制备得到了不同硅钒比的钒硅中孔分子筛V-MCM-41,利用XRD,IR, TG等表征方法考察了钒的搀杂量与其结构和性能之间的关系。该催化剂对苯乙烯氧化反应具有较好的催化活性, 在一定的反应条件下,以H2O2溶液(30%)为氧化剂,以乙腈为溶剂,V-MCM-41(Si/V=25)能使苯乙烯的转化率达到95%以上,产物(苯甲醛+苯甲酸)的选择性不低于90%。

Cu-Mn-O制备条件对其催化燃烧甲苯性能的影响

以甲苯催化燃烧为模型反应,考察了Cu-Mn-O催化剂共沉淀制备方法中沉淀剂、滴加方式和焙烧温度对其催化活性的影响。结果表明,以Na2CO3为沉淀剂、反滴(金属离子溶液滴加到碱液)、500℃焙烧所制得的催化剂具有较高的活性,其甲苯完全燃烧(甲苯转化率98%以上)温度为220℃。多晶粉末衍射(XRD)和比表面积(BET)表征发现,在Cu1.5Mn1.5O4晶相中掺杂少量的CuO晶相可以有效地提高催化剂活性,催化剂的比表面积(BET)越大,活性越高。

高负载量LaMnOx/SBA-15的制备及其催化甲苯燃烧性能

采用逐层负载-孔道内氨/水蒸气原位羟化法制备了高负载量的LaMnOx/SBA-15催化剂,并采用X射线衍射、N2吸附-脱附和程序升温还原等技术对催化剂进行了表征,考察了其催化甲苯燃烧的性能.结果表明,孔道内氨/水蒸气原位羟化提高了LaMnOx活性物种在SBA-15孔道内的分散度和还原性,显著改善了高负载量的LaMnOx/SBA-15催化剂的活性.在空速5000h–1的条件下,温度升至205oC时甲苯转化率即可达50%,较之普通浸渍法制得的催化剂上甲苯达到该转化率所需温度降低了约105oC.实验得到LaMnOx/SBA-15的适宜原位羟化处理温度为60oC,处理时间40min.

Au改性La0.8Sr0.2MnO3催化剂的催化燃烧性能

采用共沉淀(CP)和沉积-沉淀法(DP)分别制备了0·5%(质量分数)金掺杂的Au-LSM和Au/LSM钙钛矿催化剂,以甲苯催化燃烧为模型反应测试催化剂活性,并用XRD、BET、H2-TPR对其进行表征。结果表明,Au掺杂并不改变La0·8Sr0·2MnO3催化剂的织构性质,但明显增强了催化剂表面氧的活动性,提高了其低温催化氧化活性。与DP法制备的Au/LSM相比,Au-LSM表现出更好的催化性能,其催化活性与商业贵金属Pd/Al2O3相当。通过对焙烧温度考察以及50h的变温活性测试,Au-LSM催化性能并没有发生较大变化,催化剂具有良好的稳定性。

VPO催化剂制备条件对其催化甲苯氨氧化反应性能的影响

用浸渍法制备了负载型钒磷氧 (VPO)催化剂 ,并以甲苯氨氧化合成苯甲腈为探针反应 ,考察了载体、还原剂、P/V比和V2 O5负载量对催化剂性能的影响 .结果表明 ,大比表面积SiO2 负载的VPO催化剂性能稳定 ,在高温下也具有较好的选择性 .采用不同还原剂制备的催化剂在反应一段时间后活性趋于一致 ,表明催化剂活性中心是在反应气氛下形成的 .P/V比对催化剂活性和结构影响较大 ,P的加入破坏了V2 O5的晶型结构 ,使磷酸盐物种从催化剂体相向表面聚集 ,减少了催化剂表面存在的过度氧化物种O-和O-2 的数量 ,选择性氧化物种晶格氧 (O2 -)起主要氧化作用 ,提高了催化剂的选择性 .V2 O5负载量增大 ,催化剂活性提高 ,但生成苯甲腈的选择性降低 .表面单分子层覆盖的VOx 可能是反应的活性位和选择性位 .

基于竞赛驱动的项目式教学模式探索与实践

工程实践能力与创新能力的培养是高等工程教育质量的关键。针对学生竞赛需求,结合项目式教学理念,将传授知识为主的传统教学转化为以完成项目、竞赛体验、解决问题为主的多维互动式教学。首先,以《化工自动化及仪表》课程为教学载体,根据课程教学现状和化工设计竞赛的特点,做好课程综合化和教学内容优化;同时,基于项目式教学理念,构建知识传授与项目同步的教学时空模型,将化工设计竞赛的要素融入到项目式教学过程中。最终使学生能够积极、主动的参与到课程教学中,完成以学生为主体的教学方式方法改革,从而提升学生工程实践能力和创新能力。

高硅ZSM-5分子筛表面NO常温氧化过程中的吸附与催化

高硅ZSM-5分子筛因具高活性及良好的抗水汽性有望成为NO常温氧化工业化催化剂而在湿法脱除NOx过程中得到应用,但其表面的吸附与催化作用间的关系还需进一步澄清。论文在固定床反应器中研究了高硅Na-ZSM-5对NO、NO2的吸附性能、活性炭(AC)以及不同阳离子ZSM-5上NO的吸附-氧化行为,并采用TPD进行了表征。结果表明,高硅ZSM-5对NO的吸附量较少,但存在强化学吸附;对NO2呈现显著的物理吸附,吸附量大且与ZSM-5的取代阳离子有关;ZSM-5分子筛对NO的常温氧化具有催化作用,其前期的物理吸附与NO2直接相关,高吸附量与高NO转化率并不存在关联性。高硅Na-ZSM-5分子筛表面强吸附的NO3中间体在NO催化氧化中起到重要的作用,据此获得了NO的氧化反应机理。