“新工科”背景下来华留学生化工工艺学课程教学改革与探索

在"新工科"背景下,来华留学生的培养和教育是我国高等教育国际化的重要研究课题。化工工艺学全英文课程是化学工程与工艺专业留学生的主干课程,因此探索适合来华留学生的化工工艺学课堂教学方法对高质量培养来华留学生尤为重要。针对全英文化工工艺学课程的特点和存在的问题,本文就来华留学生化工工艺学全英文课程的教学进行改革与探索,目的是提高课堂教学效果,培养来华留学生的综合素质和能力,从而提升来华留学生的培养水平。

胜利褐煤在NaOCl水溶液中的氧化

在温和条件下用NaOCl水溶液氧化胜利褐煤,结果NaOCl水溶液能将胜利煤中大部分有机质转化为小分子水溶性化合物。氧化所得混和物依次用乙醚和乙酸乙酯萃取,经重氮甲烷酯化后用GC/MS进行分析,结果表明所得化合物主要为一元酸、二元酸和苯甲酸类化合物。其中苯甲酸类化合物含量最高,其次是一元酸。氯代短链烷酸的含量在一元酸中占的比例较高,而苯甲酸类化合物中苯四甲酸的含量最高。

褐煤中有机氮的赋存形态分布和分子结构特征

利用X射线光电子能谱(XPS)分析了先锋褐煤(XL)、小龙潭褐煤(XLT)和胜利褐煤(SL)及其萃取残渣表面有机氮的形态分布。结果表明,三种萃取残渣表面五种有机氮的含量分布各异,但均以吡咯型氮为主。考察了在300℃下Na OH催化的褐煤萃取残渣的超临界甲醇解反应,XL、XLT和SL萃取残渣超临界甲醇解所得石油醚可溶物的收率分别为46.0%、43.8%和47.6%(质量分数)。用傅里叶变换离子回旋共振质谱(FTICR/M S)分析石油醚可溶物中的含氮化合物(NCCs)。结果表明,NCCs主要包括N1、N1O1-N1O5、N2、N2O1-N2O4、N3O2和N5O2-N5O4类化合物。根据不饱和度和碳原子数的分布推测了NCCs的分子结构特征,表明绝大部分NCCs含羟基和羧基等含氧官能团,氮原子主要以吡咯、吡啶和氨基的形式存在于芳环结构中,以1-3个芳环的结构为主。褐煤中的-C-O-桥键的断裂是生成NCCs的一个重要路径。

晋城15号无烟煤的温和氧化(英文)

用钌离子催化氧化法探究了晋城15号无烟煤(J15A)的结构特征,结果表明,J15A富含紧密的芳香性结构。在温和条件下,先用H2O2对J15A进行预处理,然后用NaOCl对其氧化从而生成苯多酸。结果表明,H2O2预处理可提高NaOCl氧化J15A生成苯多酸的产率,而且该方法可以高收率、高选择性地获取苯多酸化学品。

固体酸催化剂催化葛亭煤的加氢裂解

采用TMSOTf、SbCl5和活性炭制备固体酸催化剂。以环己烷为溶剂,对葛亭煤进行非催化和催化加氢裂解,用石油醚对反应混合物进行溶剂萃取,分别得到萃取物E1和E2,并对两种萃取物进行GC/MS分析。在E1和E2中共检测出200种化合物,可以分为以下8类:芳烃、烷烃、烯烃、酚、酯、酮、其他含氧化合物以及含氮化合物,其中芳烃含量最高;E2中8类产物的含量均高于E1中对应产物的含量,其中芳烃含量差别最大;与E1相比,E2中萘、菲和芘及其同系物的含量均有所提高,在E2中还检测出了角鲨烯和几种茚酚。结果表明,所制固体酸催化剂可促进葛亭煤中Car—Calk和Car—O的断裂。

陕北中低温煤焦油中含氧有机化合物的质谱分析

中低温煤焦油中含氧有机化合物的含量较高,其中诸多含氧有机化合物是高附加值的有机化学品。本研究采用气相色谱/质谱联用仪(GC-MS)和负离子模式电喷雾傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(NIESIFTICRMS)分析了陕北中低温煤焦油中的含氧有机化合物(OCOCs),旨在了解OCOCs的组成结构,为有效分离OCOCs提供科学依据。结果表明,用GC-MS检测到的OCOCs中,含1个氧原子(O_1,主要为芳酚)和2个氧原子(O_2)的化合物的相对含量分别为99.4%和0.6%;用NIESIFTICRMS检测到的OCOCs中碳原子数、氧原子数和芳环数范围分别为8～35、1～5和1～4,其中O_1和O_2占绝大多数;检测到的主要酸性OCOCs是苯酚、苯二酚和苯甲酸及其烷基取代物以及环烷和链烷酸,其中O_1的主要成分是1～4环的一元芳酚。GCMS与NIESIFTICRMS优势互补,是从分子水平上了解中低温煤焦油中OCOCs组成结构的有效工具。

褐煤高温水萃物生物产气及化学组成变化

微生物与煤的相互作用过程复杂,为了深入分析煤中有机物在生物产气过程中的作用及变化规律,选取义马褐煤和实验室保存的产甲烷菌群作为研究对象,研究褐煤水溶性有机物产气特征及其产气前后化学组成变化。利用去离子水在70℃下萃取褐煤得到水溶性有机物、水萃余煤,分别以其作为底物开展生物产气实验,并利用甲醇对产气后的残煤进行有机萃取,采用GC、HPLC-MS和GC-MS方法分析产气量变化及发酵液和煤甲醇萃取物的化学组成。结果表明,褐煤原煤、水溶性有机物和水萃余煤的产气量分别为0.46、0.45和0.15 mmol/g。产气初期水溶性有机物化学组成复杂,分子量主要集中在200~300 Da,生物产气后化合物种类减少,分子量降至150~200 Da,并且产气后发酵液中检测到一些分子中具有苯环结构的含氮和氧杂原子的化合物。水萃余煤生物产气后的甲醇萃取物中出现少量水溶性化合物如甲酰胺、乙酰胺、亚硫酸二甲酯等。70℃萃取得到的义马褐煤水溶性有机质能被产甲烷微生物利用产气,经过生物产气后煤中非水溶性有机物会转变成水溶性有机物。本研究探索了褐煤中水溶性有机物在生物产气过程中的潜在作用,为阐明煤生物产气的物质基础提供了实验依据。