新工科背景下化学反应工程课程体系改革探索

化学反应工程属于化工专业的必修课程,但其知识体系庞大,对其授课过程带来了极大的挑战。在新工科背景下,如何构建和完善化学反应工程的知识体系以满足新工科“厚基础、宽口径”的需求,成为化学反应工程课程教学改革的重点。本文从国内外化学反应工程教材体系入手,结合目前课程教学中存在的问题,提出了课程体系改革的新设想,旨在提高课程的教学质量,培养学生解决实际工程问题的能力。

水泥矿物游离氧化钙含量测定方法的评价及探讨

在水泥熟料的煅烧过程中,绝大部分CaO均能与酸性氧化物合成硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等产物,但由于原料成分,生料细度及煅烧温度等因素的影响,仍有少量的CaO呈游离状态存在,会直接影响水泥的安定性与质量,故必须严格控制水泥熟料中游离氧化钙含量使其符合要求。准确测定游离氧化钙的含量就显得尤为重要。通过对几种游离氧化钙的测定方法和适用条件的对比试验证明,在测定单矿中游离氧化钙含量时用乙二醇法测定的准确性很好,但是在测定水泥熟料中的游离氧化钙时用直接电导法准确度更高。

水泥矿物水化率的测定与特性分析

水化程度和水化速度是进一步研究水泥矿物化学成分的转化及水泥基建筑材料耐久性的重要参数.通过测定不同水化龄期的水泥试样的化学结合水量可以间接测定水泥水化速度,即水化率.实验中找出了一些容易影响测定化学结合水量的因素和问题,并对水泥新鲜烧失量和化学结合水量的测定方法中关键的细节操作做了相对合理的处理,同时也对不同配方水泥试样同一龄期的水化情况进行了测试.通过对实验数据进行综合分析,找出了不同配方水泥试样的水化规律.

水泥基材料氯离子测试方法评价研究

氯离子是影响水泥基材料耐久性的重要因素之一,准确测量氯离子浓度,是研究水泥基材料固化氯离子能力的基础.水泥基材料中的掺合料在酸溶时有难溶絮状物质生成,此物质对氯离子有一定的吸附性,导致氯离子测量难度增加.基于此通过实验研究不同测量方法对水泥基材料中氯离子的测量效果.实验分析表明:电位滴定法可以避免人为因素的影响,在保证电极正确处理和仪器定期校准的情况下,测试准确度较高,重复性较好;佛尔哈德法,滴定终点明显,而且滴定准确度高,但操作复杂,可直接用于小批量滴定分析;莫尔法操作简单但准确度不高;氯化银比浊法步骤多且准确度低,但适合快速批处理.

适用于硬石膏的聚羧酸系减水剂的合成研究

以甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)为主要原料合成了聚羧酸系减水剂。通过正交实验研究了单体配比、引发剂用量等因素对聚羧酸系减水剂分散性能的影响。结果表明,最佳单体配比为:n(AA)∶n(TPEG)∶n(AMPS)=3∶1∶0.15,引发剂过硫酸铵(APS)用量为TPEG质量的0.25%。在最佳配比条件下,考察了反应时间和反应温度对聚羧酸系减水剂性能的影响。在70℃下反应5 h,减水剂对硬石膏的分散性能最佳,硬石膏的初始和2 h的净浆流动度分别为263 mm和255mm,表现出较好的缓凝效果。

煤基直接碳燃料电池硫处理工艺探索

煤炭是我国的主要能源,以燃烧煤为主的煤炭利用过程产生了大量的温室气体CO2、含硫化合物气体等。通过煤基直接碳燃料电池发电,理论热力学效率接近100%,而且可以实现CO2的零排放,是煤高效、低碳洁净利用的关键技术,其大规模推广应用却受到原煤含硫化合物引起的硫中毒的制约。通过对现有煤脱硫工艺进行分析,提出洗选→化学氧化→电化学氧化→离子液体萃取→溶剂萃取→高温固硫(PCESTO)阶段联合处理工艺对原煤进行脱硫处理,可以有效降低煤中硫含量,定向转化直接碳燃料电池中硫的存在形式,减少和消除硫对直接碳燃料电池电极的毒化作用。

含硫化合物体系参比电极的选择和优化

Cl-、SO2-4等离子会影响含硫化合物电化学体系的复杂动力学。采用封闭体系参比电极(自制可逆氢电极)代替开放体系参比电极(饱和甘汞电极等),可以避免参比电极引入杂质离子。通过甘汞电极和自制可逆氢电极开路电位稳定性和电化学氧化影响对比分析,可以看出氢电极在硫氧化合物电化学体系具有良好的稳定性,12 h开路电位漂移小于±10 mV,稳定性优于饱和甘汞电极,体系复杂动力学现象明显,能更好的研究含硫化合物电化学复杂振荡体系的动力学。

微量／痕量氯测定方法进展

综述了近年来不同材料或环境中微量/痕量氯的各种测定方法及应用,包括分光光度法、浊度法、离子选择电极法、离子色谱法、间接原子吸收法、质谱法、极谱法、ICP-AES法、共振光散射光谱法、X射线荧光光谱法.

不同煤级煤^(13)CNMR结构特性及演化特征

基于固体核磁共振(13C NMR)测试方法,对五类不同煤化程度的10种煤样进行分析测试,对谱图分峰后所得的结构参数进行研究,揭示了不同煤化程度煤中各官能团的存在形式及内在联系,阐明了各官能团结构演化规律.结果表明,脂肪碳和芳香碳含量整体呈互补关系,随煤化程度的加深,脂碳率下降,芳碳率上升.氧接芳碳和侧支芳碳含量减少,氧接脂碳含量增加;受煤化程度、构造应力和破坏类型等多方面因素的影响,其他结构参数变化趋势并不明显.

工业碱渣在公路建设中的应用研究

在我国，氨碱法生产纯碱的企业每年都会产生大量的废碱渣，堆放起来既占地方，又污染环境，制约着氨碱企业的可持续发展。为探索大规模利用工业废碱渣的新途径，通过对工业碱渣的成分分析和实验研究，结合国内外用于公路建设中水泥-粉煤灰（二灰）综合稳定材料的成功经验，按照公路工程对原材料的质量、工艺性能要求以及环保要求的试验设计原则．在碱渣中分别加入水泥、石灰、粉煤灰作为结合料，配制出碱渣-石灰综合稳定土。研究发现，添加适当的外加剂后，可显著降低可能影响环境的氯离子的溶出率，并且可以作为1种胶凝材料，用作公路路面结构层综合稳定材料的固化剂。经过无侧限抗压强度试验．击实试验和配合比优化试验，找到了碱渣-石灰综合稳定土的最佳配比，各项性能指标均符合国家行业标准和相应的环保标准，可用作公路建设的原材料。

风化煤及提腐植酸后残渣热解行为与动力学分析

应用热重-质谱(TG-MS)联用技术对风化煤(WC)及其腐植酸提取后残渣(WCR)的热解行为进行了研究,分析了非烃类(H2、H2O、CO和CO2)、低碳烃类(CH4、C3H6和C3H7)和芳烃类(C6H6)的实验结果,并利用Coast-Redfern积分法对其热解和烃类生成动力学进行了探讨,获得了热解过程和烃类生成动力学参数。结果表明:热解过程中风化煤的质量损失率(38.9%)略大于其腐植酸提取后残渣(36.6%);除CO和CO2外,残渣中非烃类、低碳烃类和芳烃类产物的逸出量都稍微或显著多于风化煤中各类组分的逸出量。用Coast-Redfern积分法求得的动力学参数很好地解释了这一结果。

一种新颖磷酸镓化合物的合成与表征

应用水热合成法且以乙二铵为膜板剂合成了一种结构新颖的磷酸镓化合物[H3N(CH2)2NH3]1/2.[Ga5(PO4)4(OH)4]。利用单晶X射线衍射仪对其结构进行分析,有关晶体数据如下:空间构型,单斜C2/m,a=1.0160(9)nm,b=1.2008(15)nm,c=0.7189(7)nm,β=90.797(6)°,V=0.87708(16)nm3,Z=2,R1=0.0264,wR2=0.0764。其结构是由一个新颖的次级结构单元(SBU)Ga4P4O20(OH)4构建而成,在SBU中Ga处于变形的三角双锥构型,P处于四面体构型。SBU通过桥氧连接成层,层与层间通过GaO4(OH)2八面体连接成三维框架结构。

氧弹式量热计的改造

对氧弹式量热计电器线路、氧弹内部结构及测温系统进行了改进.将点火系统的机械触点定时器改为时间继电器,用硅橡胶密封垫圈代替软金属密封垫圈,氧弹内部增加火焰隔离系统,改进后的量热计结构简单合理,测量精度显著提高,各项指标符合国家现行标准.

铁矿石中测铁实验方法比较与优化

采用不同方法测铁矿石中铁含量,即有汞法和无汞法,有汞法方法成熟,准确度高,但使用了氯化汞,环境不友好,对周围环境造成污染。无汞法则避免了汞对环境的污染,且无汞法有不同样品预处理方法。但是不同方法之间存在系统误差,准确度不能满足要求。用不同方法同时测定标样和试样,在对数据进行显著性检验,对不同实验方法进行比较和优化选择。寻找到最佳实验方法和测定条件,可在实验教学中推广采用。

粗骨料对混凝土氯离子扩散影响的模拟与试验

用数值模拟建立了三维随机骨料模型,分析了不同粗骨料形状、含量、粒径以及多粒径组合粗骨料对混凝土氯离子扩散的影响,并结合快速氯离子迁移系数法进行了验证.结果表明:相同体积粗骨料的形状特征参数越小,氯离子扩散受到的阻碍作用越明显;在一定浓度范围内,氯离子扩散系数随着粗骨料含量的增加逐渐减小;当粗骨料体积分数确定时,氯离子扩散系数随着粗骨料粒径的增加而减小;在相同体积分数下,氯离子扩散系数随着多粒径组合粗骨料粒径数的增加而增加.

熟悉度对音乐知觉干扰效应的影响

采用知觉干扰效应经典实验范式,以乐段为实验材料,探究不同熟悉度材料对知觉干扰效应的影响。研究发现,知觉干扰效应随材料熟悉度增高而降低,支持竞争激活模型。

碱渣在公路工程应用中Cl^-对环境的影响研究

在我国氨碱法生产纯碱的企业,每年都会排放大量的废碱渣,如把这些碱渣用于公路工程建设,其中所含的游离氯离子可能会对周围环境造成影响。通过对碱渣的化学成分,以及碱渣中游离Cl-与碱渣-石灰稳定土、外加固结剂之间的物理-化学作用机理的分析,并结合公路建设的工程实际,研究了游离氯离子对周围土壤和地下水质的影响。研究结果表明,工业碱渣作为公路路基的替代石灰的材料,符合国家公路建设标准和环保要求。

水热组合方法在合成亚磷酸镓中的应用

应用水热溶剂热组合合成方法,在Ga-H3PO3-1,2-dap(1,2-丙二胺)-EG(乙二醇)/H2O体系中合成了3种三维空旷骨架亚磷酸镓化合物以及1种磷酸镓化合物,对其进行了红外光谱、元素分析及X射线单晶衍射结构分析,并讨论了合成因素对晶化的影响.

一种新型有机模板亚磷酸镓晶体的水热合成及结构

以1,2-丙二胺为膜板剂应用水热法合成了一种具有新颖结构的亚磷酸镓化合物[Ga4(HPO3)6(H2O)2(OH)].C3H12N2.2H2O.晶体数据如下:空间构型,单斜P2(1)/n,a=1.13184(5)nm,b=1.10159(4)nm,c=1.87519(7)nm,β=92.569(3)°,V=2.33568(16)(nm)3,Z=4,R1=0.0353,wR2=0.0790.GaO6八面体和[HPO3]2-假四面体通过共顶点连接形成晶体的三维骨架.

锌掺杂亚磷酸镓化合物的合成与表征

以乙二胺为模板剂应用水热合成法合成出一种新颖的锌掺杂亚磷酸镓化合物[H3N(CH2)2NH3]1/2.[GaZn(HPO3)3(H2O)2].通过单晶X射线衍射分析得到晶体数据如下:空间构型,正交,a=1.86146(10)nm,b=1.10454(6)nm,c=1.09074(4)nm,V=2.24262(19)(nm)3,Z=8,R1=0.0421,wR2=0.0942.三维骨架是由M(1)O5(H2O)八面体、M(2)O4(H2O)2八面体及[HPO3]2-假四面体通过共享顶角氧原子连接而成.结构中,50%的Ga(Ⅲ)位置被Zn(Ⅱ)原子取代.