基于分子筛膜的膜分离过程研究在《化工原理》实验教学中的创新实践

结合《化工原理》课程的教学目标,设计了分子筛膜在乙醇-水溶液渗透汽化过程中应用的教学实验,旨在帮助学生巩固和拓展膜分离技术的理论知识与实践技能。通过该实验教学,学生能够掌握分子筛膜的性能特点,了解膜材料的评价方法,并深入理解膜分离过程中的传质机制。实验鼓励学生解决实际问题,培养创新思维,提高其理论学习的深度与科研能力。本研究不仅为学生提供了实践平台,还为膜分离技术在化工领域的应用提供了有益的探索与示范。

仿真与实验协同视角下多相流分离教学实验设计

多相流分离技术广泛应用于石油化工领域,而实验研究和仿真计算是其主要的研究方法。本文在仿真与实验协同视角下设计了多相流分离教学实验,首先采用FLUENT软件对旋流分离器进行建模计算,得到了旋流器内流场分布以及不同操作参数对其分离效率的影响规律;然后采用实验方法对旋流器的工作过程进行了还原,将实验数据与仿真结果进行了对比分析,验证了计算模型的准确性。通过将仿真过程与实验流程相结合,直观展示了多相流分离装置的分离过程,有助于学生更深入了解分离机理,并提升教学实验的探索性和创新性。

生物分离工程实验教学改革与探索

“生物分离工程”理论和实验课程是生物工程学科必不可少的一门主干课程,对于提高学生分析和解决实践问题的能力具有重要作用。以现阶段实验教学潜在的弊端为切入点,结合新工科教育大背景,从教学方式、教学内容、考核方式等三方面对生物分离工程实验教学进行探索与改革,切实提高学生的动手能力与创新能力,提升学生对专业的从业认同感及自信心,促进实验教学的进一步提高和完善,满足新时代高等教育人才培养的需要。

双锥形油水分离旋流器分离效率正交数值的实验研究

以双锥形油水分离旋流器为研究对象,采用计算流体力学数值模拟方法和正交实验方法,针对旋流器的含油率、进口速度、分流比、大锥段角度和小锥段角度等因素对旋流器分离效率的影响,进行了正交数值实验。结果表明,各因素对分离效率影响的顺序为:分流比>含油率>进口速度>大锥段角度>小锥段角度。含油率10%、进口速度6m·s-1、分流比25%、大锥段角度15°、小锥段角度1°为最优的参数组合,其中旋流器的大锥段角度和小锥段角度的影响不显著,可以根据实际需要进行调整。通过回归分析推导出了含油率、进口速度和分流比对分离效率影响的经验公式,可供设计时使用。

“性状分离比模拟实验”数字化教具的制作与使用

本文阐述了“性状分离比模拟实验”教具设计的原因、设计原理、制作方法、使用方法和使用效果,该教具具有智能化、自动化、易操作、视觉效果好等特点。

化学转化驱动杂质分离在实验教学中的应用——氟代扁桃酸的纯化新方法

基于“问题导向、兴趣驱动、自主探究”的综合实验教学理念,在有机化学实验教学中融入“化学转化驱动杂质分离”理论知识,设计创新综合实验。运用化学转化实现待纯化目标分子(α-氟苯基乙酸,简称“氟代扁桃酸”)与杂质(扁桃酸)的有效分离,产物纯度分别可达到98.7%和97.0%。整个实验中使用到的主要药品试剂价格低廉,易获取,且可回收再利用,充分体现了原子经济性和绿色化学思想。实验过程中,应用了多种有机化学实验的基本技能,包括减压蒸馏、浓缩脱溶、重结晶、过滤等必要实验技能,以及薄层色谱法、核磁共振等重要分析手段。熟练掌握这些重要的实验技能和分析手段,能够培养学生以基础理论指导实验、有效分离性质差异小的待测有机化合物、分析实验现象的能力,进一步提升本科生的学术修养、科学素养和综合运用知识解决实际问题的能力。

绿色发展理念下聚氨酯多孔材料制备及应用于油水分离的综合实验设计

对频发的海洋漏油和大量废弃塑料的有效处理,已成为全球急需解决的重要问题。基于绿色发展理念,设计并实施了一项综合实验,旨在制备聚氨酯多孔材料并探索其在油水分离中的应用潜力。该实验以热塑性聚氨酯塑料为原料,用水辅助热致相分离法成功制备了聚氨酯多孔材料;用红外光谱仪、扫描电镜、接触角测角仪表征其结构与性能;通过油吸附实验进一步证实了聚氨酯多孔材料在油水分离方面的潜力。该实验内容较新颖,综合性强,涵盖了化学、材料学等学科知识,同时突出了环保、资源循环利用和社会责任意识,有助于提升学生的综合能力和素质。

MIL-53纳米棒阵列膜油水分离性能的综合教学实验设计

为了使学生了解油水分离领域的研究前沿,提高学生的科研创新能力,本文设计了金属有机框架MIL-53纳米棒阵列膜油水分离性能的研究型综合实验。该实验包括不锈钢网上MIL-53纳米棒阵列膜的制备、膜材料的结构表征、油水分离性能测试以及实验数据的归纳与处理等部分,内容涵盖无机化学、化工原理、分析化学等课程基础知识,综合性较强。实验过程中,学生需要自主学习相关领域基础知识和实验技能,并掌握实验研究的知识、方法和规律。该综合型实验可显著提高学生综合运用专业基础知识,解决具体实践问题的能力,激发其从事科研的思维和热情,有助于培养科研型、创新型人才。

基础色谱实验教学一体化改革的实践与思考——绿叶色素的分离:纸上色谱、薄层色谱与柱色谱

以“绿叶色素的分离”为主题,贯通纸上色谱、薄层色谱和柱色谱三方面实验内容,帮助学生建立复杂物质分离分析的基本思路和基本方法。同时,引入探究性方案设计教学方法和线上线下混合式教学手段,在教学过程中融入名人大家思政教学元素,完成了基础色谱实验的综合探究性改革。经多轮课程实践验证,改革后的实验不仅培养了学生更全面掌握复杂物质分离分析的方法和技能,还促进了科研思维能力的提升。

水基钻屑固液分离室内实验研究

水基钻屑结构复杂且会对环境造成巨大危害,研究如何高效处理水基钻屑具有重要意义。目前关于钻屑固液分离方式的实验研究仍然较为缺乏,因此针对水基钻屑固液分离方式中最主要的离心、过滤,开展了离心实验、多孔介质过滤实验、膜过滤实验,实验主要通过对比不同参数情况下分离后固相含固率、液相密度、液相浊度判断水基钻屑固液分离的好坏。离心实验最终优选絮凝剂(聚合硫酸铁)最佳投加量为20 g/L,离心机转速2000 r/min;多孔介质过滤实验优选的多孔介质为石英砂;膜过滤实验优选的超滤膜为聚砜膜。实验所获结果,可用于指导现场药剂投加、离心机转速设置、最终液相过滤回用等。

铜仁地区仔猪黄痢病原菌分离鉴定及药敏实验

分离鉴定贵州铜仁地区仔猪黄痢病原菌,并开展相关药敏实验。选择贵州印江地区某大型规模化养猪场的疑似发生仔猪黄痢的10头病死仔猪作为实验对象,进行细菌分离和体外培养、显微镜检查、生化实验、PCR鉴定及药敏实验。共分离出9株致病菌,经鉴定为大肠埃希菌。其发酵实验结果为甘露糖、葡萄糖、乳糖、麦芽糖既能产酸又能产气;蔗糖、靛基质、葡磷酸呈阳性;PCR扩增出一大小为443 bp特异性电泳条带,且该病原菌对庆大霉素较敏感,对氧氟沙星、新霉素呈中度敏感,对其他抗生素耐受。实验结果表明,分离获得的9株病原菌均为大肠埃希菌,且对庆大霉素较敏感。这为临床正确诊断仔猪黄痢和科学合理用药防治提供了参考依据。

酶刻蚀制备超疏水材料及其油水分离性能分析的综合实验设计

该文秉持绿色环保理念,利用酶的高效性,将酶刻蚀制备超疏水材料实验引入综合实验教学。实验通过纤维素酶刻蚀织物表面,再利用HDTMS对其低表面能进行改性,得到超疏水棉织物。实验结果表明,所制备的超疏水棉织物对所提供的5种油水混合物具有较好的分离效果,对粘度小、流动性好的油类分离效率可达95%以上。该综合实验设计方案注重提升学生的科研体验感,有利于激发学生的科研热情和探究兴趣。实验内容涉及多种化学学科理论知识的综合应用,有助于培养学生的科研素养和自主创新能力。

基于VBA对性状分离比模拟实验的优化和拓展

“性状分离比的模拟实验”活动的开展有助于学生形成科学思维和科学探究等核心素养。利用EXCEL中VBA语言对实验进行数字化模拟,优化数据分析,能增大课堂容量,提高课堂效率。VBA具有可操作性强的特点,可以拓展对自由组合性状分离比、配子致死等内容的模拟。

利用Scratch设计的教育游戏改进生物实验教学——以“性状分离比的模拟实验”为例

在教育质量与教育创新的双重驱动下,可尝试将教育游戏引入生物实验课堂,以弥补传统教学存在的不足。文章以“性状分离比的模拟实验”为例,使用Scratch编程软件设计教育游戏,并将教育游戏引入中学生物实验教学中,以期为教师提供新颖的教学形式,有效激发学生的学习动机和强化学生的学习效果。

利用自制实验模拟装置开展生物学教学——以自制“性状分离比的模拟实验”装置为例

利用自制的亚克力实验模拟装置和彩球开展“性状分离比的模拟实验”探究实践活动,再利用Excel电子表格的求和公式和ROUND公式统计、展示和处理数据,依次分析各小组、3个小组、6个小组、8个小组和全班的模拟实验数据,从中体验孟德尔的假说,解决分离定律的相关问题。拓展介绍自制实验模拟装置在一对相对性状的测交模拟实验,两对相对性状的自交、测交模拟实验,以及用数学方法讨论基因频率变化的模拟实验中的应用。

循制盐之法,探分离之道——传统文化背景下的“粗盐中难溶性杂质的去除”实验教学

本文以《天工开物》中制取海盐的传统文化为背景,将“粗盐中难溶性杂质的去除”实验步骤与古法制盐过程融合。学生在完成“粗盐中难溶性杂质的去除”实验时,结合实验体验和物质分离相关案例,归纳物质分离的一般探究思路,在物质分离的科学成果中感受分离的价值和意义,并将探究思路迁移应用至实际问题情境。

乳液法制备PDMS/ZIF-8混合基质膜及VOC分离性能综合实验教学设计

双碳背景下,挥发性有机物(VOCs)减排受到广泛关注。为此本文设计了乳液法制备PDMS/ZIF-8混合基质膜并用于VOC分离的综合性实验。采用红外光谱、扫描电镜和超景深显微镜对成膜过程、膜结构和形貌进行表征和分析,VOC/N_(2)分离性能测试结果表明PDMA/ZIF-8膜具有良好的VOC分离性能;随着ZIF-8添加量的增加,PDMS/ZIF-8膜的VOC渗透系数呈先减小后增大的趋势,而分离选择性先增大后减小。实验涵盖了文献调研、气体分离膜制备、结构表征分析、性能测试等多种技能训练,可强化学生对化工传质与分离基础知识的理解和拓展,并激发学生的创新潜能,提高学生的自主学习和创新实践等能力。

折流板除沫器分离效率及压降性能实验研究

在Na_(2)SO_(4)-水体系中,通过热模实验对梯形折流板除沫器的分离效率和压降性能进行了研究,考察了板间距、波长等结构参数,以及气体流速、蒸发温度、蒸发强度等操作参数对折流板除沫器性能的影响,还对比分析了折流板除沫器与丝网除沫器的性能差异。结果表明:在板间距为10 mm,波长为20 mm,转折角为135°的条件下,折流板除沫器分离效率大于95%,压降为20~70 Pa;在水盐蒸发系统中,折流板除沫器的临界气速为3~5 m/s;折流板除沫器更适用于高温蒸发或蒸发强度较高的环境;折流板与丝网耦合的两级式除沫器能够充分发挥二者对不同粒径液滴的分离优势,实现更好的分离效果。

“性状分离比的模拟实验”改进和拓展

本文通过分析教材中“性状分离比的模拟实验”存在的不足,对该实验的实验装置、实验分工和流程、实验数据处理、实验拓展延伸四个方面进行改进,挖掘本实验存在的创新点和育人价值,促进实验的高效开展,旨在培养学生的科学思维和科学探究能力。

绿叶色素提取和分离实验装置的设计

理解光合色素的种类和作用,可强化学生对光合作用内容的理解和掌握,因此,“绿叶中色素的提取和分离”实验在高中生物学教学中具有重要的作用。教材实验中的过滤和画线操作常常是决定实验成功与否的关键,为提高实验的成功率,可利用5 mL注射器、可洗水彩笔芯等器材自制一款集过滤和画线操作于一体的实验装置,既可简化实验操作流程,又能提高实验成功率。