Scoping biology-inspired chemical engineering

Biology is a rich source of great ideas that can inspire us to find successful ways to solve the challenging problems in engineering practices including those in the chemical industry. Bio-inspired chemical engineering(Bio Ch E)may be recognized as a significant branch of chemical engineering. It may consist of, but not limited to, the following three aspects: 1) Chemical engineering principles and unit operations in biological systems; 2) Process engineering principles for producing existing or developing new chemical products through living ‘devices';and 3) Chemical engineering processes and equipment that are designed and constructed through mimicking(does not have to reproduce one hundred percent) the biological systems including their physical–chemical and mechanical structures to deliver uniquely beneficial performances. This may also include the bio-inspired sensors for process monitoring. In this paper, the above aspects are defined and discussed which establishes the scope of BioChE.

Molecular Dynamics (MD) Applications in Materials Science and Engineering and Nanotechnology

Molecular dynamics (MD) is a computer simulation technique that helps to explore the behavior and properties of molecules and atoms. MD has been used in research and development in many spaces, including materials science and engineering and nanotechnology. MD has been proven useful in topics like the nano-engineering of construction materials, correcting graphene planar defects, studying self-assembling bio-materials, and the densification, consolidation, and sintering of nanocrystalline materials.

Intensification of chemical separation engineering by nanostructured channels and nanofluidics: From theories to applications

With the development of manufacturing technology on the nanoscale, the precision of nano-devices is rapidly increasing with lower cost. Different from macroscale or microscale fluids, many specific phenomena and advantages are observed in nanofluidics. Devices and process involving and utilizing these phenomena play an important role in many fields in chemical engineering including separation, chemical analysis and transmission.In this article, we summarize the state-of-the-art progress in theoretical studies and manufacturing technologies on nanofluidics. Then we discuss practical applications of nanofluidics in many chemical engineering fields,especially in separation and encountering problems. Finally, we are looking forward to the future of nanofluidics and believe it will be more important in the separation process and the modern chemical industry.

Special Issue: In celebration of the 70th anniversary of Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences

Dalian Institute of Chemical Physics(DICP) is a comprehensive chemical engineering research institute with strong international reputation, which has made significant contributions to national economic construction, national security and the progress of science and technology(S&T).

School of Chemical and Biological Science and Engineering of YTU

The school consists of four first-level interdisciplines： chemistry, biological science, chemical engineering and technology, and food science and engineering. There are three basic teaching divisions： chemistry, biological science and chemical engineering; four research institutes： biological science and technology, food science and technology, chemical materials, and applied chemistry; four basic experimental teaching centers： biology, chemistry, chemical engineering and technique, and food science and engineering; and one food quality and safety testing and detecting center.

“双碳”目标下氢能科学与工程新兴专业课程体系建设探索

氢能产业的高质量发展,有助于我国实现“双碳”目标。但目前氢能产业人才短缺的问题突出,加快氢能产业人才培养已迫在眉睫。氢能科学与工程专业是教育部批准设立的新兴专业,该专业的课程体系建设是个全新的课题。文章基于北京化工大学氢能科学与工程专业的建设思路,从大化工领域本科人才培养的视角,探讨了氢能科学与工程专业课程体系建设方案,以期为高校新兴专业的建设提供参考。

化工导论一流课程建设研究与实践

化工导论课程是面向化工与制药类专业一年级学生开设的专业基础课程,旨在引导学生认知化工行业发展历史和趋势、明确专业学习目标、培养专业兴趣和专业思维,为学生后续的专业知识学习和创新能力培养奠定基础。基于化工导论课程教学中存在的问题,文章提出“五位一体”的课程建设思路和“四元融合”的课程思政育人体系,并介绍了“三段五阶”教学模式的实践。化工导论课程建设取得了一定成效,学生的专业认同感和工程创新能力显著提高。

紫外老化对沥青化学组成与分子结构的影响

为研究紫外老化对沥青微观结构的影响,通过对4种沥青分别进行4组分、红外光谱和核磁共振等试验,研究紫外老化下沥青的4组分、特征峰、官能团等化学组成指标和氢谱图、碳谱图、氢原子含量、分子结构参数等分子结构指标的变化,并通过分子结构指标对化学组成指标的表征,分析分子结构变化对沥青化学组成变化的影响。结果表明:紫外老化后沥青更趋于形成沥青质分子,而沥青质的转化来源主要为芳香分,且含量越高老化后的损失率越高;同时羰基和亚砜基会随着老化的时间增加先快速增加之后趋于平缓,其中羰基指数可表征沥青老化的产生,而亚砜基指数可评价沥青抗老化的能力。紫外老化下沥青芳香环会发生缩合程度增大、环烷基取代基增加以及氢的取代、结构异化等反应;同时高紫外光子能量也会使脂肪碳发生断键,断键的脂肪碳连接到芳香环上提高了化学稳定性。由表征分析可见,沥青的化学组成主要受芳香结构、支化度和芳香环系缩合指数的影响较大。

基于分子碎片化学空间的智能分子定向生成框架

分子定向生成能以超低人力、财力、时间成本高速推动新物质的发现和设计,因此被广泛应用于分离溶剂、反应溶剂、催化剂、功能材料、药物等分子的设计与优化。提出了一种基于分子碎片化学空间的功能驱动分子智能生成框架,以分子的功能指标为生成方向,以分子“骨架-装饰物”集合为基础,以结构碎片的化学空间为搜索范围,推动分子定向生成,深度挖掘具有潜力的新分子结构。通过生成类药性分子的案例演示,该框架能从较小的优异分子集(644)出发,最终生成五倍数量的同等级别优异分子(3158),表明该生成框架能够高效地进化出大量全新且优异的分子。该框架可结合实际化工过程中的功能目标和约束,推动过程尺度的绿色溶剂等全新最优化设计。

科学式引领发展——工艺流程设计教改实践的亮点

专业课程教学改革已经成为新工科建设时期我国高校的一项重要工作任务。“科学式引领发展”作为一个具有时代意义的概念被引入工艺流程设计的教学中,形成教改实践中的亮点。本文充分利用概念法、案例法和实验研究法等多种教学方法,从多角度来阐述科学在现代工艺流程设计中的意义,强调工艺流程在化工设计中的引领地位。

2023年度国家自然科学基金委员会化学工程与工业化学领域科学基金项目申请与评审工作综述

总结了2023年度国家自然科学基金委员会化学工程与工业化学(B08)领域科学基金各类项目的申请、受理和资助概况,对B08下属16个二级代码的各类项目申请与资助情况进行了分析,为下一年度国家的项目申报提出了建议。

基于科教融合的实验教学探索与实践——以纳米球形聚电解质刷胶体粒子的制备与表征实验为例

为促进轻化工程专业本科生对胶体化学及纳米材料基础知识的理解和运用,将纳米球形聚电解质刷胶体粒子的制备与表征实验引入教学,利用光乳液聚合的方法,合成粒径均匀的聚苯乙烯纳米粒子,并通过光引发聚合的方式在聚苯乙烯纳米粒子表面接枝聚电解质链,制备具有良好稳定性和分散性的纳米球形聚电解质刷胶体粒子。该实验利用动态光散射表征所制备纳米球形聚电解质刷胶体粒子的粒径、分散性及表面带电性等性质及其对盐浓度、pH的依赖性。该实验旨在通过科教融合的形式,强化学生对专业知识的理解和运用,使学生形成严谨规范的科学思维,进而培养具有创新能力的工程科技人才。

增强内生动力推进化工基础研究高质量发展——2023年度化工学科评审综述

新时期科技强国战略赋予化工基础研究新动能。在总结2023年度化学工程与工业化学领域基金申请与资助情况的基础上,本文系统梳理了化工学科在战略布局、人才培养、学术生态建设等方面的新举措,着力增强学科发展内生动力,推进化工基础研究高质量发展。

新医工深融合背景下分子生物学实验课程思政教学改革研究

在当代背景下,新医工深度融合已经成为推动中国高等教育发展的重要趋势。分子实验类课程,作为医学与工程学科交叉的核心领域,承载着培养具有创新精神和实践能力的高素质复合型人才的重任。立足于新医工深度融合的背景,深入探讨分子实验类课程在教学内容、教学方法和评价体系等方面的思政教育重塑,以期为我国分子实验类课程的改革与发展提供有益的参考和启示。

科教融合构架下《化工热力学》云课堂教学探索

本文探讨了在科教融合模式下,如何通过云课堂实施《化工热力学》课堂翻转教学,并针对考核评价机制进行了探讨。首先,介绍了科教融合理念下的《化工热力学》教学内容与国家战略、行业发展前沿的紧密结合,强调了热力学知识在能源转化、清洁生产、节能减排等领域的应用。其次,详细阐述了通过云课堂平台实施课堂翻转教学的方法,包括课程设置、实践环节、资源整合、产学研合作等方面的具体操作。最后,对于考核评价机制进行了思考,提出了革新的评价方式,旨在全面评估学生的学习成果和能力水平。这一研究为《化工热力学》教学的现代化改革提供了有益的参考和借鉴。

高校化学化工课程教学改革探索——以“价键理论”及“分子轨道理论”教学为例

化工专业高等教育在我国工业发展中具有重要地位。本文以党的二十大精神为指导,明确了高校化学化工专业教学改革的重要意义及基本要求,分析了高校化工课程教学改革的现状与具体问题,探索了高校化工课程教学改革的目标与路径。以“价键理论”及“分子轨道理论”为例,提出高校化工课程教学改革应坚持以人为本以,问题为导向,明确了教育理念与核心能力、培养应用型人才、实现产学研一体化、丰富教学手段等探索。本文希望为高校化工课程教学改革提供了一些理论参考和实践借鉴。

固体酸用于烷基蒽醌合成的研究进展

烷基蒽醌主要用于过氧化氢生产工业,近年来随着相关产业的发展,其在工业上需求也越发庞大。目前国内主要采用苯酐法合成烷基蒽醌,在生产过程中会产生大量的废酸和含铝废水,面临着巨大的环保压力。固体酸可以在反应中替代传统的三氯化铝和浓硫酸,大大降低了污染物的排放。综述了固体酸在催化合成烷基蒽醌方面的研究进展,介绍了其在催化酰基化,脱水闭环和一步法反应中的应用,指出目前固体酸在使用过程中的优缺点及其未来的研究方向。

科技产业园化工类实验室危化品安全管理

科技产业园化工类实验室内危险化学品种类繁多、性质复杂,其安全管理是进行科研、生产活动的重要保障。文章采用问卷调查和实地走访的方式,了解了四个科技产业园中化工类实验室危化品安全管理现状,总结了其中存在的问题,并从监管方式、管理制度、教育培训等方面提出了合理建议,为科技产业园中化工类实验室危险化学品管理工作提供有力保障。

二氧化钛掺杂改性及其在光催化降解水污染中的应用开放性综合教学设计与实践

实践探索环节作为创新型一流人才培养的重要环节,越来越受到“双一流”建设高校的重视。开放性、综合性实验在激发学生科研兴趣、提升学生独立思考、动手实践、综合运用所学解决实际问题等方面的能力均具有重要的作用。本文选取贴合科研、产业前沿方向——二氧化钛掺杂及其在光催化降解水污染的应用为实验内容,将掺杂元素作为开放性因素,设计包含文献调研、实验方案设计、实验现象及数据分析、实验方案实施与优化等科学研究全过程的教学方案。通过必做掺杂元素+选做掺杂元素+全班数据共享的方式,确保学生拥有开放探索空间的同时,可以获得充分的有价值的实验数据,有效的激发了学生的学习兴趣。在教学各个环节融入课程思政内容,培养学生家国情怀,引导学生将个人的使命担当和国家的命运紧密相连,承担科技兴邦、创新强国的时代重任。

科教融合背景下化工类专业育人新模式的探索与实践

实施科教融合,是新时代高等院校提高育人质量与办学水平的重要举措。在长时间的一线教学与科研实践工作中,宿州学院以科教融合为主题主线革新教育理念,打造“一方案、两贯通、全过程、兴趣化”的四位一体协同育人新模式。该模式的设计与实施,全方位提升了化工类专业人才培养水平,充分激发了化工类专业教育在培养创新人才方面发挥的关键作用,同时有利于挖掘教师的教学与科研潜能、强化教师队伍建设。