卓越工程师工程能力培养的六大原则——以宁波工程学院“卓越计划”的教学实践为例

培养和提高工程的能力是"卓越工程师教育培养计划"的重要任务。培养卓越工程师的工程能力应遵循复合性原则、人本化原则、实践性原则、创新性原则、多元化原则和拓展性原则等。

大学生化工设计竞赛对化工类卓越工程师培养及地方本科高校向应用型转变的促进作用

地方本科高校向应用型转变是现代高等教育的当务之急。本文总结了宁波工程学院化工学院参加大学生化工设计竞赛所取得的经验及成绩,提出了"以赛促改"的观念,即以化工设计竞赛为基础,以服务地方经济为原则,对化工专业卓越工程师培养方案、教学方法及学生的学习方法进行改革,并以化工专业学科转型,带动学校向应用型高校转型。

“科教融合、三位一体”基础化学实验改革

为了借助基础化学实验教学培养具有积极人生态度、工程专业素养和综合应用能力三种特质的化工工程师后备人才,提出通过"科教融合、三位一体"改革充分发挥学院、教师和学生的积极性。将教师的科研活动和成果反哺教学实现"科教融合"。"三位一体"的实践模式包括学院引导教师将科研融入教学、教师设计实施改革并从中受益、部分学生参与甚至主导教学过程。学院、教师和学生这三个群体在整合教学内容、优化常规教学和突出创新实验的改革过程中为人才培养这个核心共同努力,使基础化学实验教学水平有了显著提高,取得了较好的教学效果。

化学解耦联剂对活性污泥产率的控制作用

采用3,3′,4′,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)作为代谢解耦联剂添加到活性污泥工艺中,进行连续曝气分批培养实验.结果表明:在TCS总投加量相同的情况下,采用一次性大剂量投加的污泥减量化效果好于分次小剂量投加.每d投加12 mg TCS,污泥产量比对照下降了33%,而每2 d一次性投加24 mg TCS,污泥产量比对照下降了55%.污泥的CODCr去除能力有所下降,当一次性投加12 mg时,CODCr去除率比对照下降了12%,但出水氨氮及总氮质量浓度均未受影响.污泥的SVI有所上升,但沉降性能未见有明显变化.

有机化学实验教学方式的探索与改革

在有机化学实验教学过程中,通过教师和部分学生提前做预备实验的方式,激发学生对有机实验的兴趣,让教师了解学生在实验中存在的问题,增强教学指导的针对性。同时让先期做过预备实验的学生在教学过程中协助教师指导实验,提高学生自主思考能力,增强学生之间的交流,提高有机实验教学质量。

运用计算机理论模拟辅助化学教学研究

以取代反应动力学研究、理解防晒品功效和红外光谱与分子构型等教学方案为例，探讨了计算机模拟中不同模块在辅助化学教学方面的应用，这些模块不仅能用于解释化学教学中学生较难理解的生涩概念，而且可以给学生提供亲身实践经历，更好地帮助他们总结数据以及形成自己的结论，激发学生对化学学习的兴趣，提高教学质量。

有机化学课堂教学探讨

有机化学是一门非常重要的专业基础课。在有限的教学时间内尽可能的全面提高学生的有机化学综合素养是有机化学教师的一项重要任务。我们认为电子理论对有机化学中的离子型反应的发生、反应位点、活性都有非常好的解释作用,在教学实践中使用电子理论教学法有助于把众多分散的有机反应整合起来,形成一个整体,电子理论就是它们的主线。除此之外,在教学过程中不失时机的插入化学史的内容丰富课程教学,提高学生的学习兴趣和综合素质。化学安全观念在化学中同样非常重要,因此我们认为在课程中有必要引入相关的安全知识,提高学生的安全意识。

化学反应-结晶法联用分离三苯基膦与三苯基氧膦

用化学反应-结晶联用法从Wittig反应废渣中回收三苯基膦和三苯基氧膦。废渣混合物经过酸处理、重结晶，分别得到三苯基膦和三苯基氧膦。考察了洗涤酸、结晶溶剂等对产品纯度和回收率的影响。结果表明，洗涤酸种类和稀酸浓度对结果无影响，重结晶溶剂选用氯苯较好，分离产物经红外、高效液相色谱和熔点分析，与文献值一致，产物纯度符合工业品要求。

运用几何知识帮助理解有机化学中的异构现象

有机化学中存在很多异构现象,学生在学习和理解异构现象的过程中往往遇到一定困难,概念之间模糊不清。为了使学生更好的理解和掌握有机化学异构现象方面的知识,我们对课堂内容进行了有效设计,利用简单的几何知识和设计合适的分子结构,循序渐进,化难为间,同时引导学生发挥空间想象力,多方面帮助学生理解构象和顺反异构体的概念并取得了较好的教学效果。

CO_2在绿色化学合成中的应用

研究了CO2在绿色化学合成中的应用。CO2作为酸碱调节剂和惰性气体,在β-胡萝卜素催化氧化合成角黄素反应中,可以控制反应体系酸性,保护原料中的双键,减少副反应发生,提高催化氧化反应的选择性;异戊二烯氯醇化生成1-氯-2-甲基-3-丁烯-2-醇和1-氯-2-甲基-3-丁唏-4-醇反应中,CO2代替有机酸作酸碱调节剂,控制次氯酸的生成速度,达到调控反应的目的,反应条件温和,不副产固体。

化学解偶联剂对污泥产率的比较研究

研究比较了8种化学物质———邻氯苯酚(oCP),间氯苯酚(mCP),2,4-二氯苯酚(DCP),2,4,5-三氯苯酚(TCP),对硝基苯酚(pNP),间硝基苯酚(mNP),2,4-二硝基苯酚(DNP)和3,3′,4′,5-四氯水杨酰苯胺(TCS)对污泥产率的影响.结果表明:8种化学物质都能有效地控制污泥产率,均可以做为解偶联剂.硝基酚类化合物比氯酚类化合物的污泥减量化效果要好,DNP和pNP的污泥减量化效果最好,分别达到89.16%和83.77%.解偶联剂效果的差异与其酸性大小有关,其pKa越低,污泥的减量化效果越好.随着解偶联剂质量浓度的升高,污泥产率逐渐减小.解偶联剂质量浓度固定不变时,随着污泥质量浓度的升高,污泥产率逐渐提高.高污泥浓度将弱化解偶联剂的效果,因此建议采用比解偶联剂浓度(解偶联剂质量浓度/污泥质量浓度)来选择解偶联剂.

Li_(4-x/3)Y_xTi_(5-2x/3)O_(12)/C的合成及电化学性能研究

以氧化钇为Y3+的掺杂源,以蔗糖或导电炭黑为碳源,对Li4Ti5O12同时进行离子掺杂和碳掺杂,采用高温固相法合成负极复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12/C(x=0.1)。重点考察了Y掺杂、Y和碳协同掺杂,以及不同碳源对该复合材料形貌、粒径和电化学性能的影响。结果表明:使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2 x/3)O12(x=0.1)体现了相对较好的倍率性能和循环稳定性,在0.15 C、0.40 C、0.70 C、1.40 C和3.30 C下材料首次放电比容量分别为150.4、144.5、144.5、140.8和116.9 mAh/g,3.3 C下循环10次后容量仍保持为116.7 mAh/g。电化学交流阻抗表明,使用蔗糖为碳源合成的复合材料Li(4-x/3)YxTi(5-2x/3)O12的阻抗从纯Li4Ti5O12的912.5Ω降低到227.7Ω。

改进气液旋流器排气管结构的实验及CFD模拟研究

采用RSM模型和DPM模型对轴流式气液旋流分离器内的气相流场和液滴运动轨迹进行了数值计算,发现在排气管下方有比较强的短路流,而液滴随短路流逃逸是降低旋流器分离性能的重要原因。设计了四种新型的排气管结构,并对他们进行了数值计算,计算结果发现短路流和压力降受排气管结构的影响很大,其中结构4的排气管结构产生的短路流强度最弱,压力降较小;是一种理想的结构形式。在数值计算的基础上,对四种结构进行了分离性能实验研究,发现实验结果与数值计算预测完全一致,验证了数值计算的可靠性,同时也开发出了一种新型结构。

塔式复合人工湿地处理农村生活污水的试验研究

考察了新型人工湿地——塔式复合人工湿地(TICW)对农村生活污水的处理效果。结果表明,TICW对污染物具有较高的去除能力,脱氮效果尤其明显,对COD、NH4+-N、TN、TP的去除率分别为72%、82%、83%、63%;TICW的瀑布式水流增强了污水的充氧效果,湿地土壤中氨化菌、硝化菌的数量均较多,分别为107～108CFU/g土壤和104～105MPN/g土壤,提高了湿地的脱氮性能;木本植物和地方特有的经济作物——蔺草的结合使用使湿地在冬季仍能保持较高的除污能力。

丙烯腈和丙烯酸甲酯在活性炭上的吸附平衡

研究了丙烯腈和丙烯酸甲酯在活性炭上的单组分和双组分吸附平衡。实验结果表明,丙烯腈和丙烯酸甲酯的纯组分吸附等温线为典型的Langmuir型。对双组分吸附平衡,用扩展的Langmuir(E-L)方程和理想吸附溶液理论(IAST)进行预测,并与实验结果进行比较。结果表明两种模型对总吸附量的预测都相当准确,但对丙烯腈吸附量的预测,E-L方程计算的平均相对误差达55.9％,而IAST只有9.4％;对丙烯酸甲酯吸附量的预测,E-L方程计算的平均误差为7.7％,IAST只有1.6％。IAST大大提高了预测精度。

磁性活性炭的制备及吸附去除水中甲基橙的研究

采用沉淀法制备了磁性活性炭,并用磁强计、比表面测定仪、XRD对其进行了表征。研究了磁性活性炭吸附去除水中甲基橙的吸附动力学、吸附热力学。结果表明:磁性活性炭对甲基橙吸附20 min后基本达到平衡,且与拟二级吸附动力学模型拟合较好;在25、40℃和55℃下符合Freundlich方程;吸附焓变、熵变和吉布斯自由能变均为负值,吸附为焓推动作用、自发且放热过程。

海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠生物微胶囊的制备

采用两步法制备了海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠(ACA)生物微胶囊,并考察了氯化钙浓度、海藻酸钠浓度、壳聚糖浓度及其pH值以及柠檬酸钠溶液pH值对微胶囊性能的影响.实验结果表明:胶囊粒径随氯化钙浓度和海藻酸钠浓度的增加而增大,胶囊的膜厚随壳聚糖浓度的增加而增厚,随壳聚糖溶液pH值的增加而降低;而在胶囊液化处理过程中,柠檬酸钠溶液的pH值对微胶囊的机械强度有很大的影响.当氯化钙浓度为1.5%,海藻酸钠浓度为2%,壳聚糖浓度和pH值分别为1.5%和5.0及柠檬酸钠溶液的pH值为7.2时,可制得粒径为2.65mm、机械强度为150mN的ACA生物微胶囊。

聚乙烯基硅氧烷功能微球的制备研究

采用水解-缩聚两步法以乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）为原料,制备超细聚乙烯基硅氧烷微球,粒径为1-6μm,粒径分布较窄;就反应体系氨水浓度、油水比、反应温度等条件对微球形态、粒径大小及其分布的影响进行了研究。结果表明较优的反应条件为：氨水浓度在0.01%-0.16%之间,投料油水比（VTMS与去离子水的体积比）应小于1∶3;随着油水比的增大和反应体系中氨水浓度的降低,微球的粒径增大,分布变宽。

交联共聚物的红外光谱定量分析研究

交联共聚物由于具有不溶不熔性,定量分析方法非常有限,红外光谱分析可以用溴化钾压片制样,故不受此限制。文章用红外内标法测定了甲基含氢硅油-丙交酯交联共聚物中两组分的含量。以KSCN为内标物资,以2 100 cm-1处的强吸收峰为KSCN的定量峰。以1 750 cm-1的强羰基吸收峰为丙交酯的定量峰,二者的吸光度比值为I=ALA/AKSCN。丙交酯和内标物质KSCN的质量比即浓度比为C=MLA/MKSCN,以C对I作图,得内标工作曲线。实验结果表明在2/5<MLA/MKSCN<8/5范围内有较好的线性关系。只要加入适量的内标物质,使C值落在直线范围内,即可获得较为准确的分析结果。文章为交联共聚物以及其他共聚物组成的测定提供了一种简便易行的实验方法。

通过形成二酪氨酸酯酒石酸盐法制备D-酪氨酸的新方法

研究了在乙醇溶液中光学活性L-酒石酸拆分DL-酪氨酸乙酯时的特性,发现溶液中同时存在着酒石酸、酪氨酸乙酯酒石酸氢盐和二酪氨酸乙酯酒石酸盐,三者之间的平衡关系影响拆分结果,所得酪氨酸的构型与L-酒石酸和DL-酪氨酸乙酯的投料摩尔比有关.前者的摩尔数大于后者时为富D-酪氨酸乙酯,小于后者时为富L-酪氨酸乙酯,两者相当时则得到DL-酪氨酸乙酯.进一步的研究探讨了D-酒石酸、L-酒石酸与L-酪氨酸乙酯在不同摩尔比下的成盐特性,从而解释了酒石酸拆分酪氨酸乙酯过程中的这一特性,说明由于二L-酪氨酸乙酯酒石酸盐和二D-酪氨酸乙酯酒石酸盐在乙醇中溶解度都很小,因此通过酒石酸拆分酪氨酸乙酯的方法不能得到高光学纯度的D-酪氨酸.在此基础上,通过形成二酪氨酸甲酯酒石酸盐的方法,在甲醇中成功地用D-酒石酸拆分制备了D-酪氨酸,光学纯度99%ee.