化学工艺学课程教学实践与改革探索

从精选内容、突出重点,成果导向的教学设计,灵活多样的教学方式,实践教学和考核方式等方面介绍了化学工艺学课程的教学实践和探索,提高了学生的学习兴趣、激发了学生的学习热情、培养了学生的专业技能和创新创业能力。

地方高校化学基础课虚拟教研室建设的探索与实践

依托学堂在线平台建设地方高校化学基础课虚拟教研室,提出了建设目标和内容。以“总-分”模式分层搭建虚拟教研室组织框架,以“模块化”建设虚拟教研平台。通过协同建设、协调共享线上线下资源,组织开展虚拟教研活动和教师培训提升教师教育教学能力,打造和构建地方高校化学基础课共建共享平台和教学学术共同体。

Zr基MOFs材料UiO-66-NH_(2)负载g-C_(3)N_(4)催化剂的制备及光催化性能

通过溶剂热法制备了UiO-66-NH_(2)/g-C_(3)N_(4)催化剂,以甲基橙(MO)染料溶液为模拟污染物,研究可见光照射下UiO-66-NH_(2)/g-C_(3)N_(4)光催化活性和循环使用稳定性。结果表明:UiO-66-NH_(2)均匀地负载在层状g-C_(3)N_(4)表面,UiO-66-NH_(2)与g-C_(3)N_(4)形成Ⅱ型异质结,抑制了光生电子-空穴的复合;当催化剂质量浓度为1.25 g/L时,其对MO的光催化降解率达到了95.6%,催化剂循环使用5次后其对MO的光催化降解率仍达到了85.2%。

g-C_(3)N_(5)纳米棒光电性能分析及对Cr(Ⅵ)和亚甲基蓝去除的研究

为了实现Cr(Ⅵ)和染料废水的绿色高效降解,通过KBr诱导的方法制备了具有优异光催化活性的一维富氮石墨相氮化碳纳米棒(1D g-C_(3)N_(5)),采用XRD、FT-IR、TEM、UV-vis DRS、PL、TPC和EIS等表征技术对1D g-C_(3)N_(5)的晶型、基团、形貌、光化学性质和电化学性质进行了表征,并对可见光下光催化去除Cr(Ⅵ)和降解亚甲基蓝(MB)性能进行了评价。结果表明,通过KBr诱导形貌调控的方法提高了材料的比表面积,拓宽了光谱吸收范围,提高了可见光吸收和转化能力,有效促进了光生载流子的分离,表现出较低的表面/界面电阻值。与块状g-C_(3)N_(5)相比,1D g-C_(3)N_(5)的光催化活性得到了显著提高,可见光照射60 min,1D g-C_(3)N_(5)对Cr(Ⅵ)的去除率和MB的降解率分别达到了97.6%和98.8%,且循环使用5次后仍具有良好的稳定性。活性基团实验结果表明,光催化降解MB体系的主要活性基团是·O_(2)^(-)和h^(+),Cr(Ⅵ)的去除得益于e-的作用。通过能带结构计算提出了1D g-C_(3)N_(5)光催化还原Cr(Ⅵ)和去除MB的光催化机理。

不同聚酯纤维对精纺毛织物强力的影响

为了分析不同聚酯纤维混纺后对精纺毛织物强力的影响,选取PET/羊毛织物、PBT/羊毛织物、PTT/羊毛织物和PBST/羊毛织物4种精纺毛织物,研究其拉伸性能、压缩性能、弯曲性能、抗皱性能、悬垂性能、透气性能和起毛起球性能等强力指标。采用高速延时摄像机研究4种织物的经纬纱直径随受力时间的变化。结果表明:精纺毛织物的经纬纱直径随受力时间的延长呈负相关趋势。与其他3种织物相比,PTT/羊毛织物具有良好的抗皱性能、压缩性能、弯曲性能、悬垂性能、透气性能和起毛起球性能。

g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的制备及催化果糖脱水制5-羟甲基糠醛的研究

采用水热法制备g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料,并将其应用于果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)。利用SEM、TEM、XRD、FTIR、BET等检测手段对g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的形貌、晶型、基团和比表面积进行了表征,同时研究了反应温度、反应时间、催化剂用量及溶剂种类对果糖转化率、5-HMF的收率和选择性的影响,此外,还考察了催化剂的稳定性。结果表明,g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料具有三维立体网状结构,比表面积达到了31.4782 m^(2)/g,对果糖脱水反应具有良好的催化活性;在果糖质量为5.0 g、二甲基亚砜用量15 mL、g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO用量1.0 g、反应时间3 h、反应温度150℃的条件下,果糖的转化率为98.5%,5-HMF的收率为69.7%,选择性为70.8%;5次循环使用后,5-HMF的收率仍能达到58.8%,表明g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)/RGO三元复合材料的催化稳定性良好。

基于响应面法Pt-Li_(2)O-Al_(2)O_(3)催化甘油水蒸气重整制氢工艺优化

采用等体积分步浸渍法制备Pt-Li_(2)O-Al_(2)O_(3)催化剂,以甘油为原料,氢产率为评价指标,运用响应面法的Box-Behnken设计对甘油水蒸气重整制氢工艺进行优化。采用SEM、BET等手段对Pt-Li_(2)O-Al_(2)O_(3)催化剂物相、比表面积进行表征,同时采用相机对催化剂使用前后的积碳情况进行观察、分析。结果表明,t=632℃、n(水)∶n(甘油)=26、甘油液空速为0.17 h^(-1),氢产率为5.445、5.428,与模型预测的氢产率5.390比较接近。Pt-Li_(2)O/Al_(2)O_(3)催化剂表面比较粗糙,呈疏松、多孔状的结构,有较大的平均孔半径和总孔容积,具有良好的抗积碳性能。

Ag_(2)CO_(3)异质结可见光催化降解有机污染物的研究进展

Ag_(2)CO_(3)具有宽带光响应、强氧化还原能力和高迁移率等光学性质,在光催化领域中具有重要地位。然而较差的稳定性及严重的载流子复合等问题,限制了Ag_(2)CO_(3)光催化剂的实际应用。构建半导体异质结光催化体系是实现光催化降解有机污染物的有效途径之一。介绍了Ag_(2)CO_(3)作为光催化剂的反应机理,从构建异质结(Ⅱ型、PN型、Z型、S型和石墨烯基异质结)的角度探讨Ag_(2)CO_(3)光催化降解有机污染物的催化性能,对Ag_(2)CO_(3)光催化剂的研究重点进行了展望。

多糖修饰PCN-224气凝胶的制备及对废水中染料吸附性能的研究

本文制备出具有多孔和高比表面积PCN-224并将其用多糖凝胶修饰制备出具有多孔结构的复合材料(PCN@H)。借助于透射电镜(TEM)、傅里叶红光谱(FT-IR)、纳米激光粒度仪(DLS)对材料进行表征。利用紫外分光光度计(UV-Vis)对复合材料PCN@H的吸附性能进行研究,测试了PCN@H去除水中染料的性能。材料表征结果证明,PCN-224具有规则的形貌,尺寸均匀,多糖的修饰显著改善了PCN-224的吸附性能。吸附实验表明,PCN@H气凝胶对阳离子染料亚甲基蓝的去除效率达到85%,最大吸附量为250 mg/g,PCN@H气凝胶对阴离子染料甲基橙的去除效率达到93%,最大吸附量为274 mg/g。综上所述,PCN@H在废水中染料去除方面具有广阔应用前景。

CO_(2)气氛下SiO_(2)改性TiO_(2)催化乙苯脱氢工艺研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO_(2)-SiO_(2)催化剂,研究SiO_(2)负载量对TiO_(2)-SiO_(2)催化剂活性、稳定性的影响。考察反应温度、乙苯空速及催化剂粒径对乙苯脱氢制苯乙烯工艺的影响,并对催化剂进行BET及SEM表征。结果表明,TiO_(2)-SiO_(2)催化剂对乙苯脱氢制苯乙烯有较好的活性,当SiO_(2)的负载质量分数为20%时,乙苯转化率和苯乙烯选择性显著提高。SEM证明当SiO_(2)负载质量分数为20%时,TiO_(2)-SiO_(2)催化剂表面较光滑,颗粒细小且分布均匀,并呈现疏松多孔状结构。

氟硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及性能

向聚丙烯酸酯乳液中掺杂氟硅功能单体,合成了氟硅改性聚丙烯酸酯乳液,并对其整理涤纶织物的疏水效果进行了评价,采用FTIR、DSC和XPS等方法对其进行表征。结果表明:氟硅改性聚丙烯酸酯乳液表现出良好的储存稳定性,最大粒径密度出现在115 nm;整理后涤纶织物具备超疏水性能,静态水接触角为152.3°,滚动水接触角为9.1°,且水洗30次后仍具有疏水性能,透气性和透湿性等服用性能变化不大。

齐墩果酸衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

目的:以齐墩果酸为先导化合物,设计并合成一系列基于MEK激酶靶点的齐墩果酸衍生物。方法:利用计算机辅助药物设计技术,确定能和关键位点结合的活性基团。以齐墩果酸为起始原料,经过C-28位酯化、C-3位引入酰胺基得到目标产物。结果:合成了4个新型齐墩果酸衍生物Ⅰ_(1)~Ⅰ_(4),其结构经MS、1H-NMR、^(13)C-NMR确证,体外研究显示它们的抗肿瘤活性显著高于母体齐墩果酸,其中Ⅰ_(4)对HepG2细胞显示出较强的抑制活性(IC50值为19.12μmol/L)。结论:Ⅰ_(4)有成为新型MEK抑制剂的潜力。

Z型异质结1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)的构建及可见光催化降解甲基橙

以三聚氰胺和3-氨基-1,2,4-三唑为原料,通过直接热聚合法制备1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料。通过XRD,XPS,SEM等表征手段对光催化材料的晶型、化学组成、形貌以及光电化学性质等进行表征。以甲基橙(MO)为目标污染物,500 W氙灯作为可见光光源,研究1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)异质结光催化材料的光催化活性,同时通过活性物质捕捉实验和电子顺磁共振波谱(e1ectron spin resonance,ESR)表征研究体系的活性物质。结果表明:一维g-C_(3)N_(5)纳米棒和二维g-C_(3)N_(4)纳米片的无序堆叠增加了活性位点的数量,g-C_(3)N_(5)与g-C_(3)N_(4)之间Z型异质结的形成,提高其对可见光的吸收强度和光谱范围,抑制了光电子-空穴的复合,g-C_(3)N_(5)与g-C_(3)N_(4)相似的π-π^(*)共轭体系的相互叠加降低了电荷转移的传质阻力,提高了其光催化活性。可见光照射30 min,20 mg的1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料对50 mL浓度为10 mg/L的MO溶液几乎降解完全,反应的表观速率常数为0.14836 min^(-1),循环使用5次后,1D/2D g-C_(3)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料对MO的光催化降解率为92.2%,这说明其具有良好的稳定性。活性物质捕捉实验和ESR表征表明:1D/2D g-C_(2)N_(5)/g-C_(3)N_(4)光催化材料光催化降解MO体系的主要活性物质是·O_(2)^(-)和h^(+),且MO的光催化降解反应是一个复杂的断键和氧化过程。

改性纯丙乳液破乳剂的合成及应用

采用半连续乳液聚合法,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)为聚合单体,丙烯酸(AA)为功能单体,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为改性剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(DMAA)为交联剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为乳化剂,合成一种具有改善辽河油田稠油脱水效果的纯丙乳液破乳剂。研究乳化剂、引发剂对破乳剂脱水性能的影响以及交联剂对破乳剂性能的影响,并运用红外光谱、凝胶渗透色谱、激光粒度分析仪和紫外分光光度计进行表征分析。通过实验确定合成破乳剂的最佳工艺条件:乳化剂质量分数(占单体总质量)为10%,引发剂质量分数为0.8%,交联剂质量分数为0.8%,在此条件下脱出污水含油率为47.50 mg/L,达到出矿污水的排放标准。

废旧涤纶基活性炭负载g-C_(3)N_(4)光催化剂的制备及其对亚甲基蓝的光催化降解

以废旧涤纶为原料,通过ZnCl_(2)活化的方法制备了废旧涤纶基活性炭(WPT-AC),而后以制备的WPT-AC和三聚氰胺为原料,通过直接热聚合法制备了废旧涤纶基活性炭负载石墨相氮化碳光催化剂(WPT-AC/g-C_(3)N_(4)),通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、瞬态荧光光谱(PL)、电化学交流阻抗谱(EIS)等方法对WPT-AC/g-C_(3)N_(4)光催化剂的晶型、基团、形貌和光化学性质进行了表征,以亚甲基蓝(MB)为模拟染料溶液,研究了WPT-AC/g-C_(3)N_(4)光催化剂的暗吸附性能、光催化性能,并对光催化剂的稳定性进行了研究。结果表明:WPT-AC的掺杂抑制了g-C_(3)N_(4)的层状堆叠,增加了活性位点的数量,二者π-π共轭体系的叠加提高了其对可见光的响应强度,抑制了光电子-空穴的复合,提高了其光催化活性;可见光照射2 h,0.1 g质量分数5%的WPT-AC/g-C_(3)N_(4)光催化剂对100 mL质量浓度为35 mg/L的MB染料溶液的暗吸附量为13.51 mg/g,MB染料溶液的光催化降级率达到了98%,WPT-AC/g-C_(3)N_(4)光催化剂循环使用5次后仍具有良好的稳定性。

石墨相氮化碳的制备、表征及光催化性能研究

以三聚氰胺为原料,通过直接热聚合法制备石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附-脱附以及紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等表征手段对g-C_(3)N_(4)的晶型、特征基团、形貌以及比表面积等进行表征,以亚甲基蓝(MB)染料溶液为模拟污染物溶液,对g-C_(3)N_(4)的光催化活性和稳定性进行评价,并对光催化机制进行探讨。结果表明:所制备的g-C_(3)N_(4)呈多孔的层状堆叠结构,具有良好的结晶度和纯度,比表面积达到了96.32 m^(2)/g,在氙灯照射120 min下,g-C_(3)N_(4)对500 mL质量浓度为10 mg/L的MB染料溶液的光催化降解率达到93%,g-C_(3)N_(4)循环使用5次后,其对MB染料溶液的光催化降解率仍达到85%。

非均相Pd/mpg-C_(3)N_(4)催化糠醛选择性加氢制糠醇

通过超声辅助法制备非均相介孔石墨相氮化碳负载钯催化剂(Pd/mpg-C_(3)N_(4)),采用XRD、TEM、UV-vis DRS、PL、XPS、BET等手段对非均相Pd/mpg-C_(3)N_(4)催化剂进行了表征。同时考察反应温度、反应时间、催化剂用量、溶剂种类、催化剂稳定性对糠醛转化率和糠醇收率的影响。结果表明:Pd粒子均匀的分散在介孔石墨相氮化碳(mpg-C_(3)N_(4))表面,非均相Pd/mpg-C_(3)N_(4)催化剂的比表面积达到了178.125 m^(2)/g,对糠醛选择性加氢制糠醇反应具有良好的催化活性,同时其具有良好的稳定性;在反应温度100℃、反应时间3 h、催化剂用量40 mg、糠醛用量0.5 mL、去离子水20 mL、H_(2)压力1.0 MPa、光照条件下糠醇的收率最高达到了95.6%,此时糠醛的转化率为98.8%;循环使用5次后糠醛的转化率和糠醇的收率仍达到了87.6%和81.3%。