能源化工课程教学改革与实践

新常态下高等工程教育如何进行深化教学改革,全面提高工科大学生的工程素养和创新能力?本文从科学组织教学内容、精心编制教学大纲出发,实施启发式教学模式,激发学生的学习潜能。结合国内外最新进展,采用案例教学、提高课堂教学效果等手段,介绍了能源化工课程开设与教学改革实践。

复合光催化剂TS-1的制备及降解四环素的性能研究

基于水热合成法制备的纯硅分子筛Silicalite-1为载体,采用溶胶凝胶法制备了TiO2-Silicalite-1复合光催化剂,以降解率为对象考察了对四环素的光催化降解性能.用扫描电镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱仪(XRF)等对复合光催化剂进行了表征.以四环素为模拟污染物,选择了在300 W氙灯的照射下,催化剂用量为0.5 mg/L时,探讨了TiO2-Silicalite-1光催化降解四环素的性能.实验结果表明,最优组合催化剂对四环素的降解率达87.3%.

新常态下高校化工实验室安全管理探索

以河南大学为例,阐明了实行学生安全教育、加强实验室安全规章制度建设、安全设施建设与管理、强化危险化学品管理和使用等实验室安全管理方法和措施,保障了化工实验室的正常、高效、安全、有序的运行,提出了对实验室分级管理、实施EHS管理系统、建立"三级安全检查"制度,以及实验室安全设施实行"三同时"政策等建议。

抗坏血酸与水的相互作用研究

使用紫外-可见分光光度法和电化学循环伏安法,研究了抗坏血酸与水之间的相互作用.结果表明:抗坏血酸羰基上的氧原子及烯二醇上的氢原子与水之间可形成氢键.相互作用的结果使抗坏血酸电氧化反应变得困难,同时,抗坏血酸的紫外-可见吸收光谱发生蓝移.此外,溶液的pH对抗坏血酸的电氧化行为也有一定的影响.

多级孔β分子筛在噻吩烷基化反应中的催化性能

将β分子筛用NaOH溶液处理后得到多级孔β分子筛,采用XRD、SEM、FTIR、N_2吸附-脱附、XRF和NH_3-TPD方法对处理前后的β分子筛进行表征,并研究了它在噻吩烷基化反应中的催化性能。表征结果显示,NaOH溶液处理在保持β分子筛微孔骨架结构的同时,增加了它的介孔比表面积和介孔体积,并调变了酸性。实验结果表明,在反应压力0.85 MPa、反应温度160℃、反应时间2 h、催化剂质量1 g的条件下,以0.1 mol/L NaOH溶液处理60 min得到的多级孔β分子筛作为催化剂时,噻吩转化率和烷基化选择性最高,分别为94.6%和70.1%。

肾上腺素盐酸盐和水的相互作用研究

使用核磁共振和电化学循环伏安法,对肾上腺素盐酸盐(AH)和水的相互作用进行了探讨.研究结果表明:AH不仅能和水分子形成分子间氢键,当浓度较大时,AH的苯环还可发生π-π堆积作用.此外,溶液pH对二者相互作用基本无影响.

不同形貌ZnO的脱硫性能研究

基于沉淀法和水热法合成了具有棒状、针状和球形形貌的ZnO作为吸附脱硫剂应用于硫化氢气体的脱除反应中,采用XRD、SEM和N_2-吸脱附仪进行了表征.吸附脱硫实验结果表明:不同形貌的ZnO吸附脱硫性能不同,经老化4 h制备的棒状ZnO材料表面由纳米片构成,结晶度较高,比表面积大,吸附脱除H2S性能最好.

ZnO/CNTs复合材料吸附脱除H2S的性能研究

采用热分解法制备Zn O/CNTs复合材料,通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和N_2吸脱附测试分别表征样品的结构、形貌特征及比表面积,并使用固定床反应器测试其吸附脱硫性能.结果表明,制备的Zn O/CNTs具有吸附脱除H_2S能力物质为Zn O,当Zn O的负载量为0.5%时,穿透时间可达到185 min,穿透硫容最高.

解耦双回路气化系统中生物质催化水蒸气气化制富氢气体

采用密度泛函理论方法,对四种β-O-4型二聚体木质素模型化合物2-(2-甲氧基苯氧基)-1-苯基乙烷-1-醇、2-(2-甲氧基苯氧基)-1-苯基乙烷-1-酮、1-甲氧基-2-(2-甲氧基-2-苯基乙氧基)苯、2-(2-甲氧基苯氧基)-1-苯乙基乙酸酯的Caromatic-O、Caromatic-Cα、Cα-Cβ、Cβ-O键均裂解离能进行了理论计算,并对所述二聚体的热解均裂历程进行了理论计算研究,分析了不同二聚体的热解产物形成途径。结果表明,Cβ-O键均裂是二聚体初次热解的主要反应,Cα-Cβ键均裂是竞争反应。Cα-OH官能团被氧化、乙酰化修饰后,Cβ-O键均裂解离能降低,而Cα-Cβ键的键解离能升高,Cβ-O键裂解概率增大,Cα-Cβ键均裂竞争性降低。基于上述四种模型化合物热解的主要芳香族产物有苯甲醇、甲苯、苯甲醛和愈创木酚等,Cα-OH官能团的选择性修饰可调控热解产物种类,其中,氧化修饰后的二聚体的热解产物种类变少,产物选择性增强;甲基化、乙酰化修饰后的二聚体热解可产生苯乙烷和甲苯。

脂肪酸( 酯) 脱氧制备生物燃料研究现状

随着全球能源消耗量的增长,传统化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭且环境污染等弊端日益突显.利用绿色、可再生生物质资源,尤其是脂肪酸(酯)脱氧转化制备液体燃料已成为全球关注的热点.脂肪酸(酯)脱氧过程中氢源的不同,直接影响脱氧的反应路径、效率和成本.鉴于此,本文根据氢源的不同,综合分析了近年来脂肪酸(酯)的直接加氢脱氧、原位加氢脱氧、脱羧脱羰等过程的研究进展.提出了未来脱氧过程的主要发展方向和研究重点,为商业化脱氧技术的开发提供新的助力.

新形势下化工类实验室安全隐患分析与防控

以河南大学化工实验室为例,针对实验室现状开展高校化工类实验室危险化学品辨识、"两重点一重大"辨识、实验室危险有害因素分析,深入挖掘了实验室存在的潜在安全隐患并提出了相应的解决措施,为保障实验室的安全、平稳、高效的运行奠定良好基础,对全面提升高校化工类实验室安全管理工作和预防实验室安全事故具有一定的参考意义。

HKUST-1吸附噻吩和二苯并噻吩性能研究

基于水热法制备了HKUST-1,通过XRD、SEM、FT-IR、N_(2)吸脱附和NH_(3)-TPD等手段对其进行表征,采用静态和动态吸附法考察了HKUST-1对噻吩(Th)和二苯并噻吩(DBT)的吸附性能,并通过Langmuir和Freundlich等温吸附模型及吸附动力学对吸附机理进行分析。结果表明,Freundlich模型能更好地拟合HKUST-1对Th和DBT的吸附;HKUST-1对噻吩类硫化物的吸附符合准二级动力学模型,吸附主要以化学吸附为主,扩散是吸附速率的影响因素;HKUST-1对Th和DBT的穿透硫容分别为10.03 mg/g和25.64 mg/g。

新工科背景下化工专业综合实验教育改革探索

始终坚持以学生为中心,重视教学经验的不断总结和教学方案的优化,结合本校的自身特点,注重培养学生的实践和创新能力,实现了提高学生工程思维和培养应用型化工人才的目标。

CdS的结构参数对其可见光分解水产氢性能的影响

采用水热/溶剂热法合成了球形、棒状和叶子状的CdS,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、荧光光谱(PL)、比表面积及孔隙率分析仪(BET)等技术对其结构和光吸收特性进行了表征.考察了4种CdS光催化剂的可见光分解水产氢性能,并考察了CdS的结构参数对其活性的影响.结果表明,当Pt的负载量为1.2%(质量分数)时,L-CdS产氢速率最高,为47.77 mmol·h^(-1)·g^(-1).结构表征显示,L-CdS(002)晶面衍射峰强度特别强.(002)晶面是高指数晶面,比表面能大,这可能是其活性高的主要原因.紫外-可见漫反射光谱和荧光光谱结果也表明,L-CdS具有很好的可见光响应和较弱的荧光强度.

无模板剂多级孔Ce-ZSM-5分子筛的制备及其吸附脱硫性能

采用无模板剂法制备了多级孔Ce-ZSM-5分子筛,通过XRD、SEM、FTIR、N2吸附-脱附、NH3-TPD等方法对分子筛晶体结构、形貌、孔结构参数及表面酸性进行了表征。以噻吩为模型分子考察了分子筛吸附脱硫性能,并进行了吸附热力学和吸附动力学研究。实验结果表明,多级孔Ce-ZSM-5分子筛的吸附量高于微孔ZSM-5和多级孔ZSM-5分子筛,吸附脱硫过程主要为单分子层化学吸附,333 K时最大吸附硫容为0.497 mmol/g;该吸附过程符合拟n级动力学模型,级数为1.2。

以粉煤灰为原料制备NaP分子筛及其吸附性能

以粉煤灰为原料,经对粉煤灰高温焙烧活化和酸浸除杂后,提取其中硅铝组分作为制备分子筛的硅源和铝源,采用水热合成法制备NaP分子筛.通过优化除杂参数和合成制备参数调控NaP分子筛的晶体生长,得到了制备NaP分子筛的适宜条件为:SiO2∶Al2O3∶Na2O∶H2O=1∶0.5∶1.66∶136,晶化温度和时间分别为120℃和8h.通过XRD、SEM等表征测试手段研究分子筛的结构特征,并且采用Ni^2+和Ca^2+吸附实验对NaP分子筛进行性能评价,Ni^2+的去除率最大可达99.58%,Ca^2+交换能力达到373mg/g.

无模板剂多级孔Ni-ZSM-5分子筛制备及其吸附噻吩性能

采用无模板剂法制备了多级孔Ni-ZSM-5分子筛,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、N2吸附-脱附和NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等方法表征分子筛晶体结构、形貌、孔结构参数及表面酸性。以噻吩为模型分子考察了分子筛吸附性能,并进行了吸附热力学和吸附动力学分析。结果表明,无模板剂多级孔Ni-ZSM-5分子筛的吸附量高于微孔ZSM-5分子筛和多级孔ZSM-5分子筛吸附量,吸附噻吩过程受到扩散及化学吸附两方面因素影响。在Ni-ZSM-5分子筛表面吸附是单分子层占主导地位的化学吸附,303 K时,最大吸附硫容为0.342 mmol/g;该吸附过程符合准n级动力学模型,级数为1.5。

乙酸氯化合成氯乙酸动力学研究

研究了催化剂浓度、反应温度及氯气流量对氯化过程的影响,得到了不同条件下氯乙酸、二氯乙酸和三氯乙酸的浓度随反应时间的变化规律.结果表明,乙酸氯化反应主要机理为连串反应,增加催化剂用量、提高反应温度和Cl2在反应体系中的浓度均可提高一氯乙酸的生成速率和最大浓度;最优反应条件为:120℃,催化剂用量20 mL,Cl2流量300 mL/min.将乙酰氯损失修正项引入拟一级连串反应动力学模型,可使拟合的总残差平方和由60.43降低至40.33.一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸生成反应的活化能分别为50.02、53.96和68.15 kJ/mol.

大液体量空分流程分析

针对有大液体量要求的冶金型空分装置,介绍了四种流程组织形式。通过模拟计算和分析比较,从设备投资、运行能耗、变负荷调节性、操作稳定性等方面,总结了不同流程型式的特点及适应性。针对不同的液体产品比例要求,推荐选择不同的流程形式,达到流程优化、节能降耗的目的。