基于应用型人才培养的无机非金属材料专业实践教学模式的研究——以萍乡学院无机非金属材料工程专业为例

实践教学是教学过程中非常重要的环节,对学生的培养有着至关重要的意义。结合萍乡学院无机非金属材料工程专业的实践教学的现状以及专业的特点,建立以现实人才需求为导向的实践教学体系,将实验教学、实习和毕业论文/设计三者有机的融合在一体,完善校企合作办学模式,强化实践环节,以达到全面提高实践教学水平的目的。

新工科背景下应用型地方本科院校应用化学专业建设存在的问题与对策——以萍乡学院应用化学专业为例

为主动适应新技术、新产业、新经济发展,发挥地方高校对区域经济发展和产业转型升级的支撑作用,根据"新工科"建设的思路和教育部关于引导部分地方普通本科高校向应用型转变的指导意见,以萍乡学院为例,分析了应用型地方本科院校应用化学专业建设中存在的问题。具体表现为:专业定位不明确、课程设置不合理、教学方法不够灵活、实践教学资源不够充分。提出应进一步优化课程体系、创新实践教学机制、加强师资队伍建设等方面具体应对措施,为构建新工科背景下产教学研的应用型人才培养模式提供思路。

莫来石晶须/陶瓷纤维增强堇青石质隔热材料

基于改善高温工业使用的堇青石质隔热材料强度较低的问题,以蓝晶石、黏土、氧化镁粉为原料,以小麦淀粉为造孔剂和固化剂,引入适量的硅酸铝陶瓷纤维和MoO_(3),通过MoO_(3)催化莫来石晶须在陶瓷纤维表面的原位形成,制备了具有莫来石晶须/陶瓷纤维互锁多级结构增强的堇青石质隔热材料。研究了硅酸铝陶瓷纤维在MoO_(3)的作用下于不同温度(1200、1250、1300和1350℃)热处理后对材料显微结构、常温力学性能和热导率的影响。结果表明:在MoO_(3)的作用下,莫来石晶须在硅酸铝纤维表面生长,基本呈现垂直趋势,部分穿插于发育良好的堇青石晶粒中;随着热处理温度的升高,硅酸铝陶瓷纤维表面的莫来石晶须由短棒状转变为细长针状,且长径比逐渐增大;这种具有纤维/晶须多级结构的堇青石质材料,其力学性能得以提高的同时热导率也降低,其中1350℃热处理后试样的性能最佳。

“大气污染控制工程”课程思政案例探究

“大气污染控制工程”是环境科学与工程专业的主干课程,其知识结构与知识体系是美丽中国建设的重要内容。课题组基于思政示范课程“大气污染控制工程”的思政实践,从环境公害事件、权威数据、时事政策、工程技术创新、典型人物事迹、优秀传统文化等角度充分挖掘本课程的思政元素,列举了具体的思政实施案例,为丰富该课程的思政案例库及思政教学改革提供有益借鉴。

废水处理工程设计实例及运行效能分析

为解决某养殖场200 t/d废水处理问题,文中采用“絮凝沉淀预处理+接触氧化法+MBR”工艺对废水进行处理,工程稳定运行后,出水水质COD_(cr)约为134.4 mg/L、NH_(3)-N约为36 mg/L,远低于GB 18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》排放标准限值,并介绍了工艺流程及构筑物的相关设计参数。效能分析表明,该工程运行费用为1.9元/m^(3)废水,日运行费用378元,低于同类处理工程。

Pd/MWCNTs纳米复合材料的制备及其电催化性能研究

采用简便的原位合成法,将立方晶形Pd纳米粒子高效负载在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面,制备了Pd/MWCNTs纳米复合材料。通过改变Pd(acac)2和MWCNTs的投料比,调控负载于MWCNTs表面的Pd纳米粒子的粒径及密度。运用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TG/DTA)、X射线粉末衍射仪(XRD)等技术手段对Pd/MWCNTs纳米复合材料进行详细表征。电化学实验结果表明,Pd/MWCNTs纳米复合材料对甲醇和过氧化氢展现出良好的电催化性能。

电瓷废料的加工及资源化利用现状

电瓷在生产制造过程中会产生电瓷废料,随着电瓷行业的持续发展,将电瓷废料资源化利用具有重要意义。本文介绍了电瓷废料的物理化学性质及特点、加工处理方式以及电瓷废料资源化利用的综合现状,探讨了电瓷资源化利用的一些问题及发展方向,以期为电瓷废料的资源化利用提供参考。

基于“产学研用”理念的环境工程专业毕业设计与应用

课题组提出了“产学研用”理念贯穿环境工程专业毕业设计思路,并以难降解有机废水——磨尖丝废水为例,开展了环境工程专业的毕业设计与应用,获得了最优处理方案及操作条件并应用到工程实践中,模拟实际废水处理结果验证研究效果,以培养学生解决复杂工程的综合实践能力。

多孔碳材料在超级电容器中的应用

超级电容器是近年发展起来的一种新型储能元件,超级电容器性能的关键是电极材料.多孔碳材料以其比电容高和循环寿命长等优点,已经成为当前超级电容器的最主要电极材料.用作超级电容器电极的多孔碳材料主要包括活性炭、活性碳纤维、碳纳米管等.本文简单介绍了超级电容器的工作原理;着重概述多孔碳材料在超级电容器方面的应用;最后对超级电容器的发展进行展望.

铁酸镁绝缘包覆羰基铁粉软磁复合材料的制备与性能表征

球形羰基铁粉颗粒经铁酸镁(MgFe2O4)绝缘包覆后,与改性环氧有机硅树脂(ESR)均匀混合,通过压制成型和退火处理制得软磁复合材料。TEM、SEM、EDS、XRD和XPS分析结果表明,MgFe2O4层包覆在铁粉颗粒表面。采用振动样品磁强计和磁性材料自动测试系统对样品进行磁性能测试。经800 MPa压制和550℃退火处理后软磁复合材料在100 kHz和50 mT时的磁芯损耗为167.5 W/kg。

原料配方对氧化铝/铝金属陶瓷材料性能的影响

金属陶瓷既保持了陶瓷材料的特性,又具备金属材料优势,因此应用非常广泛。利用粉末冶金方法制备氧化铝/铝金属陶瓷材料,研究原料配方对氧化铝/铝金属陶瓷材料性能的影响,为研制得到耐磨性能好、导热系数高的金属陶瓷材料提供参考。结果表明,氧化铝与铝的质量比为1∶3时,所制备的金属陶瓷的性能最好,致密度最高,铝与氧化铝分布均匀。加入MgO的助烧效果相对于SiO2和Y2O3要好,且致密化程度较高,其试样硬度和强度比添加了SiO2和Y2O3的试样要高。采用沉淀法制取复合粉体制备金属陶瓷比球磨法制取复合粉体制备的金属陶瓷性能优异,致密度和表面硬度较高,其致密度为97.1%,表面硬度为875 HV,电阻率为0.0169Ω·m。

微波水热合成YBO3∶Pr^3+上转换发光材料及对ZnO光催化性能的影响

采用微波水热法合成了YBO3∶Pr^3+上转换发光材料,通过X射线衍射、冷场发射扫描电镜和荧光光谱对样品的物相、形貌和发光性能进行了分析表征。结果表明:所得YBO3∶Pr^3+样品为六方晶型,具有纳米片组成的球形花簇状结构,可将450~525nm的可见光转换成250~350nm的近紫外光;YBO3∶Pr^3+的最佳合成温度为200℃,Pr^3+的最佳掺杂量为x=0.010mol;Y0.99BO3∶0.01Pr^3+与ZnO复合能明显地提高ZnO的光催化效率,ZnO/Y0.99BO3∶0.01Pr^3+复合光催化剂在光照120min后降解效率达到了98%。

环境科学与工程专业环境影响评价课程项目化探究

文章针对环境影响评价课程的教学现状,论述了通过课程体系的设计、课堂教学模式及过程考核评价等内容探究项目化驱动教学在环境影响评价课程中的改革思路及初步成效,并总结了实施过程中的注意问题。

重铬酸盐法和快速检测仪法测定水质化学需氧量(COD)对比研究

为了科学合理地选择快捷经济的水质化学需氧量(COD)测定方法,课题组选取两种目前常用的水质COD测定方法:重铬酸盐法和快速检测仪法,利用标准水样对比研究了它们的准确度、精密度、加标回收率和高浓度稀释倍数,还比较了两种方法的实验耗时、废液产生量、试验成本、试剂危害、试剂配制难易程度以及影响因素。结果表明:这两种方法测定的结果均达到了国家标准要求且都具有较高的准确度和精密度。总体上,前者的准确度弱于后者,但前者的精密度优于后者。重铬酸盐法适用范围较广,但分析步骤烦琐耗时多,危险系数高,对分析人员技术要求较高;而快速检测仪法操作简单、快速、安全,污染小,可批量检测样品。在具备实验条件的情况下,可优先采用快速检测仪法测定水质COD。

基于应用型人才培养的线上线下混合式教学模式研究——以“环境工程原理”课程为例

“环境工程原理”是环境学科的主干专业基础课程。依托超星学习通平台,充分发挥线上教学和课堂教学双重优势,从教学内容、教学设计和考核评价体系等方面,开展线上线下混合式教学模式的实践探索,以提高课程教学质量,培养学生的自主学习能力和应用能力。

城市森林冠层对大气金属输入的影响

为探究城市森林冠层与大气金属输入的相互作用关系,深入了解城市人工林生态系统金属迁移的环境路径,对哈尔滨市区樟子松人工林内穿透雨、树干茎流以及大气降雨进行监测,测定其中的K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Zn和Mn 8种金属,分析伴随降雨分配过程的金属浓度变化特征和在森林生态系统中的输入量。结果表明:(1)大气降雨经过森林冠层后,穿透雨中K、Na、Mg、Fe、Mn和Cu浓度增加,Ca和Zn浓度减小;树干茎流中,仅有Cu浓度减小。(2)樟子松人工林冠层对K、Ca、Cu和Zn起到过滤作用,而对Na、Mg、Fe和Mn起到淋溶作用。

原子团簇尺寸对Al-Cu-Mg合金疲劳过程中滑移带形成及裂纹扩展行为的影响

通过透射电镜(TEM)、原子探针(APT)等分析手段,研究了不同时效态Al-Cu-Mg合金中原子团簇对疲劳裂纹扩展行为的影响。结果表明:自然时效态试样只含有小尺寸原子团簇(<100个原子),而170℃人工时效态试样出现大尺寸原子团簇(>100个原子),且随着时效时间的延长,大尺寸原子团簇逐渐增多,并在170℃/8 h态开始析出少量S′相。小尺寸原子团簇对位错滑移的阻碍作用较小,在裂纹扩展过程中形成了较多的滑移带,裂纹沿滑移带扩展,表现出较高的裂纹扩展速率;随着团簇尺寸的增大,延缓了Al-Cu-Mg合金在疲劳过程中的溶解和强化效应的衰减,限制了裂纹前端滑移带的形成,显著降低了裂纹扩展速率;S′相的析出阻止了位错往复滑移并减少了裂纹闭合效应,表现出较高的疲劳裂纹扩展速率。170℃/1 h态合金中大尺寸原子团簇数量密度较高,且没有析出S’相,因此具有较优的抗疲劳裂纹扩展性能。

长度1~10 m金属滤芯脉冲喷吹性能的模拟

为探究金属长滤芯的脉冲喷吹性能,运用ANSYS Fluent软件开展脉喷流场的数值模拟,考察滤芯长度和金属网目数对喷吹强度和均匀性的影响。研究结果表明:脉冲喷吹过程中金属滤芯内存在4类压力峰,分别为静压波峰、气团膨胀峰、蓄积反弹峰、余压波动峰;不同长度滤芯内的静压力分布不同,金属短滤芯(1 m)的底部喷吹气流蓄积最为剧烈,形成的压力最大,中等长度滤芯(2~4 m)底部压力蓄积减弱,低于上部区域,长滤芯(5~10 m)内喷吹气流沿途先膨胀后持续减弱,侧壁压力整体表现为上部>中部>底部;1~5 m金属滤芯的喷吹强度及均匀性随着滤芯长度增加而变差,6~10 m金属滤芯的喷吹强度及均匀性随着滤芯长度增加而得到改善,且都随金属网目数的增加而改进。研究结果对金属滤芯的设计与优化具有指导意义。

粉煤灰基介孔铝取代托贝莫来石去除水中Cd^(2+)

以粉煤灰(FA)为原料水热合成了不同铝硅物质的量比(Al/Si)的介孔铝取代托贝莫来石(TFA).采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、场发射环境扫描电子显微镜(SEM)、比表面孔径分析仪和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对FA及制备的TFA的理化性质进行表征.结果表明,TFA1(Al/Si=0.4)的比表面积、孔隙体积和平均孔径分别为74.30m^(2)/g、0.4495cm^(3)/g和24.20nm,TFA2(Al/Si=0.1)的分别为99.48m^(2)/g、0.5218cm^(3)/g和20.98nm,均远高于FA的1.77m^(2)/g、0.004338cm^(3)/g和9.79nm.FA、TFA1和TFA2对Cd^(2+)的吸附动力学数据更加符合伪二级动力学模型.Langmuir等温线模型可以更好地描述Cd^(2+)的吸附等温线,TFA1对Cd^(2+)的饱和吸附量为205.76mg/g,远高于FA和TFA2的94.58mg/g和107.30mg/g.采用XRD、SEM-X射线能量色散谱仪和FTIR分析了TFA对Cd^(2+)的去除机理.结果表明TFA的介孔结构、大量的-OH、Ca^(2+)与Cd^(2+)的离子交换,以及CdCO_(3)和Cd(OH)_(2)的沉淀对Cd^(2+)的去除起着重要作用.本文表明TFA可以应用为一种高效又廉价的Cd^(2+)吸附剂,为FA的资源化利用和含Cd^(2+)等重金属离子废水的处理提供了一种潜在的应用方法.

响应曲面法优化分析MBR钨冶炼废水处理过程研究

钨冶炼废水具有高盐度、低碳氮比等特点,对于生化处理是一个极大的挑战。本研究采用膜生物反应器(MBR)处理5%盐度钨冶炼废水,考察了不同运行条件(HRT、pH和DO)对处理效能的影响,并通过响应面分析法对反应器去除COD、NH_(4)^(+)-N和TN的效果进行优化分析。结果表明,反应器处理效果随HRT的增加而提高;pH对去除COD影响较小,NH_(4)^(+)-N和TN则相反,pH在8左右时,去除效果最优;DO在1 mg/L左右时,系统对污染物去除效能最好。对响应面结果进行实验验证后表明在HRT为21.7 h、pH为7.7~8.0、DO为1 mg/L时,MBR系统在5.0%盐度下对COD、NH_(4)^(+)-N和TN去除率可达91.24%、83.87%和75.26%。