《环境工程原理》工程案例和问题导向的教改研究

环境工程原理课程是环境工程专业的一门专业基础课程。应对当前教育改革的要求,就要求我们对过去的教育理念和教学方法进行改进,研究新的教学方法,使学生能够探索新的规律和发现新的知识。新时期应用型人才培养要求地方本科院校培养应用技术和实践人才,培养符合地方发展的各类工程师人才。结合环境工程专业的特点,我们在对环境工程课程的教学改革中,实行以工程案例和问题导向相结合的教学方法,提高了学生解决实际问题的能力。     

环境化学教学要注重区域和专业特点

环境化学是向环境工程专业学生开设的一门重要的专业课程,它对学生专业素质的提高具有十分重要的作用。本文简要概述了环境化学的课程内容及特点,并就区域特色和专业特点等进行了阐述和探讨     

有机分子结构与无限稀释活度系数间的定量关系

探讨了4个不同温度下有机物的结构与无限稀释活度系数(γ^m)之间的定量关系。以量子化学参数定量刻画有机分子结构，分别采用遗传程序设计(GP)和理论线性溶解能关系(TLSER)构建关联模型，并对两种方法进行了比较。结果表明：在4个不同温度下，无论从标准偏差还是从平方相关系数看，GP所得结果均优于TLSER，并且GP所得回归方程不仅具有形式上的灵活性，而且方程所含变量较少。     

不同配体Ce-MOFs衍生的CeO2催化剂的制备及催化性能研究

通过水热合成法合成了有机配体不同的前驱体铈基金属-有机骨架,经过400℃煅烧得到CeO₂催化剂用于催化氧化甲苯,并研究了催化剂的性能。结果表明,在反应温度为180～260℃、质量空速为60000mL/(g·h)条件下,催化剂活性顺序为CeO₂-B>CeO₂-M>CeO₂-A(B、M、A分别是有机配体4,4′-联吡啶、2-甲基咪唑、2-氨基对苯二甲酸的英文首字母)。CeO₂-B在215℃对甲苯的降解率达到92.9%,在30h稳定性测试中保持优异的催化性能,其优异的催化活性得益于较大的比表面积(126.72m²/g)、孔容(0.19cm³/g)、平均孔径(5.44nm)、较高的Ce³⁺含量(19.97%)和表面化学吸附氧含量(43.63%)。X射线衍射、全自动比表面积分析仪、扫描电子显微镜、氢气-程序升温还原、X射线光电子能谱等表征证明,有机配体会影响催化剂的比表面积、孔容、孔径和粒径等物理性质。     

《环境工程原理》教学改革研究

环境工程原理是环境工程专业的重要专业基础课程。通过对《环境工程原理》教学模式的优化,提出了该课程的教学方法和教学内容的改革措施,使学生能够从实践角度上提高对工程专业的理解能力和创新能力。我们提出了对《环境工程原理》课程改革探索要求,针对课堂教学为主教学模式进行改革,以提高学生的应用和实践能力。     

碳纳米管形成机理的Monte Carlo模拟

采用蒙特卡罗方法研究了碳纳米管生长初期"碳帽"的形成过程,并且考察了碳原子的添加速率对其形成过程的影响.模拟在立方元胞中进行,先随机放置一个金属团簇和一些碳原子形成共熔体,然后在距离共熔体表面0.6 nm处释放碳原子.模拟结果表明,碳原子首先吸附在金属团簇的表面,然后扩散到团簇中.当碳原子在团簇中的浓度达到饱和后,在镍团簇的另一侧析出,形成"碳帽"结构.碳原子的添加速率太快,不利于形成碳帽,甚至形不成"碳帽".     

碳纳米管性质对填充镍结构的影响

采用蒙特卡罗方法研究了碳纳米管的直径、形貌以及与金属镍之间的相互作用对填充镍结构的影响.结果表明:碳纳米管的直径决定内部金属的结构,并且随着直径的增加,含有中心原子链的同轴层状结构和不含中心原子链的同轴层状结构交替出现.另外,碳纳米管的形貌与金属-纳米管之间相互作用对填充镍的结构并没有显著的影响.     

ZnS在TiO2纳米管上的分散对其光催化降解染料废水的影响

水热法制备了TiO2纳米管,并采用简单加热回流的方法制备了ZnS/TiO2纳米复合材料。采用TEM、XRD分析手段对产物进行表征,并对其光催化降解酸性玫瑰红B(AR)染料废水进行了研究。考察了反应物供给速率、硫化锌复合量、催化剂稳定性、光照对光催化降解效果的影响。研究表明控制反应物供给速率和硫化锌的负载量可使硫化锌在二氧化钛纳米管表面均匀分散。当染料废水初始浓度为10mg/L,ZnS:TiO2=8:1时,ZnS/TiO2复合材料光催化活性最高。且催化剂稳定性较好。     

银、氮共掺杂板式TiO2纳米管光催化降解染料废水及其动力学研究

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列,通过湿化学方法掺杂氮银元素,形成银、氮共掺杂TiO2纳米管阵列,研究其光催化降解染料废水性能及其动力学过程.结果表明,经过450℃煅烧的催化剂,在碱性条件下,掺银量为0.5 mol·L-1、掺氮为25％时,催化效果最好,光照射3h后,亚甲基蓝溶液降解率达到99.78％.该催化剂稳定性好,可重复使用.