基于CDIO工程教育理念的化学工程与工艺专业培养模式研究与探索

我们针对现阶段国内工科院校教育现状,借助国际先进的CDIO工程教育模式,对合肥工业大学化学工程与工艺专业的教学体系、教学内容、教学方法及学生的考核制度等进行了改革。教改注重课程理论与实践环节的连接,引导学生主动探索,全面培养学生的CDIO工程能力,以培养合格的化学工程与工艺专业人才为目标。     

加强化学化工实验教学示范中心建设促进创新型人才培养

合肥工业大学化学化工实验教学示范中心通过加大软硬件设施投入、推进教学内容和模式创新、深化管理体制改革等措施,建立了多个实验和实践教学平台,构建了一套完整的实践创新教学体系,促进了教育资源整合与共享,并在培养学生工程实践创新能力方面取得了良好成效。     

哌嗪类有机胺脱除二氧化硫性能及机理探讨

选择哌嗪（PZ）及其衍生物N，N'-双（2-羟乙基）哌嗪（BHEP）、N，N'-双（2-羟丙基）哌嗪（HPP）、1-（2-羟乙基）-4-（2-羟丙基）哌嗪（HEHPP）、1-（2-羟乙基）哌嗪（HEP）5种哌嗪类有机胺作为SO₂吸收剂，采用动态法在填料塔中吸收模拟烟气中的SO₂并对吸收剂进行热再生。4次循环吸收解吸实验结果表明：有机胺的碱性与位阻效应共同决定其脱硫性能。PZ的pK_a最大，对SO₂有较大的吸收容量，首次饱和吸收容量高达0.8428mol/mol，但难解吸且再生能耗高，首次解吸率仅为78.9%，4次循环后饱和吸收容量下降了54.3%，循环吸收能力较差；HEP吸收效果次于PZ，其解吸性能较PZ有所提高；双羟基哌嗪类二胺的pK_a最小，饱和吸收容量相对较低，平均不低于0.4mol/mol；解吸率高，平均保持在95%以上，且再生能耗低、稳定性好，其中HEHPP的脱硫性能介于BHEP和HPP之间。因此，双羟基哌嗪可作为新型高效脱硫剂。     

溶剂热法制备一维γ-Al_2O_3

采用H2O2直接沉淀铝酸钠溶液,再经过不同的溶剂热处理得到不同形貌的一维纳米γ-Al2O3结构。产物经过XRD、TEM和FT-IR表征,结果表明,以水热法制备的γ-Al2O3呈规则的长条形薄片,薄片的平均直径为40~80 nm,长度为100~200 nm;以醇热法制备的γ-Al2O3呈纤维状结构,直径约为10~15 nm,长约100~120 nm;以吡啶作为溶剂所制备的γ-AlO呈针状结构,平均直径在3~5 nm,长约30~50 nm。     

S,Fe共掺杂纳米TiO_2的制备及其光催化性能

以水热法制得了S,Fe共掺杂的纳米TiO2光催化剂(TiO2-S-Fe),XRD分析表明,其为锐钛矿晶型,S,Fe掺杂能抑制TiO2粒径的生长;UV-vis漫反射表明,TiO2-S-Fe对可见光吸收增强,吸收带边明显红移;XPS显示S,Fe共掺杂,使得TiO2表面羟基氧含量提高,从而提高催化剂活性;可见光降解甲基橙溶液结果表明,共掺杂样品光催化效果优于单掺样品,S和Fe共掺杂对提高TiO2可见光活性具有协同效应。当Fe3+∶S∶Ti(摩尔比)=0.005∶1∶1,180℃下水热反应3 h时,制得的TiO2-S-Fe可见光催化活性比纯TiO2的活性提高了约10倍。     

填料塔中哌嗪二胺吸收低浓度SO_2的传质性能

为满足有机胺法脱硫设计开发的需要,采用动态吸收法测定了填料塔中哌嗪二胺(PA-A)水溶液吸收低浓度SO2的体积总传质系数KGa,考察了吸收工艺参数如吸收液中的PA-A浓度和初始pH值、液相流率、吸收温度、进气SO2浓度及流速等对KGa的影响。结果表明:KGa随着吸收液中的PA-A浓度和初始pH值、液相喷淋密度的增加而增大;随着吸收温度、气相流率及进气SO2浓度的增加而减小。通过实验结果分析得到体积总传质系数KGa与气液相流率比(qG/qL)之间符合指数关系式,该经验关系可用于工程设计计算。     

氟氮共掺杂二氧化钛/还原氧化石墨稀复合光催化剂的制备及其可见光催化性能

以氧化石墨烯(GO)、TiO2、尿素、NH4F和Vc为原料,采用水热法制备氟氮共掺杂二氧化钛/还原氧化石墨烯复合光催化剂(F-N-TiO2/rGO)。对制备的F-N-TiO2/rGO样品的相组成、结构、形貌和光谱性质进行分析表征。结果表明:F、N共掺杂的TiO2仍为锐钛矿晶型,呈纳米颗粒状均匀分布在片状还原氧化石墨烯表面;增强了对400~800nm可见光的吸收,且吸收边发生明显的红移;同时C—Ti共价键的形成使石墨烯与TiO2紧密结合,提高了界面电荷传输效率使光生电子有效分离,使得F-N-TiO2/rGO的催化活性大大增强,可见光下对甲基橙(MO)的降解速率达1.17mg/(h·g),是商品P25的2.8倍。     

大孔树脂对竹叶总黄酮的吸附平衡和动力学

考察了7种大孔树脂对竹叶总黄酮的吸附及解吸特性,发现AB-8大孔树脂具有较高的吸附选择性和良好的脱附性能,并采用静态吸附实验研究了AB-8大孔树脂对竹叶总黄酮的吸附平衡和动力学特性。结果表明,Freundlich方程可较好地描述竹叶总黄酮在AB-8树脂上的吸附平衡;吸附自由能变？G〈0,熵变？S〉0,吸附为自发的熵增过程,升高温度有利于吸附分离。焓变？H为13.45 kJ/mol,在氢键键能范围内;吸附竹叶总黄酮前后树脂的红外谱图也表明,AB-8树脂对竹叶总黄酮分子的吸附是以氢键形式发生的物理吸附。动力学研究表明,吸附过程符合二级动力学方程,颗粒外的液膜扩散是决定吸附速率的主要步骤。     

碱改性气化煤泥对水溶液中对氨基苯酚的吸附

采用NaOH溶液对气化煤泥（CS-R）进行改性,考察了改性时间、温度、NaOH溶液浓度、液固比等因素的影响,利用静态吸附法研究了碱改性煤泥（CS-OH）对水溶液中对氨基苯酚（PAP）的吸附性能.结果表明,碱改性的最佳工艺条件是：改性时间24h,温度100℃,液固比10∶1,NaoH溶液浓度2 mol/L;CS-OH吸附PAP的综合性能优于CS-R.对于低浓度PAP废水,经CS-OH处理后可以达到国家工业废水排放标准.