以工程实践能力培养为导向的化工专业实践教学模式探索与实践

提高学生创新和实践能力是我国高等教育现阶段的重要任务。文章以中北大学化学工程与工艺专业为例，介绍了该校从实践教学方案制定、实践教学平台建设、多态化科研导入式教学模式构建、教学评价体系完善等方面着手，对化工专业实践教学模式进行的探索与实践，这种模式提高了人才培养质量。     

超重力法回收火炸药厂的混合溶剂

为回收三元混合溶剂（丙酮、乙酸乙酯、水）对HMX转晶时挥发的部分溶剂（丙酮和乙酸乙酯）,采用高效传质的旋转填料床对其进行了回收利用。考察了转速、液体流量和循环时间对吸收效果的影响。结果表明,转速和液体流量对混合溶剂的吸收有明显影响,实验的最佳操作参数为转速1000r/min,液体流量2m^3/h,液体循环时间12h。旋转填料床对混合溶剂的吸收具有良好的环保和经济价值。     

SiO2同步合成与固载酞菁的制备及可见光催化性能

首先通过对羟基苯甲酸和8-羟基喹啉分别与4-硝基邻苯二腈反应制备了羧基苯氧基邻苯二腈(CPPN)和喹啉氧基邻苯二腈(QPN),然后利用开环反应将CPPN键合到聚甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的硅胶(PGMA/SiO2)表面,得到键合有邻苯二腈的硅胶CPPN-PGMA/SiO2,再通过“同步合成与固载”的方法在PGMA/SiO2表面固载喹啉氧酞菁(QPc)或金属喹啉氧酞菁(MQPc),制备了固载化的酞菁QPc-PGMA/SiO2或CoQPc-PGMA/SiO2。通过红外光谱、扫描电镜、热重分析、紫外-可见漫反射光谱等对其结构、形貌和酞菁键合量进行表征和测定。考察了催化剂DBU用量对“同步合成与固载”酞菁过程的影响。最后以亚甲基蓝(MB)和苯酚为目标降解物,研究所制得的固载化酞菁催化剂QPc-PGMA/SiO2或CoQPc-PGMA/SiO2的可见光催化活性。结果表明,借助“同步合成与固载”的方法能够成功在PGMA/SiO2表面固载喹啉氧酞菁(QPc)或金属喹啉氧酞菁(CoQPc),得到固载化酞菁QPc-PGMA/SiO2或CoQPc-PGMA/SiO2。在可见光照射下,QPc-PGMA/SiO2和CoQPc-PGMA/SiO2均具有较好的光催化活性。较低浓度时,CoQPc-PGMA/SiO2催化降解亚甲基蓝的效果优于QPc-PGMA/SiO2;碱性条件有利于CoQPc-PGMA/SiO2光催化降解MB性能的发挥,在pH值为10.0时,0.2g/L的CoQPc-PGMA/SiO2能使MB的降解率高达97%以上。固载化金属酞菁周边取代基的性质对其光催化降解苯酚有一定的影响,有供电子共轭效应的CoQPc-PGMA/SiO2对苯酚的光降解效果最优,5min内苯酚的降解率达58%,2h内苯酚的降解率高达100%。此外,固载化金属酞菁还具有良好的重复使用性。     

超声强化铁碳微电解处理硝基苯废水

针对铁碳微电解处理有机废水时铁碳填料易钝化、难连续可用性的问题,采用超声波(US)-零价铁/活性炭(Fe0/GAC)微电解技术降解硝基苯废水。考察了铁碳填料连续使用性,考察了Fe0剂量、GAC剂量、废水初始p H值对US-Fe0/GAC降解硝基苯的影响规律。结果表明:不更换填料时,US-Fe0/GAC连续处理4批相同废水的硝基苯去除率均在90%左右;而在Fe~0/GAC处理下,4次硝基苯去除率依次为48%、36%、25%、17%。超声不仅维持了填料高活性使其能被连续使用,有效提高了Fe~0/GAC对硝基苯去除率。得到降解硝基苯的适宜操作条件为:Fe0剂量20 g·L~(-1),GAC剂量10 g·L~(-1),废水初始p H为4。在此条件下,反应80min,硝基苯的去除率可达93%,出水的可生化系数BOD5/CODcr为0.32,能满足生化处理要求。     

超重力强化O3/Fe(Ⅱ)氧化降解DNT实际废水

二硝基甲苯(DNT)生产工艺中产生的废水具有成分复杂、难生物降解等特点,为此本研究提出采用超重力强化O₃/Fe(Ⅱ)氧化降解DNT实际废水的思路,研究了操作参数对DNT废水去除效果的影响规律,揭示了超重力强化O₃/Fe(Ⅱ)氧化降解DNT的催化机理,分析了DNT降解过程中间产物,推测了其降解途径。结果表明：超重力因子的提高有利于硝基化合物的深度降解,体系pH值会影响臭氧的直接氧化和间接氧化反应以及催化剂Fe(Ⅱ)的浓度,在超重力因子β为40,Fe(Ⅱ)浓度为0.8 mmol·L^-1,O₃浓度为60 mg·L^-1,液体流量Q_L为80 L·h^-1,值为1.1的条件下,反应60 min硝基化合物的去除率达60%,相近操作条件下,硝基化合物去除率比鼓泡反应器(BR)O₃/Fe(Ⅱ)体系提高18.30%;电子顺磁共振图谱显示出1∶2∶2∶1的相对峰强度,表明了羟基自由基(·OH)的存在,证实该降解过程遵循·OH的催化机理;...     

错流旋转填料床气相压降特性研究

旋转床的气相压降是旋转床工程设计的一项重要指标。笔者利用空气,水系统对错流旋转填料床的气相压降进行实验研究。结果表明：在实验范围内,错流旋转床压降是逆流旋转床的十分之一;对错流旋转床压降影响较大的是转速和气量,与液流量几乎无关。     

撞击流旋转填料床内磷酸三丁酯对苯酚的络合萃取

在撞击流-旋转填料床(IS—RPB)内进行了磷酸三丁酯(TBP)对苯酚稀溶液的络合萃取实验研究。在研究IS—RPB转速和撞击流初速对萃取级效率影响的基础上,确定了最适宜操作条件。在最适宜操作条件下,应用不同体积组成的TBP 煤油萃取剂对苯酚稀溶液进行萃取,得到了95％以上的除酚率。动力学分析表明,TBP与苯酚的络合反应是一个快速过程,IS—RPB作为萃取器使用可以对扩散类型的萃取过程提供很高的萃取级效率。     

超重力气提法处理丙烯腈废水

基于常温下气提法处理丙烯腈废水去除率低的问题,提出了超重力强化气提法处理丙烯腈废水的研究思路。实验研究了超重力因子β、气液比、丙烯腈模拟废水初始浓度等因素对丙烯腈去除率的影响,确定了超重力单级气提适宜的操作条件,并就去除效果与传统气提法和搅拌法进行对比,着重考察了三级气提后丙烯腈的去除效果。结果表明：在常温、常压、超重力因子β为50.14、气液比为1300的条件下,超重力单级气提丙烯腈废水初始浓度为(3000±100)mg/L时,丙烯腈去除率为69.1%,相近条件下较传统气提法去除率提高了1.6倍,较搅拌法去除率提高了12倍,三级气提时丙烯腈去除率可达97.1%。超重力气提法强化了气液传质过程,实现了废水中丙烯腈的高效去除,具有较高的经济效益和良好的应用前景。     

超重力对活性炭上苯酚脱附性能的影响

研究了超重力对活性炭上苯酚脱附性能的影响及脱附动力学,并与传统脱附法进行了对比.结果表明,在常温、常压、超重力因子β=55.14、液体流率为40 L/h、碱液浓度为0.5 mol/L、吸附时间为90 min的条件下,苯酚脱除率达93.01%,较相近条件下传统脱附法提高了3.88倍;采用拟二级动力学模型对实验数据进行拟合,脱附速率常数由较相近条件下传统脱附法的13.66×10-4提高到超重力条件下的29.59×10-4,表明超重力强化了液固传质,对脱附有利;两种方法中以碱液为脱附剂的脱附性能均优于蒸馏水为脱附剂.     

化工原理课程改革的研究与实践

建设精品课程是深化教学改革、提高教学质量的一项重要举措。本文结合我校化工原理课程建设的实践,对教学理念的转变、教学内容与课程体系的改革、教学方法与教学手段的创新等方面进行了探讨。