工程教育专业认证背景下的化学反应工程课程建设

在工程教育专业认证的背景下,基于成果导向理念的课程体系改革迫在眉睫.化学反应工程是化学工程、制药工程及相关专业的主干课程.基于此,本文对化学反应工程的课程教学大纲及课程教学内容等方面进行修订和改革,期望该课程支撑化学工程及制药工程专业毕业要求能力的达成.同时最大程度激发学生的学习兴趣,提高学生解决复杂工程问题的能力.     

氨基磺酸改性海藻酸钠的制备及对Fe3+的吸附

为有效防止尾矿坝化学堵塞可在排水设施上涂覆海藻酸钠基吸附材料。以海藻酸钠(SA)为基体, 高碘酸钠为氧化剂, 氨基磺酸为改性材料, 制备了一种吸附材料氨基磺酸改性海藻酸钠(MSA), 使用FT-IR、SEM对其进行表征, 并研究了MSA对Fe³⁺的吸附行为。研究结果表明: —NHSO₃H被成功引入到海藻酸二醛(ADA)上制得MSA; MSA吸附Fe³⁺后分子尺寸增大, 分子链空隙增大。MSA吸附Fe³⁺的较佳吸附条件为Fe³⁺初始质量浓度200 mg/L、Fe³⁺溶液pH值2、吸附时间240 min, 吸附温度25 ℃, 此时MSA对Fe³⁺的吸附量最大, 为151 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式, MSA对Fe³⁺的吸附是单分子层化学吸附; 吸附热力学分析表明吸附过程是一个自发的过程, 且温度升高不利于吸附反应的进行。     

电极上气泡分离行为及其强化技术研究进展

电解水作为大规模生产氢气的途径,增强电解水效率对于氢能源的生产具有十分重要的意义。而如何提高电解水工艺的电解效率是一个被广泛关注的问题。在电解过程中,电极两端产生的气体有三种去向：逸出电解槽、溶解于电解质中、附着在电极上。但在电解过程中,附着在电极上的气泡会严重影响电极与电解质之间的接触面积,直接降低了电解效率。降低气泡在电极上的停留时间能够有效增加电解质与电极的接触时间,提高产氢效率。本工作主要综述了近年来促进电解过程中极板上氢氧气泡从电极分离行为的研究,分别从极板属性、电流、溶液浓度和外加物理场这几个方面对气泡成核、生长、聚结和分离行为进行了具体的归纳总结,讨论了各种强化气泡分离方法的特点,并展望了未来的发展方向和路线,为未来的电解气泡脱离技术的研究提供参考。     

H-PSMA/PVA/PP复合膜的制备及油-水乳液分离性能

通过两步法对聚丙烯（PP）膜进行了亲水改性:首先,通过在碱性条件下水解苯乙烯-马来酸酐共聚物（PSMA）制备了水解的苯乙烯-马来酸酐共聚物（H-PSMA）;然后,以聚乙烯醇（PVA）为亲水性改性剂,戊二醛（GA）为交联剂,将H-PSMA/PVA/GA复合材料浸涂在PP基底膜上,制备了亲水性水解苯乙烯-马来酸酐共聚物/聚乙烯醇/聚丙烯（H-PSMA/PVA/PP）复合膜。利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析表征了H-PSMA和H-PSMA/PVA/GA的结构;通过测试复合膜表面的静态接触角,探究了PVA和GA含量及成膜溶液的质量浓度等对膜表面润湿性能的影响;最后,测试了复合膜的油水分离效率和重复利用率。结果表明:当GA、PVA和H-PSMA的质量比为0.225∶1∶1,成膜溶液的质量浓度为0.03 g/mL时,所制备的H-PSMA/PVA/PP复合物膜对水包油乳液（O/W）表现出优异的分离性能,初次油水分离效率为99.40%,当重复分离10次后,油水乳液的分离效率仍达到98.83%以上。该复合膜的制备工艺具有安全性好、成本低和环境友好的特点。     

冠脉造影图像血管增强及减影的优化方法

针对于传统X射线冠状动脉造影序列图像的血管的减影包含严重伪影以及减影结果不完整等问题,提出了冠脉造影图像血管增强以及减影优化的方法。基于冠脉造影序列图像的时空特性,将相同时相的图像匹配进行减影,得到初步减影结果。针对初步减影部分缺失,对有导管遮挡没有被识别的单根血管进行二次增强处理。增强方法为:运用区域生长确定被导管遮挡的血管部分,以此部分为基础按规定模板扩展,形成覆盖导管区域,区分血管和导管,改变两部分的灰度值,增大对比度。最后采用灰度线性变换、中值滤波等步骤,得到优化的冠脉血管减影。实验表明,本减影及优化方法可以从冠脉造影序列图中提取较为完整清晰的冠脉血管并且具有很好的可控性和鲁棒性。     

有机发光材料中间体1-羟基芘的合成工艺研究

1-羟基芘是一种重要的有机电致光材料中间体,该中间体能与一些芳烃及其衍生物进一步反应得到不同性质的光电材料,具有广阔的市场前景。为获得1-羟基芘,本文以芘为原料,在二氯甲烷溶液中,在三氯化铝的催化下与乙酰氯反应得到1-乙酰芘;然后与间氯苯过甲酸或过氧硼酸发生bayer-villiger反应,得到1-乙酰氧基芘;接着在甲醇和四氢呋喃混合溶液中水解得到1-羟基芘,该合成路线短,原料易得,适应工业化生产,经1HNMR光谱鉴定,产物与1-羟基芘结构一致。     

肺动脉高压孤儿药Selexipag合成工艺的优化

首先,以二苯基乙二酮和2-氨基乙酰胺为原料,通过环合反应和羟基氯代合成了5,6-二苯基吡嗪-2-醇（Ⅰ） 和5-氯-2,3-二苯基吡嗪（Ⅱ）。其次,化合物?Ⅱ?与4-异丙氨基丁醇反应得到4-［（5,6-二苯基-2-基）（异丙基）氨基］-1-丁醇（Ⅲ）。然后,化合物?Ⅲ?和溴乙酸甲酯发生Willianmson反应得到2-｛4-［N-（5,6-二苯基吡嗪-2-基）-N-异丙基氨基］丁氧基｝乙酸甲酯（Ⅳ）。最后,Ⅳ与甲基磺酰胺在叔丁醇钠作用下缩合得到目标产物Selexipag。对各步反应进行了优化,羟基氯代反应条件为: n （Ⅰ）∶n （POCl3）=1.0∶1.7,120?℃反应4 h。胺基化条件为: n （4-异丙氨基丁醇）∶n （Ⅱ）=4.0∶1.0,170?℃反应68?h。Willianmson反应条件为: n （Ⅲ）∶n （溴乙酸甲酯）∶n （四丁基溴化铵）∶n（氢氧化钠）=1.0∶1.0∶0.1∶15.0,甲苯为溶剂,80?℃反应5?h。酰胺化反应条件为: n （Ⅳ）∶n （甲基磺酰胺）∶n （叔丁醇钠）=1.05∶1.0∶1.5,室温反应2 h。优化工艺总收率达到74.5%,且反应条件温和,分离方法简单,适合工业化生产。     

化学气相沉积法制备碳化铬薄膜的研究

以三（2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮）化铬为前驱体,采用化学气相沉积（CVD）法在氧化铝（Al₂O₃）陶瓷基板上制备碳化铬（Cr₃C₂）薄膜,其中沉积温度为723 K至923 K,沉积时间为1 200 s。研究了不同沉积温度对Cr₃C₂薄膜的相组成、择优取向、宏观表面、微观结构及电学性能的影响。结果表明,在723 K至923 K下制备得到具有高度（130）择优取向的Cr₃C₂薄膜。随着沉积温度的升高,Cr₃C₂薄膜表面先由光滑变粗糙,后逐渐变光滑;薄膜晶粒呈椭球型生长;薄膜的厚度先增加后减小,从而导致电阻先减小后增大。在798 K时制备得到厚度最大且电阻最小的（130）择优取向的最佳Cr₃C₂薄膜。同时,在实验条件下Cr₃C₂薄膜表面存在少量的碳和Cr₂O₃。     

不可逆量子斯特林热泵循环性能分析与优化

建立了以一维无限深势阱中极端相对论粒子为工质的不可逆量子斯特林热泵循环模型。考虑高低温热源之间的热漏,导出了循环的性能系数与无量纲泵热率的表达式。分析了循环性能与各性能参数之间的关系。研究发现,热泵的性能系数与无量纲泵热率都随粒子在状态1进处于激收态上的占有几度单调递减,性能系数与无量纲泵热率都是势阱宽度比的凸单调函数。无量纲泵热率关于性能系数的关系曲线为回原点的扭叶型,并确定了该不可逆量子斯特林热泵的最优运行区间。