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綠色化學與化工論文范文1
1.中國精細化工的現狀和發展前景展望
2.精細化工過程控制技術的發展動向
4.精細化工廢水的污染特性分析及其控制策略
5.我國油脂化工、精細化工生產現狀與發展建議
6.從“十二五”規劃看中國精細化工行業發展趨勢
7.精細化工的發展趨勢以及如何發展綠色精細化工
8.精細化工專業實驗教學新模式的構建與實踐
9.固相有機合成及其在精細化工中的應用與前景
10.精細化工過程控制技術的重要發展趨勢
11.我國精細化工發展現狀和趨勢
12.有機精細化工中間體的發展現狀及仿生催化氧化在中間體合成中的研究進展
13.精細化工發展前景以綠色精細化工的發展策略
14.現代煤化工產業的精細化發展
15.精細化工的現狀與發展
16.精細化工發展的關鍵技術——模型化、控制與優化研究
17.我國精細化工行業存在的問題及對策
18.精細化工的發展趨勢以及如何發展綠色精細化工
19.我國精細化工行業現狀和“十三五”發展規劃
20.精細化工實驗教學改革的探索與實踐
21.廣東省精細化工發展現狀與對策
22.精細化工實驗教學改革與實踐
23.生物催化在精細化工產業中的應用(上)
24.淺談綠色精細化工關鍵技術
25.基于現代精細化工發展初探
26.對遼寧省精細化工產業“十三五”規劃的建議
27.生物催化在精細化工產業中的應用(下)
28.我國精細化工產業的現狀和發展趨勢
29.晉煤集團精細化工產業發展前景
30.淺談“十二五”期間精細化工發展方向
31.廣東省精細化工現狀與發展
32.論我國精細化工的發展現狀與趨勢
33.精細化工課程群的整合及改革實踐
34.淺析我國精細化工的現狀與前景
35.精細化工領域過程系統工程技術研究發展趨勢探討
36.我國精細化工產業的現狀、存在的問題及其對策分析
37.21世紀精細化工的發展
38.精細化工的發展趨勢及關鍵技術
39.綠色精細化工可持續發展的關鍵技術
40.地方本科院校精細化工實驗教學改革研究
41.對中國精細化工產業發展的幾點思考
42.精細化工的產業轉移與遼寧的比較優勢
43.淺析精細化工產業對深圳經濟產業轉型升級的重要意義
44.精細化工專業課教學中的綠色化學探討
45.加快發展我國綠色精細化工
46.熱點精細化工中間體生產現狀和發展導向
47.淺議精細化工生產企業成本控制
48.精細化工過程控制技術及其發展趨勢
綠色化學與化工論文范文2
關鍵詞電鍍;硅酸鹽;鈍化;工藝;機理;技術;
中圖分類號:F407.4 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
金屬的腐蝕給人類帶來巨大的經濟損失和社會危害。電鍍鋅是提高鋼鐵抗腐蝕能力的有效途徑,但是鋅鍍層在潮濕的環境中,鍍層極易發生腐蝕,從而失去防護作用。為進一步提高鍍鋅層的耐蝕性,提高其表面質量,延長其使用壽命,需對其進行鈍化處理。傳統鉻酸鹽鈍化處理毒性大,污染環境和危害人體健康。
一、概述
電鍍是金屬防腐蝕常用技術之一。電鍍鋅是提高鋼鐵抗腐蝕能力的有效途徑,目前廣泛地應用于造船工業、機械工業、航空、建筑等許多領域中。但在潮濕的環境中,尤其在不通風的濕熱環境中,鍍層極易發生腐蝕,表面形成暗灰色或白色疏松的腐蝕產物—白銹,影響外觀質量;時間長了會出現紅銹,從而失去防腐效果。因此,在生產過程中,為了改善金屬或鍍層制品表面耐蝕性能和涂裝性能,提高其表面質量,延長其使用壽命,一般都要對其進行適當的鈍化處理。鈍化處理屬一種化學轉化膜技術,它是通過化學或電化學等手段,使金屬或鍍層表面由活潑態轉變成不活潑態的過程。
二、化學轉化膜的定義
化學轉化膜又稱金屬轉化膜(鈍化膜)。它是金屬(包括鍍層金屬)表層原子與介質中的陰離子相互反應,在金屬表面生成附著力良好的隔離層,這層化合物隔離層稱為化學轉化膜,而這個反應過程被稱為金屬的鈍化過程。在本論文中采用的是化學處理液,使金屬表面與溶液界面上產生的化學或電化學反應,生成穩定的化合物的薄膜處理技術。有人用下面反應式來嚴格定義和表達化學轉化膜的產生:
式中,M表示表層的金屬原子;Az一表示介質中價態為z的陰離子,e為電子。
化學轉化膜同金屬上別的覆蓋層(如電鍍層)不一樣,它是基體金屬與選定的介質起反應,生成自身轉化產物(MmA。)。反應式中,電子是作為反應產物來表征的。這就表明,化學轉化膜的形成既可以是金屬/介質界面間的純化學反應,也可以是在施加外電源的條件下所進行的電化學反應。對于前一種情形,反應式所產生的電子將交給介質中的氧化劑;在后一種情形下,電子將交給與外電源接通的陽極,并以陽極電流所形式脫離反應體系?;瘜W轉化膜的形成過程相當復雜,它可以是在不同程度上綜合化學、電化學和物理化學等多個過程的結果。而該反應式只是用來定義,化學轉化膜的一種表達方式。
三、鍍鋅及鈍化試驗工藝
3.1鍍鋅工藝的選擇
鍍鋅電解液可分為堿性和弱酸性兩大類,國內外常用的有無氰鋅酸鹽鍍鋅、氰化物鍍鋅、錢鹽鍍鋅、氯化物鍍鋅、硫酸鹽鍍鋅等,各種體系都有各自的優缺點。通過綜合對比考慮,本論文擬采用氯化物體系進行電鍍鋅。這不僅是因為氯化物鍍液具有成分簡單,鍍液穩定,使用維護方便。而且氯化物鍍液是不含絡合劑的單鹽鍍液,廢水極易處理;鍍層的光亮性和整平性優于其它鍍液體系;電流效率高,沉積速度快;容易施鍍于氫過電位低的鋼材如高碳鋼、鑄件、鍛件等。
氯化物鍍鋅溶液根據導電鹽的不同又分為3種體系,分別是氯化氨體系、氯化鉀體系和氯化鈉體系。查閱大量資料對這三種體系做綜合比較,如表1所示:
表1氯化物鍍鋅液的優缺點
經過綜合對比,氯化鉀體系鍍液具有:導電性好,鍍層脆性小,鍍層結晶細致、光亮,配置成本低,鍍液處理簡單等優點,故本論文擬采用氯化鉀鍍液進行施鍍,并對該鍍層進行鈍化工藝研究。
3.2氯化鉀鍍鋅溶液組成
其中,電流密度選用1. S A/dm2,電鍍時間為20分鐘。.鍍層厚度采用Hcc- 24涂層測厚儀進行測定,試樣鍍層厚度6一10 μm.
3.2.1鉻酸鹽鈍化液的組成及工藝
試驗中將硅酸鹽鈍化工藝與小哨電鍍廠用的GR-10高耐蝕藍白鈍化工藝進行對比(以下均稱為低鉻酸鹽鈍化),低鉻酸鹽鈍化液的組成及操作工藝如下:
3.2.2鈍化工藝流程
鍍鋅層鈍化處理工藝流程如下:
試樣除油一水洗一酸洗一水洗一活化一,水洗一電鍍Zn一水洗~出光一水洗一鈍化一水洗一吹干。其中,出光液為自配濃度約3%0稀HNO3溶液,出光時間55左右。
四、硅酸鹽鈍化工藝應用前景
4.1不同鍍層硅酸鹽鈍化膜鹽霧試驗對比
采用中性鹽霧試驗方法,對鋅鍍層、鋅鐵合金鍍層的硅酸鹽鈍化膜耐腐蝕性能進行檢測,并比較其結果。表2為不同鍍層硅酸鹽鈍化膜中性鹽霧試驗結果。由表2可知,Zn一Fe合金鍍層硅酸鹽鈍化膜的抗出白銹時間略高于Zn鍍層硅酸鹽鈍化膜,說明硅酸鹽鈍化工藝能夠應用于Zn一Fe合金鍍層中去,并且此工藝能顯著提高Zn一Fe合金鍍層的耐蝕性能,硅酸鹽鈍化工藝適用性好。
表2不同鍍層硅酸鹽鈍化膜中性鹽霧試驗對比
4.2應用前景分析
針對鍍鋅層開發的硅酸鹽鈍化工藝,經過在Zn一Fe合金鍍層中的試探性應用試驗,得知硅酸鹽鈍化工藝能夠成功應用于Zn一Fe合金鍍層中,顯著提高了Zn一Fe合金鍍層的耐腐蝕性能,且其鈍化膜耐蝕性高于鍍鋅鈍化膜,可見,硅酸鹽鈍化工藝的適用性較好,能夠在Zn一Fe合金鍍層中直接應用。而因低鐵含量(0.2%一0.8%)鋅鐵合金鍍層具有優良的抗蝕性能、機械性能、焊接性能和漆膜的附著性能等優良性能,在日、美等發達國家已得到普遍應用,多用于汽車、機械、電子和電器各種部件;我國也在九十年代開始進行研究和開發,目前zn一Fe合金鍍層在國內也開始應用于生產[64]。zn一Fe合金鍍層作為鍍鋅層的升級工藝,有廣泛的應用前景,有必要對其進行試驗研究。將硅酸鹽鈍化工藝應用于低鐵含量Zn一Fe合金鍍層中,并針對Zn一Fe合金鍍層對硅酸鹽鈍化工藝進行進一步改善,則鈍化效果能得到進一步提高。另外,硅酸鹽鈍化工藝無毒無污染,符合綠色環保要求,其應用前景十分可觀。
結束語
綜上所述,鍍鋅硅酸鹽鈍化工藝穩定性能好,耐蝕性優于傳統低鉻鈍化工藝,操作簡單,成本低,無毒、無污染,可改善電鍍鋅行業環境污染的現狀。因此,硅酸鹽鈍化工藝在代替傳統含鉻鈍化、促進電鍍行業實現綠色生產方面,具有廣闊的應用前景。
參考文獻
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[5]李鴻賓.鍍鋅層表面硝酸飾鹽鈍化研究[碩士學位論文].沈陽:東北大學2002
綠色化學與化工論文范文3
一、結合學校專業培養計劃,確保專業培養計劃的實施
專業培養計劃是高校為完成其所承擔的教育功能和社會任務而制定的有關專業教學活動的指導性文件。它規定了專業的人才培養目標、培養途徑和具體實施方案,是高校進行各項具體教學活動的基礎。
化工類專業作為高等教育的重要專業之一,其重要目標是培養具有扎實化工基礎理論、基本實踐技能和工程素質的應用性人才,并要求培養的學生具備運用所學知識和技能進行應用研究、技術開發和科技管理的能力。在化工類本科專業培養計劃中,畢業論文一般是作為最后一個教學環節安排在第四學年進行,不讓學校在畢業論文完成時間上也有差異,一般在十幾周到二十幾周不等。同時越來越多的高校要求畢業論文須做到“一人一題”,并要求畢業論文選題必須遵循客觀性、創造性和科學性。這些因素客觀上就要求畢業論文選題必須結合學校的專業培養計劃和要求,以確保學生在規定時間內能夠完成畢業論文各階段的工作任務和目標,并提交具有一定科學性的畢業論文。在畢業論文選題時,切忌選擇在規定的時間內難以完成的課題,以避免由于論文選題上的不足給學生造成的不良影響。
二、結合學生學習興趣,提高學生完成畢業論文的效率
學生在完成畢業論文時擁有的興趣會成為學生搜集資料的主要動閃,它會影響到學生對文獻資料的占有和理解及對所遇問題的思考,最終會影響到學生在完成畢業論文時是否能進行更多的創造性思維和勞動。因此在論文選題時,教師不但要發現和培養學生完成論文的興趣,而且要正確引導和挖掘學生的學習興趣,只有這樣才能保證畢業論文的完成效率。
在2007年本科畢業論文選題時,我曾為一名學生選擇了利用天然高分子殼聚糖的化學改性制備高性能吸附樹脂的課題,但是通過與學生的交流發現他對利用植物油、多元醇和多元酸制備醇酸樹脂更感興趣。其后,我對課題及時進行了調整,研究中學生也很快進入了角色,并成功地完成了如何通過化學方法去除存在于醇酸樹脂中微量水的研究,得到的醇酸樹脂無論是粘附性能還是成膜性能都明顯改善。
三、結合學生學習能力和基礎,確保畢業論文的完成質量
畢業論文是學生從學校到社會的過渡環節,具有很強的實踐性和綜合性。通過畢業論文,可以使學生的實踐和創新能力、分析問題和解決問題的能力、科研精神和獨立工作意識切實得到鍛煉。但在畢業論文完成過程中,學生由于基礎、學習能力和方法等方面的差異,使他們在課題的理解、資料的收集和整理及分析等方面的完成程度上也不同步。這就要求教師在畢業論文實施的具體過程中,尤其是畢業論文的選題上。必須要針對學生具體情況,做到因材施教,分層次教學。
根據作者對近幾年鹽城工學院化工專業學生畢業論文完成情況的分析。認為學生可以大致分為三種類型:提高型、鞏固型和彌補型。提高型學生不但學習基礎和能力較好,而且還學有余力,具有較強的運用基礎理論、基本知識和技能解決實際問題的能力;鞏固型學生在畢業論文以前的學習中通過自己的努力,基本掌握了化工專業所需化學化工基礎理論知識和實踐技能,具有一定的運用基礎理論、基本知識和技能解決實際問題的能力,但在面對創新性課題時還需教師更多地指導和幫助:彌補型的學生在畢業論文以前的學習中。對化工基礎理論知識和實踐技能的掌握還存在一定不足,對創新性專題文獻的分析和總結更是由于學習能力方面的原因而難以獨立完成。對于這三種類型的學生,在畢業論文的選題上應有所差異:提高型學生可選擇一些具有較高創新性要求的課題:鞏固型學生可選擇一些具有一定創新性要求的課題;彌補型學生主要考慮選擇一些相對成熟并有驗證性特點的課題。這樣就可以使學生在力所能及的情況下,完成質量達到要求的畢業論文。
四、結合教師科研項目,培養學生從事科學研究的能力
學生介入教師科研課題是提高畢業論文創新性的有效措施。教師的科研課題是教師對某一領域經過較長時間思考和研究之后形成的成果,一般具備較好的創新性。將畢業論文選題與教師科研課題結合起來,不但可使學生對教師所從事的研究工作有較好了解,而且也可通過學生參與教師部分科研項目的研究,使他們能更好地了解專業發展的新水平、新動向和新特點,從而在培養學生從事科學研究的能力上獲得較高的起點。
在2007年鹽城工學院化工專業2003級畢業論文選題階段,作者將承擔的鹽城市社會發展項目《基于兩性殼聚糖的靶向藥物緩釋載體材料的研究與開發》的部分研究內容進行了分解,并以分解后的課題作為畢業論文備選課題。在論文選題初期,通過教師向有意參與這些課題研究的學生介紹課題的主要研究內容、目的及課題的研究價值,使學生對這些課題產生了興趣。其后通過具體研究過程中教師與學生間的不斷交流,使學生對殼聚糖及其衍生物的特點有了更多了解,也使他們的創新能力、實踐精神和科研素質得到了提高,保證了畢業論文的質量。學生完成的《季銨化羧乙基殼聚糖的制備及其吸濕保濕性能研究》和《季銨化羧甲基殼聚糖的制備及其吸濕保濕性能研究》兩篇畢業論文被評為鹽城工學院優秀畢業論文,并且《季銨化羧乙基殼聚糖的制備及其吸濕保濕性能研究》還獲得2007年江蘇省普通高等學校本專科優秀畢業設計(論文)二等獎。
五、結合社會需要和企業要求,培養學生的實踐能力
根據對學生畢業后所承擔的工作性質和任務的統計和分析可知,化工類學生畢業后承擔的任務主要有技術革新、企業管理、產品研發、工藝改造、設備設計、環境治理、節能降耗、工程施工及產品營銷等,內容相當廣泛,而高校自身又承擔著傳遞知識、培育人才和服務社會的功能。這就要求畢業論文選題需要結合學生未來可能從事的工作和社會的需要及企業的要求,盡可能選擇一些與實際工業生產和工程實踐密切相關的課題。這些與社會需要和企業要求結合的課題往往具有實用背景,因而通過相關課題的研究可以直接強化學生的工程實踐能力,并通過學生在論文研究過程中激發出的興趣提高他們的創新能力。而論文完成過程中的每次進步更可使學生獲得成就感。
在2006年,作者根據江蘇一家農藥企業的實際生產狀況,擬定了一個從樂果生產廢水中回收硫磷酯和氯化銨的課題作為畢業論文備選課題。在論文選題初期,通過向學生介紹該企業現有樂果生產工藝特點及硫磷酯和氯化銨的應用價值,使學生對所選課題產生了一定的興趣和認識。其后通過論文研究過程中與學生的多次探討以及實驗方案的完善,順利解決了該企業樂果生產廢水的處理及資源化利用問題。學生通過對該課題的研究,不但在工程實踐和創新性思維方法上得到提高,而且完成的畢業論文內容翔實、完整,具有較高質量。
六、結合學科前沿,培養學生的創新能力
綠色化學與化工論文范文4
當代化學工業對化學化工類人才的培養提出了更高的要求。如何培養基礎理論知識扎實、工作適應性強、具有創新能力的人才,是綜合性大學化學化工教學改革面臨的重要課題。目前,綜合性大學化學與應用化學專業每年都有相當一部分畢業生進入化學、化工和制藥等企事業單位業從事研究開發或工程技術工作,這種趨勢還會隨著創新性國家的建設而逐年增長?;瘜W工程基礎是綜合性大學化學專業的專業基礎課,也是唯一的一門工程技術類課程,該課程的教學改革與實踐對于理工學科交叉與學生綜合素質的培養是綜合性大學化學與應用化學專業其他課程所不能替代的。在充分發揮綜合性大學基礎理論研究優勢的同時,通過對理科專業化學工程基礎課程教學內容的更新、充實和調整,為化工類企事業單位培養和造就具有開拓創新精神、勝任科學研究與工程技術工作、適應性強的化學化工專業人才。
二、教學內容與教學方法的優化
以創新教育思想為指導,研究改革化學工程基礎課程教學內容和教學方法,建立培養學生創新能力的化學工程基礎課程內容新體系。動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞與化學反應工程(“三傳一反”)仍將是化學工程基礎教學的核心內容,應不斷充實更新才能反映學科發展現狀和適應社會經濟需求?;瘜W和化學工程學是支撐物質轉化相關工業的學科,前者研究分子之間發生反應的可能性、必要的條件和產物的結構,后者研究物質的流動、質能傳遞及其對反應過程與產物的影響。
1.優化更新教學內容,反映體現學科發展與技術進步?;瘜W工程基礎作為理科化學專業的工程技術課程,其教學內容除了動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞與化學反應工程以外,還應當及時反映和體現學科的發展與技術進步。根據授課學時,突出教學重點,優化教學計劃,精選教學內容。以化學工程學的基本觀點、基本原理和基本方法為核心,結合典型化工過程,理論聯系實際,使學生在有限的教學學時內,掌握本門課程的基本知識,熟悉研究與應用對象,為今后從事化學化工專業技術工作打下堅實基礎。在其他科學技術的帶動和社會需求的推動下,化工分離技術近年來取得了很大進步。新技術不斷涌現,膜分離和超臨界流體萃取等新型分離技術就是其中的代表。我們在教材的編寫和課堂教學中,有意識地加入這些內容,便于學生從課堂上了解新的科學知識,拓寬學術視野。
2.引導學生建立工程技術與技術經濟觀點,提高學生綜合素質??茖W與技術的交叉和滲透,要求我們培養的學生不僅要掌握扎實的基礎理論知識,還要學會運用所學的理論解決工程實際問題。綜合性大學理科化學專業的學生基礎理論知識比較扎實,在課堂教學中,我們根據教學內容,結合工程實際,啟發學生從工程實際問題出發,強調工程實際的特點,突出工程實踐的技術經濟問題,灌輸學生節能減排與綠色環保的理念,訓練學生綜合運用數學、物理與化學等多學科知識,綜合分析化工單元操作與工業裝置中涉及的復雜問題,培養學生的工程技術思維方法與工程設計等綜合素質。
3.改進教學方法,提高教學效率?;瘜W工程基礎課程的課堂教學內容涉及化工單元操作與工藝過程。綜合性大學化學專業的學生一般沒有見過真實的化工設備,對化工廠與化工設備和裝置缺乏感性認識,通過多媒體教學技術和傳統課堂教學方法,可以促進學生感知與思維、理論與實踐的結合,提高學生對化學工程基礎的學習興趣,激發他們的學習熱情,使他們由不熟悉、不了解化工企業與裝置轉變為喜歡應用學科、樂于進入與應用密切相關的教師實驗室開展業余科研。為此,我們一方面利用多媒體的優點,在課堂教學中放映一些設備的實物圖像。另一方面,在有關課程中增加了實習參觀環節,組織學生到石油化工廠、有機化工廠和精細化工廠等企業參觀實習,增強學生對加熱爐、精餾塔、泵、換熱器等主要化工設備的感性認識。
三、教學團隊與課程體系的建設
以先進的教學理念為先導,以高水平的教學團隊為根本,以科學的課程新體系為核心,以優良的規劃教材為保障,強化教學團隊的建設,使所有主講教師成為教學改革的高水平運動員和創新教育的優秀教練員。
1.建設高水平教學團隊。從事課堂和實驗教學的主講教師也要承擔高水平的科研項目,提高教師的科研水平。我們承擔“化學工程基礎”的主講教師都具有教授職稱并擔任博士生導師,承擔了一些科學研究項目。同時,也積極思考和實踐課程的教學改革,奠定了學生創新能力培養的堅實基礎。沒有高水平的教學團隊,不可能進行教學改革的實踐,更不可能培養出具有創新精神的學生。
綠色化學與化工論文范文5
[關鍵詞]初中化學 綠色 教學 環保
1 綠色化學的含義
化學對人類作出了巨大的貢獻。人類生活的各個方面,從衣、食、住、行的生活必需品到汽車、電視、洗衣機等家用品,無不與化學有關??梢哉f化學改變了人類的生活方式,提高了人類的健康與生活水平。但化學的這些巨大貢獻卻同時伴隨著一定的代價,那就是制造、使用與處理這些合成物質對人類健康及生活環境造成的負面影響。綠色化學的口號最早是由美國提出的。綠色化學即是用現代化學和化工生產的技術去減少或消除對人類健康、社區安全、生態環境有毒的原料、催化劑、溶劑和試劑的使用,不產生有毒有害的產物、副產物和廢物。綠色化學與傳統化學最根本的區別就在于綠色化學是對環境不產生污染的化學,發展不產生污染的新化學反應和化學產品,從源頭上消除污染,使化學產品既能為人類服務又不污染環境,有利于社會的可持續發展。它是化學發展的新階段,是促使人類與環境協調發展的更高層次的化學。
2 教師要樹立綠色化學實驗意識,并在教學活動中實踐
初中生的年齡尚小,自主學習和規范的能力有限,因此需要老師進行引導,尤其是在綠色理念背景下進行化學實驗,這是一個比較新穎的話題,學生有一定的陌生感,也缺乏理論的指導,因此必須依靠老師的力量讓他們明確綠色化學實驗理念的精髓,并在實驗中進行運用。作為學生們的領路人,化學教師首先要樹立綠色實驗意識,然后明白具體的實驗操作方法,指導學生進行綠色化學實驗。多數化學實驗會消耗大量的藥品,產生各種有毒有害的氣體、液體或固體,對外界環境產生污染,處理不當會損害學生的健康。
3 規范實驗操作
化學實驗中,師生都要接觸有害物質和無害物質,在實驗中也會聞到有害和無害氣體。因此,必須指導學生要嚴格按照實驗操作的程序,有條不紊地進行各種實驗。正確地聞氣體、取藥品、取有毒性原料,甚至如何蓋瓶蓋、放置試劑、取藥品的各種工具的選用、取用藥品量的多少都要向學生交代清楚;改進實驗方法,設計合理的實驗裝置。盡量采用封閉措施,減少師生被動接受有毒有害氣體的污染。實驗結束后,處理化學廢物和實驗中產生的廢氣。把儀器洗滌干凈放回原處,擦洗干凈實驗桌面,這些都要認真細致指導,使實驗活動從始至終成為對學生進行環境教育的課堂。
4 引入習題內容滲透綠色化學理念
在初中化學教學的過程中,有很多的化學練習題,教師可以通過利用引用化學習題的方式,滲透綠色化學理念,使學生在長時間的練習過程中,形成良好的綠色化學理念。例如教師可以通過為學生布置“在我們生活中,燒烤、油炸食品通常被稱之為‘垃圾食品’,這種食品在生產的過程中會對我們的生活帶來哪些的不利因素?在油炸的過程中會產生哪種化學物質?”等問題,指導學生對問題的分析和研究。
5 重視培養實驗活動中的綠色化學意識
化學作為一門實驗學科,化學實驗在教學中占有重要的不可替代的作用。要實現綠色化學真正的深入人心就必須重視其在實驗活動中的滲透。
在實驗活動中加強綠色化學意識就要注重實驗細節的改進。以往的教學中,因為課時條件的限制,或者是教師不在意,有些有害的實驗氣體會被學生們隨意排放。那么在綠色化學的教學模式下,就要求教師注意這些細節。教師可以在實驗過程中告誡學生,實驗氣體要盡量排放入玻璃瓶中,并把這個細節廣泛運用到每一個實驗中去。
6 擴大實驗影響面,深化綠色化意識
綠色化學與化工論文范文6
專家簡介:
程黨國,副教授,浙江大學求是青年學者,博士生導師。1979年11月生于陜西省,于2001年7月、2006年3月在天津大學化學工藝專業分別獲得學士、博士學位。2006年4月進入浙江大學化工系聯合化學反應工程研究所工作,2009年12月晉升副教授。2014年8月受國家留學基金委員會資助,前往美國伊利諾伊大學香檳分校(UIUC)進行為期一年的訪問交流,專業特長為催化及催化反應工程。
先后主持國家自然科學基金項目3項、國家自然科學基金重大項目子課題1項,參與國家“863”計劃重點項目1項,在研項目主要集中在新型催化材料(分子篩)的設計與制備、催化反應機理研究等方面。相關研究成果已在Small, Journal of Materials Chemistry A, Chemical Engineering Science, Applied Catalysis A, Industrial & Engineering Chemistry Research等國內外核心期刊發表SCI收錄論文40余篇,獲國家授權發明專利6件。
藍天、綠地、碧水,清潔、安寧、宜人的環境,是全人類共同的渴望,也是人類可持續發展的基本要求?;瘜W為人類文明和社會進步做出了巨大的貢獻,并且還將繼續發揮其不可替代的作用。然而,許多傳統的化學化工過程目前還存在嚴重的環境污染和資源浪費。
近年來,以從源頭上消除污染和安全隱患、節省資源為核心的綠色化學引起國內外專家的普遍關注。在解決經濟、資源、環境三者矛盾的過程中,綠色化學將發揮重要的作用。據統計,絕大多數化學品的生產過程都有催化劑的參與, 因此綠色催化反應是綠色化學的重要內容。
浙江大學求是青年學者、博士生導師程黨國就是一位專注于綠色催化領域的科研工作者。近年來他主要致力于催化及催化反應工程等領域,針對分子篩催化過程開展了一系列的工作。他帶領的創新團隊在科研上引導前沿,在產業化上立足國家重大需求,取得了一系列具有國際領先水平的重要研究成果,為我國科技創新體制建設做出了重要貢獻。
基礎研究 創新為本
上世紀50年代中期,美國聯碳公司首先生產出X-型和Y-型分子篩,它們是具有均一孔徑的硅鋁酸鹽結晶體,其孔徑為分子尺寸數量級,可以篩分分子。
自分子篩出現后,1964年聯合石油公司與埃索標準油公司推出負載金屬的分子篩裂化催化劑。利用分子篩的擇形性,繼20世紀60年代在煉油工業中取得的成就,70年代以后在化學工業中開發了許多以分子篩為基礎的重要催化過程。
“分子篩,是具有規整孔道結構且能將不同大小分子分離或選擇性反應的固體吸附劑或催化劑,是一種結晶型的硅鋁酸鹽,有天然和合成兩種。其結構因SiO2與Al2O3等比例的不同,有不同的型號。分子篩在化學工業、石油工業及其他部門有廣泛的應用,如氣體和液體的干燥、脫水、凈化、分離、回收及催化裂化等石油加工過程?!背厅h國形象地告訴記者,“分子篩催化劑,又稱沸石分子篩催化劑,指以分子篩為催化活性組分或主要活性組分之一的催化劑。它具有離子交換性能、規整的孔道、酸催化活性,并有良好的熱穩定性和水熱穩定性,可制成對許多反應有高活性、高選擇性的催化劑。廣泛應用在催化裂化、裂解、催化重整等石油化工反應當中?!?/p>
在研究中,程黨國發現分子篩催化過程的復雜程度遠遠超過他的預期和想象,他和課題組成員付出了超過預料的努力。
“具體來講就是,在催化過程中,研究者一般希望將反應的活性位分散于分子篩孔道中,這樣分子篩孔道尺寸會影響活性位大小,從而影響反應活性;另一方面,分子篩孔道也會影響反應物與產物在其內的擴散,即在分子篩孔道中存在反應與傳遞的協同作用的現象,通過對此研究可以為催化劑的結構設計提供指導。我的工作主要針對兩個典型反應體系開展工作?!背厅h國對研究的指向做了簡單的闡述。
“第一個反應是甲烷等小分子轉化過程,在這個反應中分子篩孔道主要影響活性位結構及反應機理。我們通過不同的制備方法,調控活性位的種類和空間分布,不但加深反應機理的認識,同時提出了催化劑孔道中存在活性位空間位阻的學術觀點,得到研究者的認同?!背厅h國對自己的科研充滿了激情?!斑x擇的第二個反應體系是大分子催化裂解為小分子的過程,如輕油裂解。為了提高大分子反應物在分子篩孔道的擴散行為,提出了合成多級孔分子篩,即在分子篩微孔的基礎上引人介孔,從而實現的分子篩性能的提高。將多級孔分子篩體系應用于催化裂解中,催化劑的活性和選擇性得到很大提高。在這個研究過程中,同時又發現了一種一步法制備整體型多級孔分子篩的新方法,這個方法區別于傳統的分子篩合成工藝,具有環保、高效等特點,已在材料類權威的國際學術期刊作為封面論文報道。”
為了追求科學真理,他認真鉆研、奮發向上、甘當幕后、樂于奉獻,有著實事求是的科研作風、嚴謹的科學態度,從不追名逐利,從不弄虛作假,以一個平凡的科研工作者姿態投身分子篩催化的科學研究領域。
立足國需 領航發展
隨著石油資源的日漸衰竭,低碳烷烴作為石油的替代和補充用作化工原料已成為必然,以它們為原料直接轉化合成其他化工產品無論從技術還是商業方面都有巨大的吸引力,是當前化工技術領域的一個研究熱點。
從2011年立項開始,三年的歷程,國家自然科學基金項目“分子篩孔道限域下低碳烷烴氧化反應與傳遞協同作用機理研究”凝聚了程黨國及其科研團隊無盡的心血和汗水。
項目以甲烷等低碳烷烴的直接氧化為研究對象,采用包括XAFS、原位反應技術及分子模擬等各種表征和研究手段,對鐵磷酸鋁分子篩上低碳烴轉化反應與傳遞協同作用機理進行了系統的實驗和理論研究。通過認識分子篩孔道結構對活性位形態和產物脫附的影響機制、氧化反應過程反應中間產物結構的演變規律等,深入地探析了分子篩孔道微環境對甲烷催化氧化反應過程的影響,闡明反應與傳遞協同作用的機理,以此來進一步指導分子篩的優化設計。
項目的實施不但能為實現低碳烷烴直接轉化提供新的催化技術和理論方法,同時也為化工過程強化提供一種新的研究思路。
成果的背后是對清寂的堅守和對科學的執著,這份執著使他視科學研究為自己生命的一部分。對科研的熱忱是程黨國不斷奮勇向前的源源動力,對信念的堅持是程黨國堅守科研陣地的精神支柱。帶著這份激情與執著,他在科研的路上走得更好更遠。
2014年啟動的國家自然科學基金項目“面向連串反應的核殼型催化劑的構建及其作用機理研究”,以費托(F-T)合成反應為例,針對其重質烴收率高往往需要再次裂解的問題,在前期工作的基礎上,提出了制備新型核殼型F-T合成催化劑,利用殼層分子篩膜的擇形及酸催化的特點裂解重質烴,以提高液體燃料的收率。