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关键词： 非智力因素   有机化学   学习效果   探讨  

摘要： 文章主要介绍了中下层学生学习有机化学的表现,着重探讨了利用非智力因素调动他们学习有机化学的积极性和提高他们学习效果的方法,并总结了笔者在激发中下层学生非智力因素过程中的体会。

关键词： 燃料乙醇   Aspen Plus   差压精馏   萃取精馏   热集成设计  

摘要： 燃料乙醇作为可再生能源在当今能源需求量巨大且化石能源日益枯竭的社会背景下逐渐受到人们的广泛关注。本文针对纤维素制燃料乙醇的精馏过程进行工艺设计,设计了两种不同的分离工艺:三塔差压精馏加分子筛吸附和萃取精馏。具体内容如下:(1)本文以发酵醪液中的主要物质乙醇-水为主要研究对象。对从文献中获取的汽液相平衡数据的可靠性进行了检验,然后利用该组实验数据和Aspen Plus中的回归模块分别对NRTL、Wilson和UNIQUAC三种模型的二元交互参数进行拟合回归。最后分析三种模型的计算值与实验值,发现NRTL的平均误差最小,所以确定NRTL模型为本文模拟计算的物性方法。(2)对燃料乙醇生产采用三塔差压精馏加分子筛吸附工艺。由于精馏塔顶的采出组成对精馏工段和吸附工段的能耗和成本均有影响,所以经过公式推导得出塔顶采出质量组成与吸附工段回流的淡酒流量的关系,然后利用Aspen Plus软件对塔顶采出质量组成处于88%～93%范围,以0.5%为步长取值进行了模拟计算与优化,通过能耗和TAC的综合分析,确定最佳的塔顶采出质量组成为90%。然后引入多效精馏和热泵精馏进行热集成强化设计,评估后发现,多效精馏更具优势,与原流程相比,其能耗和TAC 分别减少了 33.13%和 26.44%。(3)提出了以乙二醇为萃取剂的萃取精馏分离工艺。基于序贯迭代优化法,确定了各塔的最佳操作参数,然后采用变压热交换和塔间直接热交换对该流程进行了热集成强化设计。相比于原流程,第一种强化方案的能耗降低了 17.80%,TAC节省了 9.64%,第二种强化方案的能耗降低了26.53%,TAC 节省了 18.62%。(4)从经济、环境和（火用）损失三方面对所有分离工艺进行了综合评估,结果发现,采用多效精馏热集成的三塔差压精馏加分子筛吸附分离工艺的TAC为774.71万美元,CO2排放量为6381.11 kg/h,（火用）损失为4162.23 kW。此分离工艺的这三种评价指标均是所有分离工艺中最小的,所以可以确定此分离工艺是最经济、最环保的,更具应用潜力。综上,本文针对纤维素制燃料乙醇精馏过程,设计了两种分离工艺,选择了合适的热力学模型,完成了过程的模拟优化、过程强化设计及其综合评估,从而确定了最优分离工艺,以期为实际生产提供借鉴作用。

关键词： 正庚烷   氢气   低温氧化   化学反应机理   燃烧模拟  

摘要： 柴油机效率高且功率覆盖范围广,在重型机械以及军事等领域广泛应用,然而其NOx排放高,将氢气与柴油结合应用于传统内燃机,不仅可以降低污染物排放,还可以缓解燃油压力。还可以降低污染物排放。正庚烷与柴油的十六烷值接近,常被用于预测柴油着火过程。对氢气辅助正庚烷燃烧进行研究,有助于扩展正庚烷及柴油燃料的使用范畴,为进一步研究掺混燃料奠定理论基础。基于Chemkin-Pro仿真平台,采用敏感性分析法、产率分析法得到了适用于低温的正庚烷简化机理;对比分析了常见的6种氢空气反应机理,选取了较为简化且具有较好预测精度的Conaire机理,将其与正庚烷简化机理和氮氧化物反应机理进行耦合验证,得到了包含146步基元反应的正庚烷/氢气机理（BJTH）。基于IC反应器模型,耦合BJTH简化机理,对低温条件下柴油掺氢的缸内燃烧过程进行模拟研究。仿真结果表明,掺氢率为0-0.4时,氢气的添加会使掺混燃料的着火温度和压力有所上升。初始温度、压力和当量比相同的条件下,滞燃期随掺氢量的增加而增加。掺混适量氢气有利于提高发动机的热效率,掺氢率为0.2时,热效率达到顶峰,而后掺氢量增加,热效率降低。在各个掺氢量条件下,CH2O的主要生成途径为C3H5O/C2H5O（R54/R64）的分解,随着掺氢量的增加,R54/R64的分解反应速率显著增加,对应曲轴转角后移,冷焰时刻推迟。OH主要来源于H2O2的分解反应（R85）,随着掺氢量的增加,R85的重要性加大,反应时刻推迟,热焰时刻后移。对正庚烷低温条件下排放特性的研究中发现,CO主要来源于C2H3CO的分解,掺氢率的增加导致CO的排放量增加,主要是由于基元反应之间存在竞争。NO的主要来源为NO2的分解,掺氢率增加,NO排放量降低,主要是由于掺氢量增加,滞燃期延长,内燃机缸内高温持续时间缩短。C3H6的主要来源为C5H9的分解,掺氢率增加,C3H6的峰值减小,原因在于在保证各工况总热值相等的条件下,初始反应的NC7H16量减小。目前,对于正庚烷掺氢燃料的研究主要集中于以试验手段分析氢气的加入对正庚烷燃烧滞燃期的影响,对正庚烷掺氢燃料化学反应机理的研究还很欠缺,本文的研究工作有利于深入了解正庚烷燃烧过程和燃烧路径,揭示了氢气的加入对正庚烷燃烧和排放特性的影响机制,为混合燃料的研究奠定了一定的理论基础。

关键词： TA2   TC4   电化学抛光   离子交换树脂  

摘要： 钛及钛合金具有高的比强度、优异的耐蚀和耐热性,被广泛应用于航空航天、化学、生物医学等领域。这些应用对其表面的特性具有苛刻的要求,比如航空器表面的平整性、医疗器具表面的无毒性。近些年发展起来的“干式”电化学抛光,借助于离子交换树脂的作用,可有效的解决表面平整性和环保性。为验证干式电化学抛光对钛及其合金的有效性,探讨其对表面结构、成分和特性的演化机理,本文基于优化组分的酸性离子交换树脂,采用电化学阳极氧化的方法对钛及钛合金进行了抛光处理。利用表面轮廓仪、金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDAX)、X射线光电子能谱仪(XPS)及电化学工作站等检测分析方法,研究了表面的微观形貌、显微组织特性及电化学性能。本文的研究内容及结果具体包括以下三个方面:(1)通过电解液的优选,确定了甲醇-硫酸体系和乙二醇-硫酸体系可以对TA2实现有效的干式电化学抛光作用。采用单因素考察法和正交实验法确定了TA2最优工艺为醇类-硫酸质量比65:35,抛光时间为10min,抛光电压为40V。抛光时间是影响干式抛光的主要因素,其次为醇类-硫酸的质量比、抛光电压。TC4在最佳配方下的工艺参数为抛光时间为1h,表面粗糙度从0.937μm降低至0.256μm。(2)TA2试样在最佳抛光工艺下表面轮廓平整,抛光1h出现凹凸的微表面。极化曲线显示试样自腐蚀电位随抛光时间增加而负移。EDAX和XPS表明,抛光后表面主要存在Ti和O,与抛光前比,O元素明显上升。(3)TC4试样在最优工艺下,表面平整,划痕消失。电化学测试结果得知,试样在两种电解液组分中的耐蚀性变化相似,随抛光时间增加先增加后减小。XPS分析表明抛光后形成了钛和铝的氟化物,氧化物和氢氧化物。基于EDAX和等效电路的电参数,对抛光过程的演化分析概括干式电化学抛光是氧化膜的生长、溶解和摩擦磨损过程。

关键词： 岗位需求   高职院校   有机化学  

摘要： 有机化学和日常生活有着非常紧密的关系,具有极强的社会应用性和实践性,在现代生活之中,其重要性不言而喻。有机化学是高职院校化学专业开设的基础课程之一,其教学内容多样丰富。现阶段,有机化学在生命科学、制药工程、材料化学以及环境科学等各学科之中,均能够得到体现。在化学学科之中,有机化学最为活跃,近些年来,得到了迅猛的发展。本文对现阶段高职有机化学教学现状进行分析,并将岗位需求作为基础探讨高职有机化学教学改革策略,以供参考。

关键词： 混合式教学   有机化学   课程思政   育人实践  

摘要： 依托混合式教学,学生先在线获取案例,教师在线下课堂上结合案例,使有机化学课程教学贴近生活、工作、科学研究的实际过程,促进了有机化学专业知识与思政教育的有机融合,培养了学生严谨的科学态度,增强了学生的社会责任感和民族自豪感,激发了学生学习有机化学的热情,提升了学生的学习成绩。

关键词： 有机化学   教学方法   教学改革   理论实践模型  

摘要： 针对有机化学课程在"双一流"建设背景下存在的不足,分析"双一流"人才培养目标和建设要求,以此为导向,结合有机化学课程特点,我们提出了"理论实践模型"。"理论实践模型"是将理论知识与实验内容结合,更加符合学生学习情况而提出的有机化学课程授课方式。它以帮助学生更好地掌握有机化学的知识,增强学生学习的科学性和针对性,提高学生学习探索有机化学的积极性为目的,强调在加强师资队伍的建设基础上,提高有机课堂教学效果,以实现培养更多适应新时代发展要求的有机化学人才的新目标。

关键词： 有机化学   混合式教学   策略  

摘要： 教育教学方法和模式对最终的教学结果有显著的影响,所以积极地讨论科学有效的教学模式以及方法,推动教育实践的改革与进步有突出的现实价值。就现阶段的《有机化学》课程教学来看,传统教学模式的弊端日渐显现,而且随着教学培养目标和要求的变化,传统教学方法的实效性表现越来越弱,基于此,讨论多种教学方法的具体使用效果,为教学实践中的模式以及方法选择打好基础便有了突出的价值。就实践研究来看,混合式教学对于解决目前《有机化学》课程中的具体问题有突出的作用,而且此种教学方式能够有效规避教学的单一局面,全面促进教学效果提升。总之,混合式教学的实践效果显著,所以文章基于《有机化学》课程对混合式教学的策略做分析,旨在指导实践教学。

关键词： 教师工作坊   有机化学   课程教学  

摘要： 在建构主义理论视域下,基于有机化学课程的教育实际,依托教师工作坊开展有机化学课程教学。围绕以学生发展为中心的理念,从打造优质教学团队、丰富专业课内涵、整合教学内容、引进优质教学资源、改进教学方法和增加学生实践机会等方面进行有机化学课程教学,探索培育具备家国情怀、民族自豪感和社会责任感的专业人才新路径。

关键词： 傅里叶变换红外光谱(FTIR)   二维相关光谱(2Dcos)   扩散机理   化学反应机理  

摘要： 傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)是一种可以探究聚合物体系中扩散/化学反应机理的有效手段,也是在分子水平上阐释扩散/化学反应过程中分子相互作用和结构变化的一种有效方法。二维相关光谱(2Dcos)作为一种分析方法能够极大地提高原始谱图的分辨率,辨识外扰作用下基团的响应次序。本工作利用FTIR原位监测扩散/化学反应过程,同时从分子水平探究聚合物体系的扩散/化学反应过程中涉及到的分子相互作用和微观机理。全文共五章,总共涉及到对三个体系的具体研究:第一章,绪论部分主要对本研究中用到的表征方法FTIR和2Dcos进行概述。其中,我们简单介绍了FTIR的分类、特点和应用,2Dcos的原理、特点及其应用,详细总结了2Dcos的读谱规则。最后,介绍了由2Dcos分析技术衍生而来的外扰移动相关窗口(PCMW)技术,同样对读谱规则做出归纳。第二章,应用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)原位监测在不同温度下(25℃,35℃,45℃,55℃),碳酸丙烯酯-双三氟甲基磺酰亚胺锂(PC-Li TFSI)电解液在凝胶电解质聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)(P(VDF-HFP))中的扩散过程。通过对整个扩散过程的ATR-FTIR进行定性和定量分析,可以同时提供有关扩散系数和扩散系统内分子相互作用的信息并且从分子层面提出了PC-Li TFSI电解质在P(VDF-HFP)中的扩散行为的分子机理。第三章,应用ATR-FTIR原位监测在不同温度下(30℃,40℃,50℃,60℃),1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)的水溶液在粘胶纤维中的扩散过程。结合ATR-FTIR和2Dcos分析技术,从分子微观动力学的角度说明扩散系数D随温度的升高而增加,多组分体系中的溶剂水分子先于BTCA扩散进入粘胶纤维。第四章,应用FTIR结合2Dcos探究催化剂次亚磷酸钠(SHP)存在的条件下,丝蛋白(Silk)与BTCA反应的分子动力学机制。探究了整个反应过程中分子相互作用的变化和化学结构的转化,从分子水平探究其反应机理。结合PCMW分析,确定反应体系在30-190℃的升温过程可以分为两个主要阶段:环酐生成和酯化反应。第五章,全文总结红外光谱结合二维相关光谱分析在聚合物体系中的应用。本文通过利用FTIR对扩散/化学反应过程的实时监测,结合PCMW和2Dcos分析,从分子角度探究具体过程的分子相互作用以及化学结构的转化,对整个过程的机理进行分析。