化學(xué)工程論文范文發(fā)表
化學(xué)工程是一種深入研究與化學(xué)相關(guān)的技術(shù),它是一項包括改進原有技術(shù)以及開發(fā)新技術(shù)的工程實踐型學(xué)科,其主導(dǎo)思想為化學(xué),然后將化學(xué)基礎(chǔ)理論與實際運用緊密聯(lián)系起來,進行一系列的與化學(xué)相關(guān)的工作,包括研制新產(chǎn)品、設(shè)計化學(xué)實驗、裝置的改進升級以及保護環(huán)境等等。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于化學(xué)工程論文范文發(fā)表的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!
化學(xué)工程論文范文發(fā)表篇1
淺談化學(xué)工程中的裂解
摘要：橡膠制品由聚合物、加工助劑、填料等配合加工而成,其復(fù)雜性可想而知。要對橡膠制品進行全面、系統(tǒng)、深入的科學(xué)分析,研究其結(jié)構(gòu)、原材料配方、使用條件以及其他與之相關(guān)的重要因素,就需要相應(yīng)的反向工程技術(shù)。
關(guān)鍵詞：化學(xué)工程 裂解
0 引言
近年來，以分析裂解為主的反向工程技術(shù)發(fā)展極為迅速，其優(yōu)越性在于:①可以了解橡膠制品的組成、結(jié)構(gòu)以及各個體系的作用機理，從而優(yōu)化配方提高制品的性能，指導(dǎo)新制品的研制開發(fā);②可以分析廢舊橡膠制品的成分、結(jié)構(gòu)，從而了解老化降解機理，為廢舊橡膠制品的再利用提供依據(jù)。
1 分析裂解原理
是指將樣品放在嚴(yán)格控制的環(huán)境中加熱，使之迅速裂解成易揮發(fā)的分子碎片，并用其他聯(lián)用裝置分離和鑒定這些裂解碎片，從而推斷樣品的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。聯(lián)用裝置最普遍的是色譜儀和質(zhì)譜儀，故分析裂解是裂解質(zhì)譜和裂解色譜的總稱。
1.1 裂解質(zhì)譜 裂解質(zhì)譜即將熱裂解產(chǎn)生的碎片送入質(zhì)譜分析儀中，由譜圖分析裂解產(chǎn)物。裂解質(zhì)譜具有所需樣品量小、可從碎裂方式分析分子結(jié)構(gòu)、可鑒定混合物等優(yōu)點。故裂解質(zhì)譜是最早也是最廣泛應(yīng)用于合成和天然高分子結(jié)構(gòu)分析的質(zhì)譜技術(shù)，典型應(yīng)用包括:均聚物結(jié)構(gòu)的確認(rèn);異構(gòu)體高分子的區(qū)別;共聚物的組成和序列分布分析;高分子混合物的分析;高分子中揮發(fā)性添加劑的鑒定及添加劑對高分子性能影響的研究和高分子的熱分解機理研究等。裂解質(zhì)譜技術(shù)包括直接裂解質(zhì)譜、閃蒸裂解質(zhì)譜和裂解色譜質(zhì)譜。
1.2 裂解色譜 是將試樣放在嚴(yán)格控制的條件下，經(jīng)過熱裂解形成小分子碎片，而后用直接或間接方法送進氣相色譜儀中進行分離測定。不同的高分子材料有不同的特征譜圖，因此未知樣品譜圖與標(biāo)準(zhǔn)特征譜圖對照分析，即可對未知樣品進行定性、定量分析。本方法可以發(fā)揮氣相色譜法的快速、靈敏度高、分離效能高的優(yōu)點，且樣品用量少，對含有復(fù)雜填充劑的硫化膠，通?？刹槐亟?jīng)過復(fù)雜的分離手續(xù)，即可直接進樣裂解分析。主要用于聚合物的鑒定、組成分析、結(jié)構(gòu)表征以及降解研究等方面。高分辨裂解氣相色譜和裂解同時衍生化技術(shù)是近年分析裂解技術(shù)的重要進展，其大大推動了裂解色譜在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。裂解質(zhì)譜與裂解色譜相比在定性分析制品方面占有絕對優(yōu)勢，但定量分析較為困難，而裂解色譜則可定量分析。綜合裂解質(zhì)譜和裂解色譜各自的優(yōu)點，兩種技術(shù)的聯(lián)用可對橡膠制品進行廣泛的推廣。
2 分析裂解技術(shù)的應(yīng)用
橡膠制品由于相對分子質(zhì)量大，難溶、難熔且難以揮發(fā)，用通常的分析技術(shù)難以分析他們的組成。分析裂解技術(shù)可以結(jié)合化學(xué)方法并與其他儀器分析法如紅外、核磁等聯(lián)用，對橡膠制品進行深入、系統(tǒng)的分析，是提供制品分子結(jié)構(gòu)、組成信息唯一而有效的方法。
2.1 廢舊橡膠分析 橡膠工業(yè)發(fā)展的同時廢舊橡膠的產(chǎn)量也與日俱增，這不僅造成了環(huán)境污染，還浪費了大量資
源，回收利用廢舊橡膠制品已成為一個重大的社會問題。
回收利用廢舊橡膠制品首先要對其組成結(jié)構(gòu)給以分析。景治中等人曾用熱裂解色譜2質(zhì)譜技術(shù)對硅橡膠邊角廢料及次品進行分析，確定了兩種酸堿化合物的組成，高溫橡膠的酸催化裂解產(chǎn)物主要是環(huán)狀化合物，室溫橡膠的酸催化裂解產(chǎn)物中有環(huán)狀和鏈狀兩類化合物，從而為硅橡膠廢料利用提供了理論依據(jù)。邱清華等運用裂解質(zhì)譜及其他輔助技術(shù)對膠粉進行了研究，結(jié)果表明，膠粉含膠率為49161%，填料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50139%，其中炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為29128%，為膠粉的利用提供了理論依據(jù)。孫玉珍采用色質(zhì)連用儀對氟橡膠二段硫化揮發(fā)物進行了研究，確定揮發(fā)物及組分來源，對環(huán)境保護有很重要的意義。對廢舊橡膠制品的組成結(jié)構(gòu)分析，可以了解其廢舊原因，探討其廢舊機理，以便在制品的配方設(shè)計或工藝設(shè)計中加以改善，從而提高制品的使用壽命。Cardina利用分析裂解色譜技術(shù)研究了輪胎胎面膠廢舊后成粒子狀的原因是空氣粉塵對其破壞作用，但空氣粉塵對不同膠種的破壞作用不同，由此，我們可以優(yōu)化耐用胎面膠配方。
2.2 熱解機理的研究 研究高分子的熱分解過程和熱分解機理，必須詳細(xì)了解熱分解產(chǎn)物的組成和分布，尤其是各種大分子量的低聚體分解產(chǎn)物，往往能反映高分子的初級分解過程。研究表明，熱分解不是隨機的，而是有選擇性的特征反應(yīng)。大多數(shù)情況下，只有一種簡單反應(yīng)導(dǎo)致了橡膠的熱解過程。典型的熱分解反應(yīng)有:①解聚反應(yīng)，最終得到單體;②支鏈取代即簡單分子的消除，還伴有分子鏈的改造;③環(huán)化至較低分子量化合物;④氫轉(zhuǎn)換，伴隨含不飽和基團的開鏈碎片的生成。烴類橡膠的熱解多數(shù)是自由基降解反應(yīng)，裂解產(chǎn)物的形成遵循自由基降解反應(yīng)的規(guī)律，因此可利用此規(guī)律幫助分析裂解產(chǎn)物的譜圖，也可以用分析獲得的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行自由基反應(yīng)機理的研究。其他儀器剖析技術(shù)由于設(shè)備裝置原因或制樣較為困難，不便于對裂解機理進行研究。而分析裂解技術(shù)采用特殊的裝置，不需對樣品進行處理，在分析橡膠及其制品時，通過熱裂解形成的小分子碎片通常是單體、二聚體及鏈斷裂的分解產(chǎn)物，可用于橡膠的初級熱解機理的研究。在絕大多數(shù)情況下，使用該技術(shù)均能給出明確無誤的橡膠初級熱解產(chǎn)物信息，從而得到聚合物初級熱反應(yīng)機理。Radhakr2ishnan，Ramarao利用裂解色譜分別討論了聚環(huán)戊二烯和聚丁二烯橡膠的裂解產(chǎn)物及機理。國內(nèi)有關(guān)學(xué)者已研究過多種橡膠，包括CR、NR及BR等，獲得了各種橡膠的特征信息，并從理論方面討論了各種橡膠的裂解機理。黃瑋等使用裂解色譜2質(zhì)譜連用儀對甲基乙烯基硅橡膠泡沫進行了研究，結(jié)果表明，輻射導(dǎo)致的裂解機制與熱裂解機制有相同之處，并對其裂解機理進行了討論。
2.3 橡膠結(jié)構(gòu)的表征 采用分析裂解技術(shù)分析橡膠，可對橡膠進行表征。楊丹等采用高分辨裂解氣相色譜2質(zhì)譜對由溶液法和膠乳法生產(chǎn)工藝制備的氯化天然橡膠的結(jié)構(gòu)進行了分析，結(jié)果表明，兩種方法制備的氯化天然橡膠具有相同的主體結(jié)構(gòu)，但膠乳法制備的氯化天然橡膠中含有少量的羧基和羰基結(jié)構(gòu)。氯化天然橡膠分子鏈上的環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)為六元環(huán)，其裂解特征產(chǎn)物是環(huán)己烷同系物。王朝陽等運用裂解色譜及其他測試技術(shù)對環(huán)化氯丁橡膠進行了表征，結(jié)果表明，二甲苯溶劑參與了環(huán)化反應(yīng)，且隨環(huán)化度增加，參與反應(yīng)的溶劑二甲苯的數(shù)目也逐漸增加，并確定了環(huán)化結(jié)構(gòu)的形成。
總之，以分析裂解為主的反向工程技術(shù)已廣泛應(yīng)用于橡膠制品的分析領(lǐng)域，并取得了良好的經(jīng)濟效益。多種靈敏度高、專用性強的定性分析的裂解質(zhì)譜及定量分析的裂解色譜已被成功的開發(fā)應(yīng)用。為進一步對橡膠制品精確分析，應(yīng)結(jié)合兩種技術(shù)的優(yōu)點，開發(fā)功能性強、靈敏度高的裂解色質(zhì)聯(lián)用技術(shù)無疑是今后的發(fā)展重點。
化學(xué)工程論文范文發(fā)表篇2
試探工程化學(xué)教學(xué)方法
摘要：本文針對工程化學(xué)學(xué)科特點，從六個方面探討了高校工程化學(xué)課程有效教學(xué)方法的心得和體會。闡明在工程化學(xué)教學(xué)中，要注重引人課程專業(yè)前沿知識，采用啟發(fā)式、比較和歸納教學(xué)法，以及優(yōu)化多媒體應(yīng)用、設(shè)置創(chuàng)新型實驗和改革考核方法等措施，從而有效提高教學(xué)水平和質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：工程化學(xué);教學(xué)方法;教學(xué)改革
工程化學(xué)是化學(xué)、石油、醫(yī)學(xué)、制藥、冶金、環(huán)保、材料等領(lǐng)域的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，涵蓋無機化學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、有機化學(xué)等基本理論和實驗內(nèi)容。因而，工程化學(xué)課程內(nèi)容廣泛、知識量大。以往學(xué)生在學(xué)習(xí)工程化學(xué)課程過程中普遍反映授課進度過快而導(dǎo)致知識不易掌握的問題，也就是工程化學(xué)較大的知識量和較少的課時之間產(chǎn)生了尖銳的矛盾。本文根據(jù)工程化學(xué)課程的特點，就作者在工程化學(xué)理論和實驗課程教學(xué)過程中的一些心得體會，探討了高校工程化學(xué)課程的有效教學(xué)方法。
一、引入課程專業(yè)前沿知識，激發(fā)學(xué)生的求知欲
在工程化學(xué)課程教學(xué)中引入專業(yè)前沿知識，是把教師在科學(xué)研究中積累的新知識融入到工程化學(xué)課程教學(xué)當(dāng)中。這既可以開闊學(xué)生的視野，拓展其思維，又能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和科研興趣，從而增加學(xué)生學(xué)習(xí)工程化學(xué)的動力[1]。例如，筆者在對醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生講解分散系時，引入了“納米磁性藥物”的前沿知識，指出將磁性藥物注射到人體血管中，能在磁場指引下定向到達(dá)人體病變部位，既避免了口服藥物被消化分解，又防止藥物對全身的副作用。實際教學(xué)效果表明，專業(yè)前沿知識的引入使學(xué)生在掌握理論知識的同時，也激發(fā)了學(xué)生對科研的興趣和求知欲。
二、采用啟發(fā)式教學(xué)法，發(fā)揮學(xué)生主動性
傳統(tǒng)教學(xué)方法一般是老師對學(xué)生單方面灌輸知識，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性較低。為了調(diào)動學(xué)生的主動性，我們引入了啟發(fā)式教學(xué)法。啟發(fā)式教學(xué)法將理論知識和具體實例緊密結(jié)合，在知識運用方面具有較強的針對性和目的性。根據(jù)教學(xué)目的，選擇有代表性的啟發(fā)實例穿插在工程化學(xué)教學(xué)中，有利于改善教學(xué)效果、活躍課堂氣氛，提高學(xué)生理論聯(lián)系實際、分析和解決問題的能力。例如，筆者講解“沉淀—溶解”平衡時，采用“多喝水能夠預(yù)防尿結(jié)石”這一實例，啟發(fā)學(xué)生對于“沉淀—溶解”平衡的分析和理解，達(dá)到了令人滿意的教學(xué)效果。學(xué)生在思考后，均能夠指出鈣離子和草酸根濃度過高會誘發(fā)尿結(jié)石，而日常生活中多飲水，降低鈣離子和草酸根的濃度，會預(yù)防尿結(jié)石。實踐證明，啟發(fā)式教學(xué)法能激發(fā)學(xué)生的興趣和主動性，真正實現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式[2]。
三、采用比較和歸納教學(xué)法，加深學(xué)生對知識的理解和記憶
工程化學(xué)各章之間既緊密聯(lián)系，又相互獨立。因此加強對課程整體性的闡述和各章獨立性的比較，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中從整體上把握工程化學(xué)課程的結(jié)構(gòu)和聯(lián)系，從而統(tǒng)領(lǐng)全局、一目了然[3]。例如，化學(xué)平衡內(nèi)容貫穿了化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)、酸堿平衡、沉淀溶解平衡等多章內(nèi)容，筆者在講授后面章節(jié)有關(guān)化學(xué)平衡的內(nèi)容時，與前面各章節(jié)有關(guān)化學(xué)平衡的平衡常數(shù)、影響平衡移動的因素等內(nèi)容進行比較和歸納，使學(xué)生對各種不同的化學(xué)平衡有了較深刻和系統(tǒng)的辨別和理解，而且還能達(dá)到溫故、知新的效果。因此，比較和歸納教學(xué)法除了能夠幫助學(xué)生對所學(xué)知識進行復(fù)習(xí)和加深印象外，還有利于學(xué)生對所學(xué)知識進行分類和辨別，利于長久記憶。
四、優(yōu)化多媒體應(yīng)用，增強輔助教學(xué)效果
多媒體圖、文、聲、像并茂，能夠使抽象的理論直觀、形象化。心理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，多種感官同時感知的學(xué)習(xí)效果遠(yuǎn)優(yōu)于單一感官感知的學(xué)習(xí)效果，這使得多媒體技術(shù)在工程化學(xué)課堂中可以產(chǎn)生很好的教學(xué)效果。前幾年筆者采用板書講授波函數(shù)和原子軌道時，發(fā)現(xiàn)自身在講解方面和學(xué)生在接受方面都存在一定的困難。而今我們利用多媒體技術(shù)進行教學(xué)，用flash動畫演示原子軌道變化過程，不僅使講授方式變得生動、形象，而且使學(xué)生能夠從多方位進行觀察，獲得了很好的教學(xué)效果。但是，選用多媒體作為教學(xué)工具，需要注意根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使多媒體成為引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)知和思維的工具，而不是教學(xué)內(nèi)容展示的工具[4]。過分依賴多媒體會影響教學(xué)效果。例如：在講解公式的推導(dǎo)時，多媒體對解題思路的呈現(xiàn)不如板書。另外，如果多媒體教學(xué)速度過快，學(xué)生會跟不上多媒體所呈現(xiàn)的信息量，勢必影響教學(xué)效果。因此，應(yīng)根據(jù)學(xué)生接受知識的特點和教學(xué)內(nèi)容合理制作和使用多媒體課件，并將多媒體和傳統(tǒng)教學(xué)手段有機結(jié)合起來，以有效發(fā)揮各種教學(xué)手段的優(yōu)勢。
五、設(shè)置創(chuàng)新型實驗，培養(yǎng)學(xué)生綜合技能
化學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。工程化學(xué)的教學(xué)要注重理論教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能。一方面，我們精選具有一定的驗證性和操作性的實驗，以滿足輔助課堂教學(xué)的需要和讓學(xué)生掌握基本操作技能的目的。另一方面，我們選擇一定數(shù)目的研究性、創(chuàng)新型實驗作為實驗課內(nèi)容，力求在工程化學(xué)實驗教學(xué)過程中引進新意，提高學(xué)生對實驗的積極性和創(chuàng)造性。例如，我們在工程化學(xué)實驗課中新設(shè)了“從茶葉中提取咖啡因的研究及純度鑒定”的內(nèi)容，將無機化學(xué)實驗、有機化學(xué)實驗和分析化學(xué)實驗統(tǒng)一起來，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合技能。在此過程中，我們通過訓(xùn)練學(xué)生查閱資料、設(shè)計實驗方案、實驗室做實驗、數(shù)據(jù)分析和總結(jié)報告等一系列教學(xué)過程，提高了學(xué)生的動手能力和獨立進行科學(xué)研究的能力。
六、改革考核方法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方向
考核學(xué)生掌握的知識量和運用知識解決實際問題的能力是教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。通過它可以檢驗學(xué)生對所學(xué)課程知識的掌握程度和理解情況;同時檢驗教師的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，促進教師改進教學(xué)方法。傳統(tǒng)的期末考試是評價學(xué)生成績的重要依據(jù)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)起到了重要的引導(dǎo)作用。但是過分注重期末考試這一考核手段，會導(dǎo)致學(xué)生只看重考試結(jié)果，難以起到引導(dǎo)學(xué)生全面發(fā)展和提高教師教學(xué)水平的作用。為了改革這一不合理的考核方法，我們在工程化學(xué)教學(xué)工作中提出，不僅僅要考核學(xué)生對知識的記憶水平，更要關(guān)注對其自主學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)的評價。我們將學(xué)生的工程化學(xué)課程成績分成以下四個部分：理論課中筆試部分為50分，平時成績?yōu)?0分，實驗課中實驗報告成績?yōu)?0分，操作成績?yōu)?0分。在評價過程中，我們注重科學(xué)性和靈活性的統(tǒng)一，鼓勵學(xué)生一切具有合理性和創(chuàng)新性的實踐和研究。
以上只是筆者在工程化學(xué)教學(xué)中的一些體會。近幾年，筆者針對學(xué)生的不同情況及學(xué)科特點不斷探索，收到了較好的教學(xué)效果。當(dāng)然，對教學(xué)方法的認(rèn)識和探索是無止境的，需要學(xué)校、學(xué)院和教師投入更多的精力去實踐和完善，也需要大學(xué)生們的積極參與。希望在今后的工程化學(xué)教學(xué)過程中，可以取得更好的效果。
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