初中化学论文范文一(1)。题目:提高化学实验教学效率彰显初中化学学科之价值。摘要:初中化学实验教学是学生化学学习的重要组成部分,更是学生将化学学习联系日常生活的关键,为此,我们教师应当采用行之有效的教学方法,合理有效地统筹实验教学的时间与手段,激发学生自身的学习兴趣,让初中化学的教学能够得到顺利进行,实验的过程和结论能够有效地激发学生的学习兴趣与求知欲望,让学生们能够更加深入地分析问题、理解问题并解决自己在化学学习中遇到的问题,达到事半功倍的效果。关键词:初中化学:实验教学;化学学习。化学是一 门 以 实 验 为 主 的 学 科,借 助 实 验 教 学 既 能突出学科特点,又能 培 养 学 生 的 化 学 学 科 素 养。在 实 验中也利于培养学 生 的 细 心 观 察 能 力,通 过 实 验 渗 透 严 谨方法,更利于培养学生的化学求真素质。基于此,文章将围绕课中开展趣味实验,将化学知识具体化,通过日常生活现象,培养学生探索精神,引导学生自主探究体现实验活动情景,培养学生独立思考问题的能力,注重实验操作的准确性等展开研究,旨在激发学生的探究兴趣,提高化学实验的教学效率。一、课中开展趣味实验,将化学知识具体化。“化学是实验的科学,只有实验才是最高法庭。”实验是初中化学教学中一座不可或缺的将理论与实践相连的桥梁,做好初中化学实验教学工作为学生学好化学铺平道路。初中化学的教学内容相对来说比较多,而且自身就具有知识点分散与易混淆的特性,我们很多学生之所以学不好化学,其中一个最主要的原因就是化学知识相对抽象与难懂,不利于学生们的记忆与理解。如对于很多化学反应现象与原理,教师仅仅进行讲授式的教学,对相关知识点不进行深入展开,那么肯定不会得到良好的教学成效,而且还会让学生对化学知识产生厌烦感。故此,在日常的教学中有必要加强对趣味性实验的相关应用,通过将复杂难懂的知识具象化来降低学生的学习难度,从而获得良好的教学效果。只有这样才会综合提高学生的学习基本理论和实验能力。二、通过日常生活现象,培养学生探索精神。选择日常生活中的一些实际案例引入到化学实验中,在学生已有的知识和生活经验的基础上去引导他们观察实验现象,激发实验兴趣,培养学生利用化学知识解决实际问题。例如,在分析“溶液”章节时,引导学生一起联系生活中的蔬菜,比如“马铃薯在水中洗”形成悬浊液,使用肥皂洗油迹形成乳浊液等。在做“鸡蛋壳的成分与性质研究”的实验时,也可用鸡蛋进行探究实验活动,通过实验验证鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。将洗净的鸡蛋壳研碎,分别放入甲和乙试管中,分别向甲和乙试管中加入蒸馏水和稀盐酸,再用两只气球分别套在试管口,观察实验现象,促进学生更好地理解和掌握化学知识,更利于教师对学生进行指导,进而获得理想的实验教学效果。三、引导学生自主探究体现实验活动情景。实验的有效开展能帮助学生认识并理解科学的发现过程,培养创造性思维,结合化学内容,教师可以多创设实验引导学生自主探究。例如,在教学“二氧化碳制取的研究与实践”时,先引导学生对比分析氧气与氢气的制取装置,当理清楚设计气体制取装置的思路后,根据二氧化碳的反应原理,指导学生自主设计,动手操作,待组装完毕后召开“设计装置展示会”,再由各组推荐成员介绍其装置的优点,最后师生共同评价。自主探讨利于激发学生的创造性思维。学生在自主探究时教师也要多提出一些他们感兴趣的问题,多创造一些学生动手操作的机会,让他们在手脑并用的实践中迸发出创造的火花来。四、培养学生独立思考问题的能力,注重实验操作的准确性化学实验过程相对复杂,在实验过程中要引导学生独立思考,在条件允许的情况下,让学生独自进行实验操。例如,在“FeCl3”中加入铁粉,观察溶液的颜色变化,当学生完成观察后,提问让学生思考,验证相关的化学方程式。在进行镁、铝、铁、氢气在空气中燃烧的实验中,要时刻提醒学生注意相关事项,这样能保证实验的安全性和准确性。鼓励学生多操作,在操作中去感受化学,以此来培养学生独立思考问题的能力,提高学生的综合能力。综上所述,实验作为整个初中化学教学中不可或缺的一部分,既要给予足够重视,还要对其进行改革和创新。作为教师,要积极进行教学改革与创新,进一步加强实验教学、制定明确的实验目标,引导学生积极参与其中,在实验中培养学生科学求真,严谨的精神,以此促进初中生化学素养的提升,促进学生更好地理解和掌握化学知识,为学生的德、智、体、美全面发展做好铺垫。参考文献:[1]雷宇,张文华,彭慧。“中学化学实验研究”课程教学模式研究---渗透微格教学原理的探究教学模式[J].化学教育,2012(7)。[2]杨明生,关强。中学化学实验教学研究的现状分析报告[J].化学教育,2012(1)。[3]王春。化学新课程教学中实施绿色化学教育的策略探讨[J].化学教学,2009(7)。[4]周志雄。初中化学实验教学中学生实践能力的培养[J].读与写:教育教学刊,2008(7)。[5]闫芳,郝轶鸣。新课标下加强初中化学实验教学的若干想法[J].山西广播电视大学学报,2011(3):50-51.
随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文,供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要:计算流体力学是以多种计算方程为基础,在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算,分析出不同守恒定律中,这些变量的主控形式和变化规律,从而优化工程设计和工艺设备,提高化学反应中正向变化的进行,提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析,有利于工程成本的节约,提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析,并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词:计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程,并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效,不仅能够供给正常的生活需求,同时根据新材料的开发,能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中,较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的,具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析,能够优化工程设计和工艺改进,提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD,是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程,从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律,其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下,计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法,其也是一门多门学科交叉的科目,计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识,也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识,其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟,其主要目的是对流体流动进行预测,以获得流体流动的信息,从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展,市场上也出现了计算流体力学软件,其具有对流场进行分析、计算、预测的功能,计算流体力学软件操作简单,界面直观形象,有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
2.1在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中,反映介质之间的流动性比较复杂,依据传统的计算形式根本无法解决,并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点,在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律,其得出的结构往往存在较差时效性,实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用,能够对搅拌中流体的形式进行模拟,并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化,不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关,还与时间、容器的形状等有着之间的联系,需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高,在通过借助多普勒激光测速仪后,已经对三维计算形式有了较大的突破,这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用,但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不断的完善。
2.2CFD在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备,通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用,能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同,计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变,增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积,提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中,热量交换的形式更为复杂,但是却群在重复性换热的特点,增加了换热的时间,提高了换热的效果。从总体上分析,计算流量力学中,需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用,能够计算出不同设备的热交换效果,并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
2.3在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
2.4CFD在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中,反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系,在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制,当反应中温度过大,就会造成分子的剧烈运动,其运动轨迹的变化规律就会异常,在利用计算流体力学的模型计算中,计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取,在计算流体力学的实际计算中,就要借助FLUENT进行三维建型,并利用测速反应器进行速度的测量,通过综合的比较分析,利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场,可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程,详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义,并在经济效益的提高上具有重要的价值,在近几年,化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究,以二维空间计算和模拟为基础,不断的完善三维空间的流量计算,并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用,在今后的化学工程发展中,应加强此类学科的教学与延伸,提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课,文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,J.M.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
[1]陆小华,冯新,吉远辉,等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等 教育 ,2008,3:19-21.
[2]梁浩,刘惠茹,王春花.《化工热力学》教学实践与尝试[J].广东化工,2010,37(1):157-158.
[3]李兴扬,唐定兴,沈凤翠,等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育,2011,3:71-73.
[4]朱自强,吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
[5]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[6]陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
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在材料学科上,要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!
论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成
石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料,因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性,引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9],这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.
另一方面,PANI作为典型的导电高分子之一,由于合成容易,环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料,由于纳米效应不但能提高材料固有性能,并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容,其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而,当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能,为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性,人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].
作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO,化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能,但也在一定程度上钝化了PANI [13],另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.
基于以上分析,首先使PANI和GO相互分散和组装,借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料,以期获得高性能的超级电容器电极材料.
1实验部分
1.1原材料
苯胺(AR, 国药集团),经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS, AR, 湖南汇虹试剂);草酸(OX, AR, 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB, AR, 天津市光复精细化工研究所).
1.2PANIF的制备
PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14],制备过程如下:把250 mL去离子水加入三口烧瓶后,依次加入1.82 g CTAB,0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺,在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后,往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液,同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性,随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备
采用Hummers法制备GO,具体过程如下:向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目),加入5 g硝酸钠固体,搅拌下加入220 mL浓硫酸,10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾,在冰水浴下搅拌120 min,再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min,然后向瓶中滴加460 mL去离子水,同时将水浴温度升至95 ℃,保持95 ℃搅拌60 min,再向瓶中快速滴加720 mL去离子水,10 min后加入80 mL双氧水,过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中,加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸,趁热抽滤,随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min,得氧化石墨烯溶液.
1.4PANIF/rGO复合材料制备
按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合,使混合液总体积为30 mL, GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL,磁力搅拌10 min后,将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应,在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出,用去离子水洗涤产物直至洗液无色后,于60 ℃真空干燥24 h,待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5,10以及15,相应命名为PAGO5,PAGO10和PAGO15,对应的PANIF质量为75 mg,150 mg和225 mg.
1.5仪器与表征
用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后,用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.
电极制备和电化学性能测试:将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液,将其均匀地涂在不锈钢集流体上,在10 MPa压力下压片,之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中,使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极,铂片(Pt)作为对电极,在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试,电势窗为-0.2~0.8V.
比电容计算依据充放电曲线,按式(1)[15]计算:
Cs=iΔtΔVm.(1)
式中:i代表电流,A;Δt代表放电时间,s;ΔV代表电势窗,V;m代表活性物质质量,g.
2结果与讨论
2.1形貌表征
图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后,从低倍的SEM(图1(c))可以看出,PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合,且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知:成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.
2.2FTIR分析
图2为PANIF,GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1,1 500 cm-1,1 305 cm-1,1 144 cm-1,829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰,它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图,在3 390 cm-1, 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H,C=O键振动,1 550~1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16],可以看出,GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图,与GO,PANIF谱图比较, 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现,这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO,另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.
2.4电化学性能分析
图4为样品的CV曲线,其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图,可以看出,4个样品均出现明显的氧化还原峰,这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变,表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线,由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加,在扫描速率为1 mV/s时,PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.
图5为PANI,PAGO5,PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图,由图可知:4种样品均有明显的氧化还原平台,这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线,借助式(1),计算了4种样品在不同电流密度下的比电容,结果如图5(b)所示,很明显,相同电流密度下PAGO10比电容最大,当电流密度为1 A/g时,其比电容为517 F/g,这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时,比电容分别为 261和495 F/g)[18-19], 而PANIF比电容最小,仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右,这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时,紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚,增加了电极/电解质接触面积,从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径,对样品进行了交流阻抗测试,图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知:在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区,电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5
值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区,直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制,并且PAGO5所展现的直线斜率最大,说明其电容行为最接近理想电容,即频响特性最好,这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.
氧化还原反应的发生,导致PANIF具有十分高的赝电容,但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩,导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此,对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示,PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后,电容保持率为77%,而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%,这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外,rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接,降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩,使得链段不容易脱落或者断裂,从而PAGO10具有出色的循环稳定性.
3结论
采用自组装的方法,经水热反应,制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现,rGO与PANIF紧密连接;而且,当PANIF与GO质量比为10∶1时,复合材料展现了最佳的电化学性能,当电流密度为1和10 A/g时,其比电容分别为517, 356 F/g.从上可知:合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能,从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.
浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用
1 概述
随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及,我国水泥工业得到飞速发展,2012年,水泥总产量达21.8亿吨,占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代,镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能,而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1],并取得了良好的使用效果,但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合,形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫,碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质:R2(Cr,S)O4。水泥窑在正常运转中,其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸,飘落在厂区及周边环境中,造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中,废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时,窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害,据有关专家论证,Cr6+腐蚀皮肤,使人易患上大骨病,进而致癌。因此,镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。
发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范,其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍,执行也是最严格的,具体内容如表1所示:
我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88,对地面水中Cr6+含量进行明确规定,如表2所示:
这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大,特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵,因此,水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。
2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制
2.1 研制思路
目前,用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性,但是抗热震性差,抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性,但是挂窑皮性差[3,4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料,结构韧性好,抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强,具有良好的挂窑皮性能,在烧成带能有效延长使用寿命,是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。
2.2 试验与研究
2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物,化学分子式为FeAl2O4,其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构,二价阳离子占据四面体位置,三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3,莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石,必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内,才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石,而在FeO稳定存在的区域以外的条件下,铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石,而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示:
为了得到高质量的合成铁铝尖晶石,我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导,经过大量试验,掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术,为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯,在保证“FeO”稳定存在的气氛下,经高温烧成,制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示:
2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验,结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求,我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料,并加入特殊添加剂来强化制品的性能,研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度,采用四级配料,经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3,产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。
2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出:随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势,这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果,铁铝尖晶石的加入量在10%时,制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出:以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。
2.3 产品的性能
2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中,同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒,与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石,这一活化效应使制品在烧成或使用过程中,内部形成大量的微裂纹,重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行,使得MgO-FeAl2O4耐
火材料在整个高温使用过程中,可以形成大量的微裂纹,这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。
2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出:制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶,结构非常均匀致密,晶粒发育良好,颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接,结合良好,明显的提高了砖的密度和高温强度。
2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中,制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物,该矿物具有一定的粘度,可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面,形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块,用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4,压制成Φ30×10mm圆饼,把圆饼放在两个样块中间,放入电炉内加热,温度升到1500℃,保温3小时,冷却后测其抗折强度,二者基本相同。由此可见,新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。
2.4 产品的应用
新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来,通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用,寿命周期均达到12个月以上,受到用户认可。
3 结论
随着自由贸易的发展,我国所遭受的倾销越来越严重,运用反倾销 措施 来维护公平竞争的市场环境、保护国内企业的合法利益、保证产业安全已刻不容缓。下面是我为大家推荐的化工论文,供大家参考。
化工论文 范文 一:能源化学工程专业无机化学教学改革
能源化学工程专业[1]是利用化学、化工的理论与技术来解决能量的转换、储存及传输等问题,通过生产清洁、高效的新能源服务于人类生活的一门学科。无机化学是本专业所开设的第一门专业基础课,其教学质量直接影响到培养的应用创新型人才的质量。而目前无机化学的教学中面临着很多问题,如大一新生刚从高中迈入大学,面临如此信息量大的课程感到迷茫;教师面对课时量日趋减少的趋势,而传递的信息量大的困扰,不知如何把握日常教学;另外,加上教师科研压力等方面的因素,使得其未能全身心地投入教学中。因此,无机化学教学的改革与探讨在本专业教学过程、人才培养模式中的地位尤为重要。例如:
(1)武汉工程大学化工与制药学院从优化课程内容入手,对无机化学的 教学 方法 进行了改革[2];
(2)钦州学院化学化工学院从无机化学的重要地位出发,结合无机化学的教学目的,对无机化学多媒体课件进行了构建和探讨[3]。菏泽学院是一个应用型的地方性教学型本科院校,于2012年成功申请了与国家战略性新兴产业密切相关的能源化工专业。我系主要从教学目标、教学内容、现代化的教学手段等方面对无机化学的教学进行了改革与探索。
1明确合理的教学目标
根据能源化学工程专业的培养目标及培养模式,结合无机化学课程特点,菏泽学院化学化工系于2012年制定了能源化工无机化学教学目标。通过该课程的理论基础及实验实践的学习,能够使学生掌握无机化学基本知识和技能,为培养成高素质劳动者和化工专业技能人才做好准备;同时,也为今后学习专业知识和职业技能打下坚实的基础。此目标主要分为以下几个方面的目标。
1.1知识目标
主要分为了解、理解、掌握三个层次方面目标。通过该课程的教学,应使学生了解:气体的扩散定律,气体分子的速率分布和能量分布;反应速率的概念及反应速率理论;强电解质解离、离子氛、活度系数的概念;微观粒子运动的特殊性;路易斯结构式,等电子体原理,分子轨道理论;化学电源与电解;卤素单质的物理性质,金属卤化物、拟卤素和拟卤化物、互卤化物和多卤化物;硫和硫化物、单质硫、硫化氢和氢硫酸的物理性质;硅的单质、硅烷、硅的卤化物、硅的含氧化合物。通过该课程的教学,应使学生理解和掌握:气体的状态方程及混合气体的分压定律;热力学第一定律,化学反应的热效应、热化学方程式、盖斯定律、生成热的概念及应用,化学反应进行方向的判断方法;浓度对反应速率的影响;缓冲溶液的原理及应用;沉淀溶解平衡及移动;核外电子运动的描述,核外电子排布和元素周期律及基本性质的周期性;价键理论,价层电子互斥理论及杂化轨道理论;基本概念:原电池、电极电势和电动势及能斯特方程;卤素单质的化学性质,卤化氢和氢卤酸的化学性质;氧、氧化物、臭氧、过氧化氢的物理化学性质,硫的含氧化合物的化学性质。掌握氮的氢化物、氮的含氧化合物的化学性质。
1.2专业能力与素质目标
能力目标方面主要是培养学生谦虚的品格、勤奋好学的习惯以及知识迁移的能力;培养学生勤于动手创作、做事严谨的良好作风;培养学生学会运用唯物主义辨证的思维分析问题及解决问题的能力;培养学生工程质量意识和规范意识以及严谨、认真的工作态度。专业能力目标方面使学生能够掌握重要元素及其化合物的主要性质、结构、存在、制法、用途等基本知识;培养学生独立进行化学计算和利用参考资料等方面的能力;具有通过对实验数据的分析,绘制出特性曲线,能够写出规范实验 报告 并加以 总结 概括的能力。素质目标方面主要是培养学生具备良好的职业道德;培养学生勤苦奋斗、勇于创新、敬业乐业的工作作风。
2丰富合理的教学内容
2.1科研成果与课堂教学相结合,保持教学内容的前沿性
科研成果与课堂教学相结合包含两部分内容:一是在教学过程,教师能将自己的科研成果带入教学内容之中。这就要求教师教学的同时展开科研,而科研课题也要紧紧围绕教学内容展开,这样会更能了解学科的前沿动态并能深入把握,有利于增强教学的深度、广度,有效地提高教学质量[4]。另外教师将科研成果带入课堂分析中,将科研成果与教学有机地结合起来,将最新知识与信息传递给学生,科研推动教学,教学促进科研。二是在教学过程中结合学科发展情况,充分利用别人的研究成果,及时补充教学内容,进行教材建设。另外,在教学实践中可采用“案例教学”,对具体科研案例进行讨论、分析,比较各种方案的优缺点及产生原因,选择合理方案。在项目设计过程中,通过教师的引导作用,学生可以自主查阅资料并开展项目的研究性学习。
2.2建设开放的无机化学实验教学环境,理论与实验相结合
充分利用我系基础实验室和化学工程实验中心的仪器设备和师资力量,结合我系化学能源工程专业及无机化学教学内容的特点,试图探索出一套完善的开放式无机化学实验教学模式,注重实验与课堂教学相结合、开展系内实验技能竞赛及无机化学创新实验设计竞赛等项目,激励学生的学习积极性及培养今后创新实践的能力。开展大学生创新研究计划,引导学生在大三下学期进入教师的科研室进行锻炼,参与课题的研究,培养学生的创新意识和实践能力;鼓励大二学生参加无机化学实验技能竞赛,鼓励学生进行科技创新;另外聘请国内外无机化学研究领域的专家学者来我系作学术报告,增加学生的科研兴趣及全面了解无机化学的前沿动态,为今后的科研之路做好准备。
3多媒体与板书相结合的现代化教学手段
针对目前无机化学课时缩减而传递信息量大的情况,传统的板书教学手段已不能满足时代的需要,因此多媒体技术已广泛使用在课堂教学中。这样一方面将节省下的板书的时间能够用于重点难点的讲解,另一方面多媒体中引入一些无机化学演示实验、实物图像,将枯燥的理论教学表现的更加生动直观,提高了学生的学习积极性。然而仅利用多媒体也有一定的缺陷,如对一些公式的推导,仅利用多媒体会受到一定的限制,因此多媒体跟板书结合会更加有利于公式的推导。另外,还会避免仅利用多媒体的教学进度过快,学生不能融会贯通的缺点。总之,鼓励学生 课前预习 ,采用板书与多媒体技术相结合既能考虑教师的教学进度与学生的掌握程度,又能兼顾教学的广度与深度的问题,取得了较好的教学效果。
4结束语
无机化学是能源化学工程专业学生迈入大学的第一门专业基础课,其教学效果直接影响着学生学习本专业的积极性及掌握本专业基础知识的扎实程度。本系以上结合能源化学工程专业特点对无机化学的教学目标、教学内容及教学手段的初探具有一定的意义。今后会继续探索无机化学其他方面的改革。
化工论文范文二:油藏化学工程研究发展趋势
推动我国油藏化学工程研究与我国社会进步有着密不可分的联系。为了赶上发达国家对油藏化学工程研究的脚步,我国必须大幅度提升在这一方面的开发技术,更好地促进化学工程研究大步向前发展。
1油藏化学工程研究的发展背景
人类面临的最大危机之一就是能源问题,世界各国都在担忧石油问题。迄今为止,人类只开采了大约总储藏量1/3的原油,因此,油藏开发及提高效率是每一个科技工作人员的头等任务。半世纪以前,世界对石油的总需求量日益增长,工人们利用油藏工程的原理提高采收率来满足市场需求,同时也促进了油藏工程原理的发展。作为石油工程的重要组成部分,油藏工程主要负责各类研究,在掌握动态规律与原理的同时,也辅助了钻井与采油工程的开展。
2三次采油技术
自改革开放以来,世界各国石油界的精英们一直努力提高石油的采收率。一次和二次采油主要是靠自身压力和注气注水等方法,三次采油是采用之前的任何工业技术[2]。因而提高油藏采收率并没有局限在某一阶段或手段,它主要是靠原来油藏中没有的物料开采。它的定义与分类是不矛盾的。油藏化学工程是在三次采油的背景下发展起来的,它和化学工程学科共同发展。随着现代科技的迅猛发展,人们不断引进新技术,取得新成就。这一阶段也让人们认识到发展的多样性,开始探究多方面技术,涉及各种学科,主要有胶体与界面科学、化学工程学、化学反应动力学、渗流力学、热力学、计算数学等多种高等学科。
3化学复合驱技术
我国油田多数是陆相沉积,分布相当不均匀,原油中的蜡含量和芳烃含量比例较大,且黏度大,导致水驱采收率只在33%左右。三次采油的研究技术表明,化学复合驱能够有效提高采收率,它是在单一化学剂驱的基础上组合两种不同的化学剂,形成多种复合体系。通过实验证明,复合驱的相互作用比单一化学驱剂效果显著的多。随着各方面技术的发展和完善,复合驱逐渐成为我国提高原油采收率的主导技术。复合驱配方体系主要是由高浓度小段塞和低浓度大段塞2种体系组成。高浓度小段塞是利用表面活性剂和助剂,使油水形成中相微乳液体系,增强原油的乳化。典型的代表有胶束.聚合物驱体系,它的表面活性剂浓度在2.5%~5.0%,段塞小于0.4pv,若形成微乳液,效率更大,能达到80%以上。低浓度大段塞是后期才引进的策略,它的驱油原理主要是毛管准数理论,利用碱和表面活性剂降低油水界面张力。这种体系应用相对广泛,高酸值和低酸值都适用。近年来,随着研究力度加强,新型产品不断出现,如梳形聚合物KYPAM,星形聚合物STARPAM,疏水缔合聚合物A.DH。这些新型耐温抗盐聚合物,有利于节约淡水资源,保护环境。也扩展了油藏水的矿化度和文档范围。
4油田堵水调剖技术
开发油田主要采用水驱开发在在这一过程中,因储存分布不均,导致注水过程中出现沿高渗透带窜流,水波效果差,油井含水快速上升,尤其当进入高含水阶段,会出现水短路的现象,加深开采工作难度。为改变这一现状,专家们提出采用“堵水调剖”这一方法。堵水调剖具有颇多优势,操作简洁、规模较小、周期短、效果显著,能有效提高注水开发效果。油田堵水调剖技术历经磨难,从单井油井堵水油井堵水到单井水井调剖,目前主要发展到调整深部调驱。直到2006年底,才开始着手整体堵水调剖示范工程,在采油研究院的带领下,全面开展现工作,有条理的分析堵水调剖工艺技术,给予独特的评价以及实地示范。为改善注水开发的现状,应做如下调整目标:将单井措施向区块整体转变;将近井剖面转向深部液流;阶段上实施一体化转变;评价上从单井向整体转变;应用上改用多种复杂油藏,不再局限在常规水驱油藏据调查,仍有多个区块可以进行整体调堵,由此看来,堵水调剖技术发展趋势将奋力往前。
5评价与改进
综上所述,虽然油藏采收率明显提高,技术也不断突破,但仍然要看清形势。在取得成果的同时,也要擅于总结 经验 ,找出不足,精心解析。例如耐温抗盐聚合物产品的溶解性和长期热稳定性都还不是很乐观,在现场实施过程中,不能有效地达到施工要求,高效率的完成任务。同样地,化学驱技术需要改进解决的问题也是各方面的,需要研究者在过程中分层次去进行。只有抱着永不止步的态度去钻研,去创新,去探索,才能攻克这些技术上遇到的“疑难杂症”,才能进一步将化学驱油技术往特色道路上发展,不断为油藏化学工程研究的发展做贡献。
6结束语
为推动我国油藏化学工程持续发展,还需加强工作。不停探索实验技术,顺应环境变化。掌握化学驱技术,在实际工作中解决问题。还要继续研究物理化学模型,对敏感参数进行验证。油藏化学工程研究的全方位发展,有利于解决能源紧缺问题,有利于稳定我国石油市场,有利于世界和平。
水处理是去除水中一些对生产、生活不需要的有害物质的过程。下面是我整理的水处理技术论文范文,希望你能从中得到感悟!
隧道渗漏水处理技术
摘要:本文总结了隧道渗漏的处理文法,为同类隧道工程结构的渗漏水处理积累了一些经验。需要强调的是,关键是在二衬施工前的防水工程的施工质量及混凝土的浇筑质量,最大可能的做好防止渗漏水的的施工关键工序。当然没有一种材料是百分之百可靠的,没有一种施工方法是尽善尽美美的,只有在正确选材、合理施工,才能达到彻底防水的目的。
关键词:渗漏;堵漏;注浆
中图分类号:F407.9文献标识码:A
1渗漏水处理使用材料简要说明
1.1 堵漏
堵漏材料:金汤水不漏、130瞬间止水剂等。
“金汤牌水不漏”是吸收国内外先进技术开发的高效防潮、抗渗、堵漏材料,也是极好的粘结材料。分“缓凝型”、“速凝型”和“超速凝型”三种,均为单组份灰色粉料。“缓凝型”主要用于防潮、防渗;“速凝型”和“超速凝型”主要用于抗渗、堵漏。其主要技术指标:凝固时间:1~90分钟;抗压强度:30~40MPa;不透水性:>0.7MPa;其主要特点:快速带水堵漏;迎背水面均可使用,施工简便;凝固时间可隔,防水粘贴均可。
130瞬间止水剂是一种不收缩,且具有膨胀性的遇水硬化之粉状聚合物,加水即可使用。接着性很强,在水中或潮湿空气养护条件下,固结体具有微膨胀性(膨胀率为1‰~3‰左右),以填塞所有孔隙达到防水功效,没有氧化和收缩的现象。当温度不低于10°C时,可在46秒内凝固,早期强度高,1小时强度达15Mpa,28天强度达40Mpa,后期强度继续增大;使用年限与一般砼一样长久。
1.2 注浆
注浆材料采用普通水泥和水玻璃。水玻璃为传统注浆材料,对处理混凝土中细微裂缝有独到的效果。
2施工设计程序
二衬施工完毕后,进行二衬墙渗漏水处理。隧道二衬一般在侧墙起拱线以下的墙面上发生渗漏水现象。针对不同部位,采取不同的处理措施。墙面点状、面状渗漏水侧重于堵漏施工,施工缝部位重于注浆施工,但均采用堵漏、注浆、引流相结合的施工工艺。
3渗漏水处理施工工艺
3.1 检查墙面,标出渗漏水部位,根据渗漏水情况,确定处理方案。对于点及裂纹渗漏水的,采用凿槽堵漏方案;对于面渗漏水的,视渗水轻重程度分别采用堵漏和注浆方案;对于施工缝的渗漏水,将采用注浆方案。但也不是绝对的,要根据具体情况,综合分析漏水原因而采取最适宜的处理方案。
3.2 堵漏施工工艺
3.2.1对于裂缝渗漏水,沿裂缝剔凿出宽深各为20mm、40mm的凹型槽,对于渗漏点,则以渗漏点为圆心凿洞,孔洞直径为10~30mm,深为20~40mm,孔洞尽量保持与基面垂直。另外,凿连续墙槽缝要适当加深加宽,按接缝两边的疏松程度而定。
3.2.2彻底清理并清洗凹型槽及孔洞;
3.2.3取适当量的堵漏材料加水拌制成泥状,搓成条形或锥形,迅速将胶泥堵漏到槽(洞)中,并用力挤压密实,保持45~60秒不动。
3.2.4对漏水情况严重的,将采用注浆施工方案。
3.3 注浆、引流施工工艺
根据渗漏水情况,本站采取综合注浆方案。
3.3.1 传统注浆工艺
注浆主要是在施工缝部位,该部位主要是由于浇筑混凝土时处在模板的端头部位,部分施工缝处由于工人施工时操作不到位,混凝土不能完全密实填充,尤其在拱顶部位,这样,该处的膨胀型止水条便起不到止水的作用,同样,由于止水条安装不规范,在施工缝整个断面上,都会有漏水的可能,而这种情况也比较普遍,因此用采注浆的方法可达到较好的堵漏效果。 (1) 查渗漏点将基层表面擦干,立即均匀撒一层干水泥,若表面有湿点或印湿线,即为漏水孔、缝,从而确定渗漏部位。 (2) 凿眼及钻孔先以渗漏点为中心点凿一直径约100mm,深度约40mm的凹坑,再用冲击钻或专用打孔设备,自渗漏点向砼内打Φ20mm的孔Ⅰ,孔深200~300mm,以同样的方法在同一断面的拱顶部位打孔Ⅱ。(3) 埋设注浆管:采用Φ20mm水管(带丝扣连接阀门)埋设,管口中心对正钻眼位置。然后用凝结快(初凝8min,终凝15~20min)粘结好的环氧树脂砂浆封管。封管时将表面凿除部分全部封堵。 (4) 注浆注浆管埋设1小时后方可注浆。采用双液注浆泵泵注浆,注浆材料水泥水玻璃双液浆,配比为水泥:水玻璃=1:1。注浆压力为0.5Mpa注浆前,先用水代替浆液灌注,以检查除注浆注管外其它部位是否有漏水现象,以免出现漏浆。试灌时记录灌水量和灌水时间,为确定灌浆量和灌注压力提供参考。注浆时,垂直缝应按先下后上的顺序进行。注浆管接埋设好的注浆管Ⅰ,打开注浆管Ⅱ阀门,灌浆开始后,逐渐升压,待注浆管Ⅱ出水后先不要封闭,见浆液后立即封闭其孔,仍继续压浆,使浆液沿着漏水通道推进。并把注浆泵开泵到规定压力值,停泵。让灰浆慢慢渗入,到表面压力下降到0.1Mpa时,二次开泵升到规定压力值,如此反复进行,直到压力稳定在规定压力值不再下降为止。当压力解除后不再有漏水和渗水现象时,该处注浆完毕,移到下一注浆孔灌注。 (5) 拔管及封堵注浆完成后,将注浆管沿孔根部用手砂轮割除,然后将孔口清刷干净,孔底用130瞬间止水剂材料封堵,表面用1:2~1:2.5水泥砂浆抹平。
3.3.2 引流
对于墙面大面积渗水,这方面原因主要是二衬内部防水板被破坏,而底板泻水管堵塞,致二衬内水位上升,便造成二衬混凝土大面积渗水,对于这种渗漏水情况的处理,主要是通过引流的方法加以处理。 (1)、先在渗水区域的下部距潮湿印记边缘300mm处,紧贴地板表面打两个Ф32的泻水孔,使二衬后的地下水得以排除;然后,在泻水孔的下部底板上凿一直径10CM深10CM的积水坑,并在隧道底板上凿10CM深宽5CM的沟槽,槽中埋Ф32PVC排水管,将墙底泻水孔的水引至隧道排水沟中。 (2)、孔洞和沟槽的封堵,在墙脚泻水孔与积水坑之间先用PVC盲沟材(大粒径碎石也可)填充,在盲沟材上盖一层土工布,防止砂浆堵塞盲沟材缝隙,孔洞先用京汤水不漏堵漏材料堵2~3CM厚一层,等水不漏凝固后,用1:2.5防水砂浆把孔洞部位及泻水管槽抹面即可。
3.3.3施工注意事项及安全措施
3.3.3.1注意事项: (1)、所选用的输浆管必须有足够的强度;浆液在管内流动顺畅。 (2)、注浆施工力求一次注好,对注浆量较大部位必须连续注注,设备的压力和流量满足施工需要。 (3)、注浆过程中要始终注意观察注浆压力和输浆管的变化,当泵压骤增、注浆量减少,多为管路堵塞或被注物不畅,当泵压升不上去,进浆量较大时,检查浆液粘度和凝固时间。 (4)、注浆过程中出现跑浆、冒浆,多属封闭不严导致,当出现此种情况应停止注浆,重做封闭工作。
3.3.3.2安全措施 (1)、注浆前严格检查机具、管路及接头的牢固程度,以防压力爆破伤人。 (2)、操作人员在配制浆液和注浆时,要戴眼镜、口罩、手套等劳保用品,以防止损伤眼睛和皮肤。 (3)、注浆时注浆管附近严禁站人,以防爆管、脱管伤人。
参考文献
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[2] 杨俊仓; 黎志恒.关山隧道渗水治理工程措施研究.甘肃地质灾害防治工程勘查设计院; 甘肃地质灾害防治工程勘查设计院 兰州 【期刊】安全与环境工程.2003-11-30
[3]王成军.晋阳高速公路隧道渗水处治. 山西省高速公路管理局晋城管理处 山西晋城 【期刊】山西交通科技.2003-12-30
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久置的红薯为何比新挖的红薯甜大家都有这样的经验,放置很久的红薯吃起来总是比新挖出土的甜,这是什么原因呢? 我们直观的能看到,红薯放久了,水分减少很多,皮上起了皱纹。水分的减少对于甜度的提高有很大的影响,原因有两个:一是水分蒸发减少,相对的增加了红薯中糖的浓度。二是在放置的过程中,水参与了红薯内淀粉的水解反应,淀粉水解变成了糖,这样使红薯内糖分增多起来。因此,我们感到放置久的红薯比新挖出土的红薯要甜。 炒菜时不宜把油烧得冒烟炒菜时,有的人喜欢把油烧得冒烟甚至快燃烧起来才放菜,特别是在使用植物油的时候,觉得又不烧“死”菜里就会有生油气。须知这是一种不好懂得做法,油在高温时,容易生成一种多环化合物,一般植物油含的不饱和脂肪酸多,更容易形成多环化合物,实验证明,多环化合物易于诱发动物得膀胱癌。一般将油烧至沸腾就行了,油的“生气”便可以除去。食盐的实用价值食盐不仅是化学工业的重要原料,而且是人类生活中的重要调味品。此外,食盐还有多种用途。(1)清晨喝一杯盐开水,可以治大便不通。喝盐开水可以治喉咙痛、牙痛。(2)误食有毒物,喝一些盐开水,有解毒作用。(3)每天用淡盐开水漱口,可以预防各种口腔病。(4)洗浴时,在水中加少量食盐,可使皮肤强健。(5)豆腐易变质,如将食盐化在开水中,冷却后将豆腐浸入,即使在夏天,也可保存数月。(6)花生油内含水分,久贮会发臭。可将盐炒热,凉后,按40斤油1斤盐的比例,加入食盐,可以使花生油2--3年仍保持色滑、味香。(7)鲜花插入稀盐水里,可数日不谢。(8)新买的玻璃器皿,用盐煮一煮,不易破裂。(9)洗有颜色的衣服时,先用5%盐水浸泡10分钟,然后再洗,则不易掉色。(10)洗有汗渍的白衣服,先在5%的盐水中揉一揉,再用肥皂洗净,就不会出现黄色汗斑。(11)将胡萝卜砸碎拌上盐,可擦去衣服上的血迹。(12)铜器生锈或出现黑点,用盐可以擦掉。 绿豆在铁锅中煮熟后为何会变黑绿豆在铁锅中著了以后会变黑;苹果梨子用铁刀切了以后,表面也会变黑。这是因为绿豆、苹果、梨子与多种水果的细胞里,都含有鞣酸,鞣酸能和铁反应,生成黑色的鞣酸铁。绿豆在铁锅里煮,会生成一些黑色的鞣酸铁,所以会变黑。有时,梨子、柿子即使没有用铁刀去切,皮上也会有一些黑色的斑点,这是因为鞣酸分子中含有许多酚烃基,对光很敏感,极易被空气中的氧气氧化,变成黑色的氧化物。 牛奶不宜在高温煮太久牛奶含有丰富的蛋白质。加热时,呈胶体状态的蛋白质微粒会发生很大的变化。当牛奶温度达到60--62度时,就开始出现轻微的脱水现象,蛋白质微粒由溶胶状态变为凝胶状态,并出现沉淀。牛奶中还含有不稳定的磷酸盐。加热时,酸性磷酸钙变为中性磷酸钙,也会以不溶性沉淀物的形式沉淀下来。另外,当牛奶加热到100度左右时,牛奶中的乳糖开始焦化,使牛奶带有腿色,并逐渐分解成乳酸,同时产生少量的甲酸,使牛奶带有酸味。所以,牛奶不宜煮得时间太久。 大蒜的杀菌作用大蒜中含有丰富的蛋白质、脂肪、糖类及维生素a、b、c等,蒜苗里还含有钙、磷、铁等成分。大蒜具有极强的杀菌力,因为蒜头里含有大蒜油,大蒜油以硫化二丙烯为主要成分,还含有微量二硫化二丙烯、二硫化三丙烯。大蒜素遇碱、受热都会分解,所以用大蒜消炎杀菌宜使用生大蒜,不能与碱性物质一起用。吃过大蒜嘴里产生蒜臭,可将少许茶叶放在嘴里细嚼,或在口中含一块糖,蒜臭就可减少。 蒸锅水不能喝家庭中蒸馒头或蒸小菜的水叫蒸锅水。这种蒸锅水不能喝也不能煮饭或烧粥,这是什么原因呢? 我们知道,水里含有微量的硝酸盐,当水长时间加热,由于水分不断蒸发,硝酸盐的浓度相对地增加,而且它受热分解变成了亚硝酸盐。 亚硝酸盐对人们的健康是极为有害的。它能使人体血液里的血红蛋白变性,不能再与氧气结合,早成缺氧。亚硝酸盐也能使人体血压下降,严重时可引起虚脱。现代医学已证明,亚硝酸盐还是一种强烈的致癌性物质。所以,蒸锅水不能喝。 如何除去鱼胆的苦味人们喜欢吃鱼,是因为鱼的味道鲜美。可是,如果剖鱼时不小心弄破了鱼胆,胆汁沾在鱼肉上,就会使鱼肉带有苦味,影响人们的食欲。 胆汁中产生苦味的主要成分是胆汁酸,因为它难溶于水,所以渗入鱼肉中的胆汁,用水是很难完全洗除的。而纯碱能与胆汁酸发生反应,生成物是胆汁酸钠,它可溶于水。所以弄破了鱼胆,只要在沾了胆汁的鱼肉上抹些纯碱粉,稍等片刻再用水冲洗干净,苦味便可消除。如果胆汁污染面积较大,可把鱼放到稀碱液中浸泡片刻,然后再冲洗干净,苦味可完全消除。 饮豆浆四忌1、忌冲鸡蛋:鸡蛋中的黏液性蛋白易和豆浆中的胰蛋白酶结合,产生一种不被人体吸收的物质,从而失去它的营养价值。2、忌煮不透:豆浆中含有胰蛋白酶抑制物,如果煮不透,人喝了就会发生恶心、呕吐和腹泻等症状。3、忌冲红糖因和红糖中的有机酸能和豆浆中的蛋白质结合,产生“变性沉淀粉”,故忌冲红糖饮用,而白糖却无此现象。4、忌喝过量:豆浆一次喝的过多,容易引起“过食性蛋白质消化不良”,出现腹泻、腹胀等症状。 为何烧肉骨汤中途不宜加冷水肉骨汤所以营养丰富,味道鲜美,主要是蛋白质和脂肪溶解在汤里的结果。炖肉骨汤时,先冷水下锅,逐渐升温煮沸,然后文火煨炖,这样,可以使肉骨的骨组织疏松,骨中的蛋白质、脂肪逐渐解聚而溶出。于是,肉骨汤便越煨越浓,油脂如膏,骨酥可嚼。 如果在煨炖中途加水,会使肉骨汤的温度突然变化,致使蛋白质、脂肪迅速凝固收缩成团不再解聚。肉骨表面的空隙也会因此而收缩,造成肉骨组织紧缩,不易烧酥,骨髓中的蛋白质脂肪也就不能大量溶出。这时,汤中的蛋白质脂肪也就相应减少,从而影响汤味的鲜美 豆腐最好不要和菠菜一起煮菠菜营养丰富,有“蔬菜之王”之称,但是菠菜里含有很多草酸,每100克菠菜中约含300毫克草酸。豆腐里含有较多的钙质,两者若同时进入人体,可在人体内发生化学变化,生成不溶性的草酸钙。人体内的结石正是草酸钙、碳酸钙等难溶性的钙盐沉积而成的,所以最好不要把菠菜和豆腐一起敖着吃。另外,单独吃菠菜也不宜一次吃得过多,因为菠菜里的草酸能够跟人体内的钙、铁质结合,从而使人体缺乏钙、铁,影响健康。 在钙和草酸的比例为1:2时,最易形成结石。若通过食物搭配破坏这个比例,则结石可以防止。例如吃菠菜时搭配着吃些含钙丰富的芝麻、牛奶或鱼,就可以克服菠菜的这个缺点。 高压锅的绝技凡是用过高压锅的人都知道用它做饭既省时间,又节约燃料,而且营养散失较少,尤其用它煮的米饭特别好吃,这是为什么呢? 我们知道,大米中的主要成分是淀粉,其中含直链淀粉17%,支链淀粉83%。直链淀粉能溶于热水,支链淀粉不溶于水但可以在热水中吸水糊化成极粘稠的溶液。因此大米饭的粘性主要决定于支链淀粉糊化的程度,而支链淀粉糊化的程度又决定于烧饭时锅内的温度。 普通铝锅在平原地区烧饭时,锅内的蒸气压力只有一个大气压,水的沸点为100度,而高压锅不同,工作压力为1.3公斤/平方厘米,工作温度可达到124度,由于用高压锅煮饭,温度和压力都高于普通饭锅,所以能促使较多的直链淀粉溶解,支链淀粉糊化。同时,由于高压锅是在密封的情况下煮饭,米饭香气散失较少,所以煮出来的饭粘性大,香气浓,味道好。 切葱头为何流眼泪葱头,原产于亚洲西部,早在三千年前就被人们发现,由于葱头对生长条件要求很低,所以,它就很快漂流过海,在许多地方安了家。今天,它以成为市场上常见的蔬菜了。 据化学分析,葱头中含有一种具有强烈刺激性的物质——正丙硫醇。当葱头被剥开或切片时,其中的正丙硫醇就挥发到空气中,如果“溜”到人的眼里,就会刺激泪分泌腺,使人流泪。 如何克服呢?正丙硫醇能溶于水,因此,每次切葱头时,可以盆内放些水,再把砧板放在水里切葱头,这样正丙硫醇部分溶于水,就能减小对人眼的刺激。 水果为什么可以解酒饮酒过量常为醉酒,醉酒多有先兆,语言渐多,舌头不灵,面颊发热发麻,头晕站立不稳……都是醉酒的先兆,这时需要解酒。 不少人知道,吃一些带酸味的水果或饮服1--2两干净的食醋可以解酒。什么道理呢? 这是因为,水果里含有机酸,例如,苹果里含有苹果酸,柑橘里含有柠檬酸,葡萄里含有酒石酸等,而酒里的主要成分是乙醇,有机酸能与乙醇相互作用而形成酯类物质从而达到解酒的目的。 同样道理,食醋也能解酒是因为食醋里含有3--5%的乙酸,乙酸能跟乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯。 尽管带酸味的水果和食醋都能使过量乙醇的麻醉作用得以缓解,但由于上述酯化反应杂体内进行时受到多种因素的干扰,效果并不十分理想。因此,防醉酒的最佳方法是不贪杯。 汽水中的化学夏季,人们总爱喝汽水,打开瓶盖便看到气泡沸腾,喝进肚中不久便有气体涌出,顿有清凉之感,这是什么气体呢?这就是二氧化碳气体。 人们在制汽水时常用小苏打(碳酸氢钠)和柠檬酸配制,当把小苏打与柠檬酸混溶于水中后它们之间发生反应,生成二氧化碳气体,而瓶子已塞紧,二氧化碳被迫呆在水中,当瓶塞打开后,外面压力小了,二氧化碳气体便从水中逸出,可以见到气泡翻腾,人们喝进汽水后,胃中温度高,胃又来不及吸收二氧化碳,于是便从口中排出,这样带走热量,使人觉得清凉。 黄酒为何要烫热喝黄酒是以粮食为原料,通过酒曲及酒药等共同作用而酿成的,它的主要成分是乙醇,但浓度很低。 黄酒中还含有极微量的甲醇、醛、醚类等有机化合物,对人体有一定的影响,为了尽可能减少这些物质的残留量,人们一般将黄酒隔水烫到60--70度左右再喝,因为醛、醚等有机物的沸点较低,一般在20--35度左右,即使对甲醇也不过65度,所以其中所含的这些极微量的有机物,在黄酒烫热的过程中,随着温度升高而挥发掉,同时,黄酒中所含的脂类芳香物随温度升高而蒸腾,从而使酒味更加甘爽醇厚,芬芳浓郁。因此,黄酒烫热喝是有利于健康的。霜打的青菜味更美 青菜里含有淀粉,淀粉不仅不甜,而且不容易溶于水。但是到了霜降后,青菜里的淀粉在植株内淀粉酶的作用下,由水解作用变成麦芽糖酶,又经过麦芽糖的作用,变成葡萄糖。葡萄糖很容易溶解在水中,而且是甜的,所以青菜也就有了甜味。那么,为什么这种变化出现在冬季呢?那是因为由于青菜的植株内淀粉变成葡萄糖溶解于水,细胞液中增加了糖份,细胞液就不容易破坏,青菜也就不容易被霜打坏。由此可知,冬天青菜变甜,是青菜自身适应环境变化、防止冻害的现象。在霜降的季节里,其它蔬菜如菠菜、白菜、萝卜等吃起来味道甜美,也是同样道理。 柿饼外的白粉是什么 在新鲜的柿子里含有大量水分,还含有葡萄糖和果糖等,当它被晒成柿饼时,水分逐渐蒸发,果肉里所含的葡萄糖和果糖随着渗透到表皮上来,这两种糖的性质不一样,果糖味道很甜,容易吸收水分,在它渗透到柿饼的表面时,就抓住空气中的水分,黏附在柿饼的表皮上,类似蜜饯外面的糖浆,葡萄糖的甜味不如果糖,但却不容易抓住空气中的水分,它渗透到柿饼的表皮上时,就成为一层白色的粉末,正好把黏附的果糖包住,使得整个柿饼都是干燥的,原来这层白粉是葡萄糖粉末。
初中化学论文范文一(1)。题目:提高化学实验教学效率彰显初中化学学科之价值。摘要:初中化学实验教学是学生化学学习的重要组成部分,更是学生将化学学习联系日常生活的关键,为此,我们教师应当采用行之有效的教学方法,合理有效地统筹实验教学的时间与手段,激发学生自身的学习兴趣,让初中化学的教学能够得到顺利进行,实验的过程和结论能够有效地激发学生的学习兴趣与求知欲望,让学生们能够更加深入地分析问题、理解问题并解决自己在化学学习中遇到的问题,达到事半功倍的效果。关键词:初中化学:实验教学;化学学习。化学是一 门 以 实 验 为 主 的 学 科,借 助 实 验 教 学 既 能突出学科特点,又能 培 养 学 生 的 化 学 学 科 素 养。在 实 验中也利于培养学 生 的 细 心 观 察 能 力,通 过 实 验 渗 透 严 谨方法,更利于培养学生的化学求真素质。基于此,文章将围绕课中开展趣味实验,将化学知识具体化,通过日常生活现象,培养学生探索精神,引导学生自主探究体现实验活动情景,培养学生独立思考问题的能力,注重实验操作的准确性等展开研究,旨在激发学生的探究兴趣,提高化学实验的教学效率。一、课中开展趣味实验,将化学知识具体化。“化学是实验的科学,只有实验才是最高法庭。”实验是初中化学教学中一座不可或缺的将理论与实践相连的桥梁,做好初中化学实验教学工作为学生学好化学铺平道路。初中化学的教学内容相对来说比较多,而且自身就具有知识点分散与易混淆的特性,我们很多学生之所以学不好化学,其中一个最主要的原因就是化学知识相对抽象与难懂,不利于学生们的记忆与理解。如对于很多化学反应现象与原理,教师仅仅进行讲授式的教学,对相关知识点不进行深入展开,那么肯定不会得到良好的教学成效,而且还会让学生对化学知识产生厌烦感。故此,在日常的教学中有必要加强对趣味性实验的相关应用,通过将复杂难懂的知识具象化来降低学生的学习难度,从而获得良好的教学效果。只有这样才会综合提高学生的学习基本理论和实验能力。二、通过日常生活现象,培养学生探索精神。选择日常生活中的一些实际案例引入到化学实验中,在学生已有的知识和生活经验的基础上去引导他们观察实验现象,激发实验兴趣,培养学生利用化学知识解决实际问题。例如,在分析“溶液”章节时,引导学生一起联系生活中的蔬菜,比如“马铃薯在水中洗”形成悬浊液,使用肥皂洗油迹形成乳浊液等。在做“鸡蛋壳的成分与性质研究”的实验时,也可用鸡蛋进行探究实验活动,通过实验验证鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙。将洗净的鸡蛋壳研碎,分别放入甲和乙试管中,分别向甲和乙试管中加入蒸馏水和稀盐酸,再用两只气球分别套在试管口,观察实验现象,促进学生更好地理解和掌握化学知识,更利于教师对学生进行指导,进而获得理想的实验教学效果。三、引导学生自主探究体现实验活动情景。实验的有效开展能帮助学生认识并理解科学的发现过程,培养创造性思维,结合化学内容,教师可以多创设实验引导学生自主探究。例如,在教学“二氧化碳制取的研究与实践”时,先引导学生对比分析氧气与氢气的制取装置,当理清楚设计气体制取装置的思路后,根据二氧化碳的反应原理,指导学生自主设计,动手操作,待组装完毕后召开“设计装置展示会”,再由各组推荐成员介绍其装置的优点,最后师生共同评价。自主探讨利于激发学生的创造性思维。学生在自主探究时教师也要多提出一些他们感兴趣的问题,多创造一些学生动手操作的机会,让他们在手脑并用的实践中迸发出创造的火花来。四、培养学生独立思考问题的能力,注重实验操作的准确性化学实验过程相对复杂,在实验过程中要引导学生独立思考,在条件允许的情况下,让学生独自进行实验操。例如,在“FeCl3”中加入铁粉,观察溶液的颜色变化,当学生完成观察后,提问让学生思考,验证相关的化学方程式。在进行镁、铝、铁、氢气在空气中燃烧的实验中,要时刻提醒学生注意相关事项,这样能保证实验的安全性和准确性。鼓励学生多操作,在操作中去感受化学,以此来培养学生独立思考问题的能力,提高学生的综合能力。综上所述,实验作为整个初中化学教学中不可或缺的一部分,既要给予足够重视,还要对其进行改革和创新。作为教师,要积极进行教学改革与创新,进一步加强实验教学、制定明确的实验目标,引导学生积极参与其中,在实验中培养学生科学求真,严谨的精神,以此促进初中生化学素养的提升,促进学生更好地理解和掌握化学知识,为学生的德、智、体、美全面发展做好铺垫。参考文献:[1]雷宇,张文华,彭慧。“中学化学实验研究”课程教学模式研究---渗透微格教学原理的探究教学模式[J].化学教育,2012(7)。[2]杨明生,关强。中学化学实验教学研究的现状分析报告[J].化学教育,2012(1)。[3]王春。化学新课程教学中实施绿色化学教育的策略探讨[J].化学教学,2009(7)。[4]周志雄。初中化学实验教学中学生实践能力的培养[J].读与写:教育教学刊,2008(7)。[5]闫芳,郝轶鸣。新课标下加强初中化学实验教学的若干想法[J].山西广播电视大学学报,2011(3):50-51.
一下你可以参考一下: 低分子量聚丙烯酸钠的制备 低分子量聚丙烯酸钠的合成主要有以下三种方法:①中和法;②聚合法;③皂化法。 1)中和法 中和法是指在引发剂和链转移剂的作用下,丙烯酸在其水溶液中发生聚合反应,生成聚丙烯酸,然后用氢氧化钠水溶液中和,生成聚丙烯酸钠。2)聚合法 聚合法是指先用氢氧化钠水溶液中和单体丙烯酸,生成丙烯酸钠单体,然后在引发剂的和链转移剂的作用下,在水溶液中聚合,生成聚丙烯酸钠:3)皂化法 皂化法是指先由丙烯酸与甲醇反应生成丙烯酸甲酯,在引发剂和链转移剂的作用下聚合为聚丙烯酸甲酯,再在聚丙烯酸甲酯的悬浮液或乳液中加入氢氧化钠水溶液,并加热至100℃维持几个小时,(或者先与氢氧化钠作用,再在引发剂何链转移剂的作用下聚合)即可得聚丙烯酸钠,副产品是烷基醇,可以用气提法除去。由于这种方法工艺流程较长,还需要进一步除去副产物,因此在工业生产中应用不太多。 据文献U.S.P4301266报道,采用APS引发剂体系,在异丙醇一水混合溶剂体系中,丙烯酸均聚合,可得分子量小于2x1护的低分子量聚丙烯酸。 国外有机分散剂产品的分散性能最好的为美国大洋公司的产品SN-5040。近年来,国内有机分散剂的开发应用比较活跃,其中北京的DC分散剂,上海的YH分散剂为开发较成功的产品。YH分散剂采用的工艺是:自由基水溶液聚合,异丙醇作链转移剂,过硫酸按作引发剂,引发游离基的聚合反应,固含量为30-38%.,分散性能良好,但固含量太低,生产成本高。DC分散剂采用的工艺是:聚合、蒸馏(除去链转移剂和水的混合物)、中和,其固含量虽达要求,但生产周期长,成本高。 上述传统的生产工艺都是在比较高的温度进行,并且要蒸馏回收大量的链转移剂,操作费时、耗能。孙晓日以氧化还原催化剂在较低温度下直接合成了低分子量聚丙烯酸钠,经造纸厂实际应用试验证明,该分散剂可单独或与无机磷酸盐分散剂复配使用,对高岭土、硫酸钡、碳酸钙及其混合体均有良好的分散效果。郭永利等人以水为溶剂,APS-SHS氧化还原引发体系,研究了丙烯酸及其共聚物的合成,结果得到分子量小于2万,且无色或淡黄色透明的低分子量聚合物。 何静月等通过研究影响聚丙烯酸钠分子量的各种因素,使用脂肪酸盐等助剂,采用分步聚合的新工艺合成出分子量为500-700、1000-1500和2000-3000的低分子量聚丙烯酸钠。合成出的聚丙烯酸钠不仅分子量较低,而且分子量分布较窄,分散性良好,应用实验表明其分散效果优于分散剂DC,与进口产品SN-5040相当。 在装有回流冷凝器、温度计、搅拌器和滴液漏斗的250mL四口瓶中依次加入一定量的去离子水和链转移剂(异丙醇或丙酮或四氯化碳等),在室温下搅拌均匀,加热升温至一定温度,开始滴加丙烯酸单体和引发剂(过硫酸钾或过硫酸按)水溶液,3h左右滴定完毕,再保温反应3h,冷却至30℃至40℃后用质量分数的为30%的氢氧化钠水溶液中和至pH=7-,.8,然后将反应装置改为蒸馏装置,加热蒸出链转移剂以回收利用,得浅黄色粘稠低分子量聚丙烯酸钠溶液,洗涤后置于50℃左右的真空干燥箱中,干燥至恒重,粉碎包装。 聚合反应将以极快的速率进行,体系产生大量的积热,在普通的玻璃烧瓶反应器中,体系产生的积热在一分钟内从50℃到达剧烈沸腾状态而发生爆聚。若提高聚合温度,亦即增大了反应速率常数,同时由于单体浓度很高使聚合速率增大而发生爆聚。探索性试验结果与聚合反应动力学原理相符,因此在选择合成工艺时应注意以下问题: a.因单体中杂质起阻聚作用,单体采用精馏过的产品。 b.氧分子可看作双自由基,对单体有明显的阻聚作用。氧与链自由基反应形成较稳定的过氧自由基。因此,通入氮气驱赶反应器内的氧。 c.防止爆聚,如果将所有组分同时加入反应器内进行聚合,由于烯类单体在聚合时热效应大,而聚合反应速度又快,易产生爆聚。为了控制热量的放出速度以维持一定的聚合温度,可采取回流冷凝交换散热,分批加入引发剂,控制单体滴加速度等措施。 d.控制搅拌速度,使反应物混合均匀。若搅拌速度太快,反应器内物料将出现漩涡和飞溅。 聚合温度对聚合速率和产品质量都有重要影响。反应温度是由引发剂的分解温度决定的。用过硫酸馁为引发剂,其分解温度大约为70℃,温度过低,聚合反应不易发生或反应速率太慢;温度过高,引发剂分解速率过快,聚合反应热量不易散出,易爆聚。 丙烯酸的聚合热为 -67kJ/mol,合成过程中反应产生的积热可以使体系在1分钟内从50℃上升到100℃的沸腾状态,这种现象称为爆聚。爆聚既影响产品质量,还有可能酿成事故。 目前的合成方法主要是以过硫酸盐为引发剂、异丙醇为链转移剂进行动态水溶液聚合,通过大量链转移剂在冷凝回流作用下移走反应热,以及通过滴定单体和引发剂溶液控制反应速度,来防止爆聚的。但这样操作复杂,生产周期长,能耗高,设备利用率低,生产成本高。 静态水溶液聚合法是近年来出现的聚丙烯酸钠合成新方法,这种方法不使用异丙醇,单体浓度高、聚合周期短,有利于降低制造成本。缺点是聚合过程中伴随着凝胶化现象,放热剧烈,有大量自由基向大分子链转移并引起大分子间相互交联,导致产物中有水不溶物,产品质量较差,尚未工业化生产。 静态水溶液聚合法是指将所有组分同时加入自制的平板式反应器中,瞬间混合均匀后,静置于一定温度的水浴中进行聚合的一种合成方法。 向自制的平板式反应器中加入丙烯酸单体,用30%的NaOH溶液中和,冷却至60℃,依次加入链转移剂和引发剂溶液,混合均匀,置于60℃的水浴中,保温反应3h,得浅黄色粘稠溶液,洗涤后置于50℃的真空干燥箱中,干燥至恒重,粉碎包装。若聚合温度低,用少量的链转移剂或直接混合原料都会发生爆聚;只有在高温下,采用连续滴加单体于含有大量的链转移剂的溶液中才可以实现平稳聚合。这与聚合反应动力学原理相符,在发生爆聚的反应过程中,反应放出的热不能及时释放,体系产生大量积热,反应液的温度急剧升高,故发生爆聚:而在发生平稳聚合的反应过程中,一方面连续滴加单体3h左右,减缓了反应速率,另一方面在高温下,大量的链转移剂的冷凝回流带走了大量的反应热,反应液的温度得到有效控制,故反应平稳进行。但是在这样的条件下合成低分子量聚丙烯酸钠,链转移剂用量较大,如果滴定速度不均匀或过快,就会引起分子量分布变宽或爆聚,影响产品质量。所以,传统动态合成法操作复杂,生产周期长,能耗高,设备利用率低,生产成本高。 由上述讨论可知,解决聚合过程中的爆聚问题是导致传统合成方法中链转移剂用量较大,操作复杂,生产周期长,设备利用率低,能耗大等问题的根源,而爆聚是由于反应积热引发的,所以用简便的方法解决积热问题,就可以解决传统动态法合成中存在的问题。 解决积热问题的关键就是使反应热及时排出,实现放热与散热的平衡,从而有效控制反应液的温度,防止爆聚现象的发生。 为了考察反应过程中的放热情况,配制35wt %的丙烯酸钠水溶液,用过硫酸钾作催化剂进行聚合反应。聚合反应放热从50℃开始,在63. 3℃和80. 9℃时分别有两个放热峰,且第二个峰所对应的面积远大于第一个峰所对应的面积。这是因为一方面温度升高,引发剂的分解速率速率增大,聚合反应速率加大;另一方面生成的聚丙烯酸钠作为模板发生了自动加速效应。 在普通玻璃烧瓶中聚合,反应液的温度在一分钟内由60℃上升至100℃,体系发生爆聚;而在自制的平板式反应器中聚合,反应液温度达到60℃后变化不大,趋于稳定,体系平稳聚合。这是因为普通的玻璃反应器比表面积小,散热效果差,体系积热,引发爆聚;而平板式反应器散热效果好,实现了放热与散热的平衡,反应液的温度得到有效的控制。 故用平板式反应器代替传统的反应器,可以有效解决积热问题。这样聚合过程无须搅拌和滴定,由传统的动态法转化成静态法,简化了操作,缩短了聚合时间,节约了能源。 不同的链转移剂有不同的聚合温度,其中异丙醇和丙酮的用量较大(单体的200-300% ),其聚合在带有冷凝回流的四口瓶中进行;十二硫醇用量较少(单体的4%),其聚合在平板式反应器中进行。 单体浓度也是引起爆聚的一个重要原因。丙烯酸单体的聚合热大,进行高浓度的聚合,很难实现对聚合过程的控制,故通常聚合浓度在40%以下。实验结果与这相一致,在以异丙醇为链转移剂的传统聚合方法中,虽然单体占水重的100-200%,但是在大量异丙醇存在的整个反应体系中单体浓度只有25-30%,所以结合其他条件可以无爆聚进行。在以十二硫醉为链转移剂的聚合反应中,由于链转移剂用量较少,对单体浓度没有多大影响,实验发现,控制单体浓度为30%较为合适。 由以上分析讨论可知,低聚丙烯酸及其钠盐合成时的防爆聚措施主要有以下四条。一、选择合适的反应器,实现放热与散热的平衡。二、选择合适的聚合温度,由DSC曲线可以看出,控制聚合温度在60℃,反应平缓。三、选择合适的单体浓度,减缓体系积热引起的温度上升。四、选择合适的分子量调节剂,抑制分子量的急剧增加。当然,引发剂浓度也是影响爆聚的重要因素,但是要合成低分子量的聚合物,引发剂浓度不能太低。 综上所述,静态水溶液聚合法是合成低分子量聚丙烯酸钠的一种行之有效的方法。聚合反应器、聚合温度、单体浓度、分子量调节剂的类型等因素对聚合过程和产物的分子量具有重大影响。在平板式反应器中,以十二硫醇为分子量调节剂,用静态水溶液聚合法合成低分子量聚丙烯酸钠,实现了放热与散热的平衡,既有效控制了产物的分子量,又避免了爆聚的发生。当单体浓度为30%,分子量调节剂用量为4%(占单体重),引发剂用量为4%(占单体重),聚合温度为60℃,反应时间为3h,可合成出分子量为5000左右的低分子量聚丙烯酸钠,产物水溶性好,分子量分布窄,且单体转化率在99%以上。1.4 利用废腈纶制备聚丙烯酸衍生物1.4.1 腈纶废丝的利用研究综述 腈纶废丝是分子量小于100000的聚合物,其柔软性、卷曲度、拉伸性、弹性等不合格,不能用在纺织品生产上。据统计,每生产1吨的腈睛纶,就会产生1%的废丝。因此,我国每年的睛纶废丝产量相当可观。虽然一部分废丝牵伸后得到重新利用,但仍有相当部分的废丝需另找出路。由于睛纶废丝不能解聚,不能热压成型,燃烧时会散发出有害气体。因此,若能将睛纶废丝水解产物制成高聚丙烯酸衍生物,不仅可以解决废丝的处理问题,而且可以使聚丙烯酸衍生物的成本大大地降低,这不失为一个一举两得的好方法。 1994年合肥联合大学的丁伦汉采用10%A1C13水溶液作为腈纶废丝水解物的交联剂制备高吸水性树脂,A1C13溶液的较佳用量为2.0ml/g。所得高吸水树脂产品可吸收蒸馏水800g/g,生理盐水22g/g,洗涤和烘干过程对吸水率影响较大。 1996年哈尔滨市环境保护科学研究所王凤艳和杨建华等以腈纶废丝为原料.进行碱催化水解,制备污水处理剂一絮凝剂。研究了水解工艺对产物的影响。并用该絮凝剂对选煤厂的污水进行处理,效果良好。 1996年合肥联合大学建工系丁伦汉和彭守宁等将睛纶废丝在碱性条件下水解,经中和、洗涤后,加入交联剂甲醛反应,制得高吸水性树脂。实验表明,甲醛最佳用量为0.22%左右.所得树脂吸水率稳定在600-800g/g。 1998年江苏淮阴工业专科学校化工系李登好和郭迎卫以聚丙烯腈( PAN )废丝为原料,经皂化水解,甲醛交联制备了高吸水树脂,研究了水解工艺条件对水解物的影响以及粘度、交联剂用量等对高吸水树脂的吸水率的影响,最终得到的吸水树脂吸水率为500g/g,生理盐水为61g/g。 1999年西北纺织工学院沈艳琴以腈纶废丝为主,以丙烯酸酯和丙烯酰胺为辅,合成的BY型丙烯类合成浆料,其外观白色粉末,有效成分88%以上,6%水溶液粘度60-100mPa.s ,pH值为6~8,经过试验表明,BY型浆料易溶于水,和淀粉及淀粉+PVA具有良好的混溶性,在淀粉+PVA浆中,BY型浆料可取代15%-20%的PVA。 2003年中原石油勘探局氯化橡胶厂陆颖舟介绍了一种由腈纶废丝常压皂化水解制备水解聚丙烯睛的新工艺路线。研究了氢氧化钠用量、水用量、温度等对水解反应的影响,找出了最佳的水解工艺条件。引入了一种新型的沉析剂处理水解产物,降低了生产成本和排污负荷。同年,中石化股份公司齐鲁分公司研究院的李留忠和于元章等将腈纶水解处理后制备出多种高附加值的产品,文中研究了聚丙烯腈碱法水解工艺的水解过程、水解程度,考察了水解工艺条件和水解配方对产物性能的影响。结果表明,m(PAN)/m(NaOH)/m(H2O) = 1/0.6/5时,在95℃水解4h,得到含羧钠基、酰胺基等多种亲水性基团的均匀透明的无规共聚物水溶液。采用FTIR、 XRF (X荧光光谱)、ZC-NMR等对产物进行了分析表征,进一步验证了试验结果。 PAN废丝的利用国外已有报导),如前苏联将PAN废丝经浓碱皂化水解,得到的水解产物代替纺织工业用的淀粉浆料。日本也将同类型产品作为土质稳定剂等。 一般而言,腈纶废丝在碱性条件下进行水解所得的水解产物可以看成是聚丙烯酸衍生物的多元共聚物,因此,PAN废丝的综合利用在一定程度上可以说是相对应的聚丙烯酸衍生物的应用。 在无机酸、碱、加热、加压条件下,睛纶废丝聚合物链中的侧基氰基(-CN)可以发生水解,使之转变为极性较强的羧基(-COOH )、酰胺基(-CONH2)等官能团,使之由固态转变成了液态,这不仅提高了其流动性,而且由于这些基团还能与其它的一些基团化合或配位,赋予了产物新的性质,从而拓宽了其应用范围。1.4.2 腈纶废丝的酸法水解 在硫酸、盐酸等强酸和适当的温度下,腈纶废丝即发生如下水解反应。产物的结构与酸的种类及反应温度有关。工业上一般使用浓H2SO4进行催化。如果用75%-95%冷浓硫酸,使腈纶废丝水解4小时,主要产物为聚丙烯酰胺,水解产物中-COOH含量小于1%;用50%硫酸加热到120-140℃,催化水解腈纶废丝10小时,则主要产物是聚丙烯酸,其他基团较少。 该法设备简单,使用耐酸的搪瓷反应釜即可,但要求设备的气密度较高,回流冷凝器热交换效率好。缺点是所用的硫酸太浓,导致成本增加,不利于操作和环境。1.4.3 腈纶废丝的碱法水解 聚丙烯腈纤维一般采用主单体丙烯睛(约占93%)、改性单体丙烯酸甲酯和第三单体苯乙烯磺酸钠三元共聚合成,是一种疏水性较强的高分子材料。用碱法水解可对设备无特殊要求。在碱性物质的催化和加热条件下,腈纶废丝即发生水解反应。可供选用的碱性催化剂是NaOH、KOH、水玻璃、磷酸三钠、磷酸三钾、硫化钠、氢氧化钙、氨水,这些物质又称为皂化剂。在皂化水解过程中,腈纶废丝由白色转变为黄色,继而转变为橙红色或棕红色,同时有氨气不断逸出,最后纤维状消失,得到浅黄色或乳白色粘稠液体。皂化剂可以单独使用,也可混合使用,但常用NaOH做皂化剂。NaOH可用固体的,也可以用浓度5%以上的液体。如果提高反应釜内压力,NaOH用量可以减少。 将最终反应的黄色或深黄色半透明溶液放置到室温,真空抽滤,除去溶液中的不溶性杂质,将滤液收集在大烧杯中。然后向滤液中倒入等体积的无水乙醇(作沉析剂),并用玻璃棒轻轻搅拌即可得到淡黄色或白色粘稠状膏体沉析物,将此沉析物取出放入小塑料盘中静置,使表面多余的沉析剂挥发掉,然后将沉析物放入真空干燥6-7h,脱除沉析物中残余的乙醇和水分。 干燥后得到的淡黄色固体即为目的产物一部分水解聚丙烯酞胺。用盐酸将睛纶废丝的水解产物调至中性,用上述方法使之干燥。制备成产品絮凝剂PAM。沉析分离后所剩余的分离液通过蒸馏回收,其中的乙醇可以回收净化后重复使用。水解反应中剩余的碱富集于母液中,在母液中再加入一定量的碱又可以投入睛纶废丝进行水解反应。
工学论文开题报告
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毕业设计题目:年产4200吨环氧氯丙烷车间氯丙烯合成工段工艺设计
指导教师 :
院 系: 科亚学院
专业班级 : 科化工0401班
学 号:
姓 名:
日 期: XX年 3月 7日
1、环氧氯丙烷的物理、化学性质
环氧氯丙烷(ec)英文名:3—chloro—1,2—epoxypropane;epichlorohydrin。 分子式:c3h5clo ,分子量:92。52 , 熔点—25。6℃,沸点117。9℃,相对密度(水=1):1。18(20℃),相对密度(空气=1): 3。29 ,饱和蒸汽压 (kpa):1。8(20℃) ,自燃点415 ℃,折射率(nd20)1。438。 微溶于水,可混溶于醇、醚、4氯化碳、苯。无色油状液体,有氯仿样刺激气味。用于制环氧树脂,也是1种含氧物质的稳定剂和化学中间体 易燃其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。
2、环氧氯丙烷的生产原料及主要产品
环氧氯丙烷是1种重要的有机化工原料和精细化工产品,用途10分广泛。以它为原料制得的环氧树脂具有粘结性强,耐化学介质腐蚀、收缩率低、化学稳定性好、抗冲击强度高以及介电性能优异等特点,在涂料、胶粘剂、增强材料、浇铸材料和电子层压制品等行业具有广泛的应用。此外,环氧氯丙烷还可用于合成甘油、玻璃钢、电绝缘品、表面活性剂、医药、农药、涂料、胶料、离子交换树脂、增塑剂、(缩)水甘油衍生物、氯醇橡胶等多种产品,用作纤维素酯、树脂、纤维素醚的溶剂,用于生产化学稳定剂、化工染料和水处理剂等。
1原料:丙烯
丙烯的化学结构式:ch2=chch2oh 。物理性质::无色透明液体,熔点:—129,沸点:97。1,闪点:28,密度(20):0。854,折光率:1。4135。。
用途::丙烯醇是医药,农药和香料的中间体。主要的衍生物及其用途为:用于合成环氧氯丙烷、甘油、1,4—丁2醇以及烯丙基酮,生产增塑剂和工程塑料等重要有机合成原料。此外,其碳酸盐可以做光学树脂、安全玻璃和显示屏,其醚可以做聚合物的增黏剂等。
2主要产品:环氧树脂
目前我国的环氧氯丙烷主要用于生产环氧树脂,其消费比例为环氧树脂占85%,合成甘油占7%,氯醇橡胶占2%,其他如溶剂、稳定剂、表面活性剂、阻燃剂、油田化学品、水处理剂等占6%
3、环氧氯丙烷工艺生产方法及选择
目前,工业上环氧氯丙烷的生产方法主要有丙烯高温氯化法和乙酸丙烯酯法两种。
丙烯高温氯化法是工业上生产环氧氯丙烷的经典方法,由美国shell公司于1948年首次开发成功并应用于工业化生产。目前,世界上90%以上的环氧氯丙烷采用此法进行生产。其工艺过程主要包括丙烯高温氯化制氯丙烯,氯丙烯与次氯酸化合成2氯丙醇,2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷3个反应单元。
4、 工艺流程叙述
(1)丙烯高温氯化法:
(1)丙烯高温氯化制氯丙烯
丙烯与氯气经干燥、预热后以摩尔比4~5:1混合进入高温氯化反应器,短时间(约3 s)内进行反应,生成氯丙烯和氯化氢气体。精制后得氯丙烯产品,同时副产d—d混剂(1,2—2氯丙烷和1,3—2氯丙烯),氯化氢气体经水吸收后得到工业盐酸。
ch2=chch2 + cl2 →ch2=chch2cl +hcl
(2)氯丙烯次氯酸化合成2氯丙醇
氯气在水中生成次氯酸(或采用介质叔丁醇和氯气在naoh溶液中反应生成叔丁基次氯酸盐,该盐水解生成次氯酸,叔丁醇循环使用),次氯酸与氯丙烯反应生成2氯丙醇(过程中2氯丙醇浓度1般控制在4%左右)。
2ch2=chch2cl +2hocl→ clch2chclch2oh + clch2chohch2cl
2,3—2氯丙醇,70%) (1,3—2氯丙醇,30%)
(3)2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷
2氯丙醇水溶液与ca(oh)2或naoh反应生成环氧氯丙烷。
(3)2氯丙醇皂化合成环氧氯丙烷
2氯丙醇水溶液与ca(oh)2或naoh反应生成环氧氯丙烷。
clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca(oh)2→
clch2chclch2oh + clch2chohch2cl + 1/2 ca(oh)2→
丙烯高温氯化法的特点是生产过程灵活,工艺成熟,操作稳定,除了生产环氧氯丙烷外,还可生产甘油、氯丙烯等重要的有机合成中间体,副产d—d混剂(1,3—2氯丙烯和1,2—2氯丙烷)也是合成农药的重要中间体。缺点是原料氯气引起的设备腐蚀严重,对丙烯纯度和反应器的材质要求高,能耗大,氯耗量高,副产物多,产品收率低。生产过程产生的含氯化钙和有机氯化物污水量大,处理费用高,清焦周期短。
(2)乙酸丙烯酯法
前苏联科学院与日本昭和电工均开发了利用乙酸丙烯酯为原料生产环氧氯丙烷的生产工艺。前苏联是采用先氯化后水解工艺,昭和电工则采用先水解后氯化工艺。其工艺过程主要包括合成乙酸丙烯酯,乙酸丙烯酯水解制烯丙醇,合成2氯丙醇以及2氯丙醇皂化生成环氧氯丙烷4个反应单元。
(1)在钯和助催化剂作用下,丙烯与氧在温度160~180 ℃、压力0。5~1。0 mpa,乙酸存在下反应生成乙酸丙烯酯。
ch2=chch2+ 1/2o2 + ch3cooh→ ch2=chch2ococh3 +h2o
(2)在温度60~80 ℃、压力0。1~1。0 mpa下,以强酸性阳离子交换树脂为催化剂,乙酸丙烯酯经水解反应生成烯丙醇。
ch2=chch2ococh3 +h2o→ ch2=chch2oh +ch3cooh
(3)在温度0~10 ℃,压力0。1~0。3 mpa条件下,烯丙醇与氯通过加成反应生成2氯丙醇。
ch2=chch2oh + cl2→ ch2clchclch2oh
(4)2氯丙醇与氢氧化钙发生皂化反应生成环氧氯丙烷。
ch2clchclch2oh+ 1/2ca(oh)2→ ch2— chch2cl + 1/2cacl2 +h2o
与传统的丙烯高温氯化法相比较,乙酸丙烯酯法具有以下优点:(1)避免了高温氯化反应,反应条件温和,易于控制,不结焦、操作稳定,丙烯、氢氧化钙和氯气的用量大大减少,反应副产物和含氯化钙废水的排放量也大大减少。(2)开发了丙烯醇的氯化加成反应系统,成功地将氧引入环氧化物中,首次实现了由氧氧化代替氯氧化的技术,减少了醚化副反应,提高了系统的收率。(3)工艺过程无副产盐酸产生。(4)可以较容易获得目前技术还不能得到的高纯度烯丙醇。主要缺点是工艺流程长,催化剂寿命短,投资费用相对较高。
5、安全环保措施
(1)燃烧爆炸危险性:
危险特性:其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高温能引起分解爆炸和燃烧。若遇高热可发生剧烈分解,引起容器破裂或爆炸事故。易燃性(红色):3 反应活性(黄色):2
灭火方法:泡沫、2氧化碳、干粉、砂土。消防器具(包括scba)不能提供足够有效的防护。若不小心接触,立即撤离现场,隔离器具,对人员彻底清污。高温下能发生自反应,阻塞安全阀,导致罐体爆炸。蒸气能扩散到远处,遇点火源着火,并引起回燃。封闭区域内的蒸气遇火能爆炸。如果该物质或被污染的流体进入水路,通知有潜在水体污染的下游用户。
(2)包装与储运
储存于阴凉、通风仓间内。远离火种、热源。仓温不宜超过 30℃。防止阳光直射。包装要求密封,不可与空气接触。应与氧化剂、酸类、碱类分开存放。储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型。罐储时要有防火防爆技术措施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。 erg指南:131 erg指南分类:易燃液体—有毒的
(3)毒性危害
接触限值:中国mac:1mg/m3[皮] 前苏联mac:1mg/m3 美国tlv—twa:acgih 2ppm,7。6mg/m3 美国tlv—stel:未制订标准。
蒸气对呼吸道有强烈刺激性。反复和长时间吸入能引起肺、肝和肾损害。高浓度吸入致中枢神经系统抑制可致死。蒸气对眼有强烈刺激性,液体可致眼灼伤。皮肤直接接触液体可致灼伤。口服引起肝、肾损害,可致死。慢性中毒:长期少量吸入可出现神经衰弱综合征和周围神经病变。 iarc评价:2a组,可疑人类致癌物;动物证据充分 ntp:可疑人类致癌物 idlh:75ppm,潜在致癌物嗅阈:0。934ppm osha:表z—1空气污染物 niosh标准文件:niosh 76—206 健康危害(蓝色):
(4)防护措施
密闭操作,全面排风。空气中浓度超标时,戴面具式呼吸器。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴自给式呼吸器。戴化学安全防护眼镜。穿紧袖工作服,长筒胶鞋。戴防化学品手套。工作后,淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。防止皮肤和粘膜的损害。
(5)泄漏处置:
疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,切断火源。应急处理人员戴自给式呼吸器,穿防护服。不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。喷水雾可减少蒸发。用砂土或其它不燃性吸附剂混合吸收,然后收集运至废物处理场所。如大量泄漏,利用围堤收容,然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。
6、当前生产中存在的问题及建议
(1) 积极发展环氧氯丙烷下游产品,带动环氧氯丙烷的生产与发展今后几年,世界主要国家和地区的环氧氯丙烷下游各消费领域依然会发展较快,各地区的环氧氯丙烷的生产主要是自用,估计会有少量出口。今后几年我国的汽车工业,住宅建设,电子工业等领域将有1个高速发展的阶段,随着我国西部大开发,将有大规模的基础设施投入建设,因此,今后几年,我国的环氧氯丙烷的下游产品,如:环氧树脂、合成甘油等的市场需求量将会很大,美国、西欧及日本主要
一、课题的依据和意义:
1、依据:时尚是有艺术品位的生活,时知务也,尚在品质!时尚一族的生活是艺术化的,所追求的生活随着时间的变化也会不断的提高的,但不变的是一直在追求高品质的生活。为了满足这一人群的需要,时尚产品也在不断的更新,向更高的品质发展。
概念车可以理解为未来汽车,汽车设计师利用概念车向人们展示新颖、独特、超前的构思,反映着人类对先进汽车的梦想与追求。概念车往往只是处在创意、试验阶段,也许永不投产。与大批量生产的'商品车不同,每一辆概念车都可以摆脱生产制造工艺的束缚,尽情地夸张地展示自己的独特魅力。时尚一族这个人群在未来的社会中,随着生活水平和精神追求的提高将会愈来愈庞大。为了满足这一人群的旅游出行进行交通设计是又必要性的。
概念车的最大功能就是发现与引导这些变化的方向。肯·奥库亚马说过世界在变,汽车在变,在今后的10年到20年内会变得很剧烈。交通工具也要随着这种变化不管更新、改变。未来概念车的设计可以推动我们的交通发展,解决很多我们生活中现有的一些问题,使我们未来的出行、旅游更加方便。
天马行空、随心所欲在设计中不再是不切实际,对于概念车的设计天马行空的创意和随心所欲的想象已经成为一种珍贵财富。舞动的概念、迸发的理念塑造了经典概念车的楷模。概念车体现了汽车设计师的灵感和风
格,概念车甚至不受量产车的条件限制,可任意采用未经充分验证的新工艺、新材料和新设计,充分发挥想象力和创造力。
针对时尚一族的概念车设计需要打造出时尚、艺术、高品位的产品,因为品质与美是要艺术的手法去塑造,艺术提高品位,艺术是脱俗的,出类拔萃的;时尚是高尚的,时尚离不开艺术,艺术可以创造时尚。
2、意义:时尚赋予人们不同的内涵和神韵,带给人的是一种愉悦的心情和优雅、纯粹与不凡感受,能体现不凡的生活品味,精致、展露个性。人类对时尚的追求,在精神上的或是物质上的追求都促进了人类生活。概念车是汽车中内容最丰富、最深刻、最前卫、最能代表世界汽车科技发展和设计水平的汽车。概念车是时代的最新汽车科技成果,代表着未来汽车的发展方向,因此它展示的作用和意义很大,能够给人以启发并促进相互借鉴学习。因为概念车有超前的构思,体现了独特的创意,并应用了最新科技成果,所以它的鉴赏价值极高。概念车也是艺术性最强、最具吸引力的汽车。
针对时尚一族未来型概念车的设计,将会改变未来生活的方式,改变时尚潮流的走向,引领未来生活中交通方式的发展方向。
二、国内外研究概况及发展趋势:
1、国内概况:中国概念车设计的起步较晚,1999年在上海国际车展,中国以吉祥动物麒麟为名的第一款概念车吸引了世人的目光,这是第一辆由中国人设计,在中国制造并面向中国市场的经济型汽车。稚嫩的车型,俗气的颜色,平平的参数是人不得不感慨中国汽车设计的落后。但是他最
大的意义就是唤起了中国概念车的设计。
2003年的“鲲鹏”是中国感念车的一个亮点。终于有了对外形和颜色的思考,但是不得不说造型依然很丑。虽然不足还有很多,但是“鲲鹏”对所在微型车细分领域的全新探索,演练了低成本构造,泛亚以每两年一辆概念车的速度成长,这使得中国汽车厂商在目睹这一个又一个的中国概念车之后开始醒悟,中国需要概念车的设计。
2、国外概况:国外概念车的设计尤其是欧美国家的概念车设计较为成熟,不论技术上、造型上、色彩搭配上、还是使用方式等创新都处在世界的前端。
发展趋势:
趋势一:传统车型分类被打破交叉车型成趋势。如今越来越多的车型打出了交叉车型的概念。如大众概念车ConceptA亮点:运动轿车与SUV的结合;斯柯达概念车Yeti亮点:SUV、轿车、旅行车等集于一身。趋势二:传统能源殆尽新能源汽车代替。能源问题是目前汽车技术的最大课题,其也直接影响到节能、环保等一系列技术。如雪佛兰Sequel氢燃料电池车亮点:最先进的氢燃料电池车型;福特Reflex柴电混合动力概念车亮点:利用太阳能的柴油电力混合动力。
趋势三:打破汽车结构的未来智能行走机器。设计师们不满足于这些传统汽车概念,他们需要打破常规的、面向未来的智能行走机器。如丰田全新未来概念车Fine—T亮点:智能交通下的未来车。
趋势四:个性化的突破设计。外形设计的突破性,是一款概念车的基
本要求。如雷诺Zoe概念车亮点:不对称的车门设计;福特iosis概念车亮点:奠定福特未来风格的雕塑感设计
三、研究内容及基本思路:
1、研究内容:
造型上,整车为流线型设计,考虑空气力学,要有效地减小风阻,车体设计时尚前卫,动感活力,遵循简约主义的同时又要凸显个性。整车将采用仿生学进行形态设计,将会运用一些中国传统元素穿插在设计之中。把中国风贯彻在在设计中,要体现原创性。
结构上,整车为两厢设计,发动机中置,车门为双开门上旋打开方式。车型初步定为跑车类汽车。
材料上,材料主要以环保型材料取代钢铁和塑料,可能采用碳纤维,不过更多的将会使用采用铝或者钢这样的常见材料。
色彩上,定位人群为时尚一族,因此选用较亮丽的彩色,多种配色方案。
人机上,考虑人与机器的关系,遵循人机工程学。
2、基本思路:
打造一款时尚的未来型概念跑车,形态上拥有张力,在年轻的90后上寻找灵感,根据时尚的90后们的喜好来进行设计。收集一些相关的资料,研究90后时尚人群中的习惯和遇到的问题,这些研究在设计中得以体现。结构设计会在现有的一些汽车结构基础上进行改进,尽量保持楔形车型。
四、进度安排:
1、前期阶段(2011.09.01—10.13):
1)09.01—10.12制定工作计划,指导教师资格审定;
2)10月13日下午召开毕业设计(论文)动员大会(全院);
3)10.13—10.16指导老师制定毕业设计题目,学生进行选题;指导老师与学生双向选择,题目
上要求做到一人一题。下达具体任务书;
2、中期阶段(2011.10.13—寒假前)
1)10.17—10.30开题报告,毕业设计调研分析及材料整理;前期发散草图;
2)11.01—11.31课题研究报告,毕业设计前期方案、方案初选及深入;
3)12.01—12.17方案定稿,深入草图,毕业论文前三章初稿。
4)2011年12月18日学院毕业设计(论文)中期检查;
5)12.18—寒假放假毕业设计建模、渲染、版面,寒假放假前集中检查;
抗酸成分是HCO3-,抗碱成分是H2CO3。当在酸性条件下时,HCO3-会和氢离子结合变成H2CO3,减小氢离子浓度从而增大溶液的pH值;而在碱性条件下,H2CO3会电离出氢离子与溶液中的氢氧根离子结合,减小氢氧根离子浓度从而减小溶液pH值。。。。。。
缓冲溶剂溶液的作用,缓冲溶液的作用,就是缓冲下水道和缓冲水稻缓冲的东西有很多种,所以说不知道缓冲的溶液指的是哪一种
缓冲溶液:由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液,能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响,从而保持溶液的pH值相对稳定。详见:作用原理:缓冲溶液通常是由两种物质组成的,一般可分为以下四种类型:(1) 弱酸及其盐:HAc-NaAc;(2) 弱碱及其盐:NH-NHCl、CHNH-CHNHCl;(3) 多元弱酸及其次级盐:HCO-NaHCO、HPO-NaHPO;(4) 酸式盐及其次级盐:NaHPO-NaHPO、NaHPO-NaPO、NaHCO-NaCO。组成缓冲溶液的两种物质称为缓冲对或缓冲系。若在缓冲溶液中加入大量强酸或强碱,则缓冲溶液中抗酸和抗碱成分消耗尽后,就会失去缓冲作用。还要指出一点,浓度较大的强酸、强碱溶液,也有一定缓冲能力。因为外加少量的酸或碱对强酸、强碱浓度变化很小,所以pH值基本稳定详见:缓冲溶液的ph值的计算:详见:
缓冲液是一种能在加入少量酸或碱和水时抵抗pH改变的溶液.PH缓冲系统对维持生物的正常pH值,正常生理环境起重要作用.多数细胞仅能在很窄的pH范围内进行活动,而且需要有缓冲体系来抵抗在代谢过程中出现的pH变化.在生物体中有三种主要的pH缓冲体系,它们时蛋白质、重碳酸盐缓冲体系.每种缓冲体系所占的分量在各类细胞和器官中是不同的.在生化研究工作中,常常要用到缓冲溶液来维持实验体系的酸碱度.研究工作的溶液体系pH值的变化往往直接影响到我们工作的成效.如果提取酶实验体系的pH值变化或变化过大,会使酶活性下降甚至完全失活.所以我们要学会配制缓冲溶液.由弱酸及其盐组合一起使具有缓冲作用.生化实验室常常用的缓冲系主要有磷酸、柠檬酸、碳酸、醋酸、巴比妥酸、Tiris(三羟甲基氨基甲烷)等系统,在生化实验或研究工作中要慎重地选择缓冲体系,因为有时影响实验结果的因素并不是缓冲液的pH值,而是缓冲液中的某种离子.如硼酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐和三羟甲基甲烷等缓冲剂都可能产生不需要的反应.