煤液化沥青分析表征及结构模型

对从煤液化残渣中萃取出的沥青类物质进行了固体13C-CP/MAS NMR分析、元素分析、红外光谱分析(FT-IR)和光电子能谱(XPS)分析,得到煤液化沥青的芳香结构单元信息及相关结构参数信息。结果表明,煤液化沥青芳香桥碳与周碳之比为0.115,芳香碳原子的存在形式以苯结构为主;脂肪结构多以甲基和环状亚甲基形式存在;氧主要以羰基、酯基的形式存在;氮主要以吡咯的形式存在。利用结构参数和分析表征结果构建了煤液化沥青的大分子结构模型,并运用13C-NMR预测软件ACD/CNMR Predictor计算了煤精制沥青大分子结构模型的13C化学位移。根据计算结果对大分子结构模型进行了修正,获得了与实验谱图吻合较好的大分子结构模型。     

循环流化床富氧气化实验研究

在循环流化床富氧气化实验台上,通过调节水蒸气流量使气化温度基本稳定在910℃,研究了不同氧气浓度及气化当量比对煤气组分、产气率、冷煤气效率及碳转化率的影响。结果表明,氧气浓度从25%增加至40%时,N2体积分数从48.82%降低至33.83%,H2从21.47%不断增加至27.59%,CH4基本不变;受水蒸气流量影响,氧气浓度高于35%时,CO体积分数降低,CO2体积分数增加;氧气浓度40%时的煤气热值为空气气化煤气热值的1.84倍,产气率随氧气浓度增加从2.35 m3/kg降至2.13 m3/kg,冷煤气效率和碳转化率不断增大;当气化当量比从0.20增加至0.29时,N2体积分数先降低后升高,H2体积分数从24.01%增加到25.46%后基本保持不变,CO和CH4持续减小,CO2不断增加,产气率由1.94 m3/kg升高到2.29 m3/kg;受水蒸气和气化当量比综合影响,冷煤气效率先增大后减小,碳转化率持续增加。     

灰中酸性成分对灰熔融温度的影响

搜集并统计了世界129种典型煤种、城市污水污泥及污泥/煤混烧灰样的灰成分及灰熔融特征温度等相关数据,研究灰中酸性成分SiO2、Al2O3、TiO2和P2O5对灰熔融特性的影响。结果表明,Al2O3是决定灰熔点的主要因素,酸性金属氧化物SiO2、Al2O3和TiO2形成的耐熔矿物质石英、偏高岭石、莫来石、金红石等可提高灰熔点。非金属氧化物P2O5与污泥和污泥/煤的灰熔点FT二次拟合很好且明显降低熔点,污泥灰中P2O5含量显著高于煤灰是导致其熔点明显低于煤的重要原因。     

FT-IR和SEM用于煤阶对煤催化加氢气化影响的研究

基于加压固定床反应器研究了不同煤阶的煤催化加氢气化效果,对比了煤阶对催化剂添加量、甲烷释放速率以及产品气组成的影响。原煤及气化残渣采用FT-IR和SEM进行表征分析。研究结果表明,不添加催化剂情况下,随着煤阶的升高原煤气化反应性降低,低阶煤的甲烷释放分为两个阶段;加入催化剂之后,3种煤中以神府烟煤的反应性最好,遵义无烟煤和云南褐煤反应性较差。SEM和FT-IR表征结果表明,高阶煤颗粒表面更加光滑、煤结构致密,而煤中的脂肪族结构以及芳香结构振动峰强度随煤阶的降低而升高,催化剂的加入使得脂肪结构吸收峰明显加强。这些差异导致不同煤样催化加氢气化反应活性不同。     

“四模块”嵌入下的混合式教学设计与实践*——以功能材料专业物理化学基础课程为例

为建设适应新时代要求,突出高阶性、创新性、挑战度的一流本科课程,实现价值引领、能力培养和知识传授的教育教学目标,结合功能材料专业的特点和民族高等院校学生的学情,构建了物理化学基础课程的“四模块、三阶段、两时空、双平台”的混合式教学新模式,重塑了“价值引领模块、基础理论模块、多学科融合模块和虚拟仿真实验模块”的“四模块”内容体系。通过“四模块”嵌入下的混合式教学实践研究,结合学生的课前、课中、课后等学习成绩,多维度评价学习效果,并藉由调查问卷来分析学生对混合式教学的评价,最终研究结果表明学生的个性化自主学习能力有了显著提高、学生运用物理化学理论解决复杂问题的综合能力得到了提升,学生经过刻苦学习获得了素质提高的成就感。     

基于“贯穿-翻转”混合式教学模式探索普通本科院校有机化学教学*

融合线下教育和线上平台教育,构建学生的认知脉络,使教学视角由教师转变为学生,从而激发学生的自主学习意识,加强教师与学生、学生与学生间的交流互动,提升教学效果。“贯穿-翻转”混合式教学模式通过留问题、查成效、齐互动、知识成脉络、测达标等5个步骤实施教学过程。     

高中有机化学教学中提升核心素养并体味科学价值*——以“乙炔的化学性质”为例

介绍了“乙炔的化学性质”的教学设计思路,展现了如何利用创新实验、丰富素材和问题讨论,帮助学生理解有机物性质和结构之间的关系。主要涉及以下几个环节:(1)通过课前自主预习,从乙炔与乙烯的相似性入手,预测乙炔的性质,了解乙炔的实验室制法;(2)结合2个创新分组实验“基于井穴板的微型化气体连续制备和性质检验装置”“利用真空输液瓶、微型样品瓶和注射器的密闭气体微型反应装置”,教师和学生一起巩固了乙炔的实验室制法,验证了预测的化学性质,丰富了对乙炔性质的感性认知,发现了“乙炔不能使酸性K₂Cr₂O₇溶液褪色”的异常现象;(3)从尝试解释异常现象入手,教师和学生一起从键能、加成比例、聚合后主链结构等多个角度探讨了乙炔与乙烯性质和结构的差异,建立起有机物官能团与性质关系的认知模型;(4)通过尝试利用模型解释2000年诺贝尔化学奖“导电高分子”和2017年度国家自然科学成果一等奖“AIE聚集诱导发光材料” 的结构、性质与应用,教师和学生一起提升了对认知模型的理解建构,感悟了科学研究的乐趣,体会化学科学在促进人类文明发展和社会进步中的重要作用。     

线上线下混合式教学结合翻转课堂进行酯缩合反应的教学*

采用“线上线下混合式教学”开展有机化学课程的教学工作,利用APP “学习通”将在线课堂教学和线下讲授相结合。以知识点酯缩合反应的教学为例,介绍了该教学模式的实施过程和教学效果。实践结果表明,线上线下混合式教学与翻转课堂相结合的教学模式,能够拓展化学专业学生知识面,提升学生的自主学习能力和学习的积极性,取得了较好的教学效果。     

医学留学生化学实验全英文教学资源建设与实践*

针对目前化学实验全英文在线教学资源匹配度较低、相对匮乏等问题,以医学留学生为中心,建设了有声课件、模块化实景实验操作视频以及测试题库3种不同类型的化学实验全英文教学资源,通过资源的线下使用和基于雨课堂的在线预习,实现从“集中、定时、定点”的传统教学模式向“模块化、碎片化、信息化”的混合教学模式转变,可以丰富教学资源和教学手段,改进教学秩序,提高医学留学生化学知识和技能学习的积极性和主动性,使“教”“学”良性循环,可切实提高化学实验国际化教学质量。     

物理化学混合式教学设计与实践——以“单组分系统相变热力学”为例*

以“单组分系统相变热力学”为例介绍了物理化学混合式教学设计与教学实践。围绕课程教学目标,在课前、课中、课后的每一个教学环节中践行课程教学理念,通过“问题+案例”方式突出物理化学基本方法的应用性、普适性与前沿性,让学生在教学过程中获取原理、体验探究、发展思维、生成智慧。教学评价结果显示,绝大部分学生对混合式教学模式给予了积极的评价。