如何通过化工基础实验提高学生的综合素质

从化工基础实验的教学目标出发，谈如何通过化工基础实验培养学生从事科学研究工作的基本素质，如数据处理能力以及观察问题、发现问题、处理问题的能力，并在此基础上培养学生的创新能力。     

Li4SiO4对CO2捕集性能的实验研究

以Li₂CO₃和SiO₂为原料,通过高温固相合成法合成了CO₂捕集剂Li₄SiO₄,并用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所合成的材料在CO₂捕集前后的晶相变化以及微观结构进行了表征。通过热重分析仪(TGA)研究了Li₄SiO₄材料吸附CO₂的性能,并在小型热态实验台架上进行了CO₂热态捕集实验。实验结果表明,Li₄SiO₄对CO₂的捕集性能受Li₄SiO₄合成温度、CO₂的吸附温度以及气体中CO₂含量的影响,在700 ℃下制得的Li₄SiO₄具有最佳的CO₂吸附特性,最大吸附增量可达34%。Li₄SiO₄的吸附能力随着CO₂含量和吸附时间的增加而增加,当CO₂浓度分别为75%、67%、60%时,700 ℃ Li₄SiO₄对CO₂最大吸附量分别可达6.68 mmol/g、3.37 mmol/g、2.02 mmol/g (理论量8.33 mmol/g)。     

平衡常数与正逆反应速率常数之间关系的探讨

从动力学与热力学的一致性原理出发,在知道可逆化学反应机理与不知道可逆化学反应机理的两种情况下,探讨了平衡常数与正逆反应速率常数之间的关系,确定了可逆反应平衡常数在不同情况下与正逆反应速率常数之间的关系式。     

POLYMATH软件在化工课程中的应用

以化学工程中的非线性方程、复杂函数的积分、离散数据点的处理、实验数据点的回归分析以及线性微分方程组求解为例,讨论POLYMATH软件在化学与化工课程中的应用。结果表明：利用POLYMATH求解计算问题稳定性好、方便快捷;能把学生从复杂的编程与调试中解脱出来,并能提高学生的学习效率以及分析问题和解决问题的能力。     

科研成果转化为化学反应工程实验项目的应用研究

用生活废油催化裂解与变换重整制氢来替代现有的化学反应工程中一氧化碳变换重整制氢实验,替换后的整个实验从原料到产品都是学生一手完成。该实验绿色环保,且实验过程的完成可让学生了解从原料到产品的整个连续的化工生产过程,激发了学生的学习兴趣,在提高学生的动手能力以及从事科学研究的能力的同时,降低了实验耗费成本,提高了实验的安全性。     

煤在燃烧过程中破碎模型的建立

针对煤在燃烧过程中破碎行为，建立了单颗粒煤的一维破碎模型。模型结果显示：煤在燃烧过程中的起始破碎主要是由于煤所释放的挥发分在煤粒中的集聚，造成煤粒中产生较大的压力梯度，从而引起煤粒的破碎。这就较好地解释了煤在燃烧过程中的热破碎现象，为今后预测煤在炉内的粒度分布打下基础。     

负载Fe2O3的Zr基钙钛矿催化剂对逆水煤气反应的影响

采用固相反应法制备了钙钛矿结构的BaZr_0.9Y_0.1O₃,并用BaZr_0.9Y_0.1O₃作为载体负载Fe₂O₃,通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）观察负载型催化剂的晶相结构和微观形貌,同时考察了制备的催化剂的逆水煤气反应催化活性。结果表明,BaZr_0.9Y_0.1O₃粉体1200℃煅烧5h时,负载型催化剂具有较好的催化活性;BaZr_0.9Y_0.1O₃对逆水煤气反应有一定的催化作用,负载少量的Fe₂O₃催化剂可以明显促进CO₂还原,在空速为1.13h^-1,温度为650℃时,CO收率可以达到31%;催化剂经过长时间运行催化效果良好,制备的催化剂活性较稳定。     

一道用物理化学中的相图知识求解的单元操作问题

从一道化工单元操作问题的求解过程出发,阐明了物理化学中的相图基础知识须与化工实践单元相结合,才能使所学的知识融会贯通,不与实践脱节。同时,学生在应用所学的基础知识解决化工实际问题时,其分析与解决问题的能力得到提高,加深了对知识的理解、巩固与掌握。