基于大概念及多角度探讨的跨学科项目式教学——实现“碳达峰、碳中和”的途径研究

基于“碳达峰、碳中和”这一社会热点问题,以“绿色发展”为统摄性的大概念,实施项目式教学,通过探秘“碳源”、挖潜“能源”、创新“储能”、固封“资源”4步曲,优化课堂教学模式、助推学生深度学习。在真实问题情境中,帮助学生厘清学科的必备知识、弄透原理的来龙去脉、构建解题的思维模型,进而发展学生的学科核心素养。     

大概念统领的项目式学习——基于碳中和理念设计低碳行动方案

《国家十四五规划纲要》提出要在2030年实现“碳达峰”,2060年实现“碳中和”。因此,设计并实施了“碳中和”大概念统领的6课时的项目式学习活动。学生在“碳中和”思路的指导及制定低碳行动方案任务的驱动下,经历了探究二氧化碳的来源及去路、寻找降低二氧化碳排放量及增加二氧化碳吸收量的方案、分析方案的可行性等一系列项目活动,不断迭代改进项目作品“低碳行动方案”。项目实施后取得了显著效果,学生的学科观念、对学科价值的理解、态度责任、解决实际问题的能力等均有明显发展。根据教学实践,提炼了设计和实施项目活动的策略。     

改性生物柴油碳烟的制备、表征及水基润滑特性

为了探索生物柴油碳烟(BDS)作为水基润滑添加剂的应用,采用热氧化法制备了热氧化处理的BDS(TO-BDS);通过场发射透射电子显微镜、X射线光电子能谱仪和Zeta电位仪等表征了TO-BDS的形貌、组成和分散性,并与BDS进行了对比;利用球-盘往复摩擦磨损试验机、3D激光扫描显微镜、场发射扫描电子显微镜、光学法接触角/界面张力仪和拉曼光谱仪考察了含TO-BDS的纯水(H^-32O)的摩擦磨损性能和润滑机理.结果表明,TO-BDS表面的含氧官能团和负电荷比BDS更多,从而导致TO-BDS在H^-32O中具有更好的分散性;在H^-32O中添加质量分数为0. 2%的TO-BDS,可显著改善H^-32O的减摩抗磨性能.这主要是因为在摩擦过程中,TO-BDS起到滚动轴承的功效,H^-32O+TO-BDS比H^-32O在摩擦副表面的润湿性能更好,更易于形成润滑膜且TO-BDS会因摩擦力诱导剥离产生石墨片,从而降低摩擦磨损.     

酯交换法制备生物柴油的研究进展

作为一种对环境友好的可再生燃料生物柴油,对解决日益枯竭的石油资源和由石化柴油燃烧带来的环境问题具有重要意义.综述了运用酯交换反应制备生物柴油的几种方法的研究进展,对其优、缺点和研究趋势进行了归纳总结和展望.     

基于STEAM理念的高中化学创新实验研究——四氧化三铁磁流体的制备和性质探究

介绍了基于STEAM理念下让学生制备和表征四氧化三铁磁流体的化学实验探究。采用化学共沉淀法制备了磁性Fe3O4纳米颗粒。在外加磁场下磁流体能出现明显凸起。本实验简单、安全、现象明显、试剂用量小、适宜于学生独立实验操作。本研究旨在通过设置科学问题,让学生体验整个科研过程,培养学生的创造力。     

生物柴油-柴油混合燃料的理化及排放特性研究

对生物柴油-柴油混合燃料的表面张力、运动黏度、抗磨性、氧化稳定性以及碳烟排放等特性进行了测试和研究.结果表明,生物柴油-柴油混合燃料的表面张力随生物柴油含量的增加呈抛物线趋势变化,并随温度升高呈幂函数曲线下降.生物柴油的磨斑直径小于柴油,最大卡咬极限压力大于柴油.生物柴油的质量分数为40％-70％,混合燃料的氧化稳定性...     

废弃植物油酯交换制备生物柴油

培养学生的绿色环保意识和可持续发展意识是应用化学专业本科人才培养方案的基本要求之一。目前实验教学中培养学生绿色环保和可持续发展意识的实验项目较少,针对这一问题,在综合化学实验中增加本新创实验项目。实验以废弃菜籽油和甲醇为原料,氢氧化钠和氯化胆碱为催化剂,生成的副产物甘油与氯化胆碱原位形成低共熔体系,与产品形成液-液两相,促使反应正向进行,简化后处理,提高产品纯度和产率。GC-MS (Gas chromatographymassspectrometer)结果表明,产品纯度大于99%,产率接近85%。分离出的低共熔体系可循环使用。燃烧热测试表明其热值与矿物柴油相当。实验使用的原料安全低毒,涉及基础有机化学实验、物理化学燃烧热测定、分析化学等多门基础实验课程的基本操作和表征,适合作为应用化学专业三年级综合化学实验教学实验项目的补充。通过本实验,有利于让学生更加系统地理解和掌握化学实验技术,培养其主动探索精神,锻炼其综合实践能力,同时,将绿水青山、环保低碳、变废为宝等课程思政理念融于综合化学实验教学。     

K2SiO3/C颗粒催化大豆油酯交换制备生物柴油

采用浸渍法将钾水玻璃负载于碳颗粒(粒径1～3.5 mm)上,经120℃烘干后制得K2SiO3/C催化剂.以X射线衍射、扫瞄电镜-能量色散X射线与Hammett指示剂等方法对样品进行了表征.以K2SiO3/C为催化剂,大豆油为原料,进行酯交换反应制备生物柴油,考察了催化剂用量、醇/油摩尔比、反应时间(微波与传统加热)等因...     

几种生物柴油的制备及其流变学性能的比较

以六种常见的动植物油脂为原料,制备生物柴油并测定其脂肪酸甲酯分布、凝点和冷滤点值。以动态流变仪为主要研究手段,研究了六种生物柴油的流体性能及相关影响因素。结果表明,生物柴油的凝点和冷滤点值受其脂肪酸甲酯分布的影响,饱和脂肪酸甲酯含量高的生物柴油,其凝点和冷滤点值也相应较高。流变学测定实验表明,六种生物柴油样品的流体性能受温度和剪切速率的影响。在较低的剪切速率范围内表现为典型的非牛顿流体行为,而在较高的剪切速率下则表现为牛顿流体行为。当流体温度高于生物柴油的相变温度时,六种生物柴油的表观黏度无明显差别,说明在该温度条件下生物柴油的脂肪酸甲酯分布对其流体黏度值影响不大;当流体温度接近其相变温度时,生物柴油流体黏度出现突跃式升高且其突变温度高于其冷滤点温度。     

柴油溶剂中脂肪酶催化高酸值废油脂酯化制备生物柴油

采用0＃柴油作为反应溶剂,利用固定化脂肪酶催化高酸值废油脂与甲醇酯化反应制备生物柴油。来源于Candida antarctica的固定化脂肪酶Novozym435在0＃柴油溶剂中具有极高的催化活性。以酸价高达157×10-3的废油脂为原料,废油脂质量比10%的Novozym435,甲醇与废油脂初始摩尔比2∶1,0＃柴油与废油脂质量比5∶1,摇床摇速170r/min,50℃下反应2h甲酯化率可达95.10%。0＃柴油作为反应溶剂有效地溶解了高酸值废油脂和甲醇,降低了反应体系的黏度和消除了甲醇对Novozym435的负面影响,提高了Novozym435的稳定性。同时,0＃柴油溶剂对未脱胶废油脂中残留的对脂肪酶有害的磷脂等胶类物质具有一定的稀释作用。该工艺省却了溶剂蒸馏的繁琐工序,直接得到脂肪酸甲酯和石化柴油的混合燃料。     

固定化脂肪酶催化碳酸二甲酯制备生物柴油的研究

以介孔硅材料(MPS)为载体将脂肪酶固定化,以碳酸二甲酯为酰基受体,对固定化酶催化碳酸二甲酯进行了反应路径(原料油)、反应条件(反应温度、碳酸二甲酯的用量、加水量)的优化,在最佳的条件下对实验过程中所用的固定化酶进行重复使用性的考察.实验结果表明,不同种油与碳酸二甲酯反应在同定化酶的催化下制备生物柴油的产率以麻疯树油为最高,最佳反应条件是碳酸二甲酯的浓度为16mL/g、不加水,在50℃下反应24h,生物柴油得率达81.6％.     

化学改性生物柴油制备润滑油基础油

用生物柴油来制备环氧生物柴油,然后在D001树脂的催化作用下,环氧生物柴油和异辛醇进行异构醚化开环反应,合成的改性生物柴油即为润滑油基础油.通过红外光谱对原料和产物的结构进行表征,并对合成的润滑油基础油的性能与环氧生物柴油和150SN矿物润滑油进行了比较.结果表明,所合成的润滑油基础油热稳定性好、黏温性能好、黏度指数大、氧化稳定性良好、承载能力和抗磨性能较好.同时考察了D001树脂重复使用性,发现重复使用5次后仍具有较高催化活性.     

木本油料生产生物柴油——麻疯树生物柴油产业的发展

木本油料是我国生物柴油产业未来原料生产和供应的特色和优势。本文以麻疯树为代表,从资源分布、麻疯果加工和油生产生物柴油技术等方面讨论了国内外研究和发展的现状,分析了我国麻疯树生物柴油产业发展存在问题,并提出了一些对策。     

廉材担大任——氧化钙催化生物柴油制备反应

以化学反应的方向、有机物官能团等中学化学知识为基础,介绍常见化合物CaO用作酯交换反应的催化剂制备生物柴油的基础知识。为弥补现行高中化学教材的不足,特意着重介绍催化原理和应用研究的一些重要动态,以帮助高中生拓展视野,发展现代化学思维。     

气相色谱法监测氧化钙催化制备生物柴油的反应进度

建立了一种通过检测氧化钙催化制备生物柴油过程中产生的甘油来监测反应进度的方法. 在反应样品中加入草酸、硫酸溶液, 除掉由催化剂引入的钙离子, 释放与氧化钙结合的甘油, 利用气相色谱方法检测甘油的含量. 讨论了实验中加入草酸、硫酸的目的及对结果的影响. 实验结果表明, 此法可用于氧化钙催化制备生物柴油过程中反应进度监测的研究.     

废弃油脂生产生物柴油的研究进展

简单介绍了生物柴油的生产原料,综述了用废弃油脂生产生物柴油的现状和方法。废弃油脂生产生物柴油的方法主要有物理法和化学法,物理法主要有掺和法和微乳法,化学法主要有热裂解法和酯交换法。目前生产中采用化学法的酯交换法、以酸碱两步催化法的工艺为主,而生物酶法和超临界法是研究热点。     

近年生物柴油产业的发展——特色、困境和对策

本文介绍了美国、欧盟、印度生物柴油产业发展的特点、发展生物柴油的新兴原料和生物柴油生产技术的最新进展。分析了造成现在生物柴油产业发展面临困境的原因在于原料植物油的价格高涨。通过对生物柴油产业链的分析,提出生物柴油产业摆脱所面临困境的对策是:从植物育种和栽培开始,到收割、储存和榨油加工的每一步都要降低成本,力求取得低成本的原料油;开发投资少、成本低的清洁生物柴油生产工艺;关键是要从生物柴油(脂肪酸甲酯)和甘油来生产高附加值的化工产品,大幅度提高利润。     

近年生物柴油产业的发展——特色、困境和对策

本文介绍了美国、欧盟、印度生物柴油产业发展的特点、发展生物柴油的新兴原料和生物柴油生产技术的最新进展.分析了造成现在生物柴油产业发展面临困境的原因在于原料植物油的价格高涨.通过对生物柴油产业链的分析,提出生物柴油产业摆脱所面临困境的对策是:从植物育种和栽培开始,到收割、储存和榨油加工的每一步都要降低成本,力求取得低成本的原料油;开发投资少、成本低的清洁生物柴油生产工艺;关键是要从生物柴油(脂肪酸甲酯)和甘油来生产高附加值的化工产品,大幅度提高利润.     

近年生物柴油产业的发展——特色、困境和对策

本文介绍了美国、欧盟、印度生物柴油产业发展的特点、发展生物柴油的新兴原料和生物柴油生产技术的最新进展.分析了造成现在生物柴油产业发展面临困境的原因在于原料植物油的价格高涨.通过对生物柴油产业链的分析,提出生物柴油产业摆脱所面临困境的对策是:从植物育种和栽培开始,到收割、储存和榨油加工的每一步都要降低成本,力求取得低成本的原料油;开发投资少、成本低的清洁生物柴油生产工艺;关键是要从生物柴油(脂肪酸甲酯)和甘油来生产高附加值的化工产品,大幅度提高利润.     

钙镁负载型固体碱催化剂制备生物柴油

固体碱催化剂;酯交换反应;脂肪酸甲酯;生物柴油