化学工程论文范文发表
化学工程是一种深入研究与化学相关的技术,它是一项包括改进原有技术以及开发新技术的工程实践型学科,其主导思想为化学,然后将化学基础理论与实际运用紧密联系起来,进行一系列的与化学相关的工作,包括研制新产品、设计化学实验、装置的改进升级以及保护环境等等。下文是学习啦小编为大家搜集整理的关于化学工程论文范文发表的内容，欢迎大家阅读参考!
化学工程论文范文发表篇1
浅谈化学工程中的裂解
摘要：橡胶制品由聚合物、加工助剂、填料等配合加工而成,其复杂性可想而知。要对橡胶制品进行全面、系统、深入的科学分析,研究其结构、原材料配方、使用条件以及其他与之相关的重要因素,就需要相应的反向工程技术。
关键词：化学工程 裂解
0 引言
近年来，以分析裂解为主的反向工程技术发展极为迅速，其优越性在于:①可以了解橡胶制品的组成、结构以及各个体系的作用机理，从而优化配方提高制品的性能，指导新制品的研制开发;②可以分析废旧橡胶制品的成分、结构，从而了解老化降解机理，为废旧橡胶制品的再利用提供依据。
1 分析裂解原理
是指将样品放在严格控制的环境中加热，使之迅速裂解成易挥发的分子碎片，并用其他联用装置分离和鉴定这些裂解碎片，从而推断样品的组成、结构和性质。联用装置最普遍的是色谱仪和质谱仪，故分析裂解是裂解质谱和裂解色谱的总称。
1.1 裂解质谱 裂解质谱即将热裂解产生的碎片送入质谱分析仪中，由谱图分析裂解产物。裂解质谱具有所需样品量小、可从碎裂方式分析分子结构、可鉴定混合物等优点。故裂解质谱是最早也是最广泛应用于合成和天然高分子结构分析的质谱技术，典型应用包括:均聚物结构的确认;异构体高分子的区别;共聚物的组成和序列分布分析;高分子混合物的分析;高分子中挥发性添加剂的鉴定及添加剂对高分子性能影响的研究和高分子的热分解机理研究等。裂解质谱技术包括直接裂解质谱、闪蒸裂解质谱和裂解色谱质谱。
1.2 裂解色谱 是将试样放在严格控制的条件下，经过热裂解形成小分子碎片，而后用直接或间接方法送进气相色谱仪中进行分离测定。不同的高分子材料有不同的特征谱图，因此未知样品谱图与标准特征谱图对照分析，即可对未知样品进行定性、定量分析。本方法可以发挥气相色谱法的快速、灵敏度高、分离效能高的优点，且样品用量少，对含有复杂填充剂的硫化胶，通常可不必经过复杂的分离手续，即可直接进样裂解分析。主要用于聚合物的鉴定、组成分析、结构表征以及降解研究等方面。高分辨裂解气相色谱和裂解同时衍生化技术是近年分析裂解技术的重要进展，其大大推动了裂解色谱在各个领域中的应用。裂解质谱与裂解色谱相比在定性分析制品方面占有绝对优势，但定量分析较为困难，而裂解色谱则可定量分析。综合裂解质谱和裂解色谱各自的优点，两种技术的联用可对橡胶制品进行广泛的推广。
2 分析裂解技术的应用
橡胶制品由于相对分子质量大，难溶、难熔且难以挥发，用通常的分析技术难以分析他们的组成。分析裂解技术可以结合化学方法并与其他仪器分析法如红外、核磁等联用，对橡胶制品进行深入、系统的分析，是提供制品分子结构、组成信息唯一而有效的方法。
2.1 废旧橡胶分析 橡胶工业发展的同时废旧橡胶的产量也与日俱增，这不仅造成了环境污染，还浪费了大量资
源，回收利用废旧橡胶制品已成为一个重大的社会问题。
回收利用废旧橡胶制品首先要对其组成结构给以分析。景治中等人曾用热裂解色谱2质谱技术对硅橡胶边角废料及次品进行分析，确定了两种酸碱化合物的组成，高温橡胶的酸催化裂解产物主要是环状化合物，室温橡胶的酸催化裂解产物中有环状和链状两类化合物，从而为硅橡胶废料利用提供了理论依据。邱清华等运用裂解质谱及其他辅助技术对胶粉进行了研究，结果表明，胶粉含胶率为49161%，填料质量分数为50139%，其中炭黑质量分数为29128%，为胶粉的利用提供了理论依据。孙玉珍采用色质连用仪对氟橡胶二段硫化挥发物进行了研究，确定挥发物及组分来源，对环境保护有很重要的意义。对废旧橡胶制品的组成结构分析，可以了解其废旧原因，探讨其废旧机理，以便在制品的配方设计或工艺设计中加以改善，从而提高制品的使用寿命。Cardina利用分析裂解色谱技术研究了轮胎胎面胶废旧后成粒子状的原因是空气粉尘对其破坏作用，但空气粉尘对不同胶种的破坏作用不同，由此，我们可以优化耐用胎面胶配方。
2.2 热解机理的研究 研究高分子的热分解过程和热分解机理，必须详细了解热分解产物的组成和分布，尤其是各种大分子量的低聚体分解产物，往往能反映高分子的初级分解过程。研究表明，热分解不是随机的，而是有选择性的特征反应。大多数情况下，只有一种简单反应导致了橡胶的热解过程。典型的热分解反应有:①解聚反应，最终得到单体;②支链取代即简单分子的消除，还伴有分子链的改造;③环化至较低分子量化合物;④氢转换，伴随含不饱和基团的开链碎片的生成。烃类橡胶的热解多数是自由基降解反应，裂解产物的形成遵循自由基降解反应的规律，因此可利用此规律帮助分析裂解产物的谱图，也可以用分析获得的产物结构进行自由基反应机理的研究。其他仪器剖析技术由于设备装置原因或制样较为困难，不便于对裂解机理进行研究。而分析裂解技术采用特殊的装置，不需对样品进行处理，在分析橡胶及其制品时，通过热裂解形成的小分子碎片通常是单体、二聚体及链断裂的分解产物，可用于橡胶的初级热解机理的研究。在绝大多数情况下，使用该技术均能给出明确无误的橡胶初级热解产物信息，从而得到聚合物初级热反应机理。Radhakr2ishnan，Ramarao利用裂解色谱分别讨论了聚环戊二烯和聚丁二烯橡胶的裂解产物及机理。国内有关学者已研究过多种橡胶，包括CR、NR及BR等，获得了各种橡胶的特征信息，并从理论方面讨论了各种橡胶的裂解机理。黄玮等使用裂解色谱2质谱连用仪对甲基乙烯基硅橡胶泡沫进行了研究，结果表明，辐射导致的裂解机制与热裂解机制有相同之处，并对其裂解机理进行了讨论。
2.3 橡胶结构的表征 采用分析裂解技术分析橡胶，可对橡胶进行表征。杨丹等采用高分辨裂解气相色谱2质谱对由溶液法和胶乳法生产工艺制备的氯化天然橡胶的结构进行了分析，结果表明，两种方法制备的氯化天然橡胶具有相同的主体结构，但胶乳法制备的氯化天然橡胶中含有少量的羧基和羰基结构。氯化天然橡胶分子链上的环结构应为六元环，其裂解特征产物是环己烷同系物。王朝阳等运用裂解色谱及其他测试技术对环化氯丁橡胶进行了表征，结果表明，二甲苯溶剂参与了环化反应，且随环化度增加，参与反应的溶剂二甲苯的数目也逐渐增加，并确定了环化结构的形成。
总之，以分析裂解为主的反向工程技术已广泛应用于橡胶制品的分析领域，并取得了良好的经济效益。多种灵敏度高、专用性强的定性分析的裂解质谱及定量分析的裂解色谱已被成功的开发应用。为进一步对橡胶制品精确分析，应结合两种技术的优点，开发功能性强、灵敏度高的裂解色质联用技术无疑是今后的发展重点。
化学工程论文范文发表篇2
试探工程化学教学方法
摘要：本文针对工程化学学科特点，从六个方面探讨了高校工程化学课程有效教学方法的心得和体会。阐明在工程化学教学中，要注重引人课程专业前沿知识，采用启发式、比较和归纳教学法，以及优化多媒体应用、设置创新型实验和改革考核方法等措施，从而有效提高教学水平和质量。
关键词：工程化学;教学方法;教学改革
工程化学是化学、石油、医学、制药、冶金、环保、材料等领域的一门重要的专业基础课程，涵盖无机化学、物理化学、分析化学、有机化学等基本理论和实验内容。因而，工程化学课程内容广泛、知识量大。以往学生在学习工程化学课程过程中普遍反映授课进度过快而导致知识不易掌握的问题，也就是工程化学较大的知识量和较少的课时之间产生了尖锐的矛盾。本文根据工程化学课程的特点，就作者在工程化学理论和实验课程教学过程中的一些心得体会，探讨了高校工程化学课程的有效教学方法。
一、引入课程专业前沿知识，激发学生的求知欲
在工程化学课程教学中引入专业前沿知识，是把教师在科学研究中积累的新知识融入到工程化学课程教学当中。这既可以开阔学生的视野，拓展其思维，又能够激发学生的创新意识和科研兴趣，从而增加学生学习工程化学的动力[1]。例如，笔者在对医学专业学生讲解分散系时，引入了“纳米磁性药物”的前沿知识，指出将磁性药物注射到人体血管中，能在磁场指引下定向到达人体病变部位，既避免了口服药物被消化分解，又防止药物对全身的副作用。实际教学效果表明，专业前沿知识的引入使学生在掌握理论知识的同时，也激发了学生对科研的兴趣和求知欲。
二、采用启发式教学法，发挥学生主动性
传统教学方法一般是老师对学生单方面灌输知识，学生学习的积极性较低。为了调动学生的主动性，我们引入了启发式教学法。启发式教学法将理论知识和具体实例紧密结合，在知识运用方面具有较强的针对性和目的性。根据教学目的，选择有代表性的启发实例穿插在工程化学教学中，有利于改善教学效果、活跃课堂气氛，提高学生理论联系实际、分析和解决问题的能力。例如，笔者讲解“沉淀—溶解”平衡时，采用“多喝水能够预防尿结石”这一实例，启发学生对于“沉淀—溶解”平衡的分析和理解，达到了令人满意的教学效果。学生在思考后，均能够指出钙离子和草酸根浓度过高会诱发尿结石，而日常生活中多饮水，降低钙离子和草酸根的浓度，会预防尿结石。实践证明，启发式教学法能激发学生的兴趣和主动性，真正实现以学生为主体的教学模式[2]。
三、采用比较和归纳教学法，加深学生对知识的理解和记忆
工程化学各章之间既紧密联系，又相互独立。因此加强对课程整体性的阐述和各章独立性的比较，可以使学生在学习过程中从整体上把握工程化学课程的结构和联系，从而统领全局、一目了然[3]。例如，化学平衡内容贯穿了化学热力学、化学动力学、酸碱平衡、沉淀溶解平衡等多章内容，笔者在讲授后面章节有关化学平衡的内容时，与前面各章节有关化学平衡的平衡常数、影响平衡移动的因素等内容进行比较和归纳，使学生对各种不同的化学平衡有了较深刻和系统的辨别和理解，而且还能达到温故、知新的效果。因此，比较和归纳教学法除了能够帮助学生对所学知识进行复习和加深印象外，还有利于学生对所学知识进行分类和辨别，利于长久记忆。
四、优化多媒体应用，增强辅助教学效果
多媒体图、文、声、像并茂，能够使抽象的理论直观、形象化。心理学研究发现，多种感官同时感知的学习效果远优于单一感官感知的学习效果，这使得多媒体技术在工程化学课堂中可以产生很好的教学效果。前几年笔者采用板书讲授波函数和原子轨道时，发现自身在讲解方面和学生在接受方面都存在一定的困难。而今我们利用多媒体技术进行教学，用flash动画演示原子轨道变化过程，不仅使讲授方式变得生动、形象，而且使学生能够从多方位进行观察，获得了很好的教学效果。但是，选用多媒体作为教学工具，需要注意根据学生的认知规律，使多媒体成为引导学生认知和思维的工具，而不是教学内容展示的工具[4]。过分依赖多媒体会影响教学效果。例如：在讲解公式的推导时，多媒体对解题思路的呈现不如板书。另外，如果多媒体教学速度过快，学生会跟不上多媒体所呈现的信息量，势必影响教学效果。因此，应根据学生接受知识的特点和教学内容合理制作和使用多媒体课件，并将多媒体和传统教学手段有机结合起来，以有效发挥各种教学手段的优势。
五、设置创新型实验，培养学生综合技能
化学是以实验为基础的学科。工程化学的教学要注重理论教学与实验教学相结合，培养学生的综合技能。一方面，我们精选具有一定的验证性和操作性的实验，以满足辅助课堂教学的需要和让学生掌握基本操作技能的目的。另一方面，我们选择一定数目的研究性、创新型实验作为实验课内容，力求在工程化学实验教学过程中引进新意，提高学生对实验的积极性和创造性。例如，我们在工程化学实验课中新设了“从茶叶中提取咖啡因的研究及纯度鉴定”的内容，将无机化学实验、有机化学实验和分析化学实验统一起来，以培养学生的综合技能。在此过程中，我们通过训练学生查阅资料、设计实验方案、实验室做实验、数据分析和总结报告等一系列教学过程，提高了学生的动手能力和独立进行科学研究的能力。
六、改革考核方法，引导学生学习方向
考核学生掌握的知识量和运用知识解决实际问题的能力是教学的重要环节。通过它可以检验学生对所学课程知识的掌握程度和理解情况;同时检验教师的教学质量和教学效果，促进教师改进教学方法。传统的期末考试是评价学生成绩的重要依据，对学生的学习起到了重要的引导作用。但是过分注重期末考试这一考核手段，会导致学生只看重考试结果，难以起到引导学生全面发展和提高教师教学水平的作用。为了改革这一不合理的考核方法，我们在工程化学教学工作中提出，不仅仅要考核学生对知识的记忆水平，更要关注对其自主学习能力、实践能力和创新能力等综合素质的评价。我们将学生的工程化学课程成绩分成以下四个部分：理论课中笔试部分为50分，平时成绩为20分，实验课中实验报告成绩为10分，操作成绩为20分。在评价过程中，我们注重科学性和灵活性的统一，鼓励学生一切具有合理性和创新性的实践和研究。
以上只是笔者在工程化学教学中的一些体会。近几年，笔者针对学生的不同情况及学科特点不断探索，收到了较好的教学效果。当然，对教学方法的认识和探索是无止境的，需要学校、学院和教师投入更多的精力去实践和完善，也需要大学生们的积极参与。希望在今后的工程化学教学过程中，可以取得更好的效果。
参考文献：
[1]吴芳辉.关于工程化学基础课程教学策略的探讨[J].安徽工业大学学报(社会科学版)，2012，(29)：121-122.
[2]李海艳.工程化学课程的教学实践探讨[J].产业与科技论坛，2011，(10)：109-110.
[3]王卫.基础化学原理教学改革探索[J].大学化学，2011，(26)：21-23.
[4]李颖，刘松琴.工程化学教学与创新能力培养的探讨[J].大学化学，2011，(26)：42-44.