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關(guān)鍵詞:煙氣脫硝;建模與仿真;辨識(shí);電站運(yùn)行
Modeling and simulation of SCR reaction in a power plant
Liao Li, Yang Pengzhi
Key Laboratory of Low-grade Energy Utilization Technologies and Systems, Chongqing University, Ministry of Education, Chongqing 400044, PR China
Abstract: The SCR (selective catalytic reduction) technique is an advanced way to removal NOx from the flue gases in coal-fired power plants. Based on the Langmuir adsorption-desorption model and Eley-Rideal reaction mechanism, a dynamic mathematical model is established in this paper to focus on the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor . In additional, identification technique is applied to obtain the exact value of certain kinetic parameters based on the data from a power plant and the assumption that the pre-exponential factor for the DeNOx reaction KNO is a variable which is affected by the NH3/NO concentration ratio at the inlet of the SCR reactor. The SCR model is tested in static state situation and dynamic state situation in different loads in the power plant .The result of simulation suggests that: A)these parameters gained from identification and the SCR model can suit the real SCR reaction in this power plant .B) Temperature, ammonia concentration, nitrogen monoxide concentration as well as gas velocity play crucial roles in SCR reaction .C)In the power plant, the amount of ammonia supply, the control of NH3/NO concentration ratio are effective methods to ensure the nitrogen monoxide concentration at the outlet of the SCR reactor stays in an appropriate range especially in the load up process or load down process.
Keywords: SCR; modeling and simulation; identification; power plant operation
τ詬玫緋В相比于溫度和進(jìn)口NO的影響,NH3的增加對(duì)于脫硫效率的提高較為緩慢,如圖3(b)、圖6。表3也可以看出,該廠需要的供氨量也很大,氨氮比偏高,在1.4以上,尤其是在負(fù)荷變化時(shí),需要更大的氨量,其氨氣逃逸量控制在0.015PPM-0.03PPM左右,符合排放標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際運(yùn)行中,升降負(fù)荷時(shí),需提前增大供氨量,保持氨氮比變化率在0.01以內(nèi)。并隨時(shí)監(jiān)視出口NO和NH3的排放量,防止排放超標(biāo)(該廠出口濃度大于200mg/m3即為超標(biāo)排放)。
(4)溫度與NO共同擾動(dòng)
選取機(jī)組某500MW時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的參數(shù)值。 圖7中,5s時(shí)刻,進(jìn)口NO濃度突然升高至962mg/m3,出口NO的濃度相應(yīng)的增大至68mg/m3 。 15s時(shí)刻,突然增加進(jìn)口煙氣溫度至385℃,催化效應(yīng)增加,出口NO濃度減小,直至25s處,保持溫度385℃,進(jìn)口NO濃度降至924 mg/m3。此時(shí)可見出口NO濃度減小至56 mg/m3。 變化過程和趨勢符合實(shí)際的變化。
六、結(jié)論
1依據(jù)Langmuir吸附層模型、E-R反應(yīng)機(jī)理、建立反應(yīng)器出口NO濃度變化的模型,其中未知參數(shù)采用多次辨識(shí)的方法獲得,假設(shè)KNO是一個(gè)與氨氮比變化率有關(guān)的函數(shù),通過擬合得到關(guān)系式 。仿真過程的關(guān)鍵是確定不同階段的負(fù)荷時(shí)起始修正系數(shù) ,負(fù)荷變化時(shí)根據(jù)前后時(shí)間段氨氮比變化率乘以相應(yīng) 。模型能夠較為真實(shí)的反應(yīng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)出口NO濃度的變化趨勢和相應(yīng)數(shù)值,最大誤差控制在25%以內(nèi)。
2模型驗(yàn)證和仿真過程中,反應(yīng)溫度升高、煙氣流速降低有利于催化反應(yīng)的進(jìn)行,入口NO濃度降低、供氨量增加亦能減小出口NO排放量。
3模型能夠?qū)υ撾姀S的脫硝運(yùn)行過程進(jìn)行分析和預(yù)測,為運(yùn)行中提供指導(dǎo)防止排放超標(biāo):1)入口NO量(通過煤質(zhì)、負(fù)荷)、反應(yīng)溫度、供氨量的控制是保證脫硝效率的主要手段;2)從仿真試驗(yàn)中,該電廠催化劑在360℃-380℃之間溫度的增加使得催化效率能明顯提高。運(yùn)行過程中,機(jī)組在550MW-660MW時(shí),將煙氣溫度控制在375℃-385℃之間。400MW-550MW時(shí),應(yīng)將煙氣溫度控制在365-375℃。300MW-400MW時(shí),將煙氣溫度控制在360℃-365℃;3)控制供氨量是運(yùn)行中保證出口濃度的最主要手段。升降負(fù)荷過程中,進(jìn)口NO濃度變化較大,出口濃度變化劇烈。加入的NH3反應(yīng)有滯后性,負(fù)荷變化時(shí),應(yīng)提前增減供氨量。確保前后5s內(nèi)氨氮比變化率控制在0.01以內(nèi),即每分鐘供氨量的增減控制在30kg/h以內(nèi)。
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隨著生活水平的提高,消費(fèi)者對(duì)食品、飲料的口味、口感要求越來越高,這就需要大量使用香精、香料來迎合消費(fèi)者,促進(jìn)了食品企業(yè)對(duì)香精香料的應(yīng)用。食用香精在食品配料中所占的比例雖然很小,但卻對(duì)食品風(fēng)味起著舉足輕重的作用。國際知名咨詢公司Freedonia于去年5月底的研究成果表明:預(yù)計(jì)從2006~2008年,發(fā)展中國家對(duì)香精和香料的需求,將以年均4.4%的速度快速增長,到2008年該市場的份額將達(dá)到186億美元。而亞太地區(qū)(不包括日本)對(duì)香料和香精的需求特別強(qiáng)勁,未來幾年有望以年均7.3%的增速快速增長。發(fā)展中國家人均收入增加,對(duì)消費(fèi)品質(zhì)量要求有很大提高。隨著全球消費(fèi)者越發(fā)注重健康,市場對(duì)營養(yǎng)和健康食品的需求也日益增加。因此,由于預(yù)計(jì)低糖低脂食品和飲料市場將迎來強(qiáng)勁增長,全球消費(fèi)者對(duì)食用香精和香料的需求也必將不斷增加。香料配料市場需求量的繼續(xù)增長,還主要源于化妝品生產(chǎn),在發(fā)達(dá)國家和地區(qū),消費(fèi)者的護(hù)膚化妝品消費(fèi)呈上升趨勢。羧酸酯類香料作為優(yōu)良的可食用香料品種其需求也必將不斷激增。
羧酸酯類香料的主要生產(chǎn)和消費(fèi)國有美國、西歐、日本、墨西哥和中國等,國內(nèi)食品、飲料生產(chǎn)企業(yè)中目前應(yīng)用最多的添加劑就是香精香料,隨著消費(fèi)者對(duì)于味覺享受越來越高,這種趨勢會(huì)對(duì)香料需求產(chǎn)生積極影響。香料產(chǎn)品是香料工業(yè)的上游產(chǎn)品,是后續(xù)香精產(chǎn)品的原料,香料和香精產(chǎn)品是其他有關(guān)產(chǎn)品的配套性產(chǎn)品,它們被廣泛地用于日化、食品、醫(yī)藥、飼料等工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)。據(jù)了解,飲料行業(yè)是香料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域,該領(lǐng)域2005年的香料消費(fèi)份額達(dá)31.1%。就各地區(qū)而言,美國、日本和西歐地區(qū)目前統(tǒng)領(lǐng)香料消費(fèi)市場。香料市場未來的發(fā)展大部分可能會(huì)出現(xiàn)在亞太地區(qū),尤其是中國和印度這些發(fā)展中國家。這將進(jìn)一步刺激香精香料市場的快速發(fā)展。我國目前在世界香料市場中所占份額僅5%左右,日本所占份額達(dá)到12%,而美國則達(dá)到20%。
2.羧酸酯類合成的傳統(tǒng)工藝
傳統(tǒng)上羧酸酯類的合成都是用濃硫酸作催化劑,由相應(yīng)醇與酸酯化而得。但由于濃硫酸作催化劑合成酯化反應(yīng)具有以下缺點(diǎn):(1)在酯化反應(yīng)條件下,濃硫酸的氧化性和強(qiáng)脫水性易導(dǎo)致一系列副反應(yīng),給產(chǎn)品的精制和原料的回收帶來困難,且酯的質(zhì)量差。(2)反應(yīng)產(chǎn)物的后處理要經(jīng)過堿中,水洗等工序,比較復(fù)雜困難,同時(shí)產(chǎn)生大量廢液,污染環(huán)境。(3)濃硫酸嚴(yán)重腐蝕設(shè)備,加快了設(shè)備更新,增加生產(chǎn)成本。為克服這些缺點(diǎn),倡導(dǎo)綠色化學(xué),人們選擇環(huán)境友好型催化劑催化酯化反應(yīng),近年來,已發(fā)現(xiàn)氨基磺酸、結(jié)晶固體酸、雜多酸、無機(jī)鹽等均可作為酯化反應(yīng)的催化劑。
3.羧酸酯類合成的發(fā)展
近年來,人們對(duì)于羧酸酯類的合成的研究開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展很快,研究和開發(fā)出高效、環(huán)保的催化劑,是羧酸酯類的合成的研究發(fā)展方向:
無機(jī)鹽催化劑:無機(jī)鹽大多性質(zhì)穩(wěn)定,來源廣泛,對(duì)設(shè)備幾乎沒有腐蝕,反應(yīng)條件溫和,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成太大污染,但是由于無機(jī)鹽容易潮解,影響其催化的效果。常用的催化劑有三氯化鋁、三氯化鐵、硫酸鈦、十二水合硫酸鐵銨、五水合氯化錫、一水合硫酸氫鈉和硫酸鋅。
磺酸類催化劑:磺酸類催化劑來源廣泛、性能穩(wěn)定、安全、使用方便、對(duì)酯化反應(yīng)有較高的活性、產(chǎn)品收率較高、產(chǎn)物處理方便、催化劑可以重復(fù)使用等特點(diǎn),適合于工業(yè)化生產(chǎn)的需要。
雜多酸催化劑:雜多酸是一種含氧橋的多核化合物,其特點(diǎn)是催化活性高。選擇性好,反應(yīng)時(shí)間短,反應(yīng)溫度低。不易造成環(huán)境污染,對(duì)設(shè)備幾乎沒有腐蝕。再生速度快。
陽離子交換樹脂催化劑:其主要特點(diǎn)是價(jià)廉易得,不腐蝕設(shè)備,不污染環(huán)境,不會(huì)引起副反應(yīng),不溶于反應(yīng)體系,能夠重復(fù)使用,易于分離、回收和再生,操作簡單,產(chǎn)品收率較高,具有工業(yè)推廣價(jià)值。
固體超強(qiáng)酸催化劑:固體超強(qiáng)酸在有機(jī)合成中的優(yōu)點(diǎn)是活性高,重復(fù)使用性好,不腐蝕設(shè)備,制備方法簡便,處理?xiàng)l件易行,便于工業(yè)化。這對(duì)于節(jié)約能源,提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
負(fù)載型催化劑:其優(yōu)點(diǎn)是催化活性高,重復(fù)使用性好,不腐蝕設(shè)備,制備方法簡便,處理?xiàng)l件易行,便于工業(yè)化,這對(duì)于節(jié)約能源,提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
鈦酸四丁酯催化劑:不僅具有催化活性高,重復(fù)使用性好,不腐蝕設(shè)備等基本優(yōu)勢,而且同制備方法簡便,酯收率高,價(jià)廉易得,反應(yīng)時(shí)間短,反應(yīng)溫度低,處理?xiàng)l件易行,便于工業(yè)化,這對(duì)于節(jié)約能源,提高經(jīng)濟(jì)效益是很有意義的。
酶催化(脂肪酶催化、菌體催化等)工藝不僅催化化活性高、產(chǎn)品質(zhì)量好,而且反應(yīng)條件簡單、溫和,酶重復(fù)使用方便,酶活性保持時(shí)間長,在生物酶的固定及精細(xì)化學(xué)品的合成中有較大的使用價(jià)值。
4.討論
目前,國內(nèi)外羧酸酯類的合成的發(fā)展趨勢越來越多的偏向于研究合成綠色、高效、環(huán)保等多功能的新型催化劑劑。一方面,合成環(huán)境友好的催化劑所采用的原料都比較易得,在開發(fā)過程中可以降低成本;另一方面,合成環(huán)境友好的催化劑所采用的都是低毒、高效、無污染的工藝,較大范圍的降低了環(huán)境的負(fù)荷。發(fā)展我國羧酸酯類香料應(yīng)當(dāng)注意加大科技投入力度,大力開展技術(shù)創(chuàng)新,加強(qiáng)安全法規(guī)和環(huán)境保護(hù),強(qiáng)化企業(yè)管理,提高經(jīng)濟(jì)效益。
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關(guān)鍵詞:生物技術(shù)石油化工應(yīng)用
中圖分類號(hào):F406文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一生物技術(shù)與石油化工
生物技術(shù)又稱生物工程,是在古老的微生物發(fā)酵工藝學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興綜合學(xué)科,它很早就與石油關(guān)系密切。
早在20世紀(jì)20年代,石油工作者就提出將微生物用于石油回收。50年代生物技術(shù)逐漸由石油向石油化工領(lǐng)域延伸,許多化工產(chǎn)品的生物生產(chǎn)技術(shù)和工藝相繼出現(xiàn)。60年代,石油微生物學(xué)興起,以石油為原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的工業(yè)化成為可能。70年代,生物分子生物學(xué)的突破,出現(xiàn)了生物催化劑固定化技術(shù),與此同時(shí),美國、歐洲及原蘇聯(lián)等都先后進(jìn)行了微生物采油應(yīng)用研究和實(shí)施。80年代,DNA重組技術(shù)和細(xì)胞融合技術(shù)的崛起,生物化學(xué)反應(yīng)工程應(yīng)運(yùn)而生,為人們?cè)谑突ゎI(lǐng)域開發(fā)精細(xì)化工產(chǎn)品提供了重要手段和工具。90年代,節(jié)能與環(huán)保成為人們關(guān)注的兩大課題,能源與資源的合理利用,使得生物技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用更加活躍。
面對(duì)21世紀(jì)石油與石油化工技術(shù)的挑戰(zhàn),清潔過程的開發(fā),“綠色化學(xué)”產(chǎn)品的生產(chǎn),生物脫硫技術(shù)正引起人們極大的關(guān)注。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,溫和條件的合成反應(yīng)將會(huì)繼續(xù)受到重視,生物催化劑將大力推廣,生物能源的替代,具有光、聲、電、磁等高性能生物化工材料的應(yīng)用,都將為石油化工技術(shù)注入新的活力,新的生物石油化工技術(shù)必將興起。
二生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用
1生物技術(shù)在石油勘探中的應(yīng)用
隨著微生物培養(yǎng)技術(shù)及菌種數(shù)測定方法的不斷改進(jìn),利用微生物勘探石油的技術(shù)得到迅速發(fā)展。根據(jù)直接探測油氣的有關(guān)理論,地下烴類的向上滲透使地表和地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生了變化。從生物圈角度來看,無論是根植于地下較高等植物,或是散布于其間的低等生物,都會(huì)發(fā)生變異,用現(xiàn)代生物分析檢測手段(如微生物微量元素分析、毒素分析、DNA的PCR擴(kuò)增技術(shù)檢測)檢測這種變異,再經(jīng)過適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理,就可能達(dá)到預(yù)測油氣藏的目的?,F(xiàn)代石油工業(yè)根據(jù)石油的生物標(biāo)志特征可以研究判斷石油的生成相和油源。我國石油工作者就是利用生物標(biāo)志特征判斷出柴達(dá)木盆地西部剖面油砂和瀝青的前身原油是成熟原油,它具有水體相對(duì)較深的湖相有機(jī)質(zhì)形態(tài),其源巖應(yīng)該是侏羅系的。隨著生物技術(shù)在石油勘探領(lǐng)域應(yīng)用的拓寬與深化,生物與石油相關(guān)規(guī)律的研究將會(huì)取得更大的成果,有可能在深山密林、深海谷底、冰川、南北極等尚未開發(fā)的環(huán)境區(qū)域,探測到更多的油氣礦藏,大大提高石油的儲(chǔ)采比,增加石油儲(chǔ)備。
2生物技術(shù)在石油開采中的應(yīng)用
生物技術(shù)特別是微生物采油技術(shù),已經(jīng)引起石油工程技術(shù)人員的空前關(guān)注,目前在國內(nèi)外開展的微生物采油先導(dǎo)性礦物試驗(yàn)已初見成效。利用微生物提高原油的采收率技術(shù)(Microbial Enhanced Oil Recovery簡稱MEOR)來開發(fā)我國豐富的資源,已成為生物技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向之一。微生物采油就是利用微生物代謝產(chǎn)生的聚合物、表面活性劑、二氧化碳及有機(jī)溶劑等物質(zhì)進(jìn)行有效的驅(qū)油。微生物采油技術(shù)與其它采油技術(shù)相比,具有適應(yīng)范圍廣、工藝簡單、投資少、見效快、無污染等特點(diǎn),是目前開采油藏中剩余油和利用枯竭油藏最好的廉價(jià)方法,并且更符合環(huán)保要求。微生物采油技術(shù)起源于美國,發(fā)展至今已成為國內(nèi)外發(fā)展迅速的一項(xiàng)提高原油采收率的技術(shù),也是二十一世紀(jì)的一項(xiàng)高新生物技術(shù)。
其經(jīng)歷了:1930年~1965年的起步與探索,1965年~1980年的迅速發(fā)展,1980年~1990年的深入研究和礦場應(yīng)用見效,1990年至今的現(xiàn)代微生物采油技術(shù)的發(fā)展等四個(gè)階段?,F(xiàn)代微生物采油技術(shù)的發(fā)展階段主要是現(xiàn)代生物技術(shù)在微生物采油上的應(yīng)用階段。美國應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)重組微生物菌體,構(gòu)建基因工程菌,使微生物菌種具有較高的性能,大大促進(jìn)和發(fā)展了生物技術(shù)在微生物采油中的應(yīng)用?,F(xiàn)代生物技術(shù),特別是分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,使采油微生物研究已經(jīng)進(jìn)入了分子水平。分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)微生物采油機(jī)理的研究產(chǎn)生了很大影響。PCR(Polymerase Chain Reaction)技術(shù)、DNA芯片技術(shù)等是研究微生物群落新穎的分子生物學(xué)工具。一1PCR與DNA芯片技術(shù)結(jié)合,可以對(duì)微生物采油菌種的油藏適應(yīng)性、地下運(yùn)移能力、增殖和增采能力進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的認(rèn)證,可以對(duì)油田地層中存在的微生物群落進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查,并以此對(duì)具有微生物采油作用的菌加以利用,對(duì)有害菌進(jìn)行有效防治,進(jìn)而研究微生物的驅(qū)油增產(chǎn)機(jī)理,為調(diào)整各項(xiàng)技術(shù)工藝,優(yōu)化方案設(shè)計(jì)和把握實(shí)驗(yàn)進(jìn)程提供可靠依據(jù)。微生物提高原油采收率的真正成功或突破的關(guān)鍵在于“超級(jí)菌”的組建,因此,構(gòu)建目的基因,培養(yǎng)較強(qiáng)競爭力的基因工程菌(Gene Engineering Microbe,簡稱GEM)是現(xiàn)代微生物采油技術(shù)的主要目標(biāo)之一。利用基因工程,可針對(duì)性地培養(yǎng)有利菌株,拓寬微生物采油的菌種資源。
3生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用
① 微生物氧化烴類生產(chǎn)有機(jī)酸
微生物氧化烴類生產(chǎn)有機(jī)酸主要有二羧酸和一元酸。二羧酸主要有已二酸和癸二酸。一元酸主要有檸檬酸、琥珀酸。此外烷烴經(jīng)氧化還可生產(chǎn)谷氨酸、富馬酸、水楊酸等。
a. 酶催化丙烯腈生產(chǎn)丙烯酰胺
丙烯酰胺大部分以40%~50%的水溶液銷售,低溫下會(huì)析出胺的結(jié)晶。常規(guī)生產(chǎn)丙烯酰胺有硫酸水和法和銅催化水和法兩種,前者工藝過程復(fù)雜,后者因反應(yīng)中會(huì)生成加成反應(yīng)而含有少量加成反應(yīng)物。用酶催化丙烯腈生產(chǎn)丙烯酰胺,是將丙烯腈、原料水與固定化生物催化劑一起進(jìn)行水和反應(yīng),反應(yīng)后分離出廢生物催化劑。得到產(chǎn)品丙烯酰胺。酶催化丙烯腈生產(chǎn)丙烯酰胺,產(chǎn)品純度高,選擇性好,丙烯腈轉(zhuǎn)化率達(dá)99.9%以上。
70年代,日本日東化學(xué)公司使用Rhodococ—cus SP.N一774生物酶,經(jīng)十年努力,成功開發(fā)了最初的生物催化生產(chǎn)丙烯酰胺的工藝,80年代中期建成規(guī)模為400t/a的工業(yè)化裝置。其后日本京都大學(xué)發(fā)現(xiàn)了代號(hào)為B一23、J一1的生物酶并對(duì)工藝加以改進(jìn)。90年代初,日本使用生物酶生產(chǎn)丙烯酰胺的能力已上升到1.5萬t/a。
b. 烴類發(fā)酵生產(chǎn)二元羧酸
中長鏈二元羧酸是合成纖維、工程塑料、涂料、高檔油等重要的石油化工原料,通常是通過化學(xué)方法制取。以石油餾分為原料發(fā)酵生產(chǎn)二元羧酸的研究已有近40年的歷史。20世紀(jì)70年代初,日本礦業(yè)生物科學(xué)研究院(簡稱日本礦業(yè))以正構(gòu)石蠟為原料,微生物發(fā)酵氧化代替尿素加成法,生產(chǎn)相同鏈長的二元羧酸,80年代工業(yè)化,在世界上首先建成了150t/a的長鏈二元羧酸生產(chǎn)發(fā)酵裝置。90年代初由發(fā)酵法生產(chǎn)的十三碳二元酸(“巴西羧酸”),規(guī)模已達(dá)200t/a,終止了傳統(tǒng)的由菜籽油、蓖麻油裂解合成的歷史,是石油發(fā)酵在石油化工領(lǐng)域工業(yè)化最早的例子L2j。日本礦業(yè)選用Candida trpicalis 1098酵母菌生產(chǎn)二元羧酸,日本三井石化公司則用擬球酵母Torutopsis生產(chǎn)長鏈二元羧酸。研究表明,酵母菌、細(xì)菌、絲狀真菌都有不同程度氧化正構(gòu)烷烴生成二元羧酸的能力,而假絲酵母、畢赤式酵母尤其是正構(gòu)烷烴發(fā)酵生產(chǎn)二元羧酸的高產(chǎn)微生物。據(jù)報(bào)導(dǎo)l31,我國鄭州大學(xué)等單位承擔(dān)的“九五”國產(chǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃“十二碳二元酸合成尼龍1212工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)研究”,最近已通過鑒定。該研究合成的長鏈高性能工程塑料尼龍1212所用原料,即是以石油輕蠟發(fā)酵生產(chǎn)的十二碳二元酸,這充分顯示了生物技術(shù)在石油化工領(lǐng)域的成功應(yīng)用。
②在其它石油化工方面的應(yīng)用
生物技術(shù)在其它石油化工方面的應(yīng)用主要有:由烯烴類制備環(huán)氧乙烷和環(huán)氧氧丙烷,以石油為原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白,加氧酶在石油化工的開發(fā)利用,柴油生物脫硫研究與開發(fā),石油微生物的脫氮的研究,生物法生產(chǎn)丙烯酰胺、1,3——丙二酸等。
結(jié)束語
隨著社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,生物技術(shù)正逐步擴(kuò)大到石油和石油化工行業(yè),以更加有效的、經(jīng)濟(jì)的生物化學(xué)過程代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化工過程。生物技術(shù)在石油化工中的應(yīng)用,將為石油化工技術(shù)注入新的活力,新的生物石油化工技術(shù)必將興起。
參考文獻(xiàn)
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③ 黃永紅.宋考平.薛建華. 生物技術(shù)的發(fā)展趨勢及其在石油工業(yè)中的應(yīng)用[期刊論文]-大慶
關(guān)鍵詞:Au-Pd雙金屬催化劑,分子篩,共沉積
0.引言
隨著人類社會(huì)的發(fā)展,人們對(duì)生活環(huán)境的質(zhì)量要求也越來越高,但是化石燃料的燃燒作為最重要的獲取能源的方式,一直在對(duì)空氣造成嚴(yán)重的污染,其中的SO2可以導(dǎo)致酸雨,使得土地酸化,嚴(yán)重的可以直接引起疾病,威脅人類的健康。我國近幾年發(fā)展很快,能源的需求量不斷增大,環(huán)境污染問題已經(jīng)引起了廣泛關(guān)注。
加氫脫硫(HDS)過程是將含硫化合物進(jìn)行催化加氫處理使之轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的烴和HZS,從而降低原料中的硫含量,實(shí)現(xiàn)清潔能源。目前用于HDS反應(yīng)的催化劑主要是Co(或Ni)-Mo系催化劑,因存在活性相燒結(jié)、中毒、金屬離子沉積等因素而使催化劑失活。目前對(duì)碳化物、氮化物及貴金屬HDS催化劑的研究較多。尋求新的活性高、抗中毒能力強(qiáng)的HDS催化劑是目前Au催化劑研究方向之一。
1.Au-Pd雙金屬催化劑的制備
Au催化劑的制備方法主要有:浸漬法、共沉淀法、沉積沉淀法、膠凝膠法、脈沖激光沉積法、高分子聚合物保護(hù)法、化學(xué)蒸發(fā)沉法、光化學(xué)沉積法、離子交換法、共沉淀法、金屬有機(jī)配合物固載、溶劑化金屬原子浸漬法及合金氧化法。用浸漬法制備的Au催化劑性往往很低,這也正是導(dǎo)致人們長期以來認(rèn)為Au不能用作催化劑的原因之。
化學(xué)沉積法可將幾種金屬組分同時(shí)或分批地沉積到載體上,容易控制金屬顆粒小,但重復(fù)性不理想,目前只應(yīng)用于制備Au/TIOZ催化劑。論文參考網(wǎng)。離子交換法一般以子篩或沸石為載體,制備的Au催化劑較有效。共沉淀法適合制成薄膜用于氣傳感器。金屬有機(jī)配合物固載法適合于制備以氫氧化物為載體的Au催化劑,適合制備高負(fù)載量的Au催化劑。溶劑化金屬原子浸漬法,合金氧化法,化學(xué)發(fā)沉積法因制備條件要求較高,通用性小強(qiáng)。脈沖激光沉積法僅在制備單一尺寸Au微粒的模型催化劑時(shí)使用。
Au催化劑的制備方法不同所得Au微粒大小不同,導(dǎo)致Au與載體的相互作用不同,直接影響催化效果。
1.1浸漬法(ImpregnationIMP法)
作為制備貴金屬催化劑最傳統(tǒng)最簡單的方法,它是將多孔性載體氧化物浸漬于含有活性組分(如HAuCz4·3HZO、AuC13或KAu(CN):等)的溶液中,干燥后再經(jīng)后處理得到催化劑樣品,該法制備出的金催化劑分散度較低。
1.2共沉淀法(CopreeipitationeP法)
將HAuCI;的水溶液和相應(yīng)載體的金屬硝酸鹽水溶液(如硝酸鐵)加入到堿性沉淀劑的溶液中,同時(shí)得到兩種氫氧化物的共沉淀物,再經(jīng)過濾、洗滌、干燥及一定溫度的焙燒處理即得到金催化劑。沉淀過程既可采用正加法也可以采用反加法,目前采用共沉淀法己可以制備出金擔(dān)載量達(dá)l0(w)t%的高活性催化劑和氣體傳感器材料。
1.3沉積·沉淀法(DepositionpreeipitationDp法)
將金屬氧化物載體加入到HAuC14水溶液中,加堿中和并選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件使之沉積在載體表面上,一般控制pH=6-10,隨后進(jìn)行過濾、洗滌、干燥等后處理。論文參考網(wǎng)。不同載體用此法制備的最佳條件不同,制備過程中的處理方法也不同。該法的優(yōu)點(diǎn)在于活性組分不會(huì)被包埋在載體內(nèi)部,而是全部分布在載體表面,催化劑中Au顆粒尺寸分布較窄,提高了活性組分的利用率。
1.4聚合物保護(hù)法
在高分子保護(hù)下,用還原劑還原HAuC14溶液制得Au溶膠,然后負(fù)載于氧化物或活性炭載體,經(jīng)干燥、焙燒后得Au催化劑。高分子保護(hù)劑可以為PvA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯毗咯烷酮)、THPC(四輕甲基氯化磷)、PDDA、硫醇類物質(zhì)、樹型聚合物等。還原劑有NaBH;、HZCZO4、SnC12等。載體不同所選擇的高分子保護(hù)劑也不同,5102、A1203為載體時(shí)PVA對(duì)其不起保護(hù)作用,用PVP則可以;活性炭為載體時(shí)用PVA,PVP作保護(hù)劑好于THPC;以氧化物為載體時(shí)pH值不同則保護(hù)劑不同,如用THPC保護(hù)劑和TIOZ、zroZ為載體時(shí)pH制在2.5,而e、A12o3為載體無需控制pH12,]。在Au催化劑制備過程中,高分子保護(hù)劑和還原劑與Au的前驅(qū)體用量存在著一定的關(guān)系。論文參考網(wǎng)。
1.5化學(xué)蒸發(fā)沉積法(ehemica一vapordepositsonevn法)
在真空條件下,將揮發(fā)性的金屬有機(jī)化合物(如dimehtylgo1d即ikeotne)通過蒸汽導(dǎo)入并使之吸附于比表面積較高的金屬氧化物載體上,然后于473K下在空氣中焙燒使有機(jī)金屬化合物分解為小顆粒的Au。這種方法可以廣泛地應(yīng)用于各種不同的金屬氧化物載體上,制得的催化劑活性一般都比較高,它甚至可以將金以納米級(jí)顆粒沉積在一些不適用沉積一沉淀法的酸性金屬氧化物載體上。
1.6光化學(xué)沉積法(photoehemiealdepositionPeD法
該法將n型半導(dǎo)體(如TIO:、ZnO、ZrOZ及SnOZ等)懸浮于HAuC14的醇溶液中,在室溫下用紫外光照射足夠時(shí)間,然后過濾,洗滌,真空干燥即得所需催化劑。該法容易控制金屬顆粒大小而將幾種金屬組分同時(shí)或分批地沉積到載體上。
1.7離子交換法(IonexchangeIE法
將HAucl4水溶液與NaY分子篩于80℃下共熱,使之與分子篩作用以取代載體表面或內(nèi)部的H十(或N+a),再經(jīng)焙燒等活化處理即可,該法對(duì)于制備以Y型分子篩為載體的金催化劑最為有效。
2.總結(jié)
催化劑的制備過程決定了它的組成、結(jié)構(gòu)和紋理組織,催化劑的制備方法不同所得Au微粒大小不同,導(dǎo)致Au與載體的相互作用同,直接影響催化效果。一些傳統(tǒng)的制備方法,有的不能用于制備該催化劑,有的制得的性能不理想,如用浸漬法制備的Au催化劑性往往很低,化學(xué)沉積法可將幾種金屬組分同時(shí)或分批地沉積到載體上,容易控制金屬顆粒小,但重復(fù)性不理想,目前只應(yīng)用于制備Au/TIOZ催化劑。而借助于溶液理論、膠體化學(xué)、固態(tài)化學(xué)以及金屬有機(jī)化學(xué)的知識(shí)可以比以前更合理地來合成各種新型催化劑。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:納米材料,化工,應(yīng)用
1前言
納米材料(又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉未)由表面(界面)結(jié)構(gòu)組元構(gòu)成,是處在原子簇和宏觀物體交界過渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng),粒徑介于原子團(tuán)簇與常規(guī)粉體之間,一般不超過100nm,而且界面組元中含有相當(dāng)量的不飽和配位鍵、端鍵及懸鍵。其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料,也不同于單個(gè)的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用價(jià)值。近年來,納米材料在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用,并顯示出它的獨(dú)特魅力。
2納米材料特性
2.1具有很強(qiáng)的表面活性
納米超微顆粒很高的“比表面積”決定了其表面具有很高的活性。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。在空氣中,納米金屬顆粒會(huì)迅速氧化而燃燒。利用表面活性,金屬超微顆??赏蔀樾乱淮母咝Т呋瘎?、貯氣材料和低熔點(diǎn)材料。將納米微粒用做催化劑,將使納米材料大顯身手。如超細(xì)硼粉、高鉻酸銨粉可以作為炸藥的有效催化劑;超細(xì)銀粉可以成為乙烯氧化的催化劑;超細(xì)的鎳粉、銀粉的輕燒結(jié)效率,超細(xì)微顆粒的輕燒結(jié)體可以生成微孔過濾器,作為吸咐氫氣等氣體的儲(chǔ)藏材料,還可作為陶瓷的著色劑,用于工藝品的美術(shù)圖案中。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
2.2具有特殊的光學(xué)性質(zhì)
所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)時(shí)都呈現(xiàn)為黑色。尺寸越小,顏色越黑,銀白色的鉑(白金)變成鉑黑,金屬鉻變成鉻黑。由此可見,金屬超微顆粒對(duì)光的反射率很低,通??傻陀趌%,大約幾微米厚度的膜就能起到完全消光的作用。利用這個(gè)特性可以制造高效率的光熱、光電轉(zhuǎn)換材料,以很高的效率將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、電能。另外還有可能應(yīng)用于紅外敏感元件、紅外隱身材料等。
2.3具有特殊的熱學(xué)性質(zhì)
大尺寸的固態(tài)物質(zhì)其熔點(diǎn)往往是固定的,超細(xì)微化的固態(tài)物質(zhì)其熔點(diǎn)卻顯著降低,當(dāng)顆粒小于10納米量級(jí)時(shí)尤為突出。例如,金的常規(guī)熔點(diǎn)為1064℃,當(dāng)其顆粒的尺寸減小到10納米時(shí),熔點(diǎn)會(huì)降低27℃,而減小到2納米尺寸時(shí)的熔點(diǎn)僅為327℃左右;銀的常規(guī)熔點(diǎn)為670℃,而超微銀顆粒的熔點(diǎn)可低于100℃。因此,超細(xì)銀粉制成的導(dǎo)電漿料可以進(jìn)行低溫?zé)Y(jié),此時(shí)元件的基片不必采用耐高溫的陶瓷材料,完全可采用塑料。采用超細(xì)銀粉漿料,可使片基上的膜厚均勻,覆蓋面積大,既省材料又提高質(zhì)量。
2.4具有特殊的磁學(xué)性質(zhì)
小尺寸磁性超微顆粒與大塊磁性材料有顯著不同,大塊純鐵的磁矯頑力約為80安/米,而當(dāng)顆粒尺寸減小到2×10-2微米以下時(shí),其矯頑力可增加1000倍。若進(jìn)一步減小其尺寸,大約小于6×10-3微米時(shí),其矯頑力反而降低到零,呈現(xiàn)出超順磁性。利用磁性超微顆粒具有高矯頑力的特性,已制成高儲(chǔ)存密度的磁記錄磁粉,大量應(yīng)用于磁帶、磁盤、磁卡以及磁性鑰匙等;利用超順磁性,人們已將磁性超微顆粒制成了用途廣泛的磁流體。
2.5具有特殊的力學(xué)性質(zhì)
因?yàn)榧{米材料具有較大的界面,界面的原子排列是相當(dāng)混亂的,原子在外力變形的條件下很容易遷移,因此表現(xiàn)出甚佳的韌性和一定的延展性,這樣就使納米陶瓷材料具有了新奇的力學(xué)性質(zhì)。研究表明,人的牙齒之所以具有很高的強(qiáng)度,就是因?yàn)樗怯闪姿徕}等納米材料構(gòu)成的,這也足以說明大自然是納米材料的成功制造者。納米晶粒的金屬要比傳統(tǒng)的粗晶粒金屬硬3~5倍。金屬——陶瓷復(fù)合納米材料則可在更大的范圍內(nèi)改變材料的力學(xué)性質(zhì),其應(yīng)用前景十分寬廣。
2.6宏觀量子隧道效應(yīng)
由于電子既具有粒子性又具有波動(dòng)性,因此它存在隧道效應(yīng)。近年來,人們發(fā)現(xiàn)一些宏觀物理量,如微顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量等亦顯示出隧道效應(yīng),稱之為宏觀的量子隧道效應(yīng)。宏觀量子隧道效應(yīng)將會(huì)是未來微電子、光電子器件的基礎(chǔ),或者說它確立了現(xiàn)存微電子器件進(jìn)一步微型化的極限,當(dāng)微電子器件進(jìn)一步微型化時(shí)必須要考慮上述的量子效應(yīng)。目前研制的量子共振隧道晶體管就是利用量子效應(yīng)制成的新一代電子器件。
3納米材料在化工生中應(yīng)用
由于納米材料的特殊結(jié)構(gòu)和特殊性能,使納米材料在化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,主要應(yīng)用在以下幾方面。
3.1橡膠改性
炭黑納米粒子加入到橡膠中后可顯著提高橡膠的強(qiáng)度、耐磨性、抗老化性,這一技術(shù)早已在橡膠工業(yè)中運(yùn)用。
納米技術(shù)在制造彩色橡膠中也發(fā)揮了獨(dú)特的作用,過去的橡膠制品一般為黑色(納米級(jí)的炭黑較易得到)。若要制造彩色橡膠可選用白色納米級(jí)的粒子(如白炭黑)作補(bǔ)強(qiáng)劑,使用納米粒子級(jí)著色劑,此時(shí)橡膠制品的性能優(yōu)異。
3.2塑料改性
3.2.1對(duì)塑料增韌作用
納米粒子添加到塑料中,對(duì)增加塑料韌性有較大的作用。用納米級(jí)SiC/Si3N4粒子經(jīng)鈦酸酯處理后填充LDPE,當(dāng)添加量為5%時(shí)沖擊強(qiáng)度最大,缺口沖擊強(qiáng)度為55.7kj/m2,是純LDPE的2倍多;斷裂伸長率到625 %時(shí)仍未斷裂,為純LDPE的5倍。用納米級(jí)CaCO3,改性HDPE,當(dāng)納米級(jí)CaCO3含量為25%時(shí),沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大值,最大沖擊強(qiáng)度為純HDPE的1.7倍,斷裂伸長率在CaCO3含量為16%時(shí)最大,約為660%超過純HDPE的值。
3.2.2塑料功能化
塑料在家用電器及日用品中的應(yīng)用非常廣泛,在塑料中添加具有抗菌性的納米粒子,可使塑料具有抗菌性,且其抗菌性保持持久。現(xiàn)已應(yīng)用此技術(shù)生產(chǎn)了抗菌冰箱,實(shí)際上就是在制造冰箱塑件時(shí),使用的塑料原料中添加了某種納米粒子,利用該納米粒子的抗菌特性,使塑料具有抗菌殺菌的功能,國內(nèi)某公司采用該項(xiàng)技術(shù)率先開發(fā)出無菌塑料餐具、無菌塑料撲克等產(chǎn)品,受到市場的歡迎。
3.2.3通用塑料的工程化
通用塑料具有產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、價(jià)格低等特點(diǎn),但其性能不如工程塑料,而工程塑料雖性能優(yōu)越,但價(jià)格較高。在通用塑料中加入納米粒子能使其達(dá)到工程塑料的性能,用納米技術(shù)對(duì)通用聚丙烯進(jìn)行改性,其性能達(dá)到了尼龍6的性能指標(biāo),而成本卻降低1/3。
3.3化學(xué)纖維改性
近年來出現(xiàn)了各種新型的功能性化學(xué)纖維,其中不少是應(yīng)用了納米技術(shù),如日本帝人公司將納米ZnO和納米SiO2混入化學(xué)纖維, 得到具有除臭及靜化空氣功能的化學(xué)纖維,這種化學(xué)纖維被廣泛用于制造長期臥床病人和醫(yī)院的消臭敷料、繃帶、睡衣等;日本倉螺公司將納米ZnO加入到聚酯纖維中,制得了防紫外線纖維, 該纖維除了具有防紫外線功能外,還具有抗菌、消毒、除臭的功能。
3.4涂料改性
在各類涂料中添加納米材料,如納米TiO2,可以制造出殺菌、防污、除臭、自潔的抗菌防污涂料,廣泛應(yīng)用于醫(yī)院和家庭內(nèi)墻涂飾。可制造出防紫外線涂料,應(yīng)用于需要紫外線屏蔽的場所,例如涂在陽傘的布料上,制成防紫外線陽傘。還可以制造出吸波隱身涂料,用于隱形飛機(jī)、隱形軍艦等國防工業(yè)領(lǐng)域及其他需要電磁波屏蔽場所的涂敷。在涂料中添加納米SiO2,可使涂料的抗老化性能、光潔度及強(qiáng)度成倍提高,涂料的質(zhì)量和檔次大大升級(jí),據(jù)稱,納米改性外墻涂料的耐洗刷性可由原來的1000多次提高到1萬多次,老化時(shí)間延長2倍多。納米ZnO 添加到汽車金屬閃光面漆中,可制造出汽車專用變色漆。
3.5在催化方面的應(yīng)用
催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用,它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低,而且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行,不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費(fèi),使經(jīng)濟(jì)效益難以提高,而且對(duì)環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多,為它作催化劑提供了必要條件。納米粒子作催化劑,可大大提高反應(yīng)效率,控制反應(yīng)速度,甚至使原來不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10~15倍。
3.6在其它精細(xì)化工方面的應(yīng)用
納米材料的優(yōu)越性無疑也會(huì)給精細(xì)化工帶來福音,并顯示它的獨(dú)特畦力。如在橡膠中加入納米SiO 2 ,可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。國外已將納米SiO 2 ,作為添加劑加入到密封膠和粘合劑中,使其密封性和粘合性都大為提高。在有機(jī)玻璃中加入Al 2 O 3 ,不僅不影響玻璃的透明度,而且還會(huì)提高玻璃的高溫沖擊韌性。一定粒度的銳鈦礦型TiO 2 具有優(yōu)良的紫外線屏蔽性能,而且質(zhì)地細(xì)膩,無毒無臭,添加在化妝品中,可使化妝品的性能得到提高。納米SiO 2 能夠強(qiáng)烈吸收太陽光中的紫外線,產(chǎn)生很強(qiáng)的光化學(xué)活性,可以用光催化降解工業(yè)廢水中的有機(jī)污染物,具有除凈度高,無二次污染,適用性廣泛等優(yōu)點(diǎn),在環(huán)保水處理中有著很好的應(yīng)用前景。在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域還將出現(xiàn)功能獨(dú)特的納米膜。這種膜能探測到由化學(xué)和生物制劑造成的污染,并能對(duì)這些制劑進(jìn)行過濾,從而消除污染。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:高級(jí)氧化技術(shù),水處理中,應(yīng)用
中圖分類號(hào): TK223.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
前言
水是生命之源也是人們生活和生產(chǎn)過程中必不可少的物質(zhì),隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展水環(huán)境保護(hù)已然成為了當(dāng)前人類社會(huì)廣泛關(guān)注的一個(gè)問題。目前我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況也使水資源得到了最大限度的利用,而且高濃度的有機(jī)廢水對(duì)我國寶貴的水資源造成了威脅,由此產(chǎn)生的水環(huán)境保護(hù)也提上了議程。然而利用現(xiàn)有的生物或物理處理方法,對(duì)可生化性差、相對(duì)分子質(zhì)量從幾千到幾萬的物質(zhì)進(jìn)行處理,想達(dá)到處理效果會(huì)比較困難,因此高級(jí)氧化技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生了。
1、高級(jí)氧化技術(shù)的概念
高級(jí)氧化技術(shù)(Advanced oxidation technologies,AOTs),AOTs 是指應(yīng)用高活性自由基(如•OH,•OOH,O2•−和SO4•−)氧化分解水體中的有機(jī)污染物質(zhì)。
AOTs 是近年來新興的水處理工藝,能夠非常有效的降解水體中有機(jī)污染物,近年來受到的關(guān)注和研究比較多。AOTs 的優(yōu)勢在于能夠在溫和的操作條件下,通過反應(yīng)可以直接將污染物礦化或通過強(qiáng)氧化性提高它們的可生化性,同時(shí)該技術(shù)還在環(huán)境荷爾蒙等微量有害化學(xué)物質(zhì)的處理方面有很大的優(yōu)勢,能夠?qū)⒔^大部分有機(jī)物完全礦化或分解。而且反應(yīng)體系通常對(duì)溫度和壓力要求不高,設(shè)備要求不高,易于管理,操作簡單等。
•OH 是已知的氧化能力最強(qiáng)的強(qiáng)氧化劑之一(·OH +H++e-—H20,E0=2.80V),可誘發(fā)鏈反應(yīng),具有較高的電子親和力(569.3kJ),且無選擇性,它能夠通過填充有機(jī)污染物未飽和的碳碳鍵和奪取大多數(shù)有機(jī)污染物分子中的H 原子等反應(yīng)途徑迅速地降解污染物;一般情況下可單獨(dú)使用就可以達(dá)到很好的處理效果,也可以聯(lián)合其它水處理技術(shù)使用。能夠提高污水的可生化性,因此可以作為生物處理過程的預(yù)處理,能將大多數(shù)有機(jī)污染物迅速的氧化分解,并最終礦化為CO2、H2O 和無機(jī)鹽。
2、Fenton 氧化技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用
過氧化氫與催化劑Fe2+構(gòu)成的氧化體系通常稱為Fenton 試劑。在傳統(tǒng)Fenton 試劑的基礎(chǔ)上人們通過對(duì)反應(yīng)條件的改變和聯(lián)合開發(fā)出了一系列有針對(duì)性的類Fenton 試劑,如光-Fenton 試劑和電-Fenton 試劑等,研究方面涉及了pH 值、溫度、反應(yīng)時(shí)間、氧化劑種類和濃度、催化劑種類和濃度等方面的因素。目前相關(guān)研究已有以芳香烴、多氯烷烴、多氯聯(lián)苯、染料、除草劑等有毒有機(jī)物質(zhì)為對(duì)象進(jìn)行探索,在廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用和研究。
羥基自由基的主要來源有兩個(gè):(1)陽極水的氧化。(2)在溶解態(tài)亞鐵離子Fe2+存在的狀態(tài)下氧氣被不斷還原產(chǎn)生過氧化氫H2O2。H2O2和Fe2+結(jié)合產(chǎn)生Fenton試劑,在Fenton反應(yīng)中生成的Fe3+通過不同方式還原為Fe2+,該路線使Fenton能夠循環(huán)反應(yīng)。由過氧化氫作用還原的Fe3+有兩步完成,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生過氧自由基(·O2H)。鏈反應(yīng)產(chǎn)生的羥基自由基和過氧自由基都有氧化性,·OH在水溶液中是非常強(qiáng)的氧化劑,幾乎可以將所有有機(jī)化合物氧化為CO2和水。它既可以與有機(jī)物發(fā)生諸多反應(yīng)如脫氫、加成、電子轉(zhuǎn)移、自由基復(fù)合反應(yīng)等,也可以作為強(qiáng)氧化劑與無機(jī)溶質(zhì)反應(yīng)?!H與飽和烷烴以及許多不飽和的分子如醛和酮類發(fā)生的反應(yīng)是脫氫反應(yīng):·OH可以直接脫除烷烴分子上的氫,生成容易被氧化的烷烴自由基R·,形成鏈反應(yīng),最終可使烷烴分解。因此,污染物能夠被它們降解,大部分污染物的降解是通過有強(qiáng)氧化性的·OH實(shí)現(xiàn)的。
Fenton 試劑經(jīng)常與其他工藝聯(lián)合作用,有研究中試試驗(yàn)表明,在運(yùn)行條件最佳時(shí)處理混合廢水,結(jié)果顯示經(jīng)混凝、Fenton 氧化、絮凝法處理后, CODCr 從5826 mg/L降低到200 mg/L,去除率達(dá)到了96.6%;色度從800 倍降到了2 倍,去除率達(dá)到99.8%;SS 從582 mg/L 降到3 mg/L,去除率達(dá)到了99.3%。
3、Oxone/Co2+氧化技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用
Oxone(單過氧硫酸氫鹽化合物,2KHSO5·KHSO4·K2SO4)是一種流動(dòng)性好的白色顆粒狀粉末,它是由兩分子單過氧硫酸氫鉀(KHSO5),一分子的硫酸氫鉀(KHSO4)和一分子的硫酸鉀(K2SO4)三種鹽組成的三重鹽,是一種用途廣泛且對(duì)環(huán)境友好的酸式過氧化物氧化劑。Oxone 的氧化勢能是來自于它的高酸化學(xué)性質(zhì),它是單過硫酸H2S2O5中的第一個(gè)中式鹽,其活性物質(zhì)為單過氧硫酸氫鉀KHSO5,簡稱PMS。最近,氧化劑過硫酸鹽(S2O82-)和單過硫酸鹽(PMS,HSO5一)成為了熱門話題。這些氧化劑能夠通過各種途徑(過渡金屬催化,加熱或者UV)激發(fā)氧化性能產(chǎn)生硫酸基自由基(SO4.-)[66-69]。單過硫酸鹽之所以得到廣泛應(yīng)用,在于其氧化還原電勢(1.82V),比H2O2(1.76 V)還要高,而且在氧化降解過程中比過硫酸鹽(S2O82-)更高效。PMS 不同于H2O2 和K2S2O8,它是由一個(gè)SO3 一取代HOOH 的不對(duì)稱過氧化物,其自身獨(dú)特的結(jié)構(gòu)也使其很容易被激發(fā)和活化。PMS 還成功的應(yīng)用于很多污染治理的反應(yīng)中,例如氧化分解雙酚A和處理石油污染的污泥,PMS 對(duì)于這些難降解的污染物都起到了很好的去除作用。PMS 的應(yīng)用領(lǐng)域還涉及到假牙清潔劑、衣物的漂白劑、羊毛防縮處理、擦光劑、線路板蝕刻劑,淀粉氧化、木材清洗和貴重金屬提煉等方面。
催化劑對(duì)于該方法有很重要的影響,為了找到催化過硫酸鹽最有效的過渡金屬,AniPsitakis等人對(duì)幾種過渡金屬Ag+,Co2+,F(xiàn)e2+,F(xiàn)e3+,Mn2+,Ni2+,Ce3+,Ru3+和V3+對(duì)過硫酸氫鉀的催化能力進(jìn)行了比較研究,結(jié)果表明不同金屬離子的催化效果依次為Co2+> Ru3+> Fe2+> Ce3+> V3+> Mn2+> Fe3+> Ni2+,從催化氧化能力和經(jīng)濟(jì)成本分析,Co2+是PMS最好的催化劑,用量小,且催化效率高。在降解工業(yè)污水方面,Co2+/PMS具有以下幾方面的優(yōu)勢:
(1) Co2+/PMS系統(tǒng)對(duì)污染物具有較高的的礦化度:在降解2,4-二氯酚和橙黃二的研究中都取得了高于90%的礦化度。
(2) Co2+/PMS系統(tǒng)能在更寬的pH范圍內(nèi)應(yīng)用,降解2,4-二氯酚的實(shí)驗(yàn)證明Co2+/PMS能在pH 2.0-8.0范圍內(nèi)取得了良好的去除效果。而Fenton試劑在pH超過3.0時(shí)就不能表現(xiàn)出良好的催化活性,Co2+/PMS能在中性環(huán)境中表現(xiàn)出更高的效率,這個(gè)有點(diǎn)決定了該系統(tǒng)能夠更好的服務(wù)于污水處理,因?yàn)榇蟛糠直晃廴镜淖匀凰w的pH范圍在6.0-8.0。
結(jié)語
高級(jí)氧化技術(shù)是降解廢水生化處理水的有效方法,具有很大的開發(fā)潛力和良好的應(yīng)用前景。本論文較為深入地開展了Fenton 氧化法和Oxone/Co2+氧化法深度處理廢水的研究,并對(duì)Oxone/Co2+氧化法處理前和最優(yōu)結(jié)果處理后的有機(jī)污染物成分進(jìn)行了分析與對(duì)比,從而為高級(jí)氧化技術(shù)處理廢水生化處理水提供了理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
碩士論文開題報(bào)告是研究生在完成文獻(xiàn)調(diào)研后寫成的關(guān)于學(xué)位論文選題與如何實(shí)施的論述性報(bào)告。論文開題報(bào)告既是文獻(xiàn)調(diào)研的聚焦點(diǎn),又是學(xué)位論文研究工作展開的散射點(diǎn),對(duì)研究工作起到定位作用。
寫論文開題報(bào)告的目的,是要請(qǐng)老師及專家們幫忙判斷一下所研究的選題有沒有價(jià)值,研究方法是否奏效,論證邏輯有沒有明顯缺陷。因此論文開題報(bào)告就要圍繞研究的主要內(nèi)容,擬解決的主要問題(或闡述的主要觀點(diǎn)),研究步驟、方法及措施為主要內(nèi)容。但筆者在工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有很多學(xué)生往往在論文開題報(bào)告中花費(fèi)大量筆墨敘述別人的研究成果,談到自己的研究方法時(shí),往往寥寥數(shù)語一筆帶過。這樣,不便于評(píng)審老師指導(dǎo)。
二、如何寫論文開題報(bào)告
(一)論文開題報(bào)告的前提——通過理論思維選擇課題
在工作實(shí)踐中,發(fā)現(xiàn)碩士研究生論文開題報(bào)告中存在的普遍問題是選題不合適。有的提出的問題太過“平庸”,有的選題范圍太大,研究內(nèi)容太多、太寬泛,提出的問題不切合碩士生的實(shí)際,實(shí)踐操作起來難度較大。如有的學(xué)生提出的論文題目:“新型中性鎳催化劑的研究及其催化合成聚乙烯、聚丙烯的研究”,此選題有意義,有創(chuàng)新,作者的研究思路也比較正確,但論文選題范圍太大,研究內(nèi)容對(duì)于一個(gè)碩士生來說明顯偏多,無法按時(shí)完成。因此應(yīng)重新確定研究內(nèi)容,注重項(xiàng)目的可操作性。
那么如何選擇研究問題呢?這里要強(qiáng)調(diào)的是通過理論思維來發(fā)現(xiàn)研究問題。
理論是由一系列前設(shè)和術(shù)語構(gòu)造的邏輯體系,特定領(lǐng)域的理論有其特定的概念、范疇和研究范式,只有在相同的概念、視角和范式下,理論才能夠?qū)υ?。只有通過對(duì)話,理論才能夠發(fā)展。碩博論文要想創(chuàng)造新理論很難,多數(shù)是在既有理論的基礎(chǔ)上加以發(fā)展。
其次,選擇問題是一個(gè)“剝皮”的過程,理論問題總是深深地隱藏在復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)背后,而發(fā)現(xiàn)理論問題,則需要運(yùn)用理論思維的能力。這就需要我們不斷鍛煉和提高自己的理論思維能力,需要在日常的學(xué)習(xí)中,不斷總結(jié)和分析以往的研究者大體是從哪些視角來分析和研究問題,運(yùn)用了哪些理論工具和方法,通過學(xué)習(xí)和總結(jié)來不斷提高自己的理論思維能力,從而選擇具有學(xué)術(shù)理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值,并與國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)及導(dǎo)師承擔(dān)的科學(xué)研究項(xiàng)目緊密結(jié)合的研究問題。
(二)做好文獻(xiàn)綜述,為論文開題報(bào)告打好基礎(chǔ)
在研究生論文開題報(bào)告會(huì)上,出現(xiàn)的普遍問題是對(duì)文獻(xiàn)的研讀不夠,對(duì)研究背景的了解不夠深入,對(duì)研究方向上國內(nèi)外的具體進(jìn)展情況了解不夠全面、詳細(xì),資料引用的針對(duì)性、可比性不強(qiáng)。有很多學(xué)生沒有完全搞清論文開題報(bào)告與文獻(xiàn)綜述的區(qū)別,他們的論文開題報(bào)告有很多僅僅是對(duì)前人工作的敘述,而對(duì)自己的工作介紹甚少。
文獻(xiàn)綜述的基本內(nèi)容包括:國內(nèi)外現(xiàn)狀;研究方向;進(jìn)展情況;存在問題;參考依據(jù)。這是對(duì)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和理論方法的整理。同時(shí),文獻(xiàn)綜述還是評(píng)論性的,因此要帶著作者本人批判的眼光來歸納和評(píng)論文獻(xiàn),而不僅僅是相關(guān)領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的“堆砌”。
要想寫好論文開題報(bào)告,必須認(rèn)真研讀文獻(xiàn),對(duì)所研究的課題有個(gè)初步的了解,知道別人都做了哪些工作,哪些方面可以作為自己研究的切入點(diǎn),因此,文獻(xiàn)調(diào)研的深入和全面程度,會(huì)相當(dāng)程度地影響論文開題報(bào)告的質(zhì)量,是學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性的客觀基礎(chǔ)。
(三)論文開題報(bào)告的格式及寫作技巧
1。論文開題報(bào)告格式
一個(gè)清晰的選題,往往已經(jīng)隱含著論文的基本結(jié)論。對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的缺點(diǎn)的評(píng)論,也基本暗含著改進(jìn)的方向。論文開題報(bào)告就是要把這些暗含的結(jié)論、論證結(jié)論的邏輯推理,清楚地展現(xiàn)出來。論文開題報(bào)告的寫作步驟:課題選擇—課題綜述—論題選擇—論文開題報(bào)告。論文開題報(bào)告的基本內(nèi)容主要包括:選題的意義;研究的主要內(nèi)容;擬解決的主要問題(闡述的主要觀點(diǎn));研究(工作)步驟、方法及措施;畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))提綱;主要參考文獻(xiàn)。為了寫好論文開題報(bào)告,江蘇工業(yè)學(xué)院研究生部專門出臺(tái)了詳細(xì)的規(guī)定,規(guī)定論文開題報(bào)告的一般內(nèi)容包括:
(1)論文開題報(bào)告——課題來源、開題依據(jù)和背景情況,課題研究目的以及理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
(2)論文開題報(bào)告——文獻(xiàn)綜述。在閱讀規(guī)定文獻(xiàn)量(不少于50篇,其中外文文獻(xiàn)占40%以上)的基礎(chǔ)上,著重闡述該研究課題國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài),同時(shí)介紹查閱文獻(xiàn)的范圍以及查閱方式、手段。
(3)論文開題報(bào)告——主要研究內(nèi)容。包括學(xué)術(shù)構(gòu)思、研究方法、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)路線、實(shí)施方案、可行性分析、研究中可能遇到的難點(diǎn)、解決的方法和措施以及預(yù)期目標(biāo)。
(4)論文開題報(bào)告——擬采用的實(shí)驗(yàn)手段,所需科研和實(shí)驗(yàn)條件,估計(jì)課題工作量和所需經(jīng)費(fèi),研究工作進(jìn)度計(jì)劃。
(5)論文開題報(bào)告——主要參考文獻(xiàn),列出至少10篇所查閱參考的文獻(xiàn)。
2。論文開題報(bào)告的寫作技巧
(1)提出問題注意“層次”
選題是撰寫學(xué)術(shù)論文的第一步,選題是否妥當(dāng),直接關(guān)系到論文的質(zhì)量,甚至關(guān)系到論文的成功與否。不同于政策研究報(bào)告,學(xué)術(shù)文章聚焦理論層面、解決理論問題。有的學(xué)生的選題不具有新穎性,內(nèi)容沒有創(chuàng)新,僅僅是對(duì)前人工作的總結(jié),或是對(duì)前人工作的重復(fù)。在選題時(shí)要堅(jiān)持先進(jìn)性、科學(xué)性、實(shí)用性及可行性的原則。在提出問題時(shí),要以“內(nèi)行”看得懂的術(shù)語和明確的邏輯來表述。選題來源包括:1、與自己實(shí)際工作或科研工作相關(guān)的、較為熟悉的問題;2、自己從事的專業(yè)某問題發(fā)展迅速,需要綜合評(píng)價(jià);3、從掌握的大量文獻(xiàn)中選擇反映本學(xué)科的新理論、新技術(shù)或新動(dòng)向的題目。
所選題目不宜過大,越具體越容易收集資料,從某一個(gè)側(cè)面入手,容易深入。
(2)瞄準(zhǔn)主流文獻(xiàn),隨時(shí)整理
文獻(xiàn)資料是撰寫好學(xué)術(shù)論文的基礎(chǔ),文獻(xiàn)越多,就越好寫,選擇文獻(xiàn)時(shí)應(yīng)選擇本學(xué)科的核心期刊、經(jīng)典著作等,要注意所選文獻(xiàn)的代表性、可靠性及科學(xué)性;選擇文獻(xiàn)應(yīng)先看近期的(近3~5年),后看遠(yuǎn)期的,廣泛閱讀資料,有必要時(shí)還應(yīng)找到有關(guān)文獻(xiàn)所引用的原文閱讀,在閱讀時(shí),注意做好讀書卡片或讀書筆記。
整理資料時(shí),要注意按照問題來組織文獻(xiàn)資料,寫文獻(xiàn)綜述時(shí)不是將看過的資料都羅列和陳述出來,而是要按照一定的思路將其提煉出來。只有這樣,才能寫出好的文獻(xiàn)綜述,也才能寫出好的論文開題報(bào)告,進(jìn)而為寫出好的論文打下基礎(chǔ)。
(3)研究目標(biāo)具體而不死板
一般論文開題報(bào)告都要求明確學(xué)位論文的研究目標(biāo),但筆者認(rèn)為,研究目標(biāo)不宜規(guī)定得太死板,這是因?yàn)?,即使條件一定,目標(biāo)是偏高還是偏低,往往難于準(zhǔn)確判斷,研究工作本身,涉及求知因素,各個(gè)實(shí)驗(yàn)室條件不同,具體研究時(shí)條件也不同。學(xué)位論文選題和研究目標(biāo)體現(xiàn)了研究工作的價(jià)值特征。
關(guān)鍵詞:全日制工程碩士;化學(xué)工程領(lǐng)域;學(xué)科交叉;人才培養(yǎng)模式
化學(xué)工程領(lǐng)域含基本無機(jī)與有機(jī)化工、石油化工與煤化工、精細(xì)化工、生物化工、材料化工、冶金化工、環(huán)境化工等工業(yè)行業(yè)。化工產(chǎn)業(yè)既是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展的重要支柱,又與信息、生物、材料、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、資源、能源、海洋、航天、國防等高新技術(shù)領(lǐng)域相互滲透[1-9]。同時(shí),社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)化工產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品需求也提出了新的挑戰(zhàn),迫使傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)積極開展產(chǎn)品研發(fā)和工程技術(shù)創(chuàng)新。產(chǎn)業(yè)的交叉發(fā)展促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整與升級(jí),與此同時(shí),也促進(jìn)了高層次應(yīng)用型工程碩士人才培養(yǎng)模式的改革與探索[6-8]。因此,以化工為基礎(chǔ)的技術(shù)革命和技術(shù)創(chuàng)新大力發(fā)展中高端終端產(chǎn)品迫在眉睫。通過專業(yè)學(xué)位研究生的培養(yǎng),以“多學(xué)科交叉工程領(lǐng)域”應(yīng)用型高層次人才培養(yǎng)為目標(biāo),搭建高校、企業(yè)的橋梁,是實(shí)現(xiàn)理論促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的重要途徑。
1“多學(xué)科交叉”化學(xué)工程領(lǐng)域人才培養(yǎng)目標(biāo)的定位
化學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士研究生的培養(yǎng),本著“面向工業(yè)界、面向未來、面向世界”的工程教育理念,以西南地區(qū)以及國家化工支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展和社會(huì)需求為導(dǎo)向,以實(shí)際工程為背景,以工程技術(shù)為主線,依托交叉發(fā)展的行業(yè)需求,培養(yǎng)具有良好的工程職業(yè)道德和法規(guī)意識(shí),豐富的人文科學(xué)素養(yǎng),強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感,較強(qiáng)的組織管理能力和良好的合作意識(shí),較強(qiáng)的工程技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)和獨(dú)立從事創(chuàng)新研發(fā)的能力,并能將“交叉學(xué)科”工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論有效應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的產(chǎn)品開發(fā)、工程設(shè)計(jì)、過程裝備設(shè)計(jì)研發(fā)以及工藝技術(shù)改造的高層次應(yīng)用型工程技術(shù)和工程管理的人才。
2重慶理工大學(xué)全日制化學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士人才培養(yǎng)現(xiàn)狀
經(jīng)過多年的建設(shè)發(fā)展,我校化學(xué)工程學(xué)科在資源環(huán)境化工、精細(xì)化工、工業(yè)催化、化工裝備與控制等領(lǐng)域已經(jīng)形成了明顯的優(yōu)勢和特色。在資源與環(huán)境化工領(lǐng)域,針對(duì)重慶及西南地區(qū)特色資源和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重大需求,建有“重慶市化工廢水與污染控制工程技術(shù)研究中心”,與企業(yè)聯(lián)合建有“重慶市光氣衍生物企業(yè)工程技術(shù)研究中心”。重點(diǎn)開展天然氣資源精細(xì)化利用、化工產(chǎn)業(yè)廢水污染控制與資源化、重金屬污染土壤修復(fù)和固廢處理等領(lǐng)域的研究。在精細(xì)化工與工業(yè)催化領(lǐng)域,重點(diǎn)開展催化材料、納米材料、能源材料等化工新材料方面的研究,與企業(yè)聯(lián)合建有“重慶市化工本質(zhì)安全協(xié)同創(chuàng)新中心”。研究成果主要應(yīng)用于電子工業(yè)、能源化工、天然氣化工、石油化工、煤化工、氯堿化工等領(lǐng)域。在化工過程裝備與控制領(lǐng)域,依托我?;瘜W(xué)化工學(xué)院的“過程裝備與控制工程”專業(yè)和學(xué)校“機(jī)械工程”一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)建設(shè)發(fā)展。在新型環(huán)保設(shè)備、新型分離過程設(shè)備、化工設(shè)備腐蝕與控制技術(shù)研發(fā)方面形成了自己的特色和優(yōu)勢,與企業(yè)聯(lián)合建有“重慶市防腐涂料工程技術(shù)研究中心”。在上述學(xué)科領(lǐng)域里,由于長期與重慶化工產(chǎn)業(yè)界合作,已經(jīng)形成了基礎(chǔ)研究與工程實(shí)際緊密結(jié)合的特色發(fā)展之路。因此,化學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科交叉的人才培養(yǎng)格局,并開展了多學(xué)科交叉全日制工程碩士培養(yǎng)模式的改革與探索。通過化學(xué)工程與材料工程、機(jī)械工程、環(huán)境工程、車輛工程、生物工程、控制工程等工程領(lǐng)域的交叉融合,立足于企業(yè)的發(fā)展和需求,建立了較為完善的實(shí)踐教學(xué)體系和多家校外實(shí)踐教學(xué)基地,形成了多學(xué)科交叉的大綜合工程性應(yīng)用型高層次人才培養(yǎng)模式。
3“多學(xué)科交叉”全日制化學(xué)工程領(lǐng)域課程體系構(gòu)建
化學(xué)工程領(lǐng)域?qū)I(yè)學(xué)位碩士研究生的培養(yǎng)總體上分為校內(nèi)與校企聯(lián)合的兩階段培養(yǎng)模式。校內(nèi)培養(yǎng)階段主要完成課程學(xué)習(xí),校企聯(lián)合培養(yǎng)階段采取實(shí)踐、學(xué)習(xí)研究、論文相結(jié)合的培養(yǎng)模式。課程體系按照由基礎(chǔ)向?qū)I(yè)方向發(fā)展的分模塊化設(shè)置,主要包括基礎(chǔ)模塊、基本技能模板與工程交叉融合模板、以及與地區(qū)化工產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)相結(jié)合的工程實(shí)踐模塊,如圖1所示。在公共基礎(chǔ)模塊,除了設(shè)置公共的工程英語,政治和工程數(shù)學(xué)外,還增設(shè)了工程經(jīng)管課程,培養(yǎng)工程管理人才。在學(xué)位基礎(chǔ)課程中,針對(duì)化工企業(yè)在反應(yīng)和分離等基礎(chǔ)知識(shí)方面,開設(shè)了高等反應(yīng)工程和分離工程,并開設(shè)了化工過程設(shè)計(jì),以期培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力。增設(shè)了知識(shí)產(chǎn)權(quán)和文獻(xiàn)檢索等課程,培養(yǎng)學(xué)生在科研成果方面的查詢和寫作能力。在工程交叉融合模板,立足于化工產(chǎn)業(yè)與機(jī)械工程、材料工程、車輛工程、控制工程、生物工程等方面的融合,每個(gè)模塊都開設(shè)了3門課組課,比如化工與機(jī)械的結(jié)合,開設(shè)了過程原理與裝備、壓力容器的分析設(shè)計(jì)、高等化工流體力學(xué)等課組課。教學(xué)內(nèi)容上突出化工理論與技術(shù)的先進(jìn)性和實(shí)用性,通過精選教學(xué)內(nèi)容,充分利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段,采取理論結(jié)合實(shí)際的案例式教學(xué)、以問題為導(dǎo)向的啟發(fā)式教學(xué)、課堂研討式教學(xué)和課程結(jié)合課內(nèi)實(shí)驗(yàn)等教學(xué)模式。根據(jù)工程碩士人才培養(yǎng)的要求,改革課程教學(xué)評(píng)價(jià)與考核方式,采取筆試、案例分析、小論文等靈活多樣的考核方式,突出學(xué)生的問題分析與知識(shí)應(yīng)用能力。實(shí)踐教學(xué)與學(xué)位論文主要在實(shí)踐基地完成,可采用集中實(shí)踐與分段實(shí)踐相結(jié)合的方式。通過在具體的生產(chǎn)崗位輪崗和企業(yè)主要管理崗位見習(xí)學(xué)習(xí)相結(jié)合的方式進(jìn)行。企業(yè)學(xué)習(xí)培養(yǎng)采取以企業(yè)高級(jí)技術(shù)人員(管理人員)為主、學(xué)校指導(dǎo)教師為輔的校企聯(lián)合指導(dǎo)的方式,學(xué)生在“雙導(dǎo)師”指導(dǎo)下,通過在企業(yè)參加實(shí)踐活動(dòng)獲得在實(shí)踐中鞏固和深化理論知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決工程實(shí)踐問題的能力,在企業(yè)完成論文選題和論文研究工作。論文選題應(yīng)直接來源于生產(chǎn)實(shí)際或者具有明確的生產(chǎn)背景和應(yīng)用價(jià)值,論文選題應(yīng)有一定的技術(shù)難度,并有一定的理論基礎(chǔ),具有創(chuàng)新性、先進(jìn)性、實(shí)用性。
4總結(jié)
隨著科技的發(fā)展,高附加值的中高端化工產(chǎn)品的發(fā)展成為了發(fā)展方向,這需要機(jī)械,材料,控制工程等為支撐。同樣,科技的發(fā)展也引領(lǐng)了產(chǎn)業(yè)的深度交叉融合,因此,在高層次的應(yīng)用型工程碩士培養(yǎng)過程中,需要重新定位多學(xué)科交叉下全日制化學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士的人才培養(yǎng)目標(biāo),充分發(fā)揮行業(yè)和專業(yè)組織在培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定、教學(xué)改革等方面的指導(dǎo)作用,建立學(xué)校與行業(yè)企業(yè)相結(jié)合的專業(yè)化教師團(tuán)隊(duì)和聯(lián)合培養(yǎng)基地,強(qiáng)化專業(yè)學(xué)位研究生的實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng),推動(dòng)學(xué)科交叉下全日制化學(xué)工程領(lǐng)域工程碩士人才培養(yǎng)改革與實(shí)踐。
參考文獻(xiàn)
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摘要:開題報(bào)告是學(xué)位論文研究工作展開的基準(zhǔn)點(diǎn),對(duì)研究工作起到定位作用。要重視開題報(bào)告,通過理論思維來發(fā)現(xiàn)研究問題。在提出問題時(shí)注意“層次”;在搜集文獻(xiàn)時(shí)要注意瞄準(zhǔn)主流文獻(xiàn),隨時(shí)進(jìn)行整理;在明確研究目標(biāo)時(shí),要使研究目標(biāo)具體而不死板。為了保證碩士研究生的培養(yǎng)質(zhì)量,提高論文質(zhì)量,必須進(jìn)行開題報(bào)告評(píng)議會(huì),以使專家?guī)椭袛噙x題是否有意義,并對(duì)研究方法及論文的寫作思路給予切實(shí)的指導(dǎo)。
關(guān)鍵詞:研究生;開題報(bào)告;技巧;方法
在研究生教育的整個(gè)過程中,學(xué)位論文質(zhì)量的高低是衡量研究生培養(yǎng)質(zhì)量的重要標(biāo)志。而論文質(zhì)量的高低,很大程度上取決于開題報(bào)告做的細(xì)致程度。開題報(bào)告做的細(xì)致,前期雖然花費(fèi)的時(shí)間較多,但寫起論文來就很順手,能夠做到胸有成竹,從而保證論文在規(guī)定的時(shí)間保質(zhì)保量地完成;但如果不重視開題報(bào)告,視開題報(bào)告為走過場,寫起論文來就會(huì)沒有目標(biāo),沒有方向,沒有思路,可能就要多走彎路,也很難保證論文的質(zhì)量。
一、開題報(bào)告的意義開題報(bào)告是研究生在完成文獻(xiàn)調(diào)研后寫成的關(guān)于學(xué)位論文選題與如何實(shí)施的論述性報(bào)告。開題報(bào)告既是文獻(xiàn)調(diào)研的聚焦點(diǎn),又是學(xué)位論文研究工作展開的散射點(diǎn),對(duì)研究工作起到定位作用[1]84。寫開題報(bào)告的目的,是要請(qǐng)老師及專家們幫忙判斷一下所研究的選題有沒有價(jià)值,研究方法是否奏效,論證邏輯有沒有明顯缺陷。因此開題報(bào)告就要圍繞研究的主要內(nèi)容,擬解決的主要問題(或闡述的主要觀點(diǎn)),研究步驟、方法及措施為主要內(nèi)容。但筆者在工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)有很多學(xué)生往往在開題報(bào)告中花費(fèi)大量筆墨敘述別人的研究成果,談到自己的研究方法時(shí),往往寥寥數(shù)語一筆帶過。這樣,不便于評(píng)審老師指導(dǎo)。
二、怎樣寫好開題報(bào)告
(一)通過理論思維選擇課題在工作實(shí)踐中,發(fā)現(xiàn)碩士研究生的開題報(bào)告中存在的普遍問題是選題不合適。有的提出的問題太過“平庸”,有的選題范圍太大,研究內(nèi)容太多、太寬泛,提出的問題不切合碩士生的實(shí)際,實(shí)踐操作起來難度較大。如有的學(xué)生提出的論文題目:“新型中性鎳催化劑的研究及其催化合成聚乙烯、聚丙烯的研究”,此選題有意義,有創(chuàng)新,作者的研究思路也比較正確,但論文選題范圍太大,研究內(nèi)容對(duì)于一個(gè)碩士生來說明顯偏多,無法按時(shí)完成。因此應(yīng)重新確定研究內(nèi)容,注重項(xiàng)目的可操作性。那么如何選擇研究問題呢?這里要強(qiáng)調(diào)的是通過理論思維來發(fā)現(xiàn)研究問題。理論是由一系列前設(shè)和術(shù)語構(gòu)造的邏輯體系,特定領(lǐng)域的理論有其特定的概念、范疇和研究范式,只有在相同的概念、視角和范式下,理論才能夠?qū)υ?。只有通過對(duì)話,理論才能夠發(fā)展29。碩博論文要想創(chuàng)造新理論很難,多數(shù)是在既有理論的基礎(chǔ)上加以發(fā)展。其次,選擇問題是一個(gè)“剝皮”的過程,理論問題總是深深地隱藏在復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)背后,而發(fā)現(xiàn)理論問題,則需要運(yùn)用理論思維的能力。這就需要我們不斷鍛煉和提高自己的理論思維能力,需要在日常的學(xué)習(xí)中,不斷總結(jié)和分析以往的研究者大體是從哪些視角來分析和研究問題,運(yùn)用了哪些理論工具和方法,通過學(xué)習(xí)和總結(jié)來不斷提高自己的理論思維能力,從而選擇具有學(xué)術(shù)理論價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值,并與國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)及導(dǎo)師承擔(dān)的科學(xué)研究項(xiàng)目緊密結(jié)合的研究問題。
(二)做好文獻(xiàn)綜述,為開題報(bào)告打好基礎(chǔ)在研究生學(xué)位論文開題報(bào)告會(huì)上,出現(xiàn)的普遍問題是對(duì)文獻(xiàn)的研讀不夠,對(duì)研究背景的了解不夠深入,對(duì)研究方向上國內(nèi)外的具體進(jìn)展情況了解不夠全面、詳細(xì),資料引用的針對(duì)性、可比性不強(qiáng)。有很多學(xué)生沒有完全搞清開題報(bào)告與文獻(xiàn)綜述的區(qū)別,他們的開題報(bào)告有很多僅僅是對(duì)前人工作的敘述,而對(duì)自己的工作介紹甚少。文獻(xiàn)綜述的基本內(nèi)容包括:國內(nèi)外現(xiàn)狀;研究方向;進(jìn)展情況;存在問題;參考依據(jù)。這是對(duì)學(xué)術(shù)觀點(diǎn)和理論方法的同時(shí),文獻(xiàn)綜述還是評(píng)論性的,因此要帶著作者本人批判的眼光來歸納和評(píng)論文獻(xiàn),而不僅僅是相關(guān)領(lǐng)域?qū)W術(shù)研究的“堆砌”。要想寫好開題報(bào)告,必須認(rèn)真研讀文獻(xiàn),對(duì)所研究的課題有個(gè)初步的了解,知道別人都做了哪些工作,哪些方面可以作為自己研究的切入點(diǎn),因此,文獻(xiàn)調(diào)研的深入和全面程度,會(huì)相當(dāng)程度地影響開題報(bào)告的質(zhì)量,是學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性的客觀基礎(chǔ)。
(三)開題報(bào)告的內(nèi)容及寫作技巧
1.開題報(bào)告的內(nèi)容一個(gè)清晰的選題,往往已經(jīng)隱含著論文的基本結(jié)論。對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)的缺點(diǎn)的評(píng)論,也基本暗含著改進(jìn)的方向。開題報(bào)告就是要把這些暗含的結(jié)論、論證結(jié)論的邏輯推理,清楚地展現(xiàn)出來30。開題報(bào)告的總步驟是:課題選擇—課題綜述—論題選擇—開題報(bào)告。開題報(bào)告的基本內(nèi)容主要包括:選題的意義;研究的主要內(nèi)容;擬解決的主要問題(闡述的主要觀點(diǎn));研究(工作)步驟、方法及措施;畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))提綱;主要參考文獻(xiàn)。為了寫好開題報(bào)告,江蘇工業(yè)學(xué)院研究生部專門出臺(tái)了詳細(xì)的規(guī)定,規(guī)定開題報(bào)告的一般內(nèi)容包括:(1)課題來源、開題依據(jù)和背景情況,課題研究目的以及理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
(2)文獻(xiàn)綜述。在閱讀規(guī)定文獻(xiàn)量(不少于50篇,其中外文文獻(xiàn)占40%以上)的基礎(chǔ)上,著重闡述該研究課題國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài),同時(shí)介紹查閱文獻(xiàn)的范圍以及查閱方式、手段。
(3)主要研究內(nèi)容。包括學(xué)術(shù)構(gòu)思、研究方法、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)路線、實(shí)施方案、可行性分析、研究中可能遇到的難點(diǎn)、解決的方法和措施以及預(yù)期目標(biāo)。
(4)擬采用的實(shí)驗(yàn)手段,所需科研和實(shí)驗(yàn)條件,估計(jì)課題工作量和所需經(jīng)費(fèi),研究工作進(jìn)度計(jì)劃。
(5)主要參考文獻(xiàn),列出至少10篇所查閱參考的文獻(xiàn)。
2.寫好開題報(bào)告的技巧
(1)提出問題注意“層次”選題是撰寫學(xué)術(shù)論文的第一步,選題是否妥當(dāng),直接關(guān)系到論文的質(zhì)量,甚至關(guān)系到論文的成功與否。不同于政策研究報(bào)告,學(xué)術(shù)文章聚焦理論層面、解決理論問題。有的學(xué)生的選題不具有新穎性,內(nèi)容沒有創(chuàng)新,僅僅是對(duì)前人工作的總結(jié),或是對(duì)前人工作的重復(fù)。在選題時(shí)要堅(jiān)持先進(jìn)性、科學(xué)性、實(shí)用性及可行性的原則。在提出問題時(shí),要以“內(nèi)行”看得懂的術(shù)語和明確的邏輯來表述。選題來源包括:1、與自己實(shí)際工作或科研工作相關(guān)的、較為熟悉的問題;2、自己從事的專業(yè)某問題發(fā)展迅速,需要綜合評(píng)價(jià);3、從掌握的大量文獻(xiàn)中選擇反映本學(xué)科的新理論、新技術(shù)或新動(dòng)向的題目。所選題目不宜過大,越具體越容易收集資料,從某一個(gè)側(cè)面入手,容易深入。
(2)瞄準(zhǔn)主流文獻(xiàn),隨時(shí)整理文獻(xiàn)資料是撰寫好學(xué)術(shù)論文的基礎(chǔ),文獻(xiàn)越多,就越好寫,選擇文獻(xiàn)時(shí)應(yīng)選擇本學(xué)科的核心期刊、經(jīng)典著作等,要注意所選文獻(xiàn)的代表性、可靠性及科學(xué)性;選擇文獻(xiàn)應(yīng)先看近期的(近3~5年),后看遠(yuǎn)期的,廣泛閱讀資料,有必要時(shí)還應(yīng)找到有關(guān)文獻(xiàn)所引用的原文閱讀,在閱讀時(shí),注意做好讀書卡片或讀書筆記。整理資料時(shí),要注意按照問題來組織文獻(xiàn)資料,寫文獻(xiàn)綜述時(shí)不是將看過的資料都羅列和陳述出來,而是要按照一定的思路將其提煉出來。只有這樣,才能寫出好的文獻(xiàn)綜述,也才能寫出好的開題報(bào)告,進(jìn)而為寫出好的論文打下基礎(chǔ)。
(3)研究目標(biāo)具體而不死板一般開題報(bào)告都要求明確學(xué)位論文的研究目標(biāo),但筆者認(rèn)為,研究目標(biāo)不宜規(guī)定得太死板,這是因?yàn)?即使條件一定,目標(biāo)是偏高還是偏低,往往難于準(zhǔn)確判斷,研究工作本身,涉及求知因素,各個(gè)實(shí)驗(yàn)室條件不同,具體研究時(shí)條件也不同。學(xué)位論文選題和研究目標(biāo)體現(xiàn)了研究工作的價(jià)值特征。
三、開題報(bào)告的質(zhì)量保證為了保證碩士研究生的培養(yǎng)質(zhì)量,提高論文質(zhì)量,就必須對(duì)開題報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。開題報(bào)告會(huì)由3~5位相關(guān)學(xué)科的專家對(duì)開題報(bào)告進(jìn)行評(píng)議,與企業(yè)合作的重大科研項(xiàng)目可以聘請(qǐng)1~2位相應(yīng)企業(yè)的具有高級(jí)職稱的專家參加,不同學(xué)科的開題報(bào)告的側(cè)重點(diǎn)不同。江蘇工業(yè)學(xué)院研究生部規(guī)定學(xué)生必須進(jìn)行開題報(bào)告,并規(guī)定了統(tǒng)一的格式,設(shè)計(jì)了專門的開題報(bào)告評(píng)審表,開題報(bào)告會(huì)上研究生應(yīng)對(duì)課題進(jìn)行詳細(xì)匯報(bào),并對(duì)專家提問做出必要的解釋和說明。開題報(bào)告的成績考核以合格、不合格記。評(píng)審小組成員最后簽名并給出學(xué)生是否合格的評(píng)審意見,并以百分制打出具體的分?jǐn)?shù)。開題報(bào)告成績不合格者,不得進(jìn)入課題研究。為了提高論文質(zhì)量,研究生必須首先從思想上重視開題報(bào)告,在平時(shí)的學(xué)習(xí)中注意積累,從各個(gè)方面提高能力,尤其要注意培養(yǎng)通過理論思維發(fā)現(xiàn)研究問題的能力。開題報(bào)告是研究工作的開始,良好的開端為優(yōu)秀的學(xué)位論文奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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