時間:2023-08-17 18:03:06
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇化學工程研究方向,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
院系所、專業、研究方向、科目組
學制
考試科目
復試及加試科目
007化學化工學院0535-6902603
070300化學
01 無機化學
02 分析化學
03 有機化學
04物理化學
05高分子化學與物理
三年
①101政治理論②201英語一③734分析化學④834有機化學
01復試:無機化學
加試:物理化學;儀器分析
02復試:儀器分析
加試:物理化學;無機化學
03復試:有機化學實驗
加試:物理化學;無機化學
04復試:物理化學
加試:無機化學;儀器分析
05復試:高分子化學
加試:無機化學;物理化學
081700化學工程與技術
01 化學工程
02 化學工藝
03 應用化學
04工業催化
三年
①101政治理論②201英語一③302數學二④835化工原理
復試:物理化學
加試:無機化學;有機化學
085216化學工程(專業學位)
01不區分研究方向
三年
①101政治理論②204英語二③302數學二④835化工原理
復試:分離過程
加試:無機化學,有機化學實驗
085221輕工技術與工程(專業學位)
01不區分研究方向
三年
①101政治理論②204英語二③302數學二④835化工原理
1、“生化環材”指的是生物(醫學)工程、化學工程技術、環境科學與工程、材料科學與工程專業以及其下轄的二級子學科。
2、生物科學。生物科學這個專業可能第一眼看上去比較高級,技術含量比較高,可這是一個籠統的專業代表,不同的大學對這個專業的主要研究方向都有所異同。該專業畢業后很難找到對口的工作,社會需求量很少。
3、化學工程。化學工程是一門比較基礎的學科,當今社會的進步與化學工程是密切相關的,對考研和就業來講都是個不錯的選擇,但由于化學工程從業者需要經常接觸化學試劑,其中難免會有有毒有害的物質,長時間處于這種狀態可能會對身體造成一定程度的影響。
4、環境工程。環境工程專業主要培養可持續發展理念,掌握污染防治和環境規劃和資源保護等方面的知識。對就業而言,很難找到稱心并且專業對口的工作,該專業很吃學校的名氣,如果不是211,985高校畢業,有很大比例的畢業生會選擇與專業不相關的工作,并且環境工程專業畢業的本科生在薪資待遇上也一般不及其他專業的應屆生。
5、材料工程。材料工程專業對學歷要求很高,這個專業至少要到碩士、博士才叫稍有造詣,這個專業在本科階段并沒有很深入的研究,但對于志在考研的同學們而言,這個專業是一個不錯的專業,但該專業本科畢業后在社會上的競爭力并不強。
(來源:文章屋網 )
學科建設要結合未來國家發展重點、地方經濟建設需要和學校具體情況有所側重,堅持“有所為,有所不為”的方針,明確學科定位,凝練學科方向,突出學科特色。
1.1國家、地方的產業政策和學校辦學定位
在2010年兩會期間,國務院總理在作《政府工作報告》時指出:要大力發展新能源、新材料、節能環保、生物醫藥、信息網絡和高端制造產業等戰略性新興產業。《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2020年)》也把新型材料和新醫藥及其相關產業作為重點領域和優先主題。功能材料產業和新醫藥是新鄉市戰略性支撐產業之一,是新鄉市大力扶持和發展的產業。《2010年新鄉市人民政府工作報告》和《新鄉市國民經濟和社會發展第十二個五年規劃》中均指出:要做強、做大新型功能材料等優勢產業,如“十二五”期間計劃在膜材料產業投資80多億元,實現銷售收入170億元,實現利稅40多億元。我校作為地方教學應用型高校,應與新鄉經濟發展緊密結合,立足新鄉,面向全省,輻射全國。基于上述學科建設的方針和國家、地方的產業政策和學校辦學定位,化學與化工學院選擇了應用化學(功能材料方向)和生物化工(醫藥中間體方向)兩個二級學科方向作為學院學科建設的重點。
1.2化學與化工學院已有的專業學科基礎
化學與化工學院現開設有化學工程與工藝、制藥工程、化學等本科專業。1993年應用化學專業被評為“河南省重點專業”,2002年化工基礎實驗室通過“河南省基礎課教學實驗室評估”,2010年化學工程與工藝專業被評為“河南省高等學校特色專業建設點”。學院自2004年至今,進行了產學研合作教育培養創新人才的實踐。積極施行“校企”聯合、“校研”聯合,形成產學研共同體,把人才培養落實到鏈接“校研企”三方的“人才鏈”、“知識鏈”和“技術鏈”中,提升學生的科研素質、工程技能、創新意識,在此模式下培養的學生以高素質、強技能、應用型,深受社會和企業的歡迎。學院先后與河南心連心化肥有限公司、華蘭生物工程股份有限公司、河南省伯馬股份有限公司等50余家企業共同“訂單式”合作培養學生500余名,實現了學校與企業的無縫接軌,為企業的可持續發展奠定了堅實的人才基礎。科研成果的水平直接反映學科水平的高低。學院的“材料研究所”自1998年開始大力開展與地方經濟發展聯系緊密的特色學科--新型功能材料、新醫藥領域的研究,主要研究方向有:高溫劑、膜技術和醫藥中間體,并取得了一批科技成果。學院研發的“綠色環保高溫劑”項目,已申報國家發明專利,并在企業實現了技術轉化,學院利用企業的技術轉讓費在校內建立了“高溫劑測試中心”,以及“高溫劑中試基地”,產生了良好的經濟效益與社會效益。此外學院研發的“納米TiO2生產工藝、非木漿紙生產工藝”等已完成中試;“一種含金屬鎢連鑄滑板磚”已獲得國家發明專利授權;合成出了多種醫藥中間體,已獲準國家發明專利授權3項。學院在新型功能材料和新醫藥領域取得的豐碩科技成果,為凝練學科方向奠定了良好的基礎。通過創新人才培養模式和科技成果轉化,學院的專業、學科建設獲得了長足的發展。
1.3凝練后的學科方向
隨著國家科技體制改革的深化,企業已成為技術創新的主體,因而在確定學科研究方向時,學院特別重視與地方經濟建設相結合。在為企業服務的過程中,學院從企業獲得了大量的科技信息,也獲取了眾多的科研項目和科研經費。目前,學院的材料研究所已成為豫北地區功能材料行業的研發中心、技術推廣中心。2007年4月,經河南省發展和改革委員會批準,學院與河南省伯馬股份有限公司、鄭州大學聯合組建“河南省高溫功能材料工程研究中心”,使學院學科建設的特色更加突出。學院通過與企業合作對接,在化學工程與技術一級學科下更加突出應用化學(功能材料方向:主要為劑和膜技術)和生物化工(醫藥中間體方向)兩個二級學科方向作為學院學科建設的突破點。
2構建一流學術隊伍,引領學科前沿
學科建設的實施主體是教師,高水平的師資對于學科建設的意義十分重大[2]。培養、造就一支結構合理,團結合作的學術梯隊,是學科建設的基礎;造就一批學術思想活躍、學術造詣較深、在國內甚至國際上有一定影響的學科帶頭人和學術骨干是學科建設的關鍵。結合學院在學科建設中的實踐,我們認為師資隊伍的建設應從以下三個方面著手:
2.1引進人才
人才引進是對學科帶頭人和青年骨干教師的引進,主要是為了提高教師的教學科研水平,注入新的活力。近兩年學院共引進博士6人。引進人才的目的是對原有較薄弱學科力量進行補充,使原學科有所突破和創新;引進的“專家級人才”可培養一批接班人,帶領和召集一批中青年骨干,增強本學科教師的自信心和凝聚力,使大家明確努力方向,使教師隊伍的整體水平得到提升。
2.2培養人才
除了重視引進人才的后續培養與開發,使人才自身優勢得以充分發揮外,更要立足于校內培養,重視在研究生特別是博士生中選拔、培養學科帶頭人。在改善工作條件,加大培養力度的同時,要引入競爭機制,為拔尖人才的脫穎而出創造一個良好的政策環境。例如,以學院的“材料研究所”、“河南省高溫功能材料研究工程中心”為依托,在項目的研發過程中培養了一大批青年教師和部分優秀學生。
2.3共享人才
實施人才共享,充分開發各類人才資源是高校學術梯隊建設的重要環節。
(1)加強校際合作,學院已與國內十余所知名高校建立了開放的教師資源共享平臺。如請鄭州大學化工和能源學院的教授給學院做了“制藥工程在國內的近況”學術報告。
(2)互聘、返聘專家、學者,積極拓寬兼職教師來源渠道,實行專兼職結合的開放式教師選用模式。如學院聘請了國內十余所知名高校的12名教授為學院的兼職教授。
(3)與企業、科研院所聯合與協作,選聘更多具有豐富實踐經驗的專業技術人員擔任兼職教師。如聘請多名企業的高級工程師擔任學院專業建設指導委員會的委員。
3建立高水平的教學科研平臺,突出應用學科基礎研究
學科專業建設投入具體包括實驗室、實習基地等基礎設施的建設,以及課程建設、教材建設等方面的硬件投入,這是學科建設順利開展的物質保證。理工類學科的建設重點要放在實驗室建設上,特別是要集中力量搞好重點實驗室建設。化學與化工學院以“材料研究所”和“河南省高溫功能材料研究工程中心”為依托,成立了“功能材料及其制品研究中心”。研究中心突出功能材料應用基礎研究,積極發揮孵化器的作用,大力推進企業與高等院校和科研院所之間的知識流動和技術轉移,積極推進科研成果工程化和產業化。不僅為地方經濟的發展做出了貢獻,而且也為學院功能材料的研究奠定了良好的學科平臺。
4堅持開放辦學,促進學術環境建設
學科環境建設是為樹立良好的學術風氣和職業道德,形成融洽的人際關系和良好的學術環境,以充分調動和發揮教科研人員的積極性、創造性[3]。
4.1校校合作
學院已與國內眾多知名大學建立了良好的合作關系,開展全方位、多層次的合作,如互派教師講學、定期開展學術交流等。
4.2校企合作
學院已與河南心連心化肥有限公司等50余家企業建立了產學研共同體,在人才培養、師資共享、教師實訓、科學研究等方面開展全方位的合作。通過多種合作方式,學院形成了優良的學科環境,使學院較好地把握了學科前沿,從而推動學科建設。
5建立新型人才培養體系,加強本科生創新基地建設
培養高層次的人才是學科建設的主要任務之一。學院通過多種途徑提高人才培養的質量和層次。
5.1與企業聯合制訂人才培養方案
學院結合化學工程與技術學科的培養目標,成立了由企業專家參加的專業建設指導委員會。經廣泛調研,反復論證,構建了切實可行的分類人才培養方案,有所側重地實施以就業為目的的“應用型、技術型”和以考研為目標的“研究型”人才培養方案,以培養不同層次、不同規格、不同類型的人才。
5.2成立“化學工程與技術創新基地班”
“化學工程與技術創新基地班”采取導師指導小組制,強化研究性教學課程,鼓勵學生在大三、大四階段主動參與科研活動,培養學生前沿科學意識和獨立創新能力。創新基地班覆蓋功能材料、生物醫藥等領域,突出劑、膜技術、醫藥中間體等研究方向的培養。
5.3與知名高校聯合培養碩士研究生
為提高人才培養的層次,學院與國內知名大學初步達成聯合培養碩士研究生的協議,即學生考取以上學校碩士后,繼續留在我校進行碩士階段的學習和研究。
關鍵詞:化學工程;分離反應;系統工程
前 言
傳統化學工程的分支學科,如分離工程、反應工程、傳遞過程、系統工程等,近年都有很大發展。它們與石化工業某些過程相結合,產生了一些新的過程和技術,提出了一些有希望的發展方向。另外,近年來在某些分支學科的結合點上,產生了一些化學工程新的生長點。它們對今后的煉油或石化工業可能有更大的影響。本文對以上的一些發展動態作了簡要的介紹。
一、化學工程近期幾個重要發展方向
1.反應過程與分離過程結合
在一個設備中同時完成反應和分離兩個過程。目前最成功的是由甲醇與異丁烯混合物合成甲基叔丁基醚,反應產物生成兩個共沸物,分離比較困難。當采用了一個置有催化劑的反應蒸餾塔,便可取代原有的兩個多管式固定床反應器、兩個蒸餾塔和一個甲醇水洗塔等5個設備。使甲醇的轉化率不受平衡轉化率的限制,在蒸餾過程中也避免出現共沸物,反應熱可供蒸餾使用,大大節省了投資和能耗。對酷化、醚化、烴化、水合等過程,只要反應條件和分離條件比較接近,都有可能采用反應蒸餾。近期有希望工業化的反應與分離結合的過程還有反應萃取、反應吸附、反應結晶等。尤以膜反應器最受關注。它是反應與膜分離結合的設備,最適用于各類可逆反應和反應產物對反應有抑制作用的過程。
2.多個反應過程的結合
把從原料轉化為產品所需進行的多個反應在一個反應器中完成。為此需采用多種催化劑或多作用催化劑。
3.放熱反應和吸熱反應相結合
例如丁烷脫氫制丁烯為一強加熱反應,要求反應溫度較高若加入空氣進行部分氧化脫氫,氧和氫結合是強放熱反應,使總的放熱反應可在較低溫度下進行。
4.多個分離過程的結合
開發此過程的目的是強化分離效果,增加回收率、節約能耗。近年來研究較多且實用前景較好的過程有:滲透蒸發,即膜分離與蒸發過程相結合;膜萃取,即膜分離與萃取過程相結合;支撐液膜萃取即萃取與反萃取結合等一些新的分離技術都開始從研究走向實用階段。
二、強化化學作用對分離體系中體相的影響
1.篩選分離劑
對某被分離組分有特殊的化學結合能力,增大分離因子;另一是對原分離體系加入附加組分,改變原體系的化學位,從而增大分離因子。另一類適用于萃取、吸收等使用分離劑的過程。
2.強化化學作用
相界面傳質速率的影響。采用相轉移催化劑(PTC)促進水相和有機相間的反應已為人所熟知。其實質是PTC可以促進反應組分通過相界面的傳質速率。若兩相間不發生反應,我們把這類促進通過兩相界面的傳質速率和選擇性的物質稱為“相轉移促進劑”(PTA)。可以認為PTC也屬于PTA中的一類。如用有機相萃取水相中的有機酸和酚,采用長碳鏈的胺為PTA,可以加快萃入有機相的速率。又如對氣體分離膜,若在表層涂上一層固定液作為PTA,可以增大某組分通過的選擇性和通量。又如把對被分離組分有特殊親和力的PTA結合在相界面上,便形成各類的“親和”(Affinity)分離過程。如親和色譜、親和吸附、親和過濾、親和膜分離等。已經形成強化分離過程的一個前沿研究方向。
3.優化化工動態過程
這是在計算機技術高度發展以及快速、高精度分析和監測儀器和方法產生的基礎上才可能發展起來的技術。主要內容包括有以下5方面。
3.1分批操作的動態模擬和過程的優化。
3.2對開工、停工和變換操作條件時實現最優化控制。
3.3利用動態響應過程以快速研究傳質過程和測定相應的傳遞參數。也可以研究反應機理和測定吸附和反應動力學方程與相關的參數。各種過渡應答技術、催化反應色譜等技術都已取得廣泛的應用,并取得了許多用傳統定態方法不易得到的研究結果。
3.4 把脈沖進料的高效分析技術如色譜、電泳進行放大,發展成為高精度的制備技術。
3.5 利用強制周期改變操作參數的方法強化反應和分離過程等。
三、計算機技術與石油化工相結合
計算機技術在化學工程發展中占重要地位。因此,計算機技術與石油化工結合將有助于精確連續化穩定發展。
1.運行優化與產品設計
在歷史數據和多元統計方法的操作條件優化基礎上,進一步用于產品的優化設計。還可以在煉化行業中進行一些相關的收集整理應用,例如Sebzalli利用PCA對煉油產催化裂化過程操作空間進行識別,而Chen利用模糊c-均值聚類方法,提出用于開發期望的產品操作策略。
2.過程監測與故障診斷
過程監測與故障診斷主要任務是對過程運行狀態進行實時監控,并對系統進行分析異常,保證能及時發現運行過程故障,并在事故發生前采取有效的控制措施避免事故,以保證運行過程的安全與平穩。目前,基于數據的統計過程中控制在石化行業已得到普遍的關注,其方法也從以單一的變量統計過程控制向以主元分析為主的多變量統計技術轉變。基于多變量統計技術應用于石化工業過程的監控始于20世紀80年代,其相關的多變量統計在石油化工方面的報道文獻也較多。基于多變量的數據驅動的過程監測與控制也常被稱為多變量過程控制(MPC)或多變量統計過程控制(MSPC)。其采用的方法也主要是PCA,PLS,基于支持向量機以及它們與其他方法的混合算法。
3.產品質量預測與控制
利用數據驅動方法進行預測離線或在線的產品質量,以克服沒有在線儀表的困難,也不會受在線儀表價格昂貴的限制、避免了維護費用高的缺點。也可以進一步應用于控制回路用來完成產品質量的調控。這種數據驅動方法主要是通過對目標控制變量建立軟測量模型來實現的。PCA、PLS、SVM是實現數據驅動的軟測量模型的主要方法,人工智能算法(模糊神經系統、神經網絡等)及其混合算法。在許多資料中都有對軟測量模型方法及應用的綜合報道。在石化行業中,一些典型的應用如:用來生產乙烯的在線質量監測,基于PLS的軟測量模型,檢驗在線氣相色譜儀的性能。Fortuna等人開發了一個基于多層感知器的復雜軟測量模型,模型采用三層神經網絡,取得了較好的在線預測功能,用于預測精餾塔汽油濃度。Bakhtadze等建立了原油精煉過程的產品軟測量模型,該模型應用于缺少實驗數據情況下的軟測量建模,這種模型是將Takagi-Sugeno模糊模型和基于過程知識的相聯搜索算法相結合。
90后,直升博士,研發出超級細菌克星……日前,在清華大學舉辦的“世界因你而美麗―――2016~2017影響世界華人盛典”上,這位集眾多標簽于一身的女孩―――藍舒潔被授予“希望之星”獎項,成為當晚最年輕的獲獎者。獲得評審青睞,是因為她在去年帶隊研發出一種新型特效物質,能夠對抗每年致死70萬人的超級細菌。
直升博士的學霸女孩
這個年僅26歲的女孩,有著漂亮的學霸履歷。16歲進入墨爾本大學先修班,隨后就讀于化學工程系。她年年拿獎學金,沒有向父母要過學費和生活費。唯一一次兼職經歷是輔導學長補考,兩個月之后,多次不及格的學長便順利通關。因為成績優異,藍舒潔最終拿到榮譽學士學位,跳過碩士階段直接攻讀博士。今年夏天,她將正式獲得墨爾本大學的化學工程博士學位。
藍舒潔的父親藍邦楠是一名兒科醫生,多年來在馬來西亞經營診所。藍舒潔對醫學和化學的興趣,主要來源于父親。“有些父母因為孩子生病特別緊張,所以會深夜到我家,希望我爸醫治孩子。這樣的情況有很多次,但我從來沒有見他拒絕過。如果家里沒有需要用的藥,他還會開車到診所拿。”父親對醫學的熱誠深深烙在了藍舒潔心里,在興趣的驅動下,藍舒潔選定了博士期間的研究方向:結合化學和生物的知識,解決生物醫學面對的問題。
可抵抗超級細菌的新物質
去年9月,經過近3年半的研究,藍舒潔以第一作者的身份在《自然》子刊《自然―微生物學》上發表文章。文中介紹了一種可以對抗超級細菌的新藥物,在學界反響強烈。
超級細菌,指的是對多種抗生素具有抗藥性的細菌。它們是人類濫用抗生素的惡果,是細菌進化史上的頑強贏家。超級細菌的可怕之處不在于它的殺傷力,而在于其“無藥可治”的抗藥性。
不止是中國,超級細菌給全世界都帶來了挑戰,被世界衛生組織稱為“人類最大的威脅之一”。英國抗藥性研究組織的報告顯示,若不采取行動,預計到2050年將會有10億人口死于超級細菌感染,相當于每3秒就會有一人死亡。
在導師喬光華的建議下,藍舒潔開始帶領科研小組研發肽聚合物,以對抗超級細菌。幾個月后,他們就取得突破,制造出一種由蛋白質分子聚合而成的星狀肽聚合物。“初步C明聚合物的殺菌效力之后,我們感到非常好奇。為什么它們能夠有效地殺死耐抗生素的超級細菌呢?”藍舒潔說。后來研究小組發現,抗生素一般是通過一種途徑來殺死細菌,星狀肽聚合物則能夠通過多種途徑來殺死細菌。
關鍵詞:工程能力;創新能力;培養模式;基礎課程
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)37-0035-02
化工專業基礎課程主要包括《化工原理》、《化工熱力學》、《化學反應工程》以及相關的認識實習和化工原理課程設計等課程。根據石化行業以及國家能源戰略的發展需求,原有的培養模式已無法滿足這一要求,必須通過加強專業基礎課程的建設,建立以工程能力和創新能力為導向的新型培養模式,才能夠培養出高水平的工程技術人才。本文在對日常教學、學生尤其是已畢業學生反饋、用人單位反饋進行大量分析與總結的基礎上,提出了以工程和創新能力為導向的新的培養模式,并進行了多方面的建設工作。
一、面向石油化工行業特色,強化教師隊伍與課程建設
1.建立具有較強工程能力的教師隊伍。在以工程能力和創新能力為導向的新型培養模式中,教師不但要具有較高的科研水平,還應該具有極為深厚的工程背景。課程教師隊伍共由20名教師組成。為了提高教師的工程能力,聘請資深煉油化工設計人員定期進行講座。在科研成果的工業化轉化過程中,鼓勵年輕老師共同參與,提高其工程能力。通過幾年的建設,形成了一只高水平的教師隊伍:1名教授被評為北京市高等學校教學名師、2名教授被評為校教學名師、1名副教授被評為校品牌課教師、《化工原理》教學團隊被評為北京市優秀教學團隊、建設了《化工原理》與《化工熱力學》2門北京市精品課程。
2.形成了具有鮮明行業特色的教材體系。原有教學模式中采用的都是化工通用的教材,根據畢業生和用人單位的反饋,教材內容不能滿足石化行業的發展需求,一些內容和方法在工廠也不再使用。為此,任課教師主編了《化工熱力學》、《化學工程與工藝專業實驗》和《流態化工程》講義(雙語)、參編了《石油化學工程原理》、翻譯出版了《化學反應工程》共4門課程的教材,針對石油加工過程進行了大量的補充和刪減。如在《石油化學工程原理》教材中補充了石化行業常用的高溫油泵的特殊輸送要求,在分餾過程中補充了油品分餾塔的操作和核算;結合石油工程中流體相態對油田開發的重要性,對熱力學教材中過時的圖表法計算流體熱力學性質等內容作相應的刪減。主講教師還主編了《催化裂化流態化技術》、《水合物科學及技術》、《二氧化碳捕集、封存與利用技術》,參編了《原油蒸餾工藝與工程》共4本著作,這些著作是化工專業其他課程的重要補充內容,并極大地開拓了學生的視野。
3.積極進行教學方法改革,增強學生的學習興趣,提高教學效果。強調通過教學改革增強學生學習的興趣。例如在《化工原理》教學中首先以多相傳質設備的相控制基本理論作為基本路線;其次,建立了多相傳質工藝和設備過渡教學體系;再次,建立了多相傳質及其附屬設備的全塔負荷性能圖分析理論,規范了塔設備操作限的概念。多年來學生普遍對《化工熱力學》有畏難情緒,認為理論性過強、難以應用。任課教師分析發現過去課程中大量使用的圖表在生產實際中很少使用,基本都已通過計算模型實現。因此在授課時只對少數必要的圖表進行講解,以幫助說明問題或者現象。而對于實際工作中經常用到的狀態方程和活度系數模型等,文獻報道的狀態方程有幾百個,現場使用時往往無從取舍,因此在課堂上進行了仔細的講解,對于過去大量存在的過程推導適當簡化,要求學生學會使用商業化模擬軟件進行計算,以滿足未來工作中的需要,這樣既突出了本科生學習過程的重點,又保證了教學的效果。
二、建立多樣化的提高工程實踐和工程設計能力的培養體系
化工專業基礎課與實際化工生產聯系非常密切,但學生在學習中卻往往感到抽象、缺乏興趣,其原因在于在以課堂教學為主的方式中很少涉及體驗、實踐的學習環節。如圖1所示,在多樣化的提高工程實踐和工程設計能力的培養體系中,學生在學習專業基礎課之前應先經歷認識實習、參觀化工設備模型、拆裝實驗等環節,激發起學生的興趣,在專業基礎課學習過程中,應通過設備仿真和拆裝實驗等體驗實踐環節,通過親身感受進一步固化所學知識,最后通過課程設計等環節,促使學生對所學理論知識進行復習、應用,并進一步升華。在此過程中,學生學習專業知識的渴望是自發形成的,而不是傳統的教師督促學習,因而學習效果很好,學生的動手能力、工程能力也得到了極大的提高。
為配合這一培養模式,授課教師建立了拆裝實驗室,包括各種形式的泵、壓縮機、閥門、換熱器、塔構件,向所有學生全天開放,部分涉及設備的課程甚至可以到實驗室內講授。另外,還建立了設備仿真系統,學生可模擬工廠內設備的啟動與關閉。在課程設計教學中,強調一人一題、分組協作,既提倡相互協作,又保持設計過程的獨立性,結課時引入答辯程序,要求同學對設計過程和設計思路進行講解。此外,聘請校外資深設計人員給學生講課,傳授設計和工程經驗。課題組教師還將多年科研成果:單指標全塔性能負荷圖用于《化工原理課程設計》,引導學生通過Aspen軟件編程計算,并與手工計算結果相對比、找不足。這些措施極大地提高了學生學習的主動性、積極性,使學生的工程能力通過多種方式得到鍛煉。
三、創建創新能力培養的新模式
課程教師在《流態化工程》課程中,廣泛搜集了國內外流態化領域的新理論、新知識,并將其簡化為通俗易懂的知識,補充到教學內容里。內容涵蓋了新的測量方法(如氣泡直徑的測量方法、顆粒混合的測量方法等)、經典理論的新發展(如經典兩相理論的不足及其補充,以及基于其建立的新模型)、計算機CFD數值模擬等。在補充新的研究結果時,進行的大量的取舍,考慮到授課對象為本科生,理解能力和學習基礎無法和研究生或專職研究人員相比,授課時只著重于新模型、新理論的描述,具體的推導過程和計算過程并不涉及。這樣,既方便了學生的理解和學習,又能夠為今后從事流態化研究的同學打下一定的基礎。此外,將已工業化的優勢科研成果轉化為多功能教學實驗裝置,指導學生對感興趣的知識點自主設計、完成實驗,使學生的創新能力得到極大提高。例如,氣固流化床反應器是石化行業廣泛采用的反應器,由于知識比較抽象,學生無法獲得深刻的理解。課程教師根據科研成果開發了《流化床自動控制綜合實驗系統》,可以直接觀察實驗現象,完成各種形式的流態化實驗。學生還可以自己設計實驗條件進行研究,該裝置已經投入使用5年,受到了學生的好評,也得到了教育部有關專家的肯定,目前,該項技術已經推向市場。化工原理團隊教師根據多年科研成果建立了多套大型冷模催化裂化實驗教學裝置,高達20m,一次可接納學生10人/套,不但可以觀察流化現象,而且可以展開密度、壓力等多個物理參數的測量,進行壓力平衡等裝置運行狀況的衡算。小型《催化裂化熱態實驗裝置》不但可以測量產品收率、燒焦效果等工藝參數,而且可用于熱量衡算、質量衡算、能耗分布等裝置運行的評估計算,石油大學在旋風分離器領域的研究已達到國際先進水平,課程教師自行設計、加工了一套《旋風分離器冷態實驗裝置》,可進行氣相流場、分離效率的測量等。石油大學化工熱力學教學團隊多年來形成了具有特色的研究方向,并曾獲得國家和教育部的自然科學獎。化工熱力學教學團隊開發了《流體相平衡實驗裝置》,可以直接觀察到流體的相態變化并完成氣體在液體中溶解度的測定。根據多年從事油氣藏流體相態研究,對化工熱力學實驗進行了大量的補充和改進,并編入了《化學工程與工藝實驗》教材中,提高了實驗設備和技術水平,提高了教學質量。
四、應用效果
據國外媒體報道,近日,位于美國奧斯汀市的德克薩斯大學分校化學工程系的研究人員首次發現細胞機械性能的變化可能是腫瘤發生的原因。這個發現對研究人員預判、治療以及阻止腫瘤細胞的進一步擴散提供了一個新方法。來自科克雷爾工程學院、波士頓大學生物醫學工程與醫藥的研究人員也參與了該項研究,他們共同建立了一個三維腫瘤模型,顯示軟化的細胞在細胞內發生改變,導致了細胞癌變現象的產生。
細胞發生物理力學性能上的改變最終使得細胞分裂失控,結果便是這些分裂失控的細胞出現較低的死亡率,導致惡性腫瘤的增長。該研究發現是目前唯一一種從物理學的角度分析腫瘤的發病原因。該論文已經發表在最近出版的《物理評論快報》上,該期刊由美國物理協會創辦。
博士后研究生保勞格帕爾克對該研究評論為:到目前為止,關于癌癥的研究都集中在生化角度,為了尋找解決與生化致癌相關的各種相互依存的誘發因素,我們將焦點集中在較不“顯眼”的細胞機械因素方向。這是一種新的針對癌癥誘發因素研究方法。然而,研究人員在區別癌變細胞與正常細胞過程中發生了怪異的相似性,比如在細胞的機械強度和粘附性方面,癌變細胞之間表現出與正常細胞迥然不同的特點。
這些特點也是研究人員區別癌變細胞與正常細胞的方法,其同樣也類似于以前觀察癌變細胞時的分類法。根據研究人員介紹:癌變得細胞較健康的細胞顯得更加柔軟,這就意味著當這些柔軟的癌變細胞被較硬的正常細胞所包圍時,前者就會變得更緊實,不易擴散。但是,當相鄰的癌變細胞數量增加時,來自正常細胞的較硬表面“對抗力”就出現了降低,這時候癌變細胞“趁機”松弛下來,擴大自己的表面積,以便覆蓋更大的區域。拉伸的細胞可以提高自身的增值能力,并降低了細胞死亡的概率。
該研究小組的研究人員通過精確的計算模型復制了在一個組織內細胞的生命周期,便于觀察細胞機械性能的改變如何對細胞的行為產生影響。在實驗開始前,研究人員確定在這個健康的組織內有相同機械性能以及粘附性的細胞,然后在組織中心將一些細胞軟化,結果顯示只要軟化的細胞低于臨界值,這個組織仍然會保持健康、穩定。
如果超過了這個臨界值,機械性能出現變化的柔軟細胞就會出現倍數式增加,遠遠大于正常健康的細胞。除了這一點外,腫瘤的增長是依靠自身強大的繁殖能力替換到周圍健康的細胞,臨床觀察也顯示這也是惡性腫瘤的一個特征。研究人員還分析了如何使一個細胞增加粘附性,或者保持較硬的機械性能,以及影響其他細胞的轉移性能和繁殖能力。他們觀察到軟化細胞之間的結合能力出現了改變,該變化是控制著更多腫瘤細胞形成的一個關鍵因素。
研究人員認為這個探索方式為各種生化致癌或者遺傳因素致癌的研究提供了一個新的物理研究方向,可以推動癌癥研究的進展。博納卡澤認為:我們對這些結果感到非常滿意,因為它們將癌癥發病過程的生化與物理因素結合了起來,共同指向了關于癌癥研究的新方向,并為攻克癌癥提供了新途徑。該項研究的作者為:博士后研究生保勞格(Parag Katira)、他的指導老師科克雷爾工程學院的系主任羅杰T博納卡澤(Roger T. Bonnecaze)以及T布羅克特哈德森(T. Brockett Hudson)教授、波士頓大學生物醫學工程與醫藥研究人員?扎曼(Muhammad Zaman)。
(來源:騰訊科技)
關鍵詞:研究生;國際化教育;培養模式改革
中圖分類號:G643 文獻標識碼:A 文章編號:1006-723X(2012)10-0137-03
我國是發展中國家,面對國際競爭日趨激烈、思想文化交流更加頻繁的新國際背景,要克服研究生國際化培養工作起步較晚,政策、理念、設施、經費、機制、管理及環境建設方面都比較滯后的現實情況,借鑒國外高校的先進經驗,讓學生未出國門就能得到國際化的培養,最終推動研究生培養質量的提升。
一、 國際化教育的概念及內涵
聯合國教科文組織曾提出,國際教育是對促進國際理解、合作與和平教育的一種簡要表述。弗里曼·巴茨(Freeman Butts)在《教育百科全書》中也指出,國際教育包括三個方面的內容:一是本國學校觀念與課程的國際化,或稱為“世界事務教育”,旨在影響各級學生的知識、價值觀和態度;二是某一個國家師生到其他國家教育機構學習或研究,即師生的國際流動或跨國教育交流;三是發達國家幫助發展中國家改進其衛生、經濟、教育機會和民眾福利的教育援助。
(一)研究生教育理念國際化
國際化教育的核心理念是緊跟全球趨勢,按照國際通行的標準、認可的理念行事,培養出能真正面向世界、具有全球視野以及國際理解和跨文化交往能力的復合型人才。國際化教育是一種面向世界的開放式教育,研究生國際化培養不僅僅是把研究生送到國外去培養,更重要的是如何將操作層面的行為變化以制度的形式確定下來,形成開放與競爭的體系和人才培養模式。
(二)研究生培養體系及課程內容國際化
全球經濟的一體化發展使各領域對于高層次人才的依賴程度越來越高,人才的競爭是各國競爭最激烈的焦點。我們必須使我們的課程國際化,不僅包括數學和科學的學習,還有包括跨文化交流。我們必須把我們的學生塑造成創業者,以及具有國際精神的冒險家。面對這樣的趨勢,培養體系及課程內容若不能做到緊跟科技前沿盡快與國際接軌,國際化高級人才的培養將是空談。
(三)研究生教育主體的國際化
加入世貿后,國家在留學生派出方面也在不斷加大推動力度。但在國外留學生方面,相對忽略質量的保證,近年來在一些學科專業也開始招收并擴大外國留學研究生的規模,但基本來自亞非地區,生源總體情況不太理想,其規模及輻射的領域有待提高。
師資方面,師資力量的國際化成為了各高校研究生培養國際化的制約難題之一。如何以更優厚的條件,吸引那些有教學經驗的、在國外擔任教師的人才回來,吸引那些在國外跨國公司、商業銀行、保險公司、政府及其他社會部門有實踐經驗的人才來做兼職教授,是高校國際化發展進程中十分關鍵的一環。
(四)研究生教育方法的國際化
西方大學育人模式的核心是“Liberal Arts Education”。這種教育是學生在導師指導下,自己主動建構適合自己的課程體系的過程,是拓展人心智的教育,它特別注重學術自由,以學生興趣為導向,培養學生好奇心和批判精神,使學生逐步做到觸類旁通。研究生階段如何克服學生通識教育方面的缺陷,如何鼓勵各課題組、各研究方向、各學科的多維度碰撞,拓展學生的創新思維及創新能力,是研究生教育需重視的問題。
二、“本土國際化教育”的改革實踐與探索
如何在目前的有限的條件下,為學生創造國際化的教育氛圍,同時借鑒德國、美國、俄羅斯及日本的國際化教育之路,在吸取歐洲及世界經驗的基礎上與本國情況緊密結合,讓學生未出國門就能得到國際化的培養,相對而言更具有現實的意義。
(一)教學培養方案的國際化改革
我院在2000年實行了化學工程與技術一級學科管理與培養模式,2010年參照國外高水平大學的課程體系,結合自身特色,制定了國際化研究生培養方案。新方案培養目標明確,知識體系結構合理,并重點加強實踐環節。相關學位課、專業課也盡量參照國外高水平學科的課程體系。如:由學院統一規劃,在化學工程與技術一級學科中開設《化工進展》(學位課),由每位導師輪流開講座;學院統一討論每個專業的學位課后,對每個專業的選修課,不分專業設置;建立研究生課程體系,經過學院討論通過的課程都進入學院研究生課程庫,選修課在該庫內選擇都有效。同時積極開展研究生課程雙語和英語教學。我院具有海外經歷的教師比例逐年上升,2000 年至 2011 年間新引進的教師中有52名教師具有海外留學或研究生經歷。這些新引進的教師在研究生國際化培養中承擔了57門課程,雙語教學目前占有30%學時,不僅提高了研究生的專業外語水平,同時把國際上的最新科研成果及時地融入到教學內容中。實踐證明,開展研究生雙語教學更有利于培養出高素質的復合型人才。
(二)專業課程的國際化調整
我院注重重點課程內容的國際化建設與實踐。如《化學反應工程(二)》作為化學工程學科的經典課程,隨著相關領域發展的日新月異,目前還缺乏一本能夠完整體現課程所涵蓋內容并與國際相關技術接軌的講義或教材。我院結合國內外最新技術,改革課程內容,通過的講義已經作為第5章 《工業催化的過程工程》,出版于“研究生教育創新工程”化工類研究生教學用書《工業催化劑設計與開發》中。
聘請境外大學教授講授課程,如聘請香港科技大學化學工程系余寶樂教授全英文講授《環境功能材料及其表征技術》等。一方面以多元文化開闊學生國際化視野,培養批判分析能力。同時以國際領先的教學內容、教學方法作為學院青年教師觀摩學習的對象,提升我院教師教學能力。目前我院共有在學術領域享有盛譽的客座教授13名,不僅為我院師生帶來了國際上的先進知識,也為我院的發展提供了建設性意見。
與跨國企業合作,共同開發課程。“有國際視野和國際交往能力的專門人才”培養離不開社會企業的密切聯系,這幾年來通過努力,與法國道達爾集團等6家世界500百強企業建立不同類型的合作關系。并不斷深化,共同開發“道達爾國際化課程”,邀請其工程師、總裁、銷售總監等來學院講課,采用全英文授課形式,為學生開設了《供應鏈優化》、《安全生產管理》、《公司價值文化管理》、《銷售與渠道管理》等為期5~50學時不等的課程。目前已擬訂了5年授課計劃,每學期開辦一期。目前我院正積極拓展與跨國公司及其他社會部門實踐經驗豐富的人才聯系,準備聘請他們為兼職教授,以校企聯合開發課程作為推動高校教育國際化、實踐化的另一動力。
(三)推動國際合作與交流
我院積極與國外高校及科研機構實行多種形式的聯合培養。作為國家公派研究生項目的補充,我院以國際合作項目、在讀研究生赴外合作院校攻讀雙碩士學位、暑期學習、出國留學及聯合培養積極拓展海外大學的合作,如芬蘭Lappeenranta 理工大學、瑞典Malardalen大學等,2006年后每年都有交換生派出。
多次舉辦國際性學術研討會,如第一屆綠色化工產品和過程工程國際研討會,大會邀請多位院士做大會報告,并有來自美國、加拿大、英國、德國、日本等國家和地區的專家和代表約400人參加,探討開展本領域國際合作的機會和前景。還有首屆中法綠色化學研討會,第四屆海峽兩岸化學工程暨產品工程學術合作座談會等,同時鼓勵教師、學生參加國際學術會議,提高了我院教師的科研及教學能力,給研究生培養帶來了新鮮的氣息。
邀請國際學術界知名人士來校做報告會,開展合作研究。近兩年來自英國利茲大學、法國國家太陽能研究院、英國皇家化學會、伯明翰大學、加拿大滑鐵盧大學、牛津大學等專家舉辦的學科前沿講座已成為我院的例行活動,平均兩周不到就有一位境外專家的報告,已形成了制度化的工作安排,使我院研究生不出國門也可以接觸到國外學術前沿信息。
(四)改革教學方法,引入國外的教學模式
為了培養學生好奇心和科學探索精神,提升研究生綜合素質,我院構建了課內與課外、校內與校外、國內與國外“三結合”的實踐教育平臺。
在課內教學方法方面,鼓勵教師的教學方式由傳統的知識傳授型轉變為知識、能力和人格聯合發展的綜合素質能力教學,如通過專題調研環節增加學生的主動性,將課程部分內容轉變為由學生講述,教師進行評述的師生互動方式。目前課堂討論教學已達到30%的學時,以學生為主體的課堂,學習氣氛十分活躍。還有借助學生喜歡的形式來開展教學,如開發完成了10個現代儀器分析實驗仿真課件,調動了學生學習的積極性。
配套教學設施,參考國外高校,以化工創新平臺開放共享教學環節。一方面開設“現代化學化工分析方法與實驗技術”公共實驗課程,讓學生掌握現代先進的分析儀器和大型設備的使用與操作,提高學生的科研實驗技能。管理上則由研究生制定相關制度,負責管理。對研究生全天候開放,以面向課題、面向問題學習的方式開展實驗,提高了實踐管理能力。
以全國高校環保科技創意設計大賽提高學生創新能力。大賽由中華環保聯合會、廣東省環境保護廳、華南理工大學、廣東省吳小蘭慈善基金會共同主辦,目前已開展兩屆,最近一屆比賽共吸引來自全國49所“985”、“211”高校、473支隊伍3898人報名參賽,各參賽隊圍繞“環保”和“節能”兩大主題,開展了一系列的科研探索及創意發明設計。大賽為廣大研究生提供了一個拓展國際化眼光的競技平臺,他們結合所學專業知識,開展在建筑、交通、環境、化學、化工、礦業、物流等各領域提高能效,推動節能減排、低碳生活的科研探索、創意發明設計等有實成果的實踐活動,加上來自University of Wisconsin-Madison等境外高校的學生代表的分享,學生們通過論壇了解了國內外相關的新技術和新方法。各參賽隊伍大膽新奇的創意和在環境保護科技道路上的求索精神讓人們看到了傳播綠色文明、網聚綠色科技的與國際環保趨勢相一致的精神。
建立化工俱樂部,以學術沙龍了解國際市場。我院與汕頭超聲印制板公司、先導(清遠)稀有金屬化工有限公司等建立化工俱樂部,主旨是“交流學術,拓展眼光;思維碰撞,創新超越”,促進不同課題組、不同專業、不同學科、不同學院的同學進行學術碰撞,通過不同研究方法、不同學科技術、不同思維模式的交流,促進研究生創新思維能力的發展;同時請企業人士加入俱樂部,探討化工國內外前沿問題,了解企業在國際市場的相關技術攻關、市場開拓及跨文化管理模式。
關鍵字:催化劑;制備技術;發展
一、催化劑制備的一般技術和方法
1.浸漬法
這種方法簡單易操作,浸漬法在制備催化劑的過程中具體又分為兩種具體方法,分別是過量浸漬法和等體積浸漬法,這兩種方法的區別在于載體的體積和浸漬液的體積是否相同,過量浸漬法中浸漬液的體積要大于載體的體積,而等體積浸漬法中二者的體積是相同的,這二者方法中等體積浸漬法更為常用,其優點是更為簡單易行。
2.沉淀法
其主要過程是將金屬鹽水溶液例如硝酸鹽(首選)和沉淀劑例如氨水放入攪拌罐中變為固體沉淀,然后通過洗滌、過濾、干燥、煅燒等過程制成催化劑的方法,目前已經發明了更為先進的均勻沉淀法以及超均勻沉淀法等。例如利用該法制備Y-Al2O?,其用途很廣,穩定好,被廣泛應用于載體。在60度左右的溫水中對工業硫酸產品的粉碎體進行溶解處理,形成密度為1.21-1.23左右的AI2(SO4)3的溶液,然后另外配置20%左右的碳酸鈉溶液,分別加熱均達到50度―60度,然后對其進行混合,PH控制在5左右,然后經過攪拌形成氫氧化鋁沉淀物,對沉淀物和沉淀液進行分離,將沉淀物進行洗凈之后放入溫度在60度左右的氨水中進行陳化處理,經反復的洗滌和沉淀后,將沉淀物在100度上下的環境中進行干燥處理,然后在500度的溫度下進行6個小時左右的焙燒,得到Y-Al2O?催化劑。一般其生產流程如下圖所示:
3.熔融法
熔融法是催化劑的制備過程中是一種相對較為重要的技術和方法,熔融法,顧名思義就是利用高溫然后將金屬或者金屬氧化物進行熔融,使之變為較為均勻的混合物以及固溶體,經冷卻后進行粉碎以及其他處理工序得到催化劑。利用這種方法制成的催化劑具有多方面的優勢,但是其缺點也是較為明顯的,那就是耗能較高,成本較大。
二、催化劑制備技術的最新發展
1.浸漬法得以改進
浸漬法一直就是催化劑制備過程中的一種常用方法,簡單易于操作,利用率高,但是其缺點也是很顯著的,那就是制備過程中可能會產生廢氣污染空氣,同時在干燥的這一過程中可能會使得活性成分移位,因此近年來經過專家學者的不斷研究后,浸漬法已經得到多方面的改進:例如在利用浸漬法制備催化劑的過程中加入有機助劑,已經證明了該法可以有效影響催化劑中的加氫活性,實驗證明,加入有機助劑后的催化劑中的加氫活性大大高于未加入有機助劑的催化劑,例如在Co-Mo/Al2O3催化劑的制備過程中加入環己二胺四乙酸(CyDTA)后,其活性前后提高了大約70%之多;
2.沉淀法的改進
通過對沉淀法的長期研究,目前專家已經提出了更為先進的水熱沉淀法來制備催化劑,這種方法將水熱法和沉淀法很好地結合起來,其是在密封高壓的環境中,以水為溶劑兼備高壓媒介,然后通過化學反應生成沉淀的方法。目前利用水熱沉淀法制備催化劑最典型的例子就是制備W/Al2O3催化劑,即在水熱環境中利用Na2WO4?2H2O和鹽酸相互沉淀然后將WO3負載在Al2O3上,在這個過程中加入CATBr來防止WO3顆粒聚集,這樣就可以制備出高性能的W/Al2O3催化劑,通過對水熱沉淀法制備的W/Al2O3催化劑和采用傳統的浸漬法制備的W/Al2O3催化劑性能的比較,發現利用水熱沉淀法可以進一步提高WO3的分散度。
三、總結
當前隨著化學工業的不斷快速發展,針對催化劑制備技術的更新越來越快,已經涌現出越來越多的針對不同催化劑制備的新技術和新方法,除了上述舉例的方法之外,還有很多的新型的催化劑制備方法和技術,最顯著的就是不少專家學者已經發現傳統的催化劑制備技術不僅可以單獨使用進行有關催化劑的制備,還可以將這些方法和技術進行結合起來進行催化劑的制備,例如將超臨界技術和浸漬法相結合進行CuO/AI2O3催化劑的制備等,今后隨著我國化學工業的不斷發展,有理由相信還會有更多的催化劑制備的新型方法被發現。
參考文獻
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1998年剛到白俄羅斯的時候,首都明斯克的夜晚居然是一片漆黑,只有主路上零星閃著幾點路燈,空無一人的大街靜謐地讓我發愣。一晃14年過去了,明斯克各條大街均是霓虹燈閃耀,在飛機上俯瞰明斯克已是一片燈火輝煌。出國了,才知道什么是愛國。在國外聽到讓我最自豪的話,不是身邊白俄羅斯朋友對我的夸贊,而是他們說通過對我的了解顛覆了他們對中國人一些不好的認知。獲得“自費生獎學金”之際,我感謝家人對我的支持、白俄羅斯老師和朋友們對我的友誼,更感謝祖國對我的肯定。
——耿健
耿健,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者,留學白俄羅斯。1979年出生,1998年赴白俄羅斯留學,于2004、2005及2011年分別獲得明斯克國立語言大學學士、碩士及博士學位。攻讀博士期間,致力于俄語及漢語中不定量數詞的對比研究,提出了不定量數詞在語言應用中的個性化的問題。讀博期間積極參加各種國際學術研討會,共發表16篇論文,其中有3篇在白俄羅斯國家科學院授權ISSN級別的學術刊物上發表。
漂洋過海,獨自在異鄉求學、拼搏,其中的孤獨感和心酸,相信每一個在外的中國游子都有深切體會。每當這個時候,祖國的關懷、父母和師長的鼓勵是支撐我們繼續努力的最大動力。離開清華園的4年里,我始終銘記“自強不息,厚德載物”的校訓,勤勉學習,努力鉆研,爭取能夠學有所成。作為留學生中的普通一分子,能獲得“國家優秀自費留學生獎學金”,我感到無比榮耀,希望畢業之后能夠早日回國工作,為中國的科技事業貢獻自己的力量。 ——陳振
陳振,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者,留學德國。1983年出生,2005年獲清華大學化學工程與工藝專業學士學位,2008年獲清華大學與東京工業大學聯合培養項目碩士學位,同年于德國漢堡工業大學攻讀博士學位。研究方向為系統與結構合成生物技術用于新型的工業生產菌種開發,已成功地在系統水平上重整氨基酸合成的代謝調控,開發了新型的具有完全自主知識產權的高產賴氨酸的生產菌種。發表了SCI論文5篇,申請歐洲及國際專利4項。
真的很高興能獲得“國家優秀自費留學生獎學金”,更高興的是祖國對我們這些海外留學生的重視。我將再接再厲,努力工作和學習,爭取在學習和科研上取得更優異的成績。同時我也希望這個獎能夠激勵我身邊的留學生們,大家一起早日學成歸國,報效社會。 ——李經緯
李經緯,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者,留學美國。1978年出生,2004年8月赴美國留學,在新罕布什爾大學獲得無機化學碩士學位。2007年起在伊利諾伊大學芝加哥分校化學系攻讀有機化學博士學位。在美留學期間,在Journal of the American Chemical Society、Organic Letters等國際知名學術期刊上發表多篇學術論文。主要研究領域是有機合成方法學和天然產物全合成。
作為一名海外留學生,能夠獲得“國家優秀自費留學生獎學金”,使我深感偉大祖國的強盛和對海外留學生的關心和重視,也是祖國對我努力學習、刻苦鉆研所取得的科研成果的充分肯定和鼓勵。科學無國界,學海無止境,我們離開祖國求學異國他鄉,學習知識,探索科學,增強本領,也向外界展示了我們中華兒女的聰明才智。我將以此為動力,繼續努力,勇攀科學最高峰。 ——袁燁
袁燁,2011年“國家優秀自費留學生獎學金”獲得者,留學英國。1986年出生,2008年獲上海交通大學自動化系學士學位,2009年和2012年分獲劍橋大學碩士、博士學位。畢業至今在劍橋大學從事博士后研究。曾應邀在香港科技大學、盧森堡大學系統生物醫學中心(LCSB)、加州理工學院訪問研究。主要研究方向為控制理論以及在復雜網絡、系統生物學中應用。在國際權威期刊、學術會議上20余篇。
【關鍵詞】油氣管道 防腐 方法 措施 作用
我國的油氣集輸管道已初見規模。但管道中出現的一些有腐蝕性的雜質,會給油氣管道的內壁造成很大的腐蝕,致使很多管道不到一兩年就被腐蝕的非常的嚴重。油氣管道的嚴重腐蝕會造成一些事故的發生,嚴重的還會造成國家財產的損失和人員的傷亡。目前油氣管道的腐蝕主要存在是管道內壁的腐蝕。防止管道內腐蝕主要方法是在在管道內壁進行涂層和管道襯塑。管道內涂層是目前最主要的防腐手段,這種方法的優點較多,具有涂覆容易,操作簡單的特點,并且這種方法的成本較低,同時這種方法還可以降低管道內壁表面粗糙度、 降低摩阻、 提高管道壽命、 減少能耗、 節約成本。
1 發展現狀
目前管道涂層主要有無機涂層和有機涂層。市場上對涂層的主要研究主要表現在涂料的配方、涂覆、裝備和工藝、性能檢測和評價等方面。所謂.無機涂層主要由陶瓷粉、環氧樹脂、 溶劑和固化劑組成。無機涂料具有很多優點主要是無機涂料比較耐磨,不易脫落具有較長的使用壽命,但同時無機涂料也有一定的缺點,無機涂料價格較高,耗費的資金較大,從長遠的角度來考慮還是一種較好的方法。近幾年來搪瓷技術廣泛的應用在管道防腐方面,使得防腐技術有了很大的提高。內壁瓷面在光滑的情況下,摩擦系數就會減少,就會增加管道的輸送能力,節約成本提高了效率,但這種方法的消耗的資金較大,技術要求較高,工藝比較復雜。經過長時間的研究,研究人員將其與熱噴涂技術結合,采用熱熔敷制備搪瓷涂層,簡化了工藝,降低了成本,但搪瓷內涂層工藝仍不完善,成本較高是一大難題. 無機涂層具有良好的耐蝕性,耐冷、耐熱、耐老化性能好,使用壽命長,但是往往工藝復雜,價格貴,無法大范圍推廣使用,簡化工藝降低成本是一大難題. 單純的無機材料往往難以涂敷,無機涂層一方面要簡化工藝; 另一方面也向著有機與無機復合方面發展.
2 有機涂層
涂料是管道內涂層的物質基礎。在 60年代到 70 年代,涂料工業發生巨大的變革,研制了許多新型涂料.這種新型的涂料具有良好的附著力和防腐性,同時這種涂料的使用壽命較強。目前適用于管道內涂層的材料品種主要有環氧酚醛樹脂及改體、粉末環氧樹脂、 聚氨酯、 聚酰胺和煤焦油環氧樹脂等.有機涂料的發展日新月異,高性能涂料不斷被開發. 長輸管道使用內涂層除了防腐和減阻的作用以外,防腐涂料還要具備良好的附著力和一定的機械強度。另一方面還應繼續向無毒、 無污染、 省能源、 經濟高效的方向發展。同時又要配合石油工業提出的新要求,由單一功能向多功能發展; 由低檔次、 短時效向高檔次、長時效發展。為滿足西氣東輸天然氣管道防腐減阻性能的需要,中國石油集團工程技術研究院研制了一種雙組分常溫固化涂料具有良好的附著力、 耐磨性和耐化學腐蝕性,涂層表面平滑,有良好的減阻作用,在西氣東輸的管線上使用了該涂料,各項技術指標均達到檢驗要求。
3 發展趨勢
油氣管道的建設已逐漸成為新時代的主要熱點問題,管道防腐工作是管道建設中一道極其重要的工序,管道防腐技術的好壞直接關系到整個工程的質量。關于內涂層對涂料的要求也會越來越高. 防腐涂料除了要具備良好的耐腐蝕性和粘結性外,還要保證無毒、無污染、經濟高效。目前隨著我國石油經濟的快速發展,單一的無機材料或有機涂料已不能滿足時代的需要,可以在有機涂料里添加納米材料或將有機材料與無機材料結合開發新型的高性能涂料. 內涂層技術在一定方面可以采用多種技術相結合的形式,提高防腐水平。陰極保護技術有固化速率快、揮發有機溶劑少、 易于工業化等優點在管道涂層中已被廣泛的應用。管道內涂層技術可給油氣輸送管道帶來很多的好處。但是由于管道內涂層補口問題一直是我國內涂層防腐施工未能很好解決的問題,限制了內涂層管道的使用.隨著內涂層補口技術的發展,內涂層施工技術水平的提高和油氣行業對于內涂層作用的重視,管道內涂層技術將會有很好的發展。
參考文獻
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[2] 張藝近年油氣管道防腐技術的應用化學工程與裝備,2009,(4)
關鍵詞:分離工程;應用型人才;林產化工;三結合
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)52-0212-02
分離工程課程作為化工專業及其相關專業的一門骨干課程,具有內容涉獵面廣、知識點多的特點。該課程對石化工業、無機和有機化學工業、石油加工、資源和能源工業、材料工業、聚合物加工、生化工業、制藥工業、環境保護和核工業等許多國民經濟重要工業領域的人才培養有著重要的地位和作用[1]。分離工程課程教學改革目標是開發出一種新的工程類專業課教學模式,通過一門專業課的教學改革實踐,使學生的創新能力、綜合能力、實踐能力等綜合素質得到提高。該項目完成后,教學改革經驗可以在其他高等林業院校的工程類專業課教學中推廣應用。
一、課程改革的目的和需求
林產化工專業是以樹木、森林采伐和加工剩余物為原料制備生物質化學品、生物質新材料和生物質能源的國家重點專業。專業立足于黑龍江省的資源特點和優勢,突出“綠色和環境友好化學與工藝”的主要特色,抓住生物質資源代替石化資源的機遇,以生物質資源的高效化學利用為特色,瞄準世界各國的林產化工領域科研前沿,培養能在林產化工、精細化工、化學工業等領域從事植物化工的生產、設計、產品開發工作并且具有較強創新和實踐能力的應用型人才。由于分理工程課程所涉及的基礎理論、基本知識較多、較散,各知識點間相互聯系不是很緊密,內容相對比較抽象,教學中發現大多數學生反映該門課程難學、難懂,在有關知識的應用方面特別是工程計算方面只能機械模仿教材例子完成課后作業,通過計算機編程解決實際問題的能力還不夠[2]。因此,造成了學生一定程度的畏學情緒和厭學心理,若單純地講授理論知識學生很難理解,影響了對知識的掌握和課程教學質量。針對林產化工專業分離工程課程教學中存在的問題,林化專業分離工程課程改革的關鍵是:加強課程理論和實踐教學的結合,彌補講授法的缺陷,以小論文代替作業、自主設計實驗[3],激發學生的學習興趣,面向社會服務和實際工作中可能遇到的問題,學生們參加國家、學校和學院三個層次不同級別的創新實驗,結合課程教學內容培養學生的創新能力和綜合實踐能力。最終達到強化學生工程意識,提高學生的創新能力,使學生的總體素質達到全面提高。
二、課程教學改革
林化分離工程課程教學改革研究內容包括:①教學方案的改革,結合目前國內外新技術、新工藝、新設備,研究其教學內容的內在規律、教學重點和難點,調整教學重點并增加林產化工科研領域分離工程技術使用的新技術相關的設備和方法原理的知識點;②分離工程課程面臨著學時壓縮(由72學時壓縮為32學時),而知識量、信息量反而增加的矛盾,這需要構建新的教學體系和方案。③為了激發學生的學習興趣,對于容易理解的課程章節采用以考代講的方式,或采用多次研究型和課題調研型的大型作業,強調學生的主動探索創新精神,以小論文的形式提交并在課程結業考試中占一定的分值;降低課時縮減的壓力。④針對工廠現場分離設備存在的問題,提取工廠數據,讓學生自己設計程序進行計算,培養學生解決工廠中實際的分離問題的能力。
三、分離工程課程需求與三結合法的結合策略
本課程實施“專業課與基礎課結合”、“專業課與實踐結合”和“專業課與競賽結合”的“三結合”教學方法[4]。該改革方法意在加強林化專業學生化工分離基礎理論,強化培養學生化學工程的理念,力求使學生掌握化學工程與工藝的基本理論知識和技能,在化工工程技術方面具有初步的分析問題和解決問題的能力[5]。課程教學中以實例原理凝練知識點應用指導原理的層次進行教材內容的組織;將產學研所獲得的科研成果、工廠實踐經驗和學科前沿知識等帶進課堂,有機地融入到教學內容里,增加學生對學科前沿知識的了解,推進課程建設;以工程實踐中的應用為實例,激發學生學習的熱情。
四、實施情況
1.專業課與基礎課結合,調整林化分離工程課程體系。本專業課程體系按職業崗位能力需要,對主要專業基礎課和專業課進行了必要的整合。林化分離工程課程體系的構建采用的調研方案為:收集有關研究資料;到其他高等院校進行調研;確定教學內容和新教學大綱,確定教學中的重點和難點;根據教學改革方案,進行課堂教學改革實踐;結合林產化工領域科學前沿進展情況和本校的科研成果實施實訓教學和實驗教學,通過實驗教學和參加教師科研課題等實踐環節,彌補課堂教學的缺陷,著重培養學生的工程意識和提高學生的素養。①課程內容與學科前沿的結合,進入在21世紀,分離技術向高級化、應用廣泛化發展。與此同時,分離技術與其他科學技術相互交叉滲透,產生了一些更新的邊緣分離技術,如生物分離技術、膜分離技術、環境化學分離技術、納米分離技術和超臨界流體萃取等技術。近年來科技人員在分離過程及設備的強化和提高效率、分離技術研究和過程模擬、分離新技術開發幾個主要方面做了大量的工作,取得了一定的成果。通過這些研究成果在工業上的應用,強化了現有的生產過程和設備,在降低能耗、提高效率、開發新技術和設備、實現生產控制和工業設計最優化等方面發揮了巨大作用,同時也促進了化學工業的進一步發展。林化分離工程從分類、研究內容及方法出發,詳細地介紹了多組分分離基礎、多組分精餾的簡捷計算和嚴格計算、多組分氣體吸收和解吸、特殊精餾(包括恒沸精餾、萃取精餾、加鹽精餾和反應精餾等)和萃取技術等化工基礎知識,同時結合科技前沿,引進結晶、其他新型分離方法(吸附、離子交換、膜分離、薄層色譜等)和分離過程及設備的效率與節能等內容。課程內容與學科前沿的緊密結合有利于學生以生物質資源的高效化學利用為特色,瞄準世界國的林產化工領域科研前沿,成為能在林產化工、精細化工、化學工業等領域從事植物化工的生產、設計、產品開發工作、具有較強創新和實踐能力的應用型人才。②課程體系考核重點的調整,林化分離工程課程除借鑒化工原理課程內有關相平衡條件、相平衡常數和分離因子的定義、活度與逸度的定義、相平衡常數的計算方法、泡點方程及露點方程的內容外,還借鑒了Henry定律、Langmuir方程、Langmuir-Freundlich和Freundlich方程氣體的吸附平衡和液體的吸附平衡的內容。林化分離工程課程立足于基礎課的知識點,在此基礎上合理擴展和延伸,體現了專業課與基礎課緊密結合的課程改革的指導原則,實現了基礎課為專業課服務的目的。比較化工分離工程和林化分離工程,發現二者在課程的指導原則上存在不同,化工分離工程作為基礎課程,其教學體系強調加強化工基礎、拓寬專業、理論扎實、擴大信息;林化分離工程由于教學學時只有32個學時,教學環節更注重拓寬專業、注意與前期專業課程的銜接,避免重復教學,啟發思維、引導創新便于自學。因此,化工分離工程課程體系考核重點在于掌握傳質過程和分離工程的基本理論,了解重要的分離單元操作及其設計、計算、應用基礎,對于林化分離工程而言,考核重點在于與工業生產緊密結合的多組分分離基礎、多組分精餾的簡捷計算和嚴格計算、多組分氣體吸收和解吸、特殊精餾、和萃取技術等簡單的化工基礎知識,同時結合科技前沿,掌握結晶、其他新型分離方法和過程的技術原理,實際應用實例和設備的效率與節能等內容。該課程體系的調整重視現代分離技術及其前沿發展,有利于林化專業的學生培養扎實的理論基礎,活躍的創新意識、分析和解決實際問題的能力以及利用先進的手段從事相關領域研究的能力。
2.專業課與實踐相結合,強化分離工程實驗的實訓性。我們發揮實驗獨立開設實驗課與大學生創新項目的實訓作用,強化林化分離工程實驗與專業領域結合的緊密性;同時積極進行林化分離工程專業創新型專業實踐教學模式的研究與實踐,充分利用學科所在實驗室為教育部重點實驗室的優勢,進一步開放實驗室,并實施“課程認知—實驗技能訓練—課程實踐—創新實踐”的專業實踐教學模式,使學生能鞏固和加深對課堂理論教學內容的理解,得到實驗技能的基本訓練,并強化工程實踐的觀念。課程認知是在課堂上講解分理工程實驗的理論和原理,實驗技能訓練在實驗課上完成,根據實驗動手能力和實驗的完成給予實驗技能考核;課程實踐主要是會同本專業的化工原理課程實習,在哈爾濱化工二廠和三精制藥等企業進行化工分離和藥物精制分離等課內實例的工廠實踐環節。幾年來學生運用分離工程專業知識解決了很多創新的科研和工程實際問題,學生的課程設計、畢業設計題目均具有實際工程背景,設計質量有很大提高;學生涌躍參加校、省和全國各類專業技能大賽,在“挑戰杯”和林業部舉辦的“嘉漢杯”等省級以上創新、創業大賽中成績斐然。綜上,采用“三結合”教學法對林產化工專業分離工程課程建設與實踐的初步探索,經過初步實踐檢驗,教學過程調整授課重點,突出生物質資源的高效化學利用的特色,使學生更好理解林化專業分離工程的概念,達到培養學生科學的思維方法,養成嚴謹、求實、認真的精神,為林化專業學生在林產化工、精細化工、化學工業等領域從事植物化工的生產、設計、產品開發工作奠定了良好的理論與實踐基礎。
參考文獻:
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