時間：2023-03-22 17:44:44
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗，特別為您篩選了11篇化學工論文范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
工程上的計算是以函數(shù)，尤其是數(shù)值函數(shù)為基礎(chǔ)的。所謂數(shù)值函數(shù)就是說在函數(shù)的定義域中每一點x就可得位移的f{x}值，此值成為f在x處的值。例如，如何表示空氣的cp{T,P}函數(shù)？我們可以利用計算機，輸入程序，就會得到很精確的結(jié)果。除了上述問題，還有很多化學工程的數(shù)據(jù)處理的過程模擬，如：非線性方程求解、線性方程組的迭代求解、常微分方程數(shù)值解、偏微分方程數(shù)值解等等，都是先建立一個數(shù)學模型，然后帶入計算機，最終得出一系列結(jié)果的。
1.2Office軟件在化學工程中的應(yīng)用
隨著計算機的普及，越來越多的人把原本紙上的工作轉(zhuǎn)移到計算機中去了?；瘜W工程學科需要處理大批文檔工作。譬如，化工論文的書寫、化工文獻的編輯、化工產(chǎn)品的說明，這些文檔中常常會有大量的圖表、公式、特殊符號，會話費人們大量的精力和時間，進而影響新信息的及時傳播。有了Office中的Word軟件，處理上述問題就方便多了。Word軟件能夠比較輕松地輸入各種文檔，還可以對文檔進行多種編輯處理。編輯化工論文時經(jīng)常用到的功能如：
（1）改變字體大小。
（2）隨意設(shè)定版面。
（3）利繪圖工具繪制實驗流程圖，并修改。
（4）利用公式編輯器編輯數(shù)學公式及化學反應(yīng)式。
（5）可插入表格及頁碼。
（6）復制和刪除方便。Excel工具的強大的分析數(shù)據(jù)功能可以將數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，然后將其規(guī)律性地展示出來。在處理化工數(shù)據(jù)時，我們可以利用Excel工具進行求平均值、自編公式計算等。
1.3Origin在化學工程數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用
Origin是具有較強功能的實驗數(shù)據(jù)處理軟件?？衫肙rigin進行圖形生成，我們可以在軟件中輸入實驗后得到的數(shù)據(jù)，通過軟件得到實驗數(shù)據(jù)曲線圖。為利用Origin工具繪制的實驗數(shù)據(jù)圖。通過圖形或曲線，可以清晰明了地把大數(shù)據(jù)展示給他人，并從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的規(guī)律，以便更好地進行實驗。
（一）校企合作形式與內(nèi)容
校企合作形式是影響聯(lián)合培養(yǎng)的最重要因素。重點大學及行業(yè)特色型大學由于其品牌和行業(yè)影響力而在校企合作培養(yǎng)研究生方面有顯著的優(yōu)勢。以中國石油大學為例，該校立足于石油石化行業(yè)和領(lǐng)域，面向東營勝利油田和青島近海油氣田及兩地相關(guān)產(chǎn)業(yè)開展人才培養(yǎng)，是國內(nèi)化學工程專業(yè)碩士校企合作效果最好的高校之一。然而，國內(nèi)大部分地方高校與企業(yè)之間的合作形式仍較為初級，特別是地方高校受到學?？蒲袑嵙?、學校辦學層次和軟硬件條件等因素的制約，校企之間的相互聯(lián)系多建立在項目合作和個人感情聯(lián)系的基礎(chǔ)上，未形成長效機制。如果企業(yè)負責人離職或合作項目中斷，則聯(lián)合培養(yǎng)將大受影響甚至停滯。此外，部分地方企業(yè)創(chuàng)新意識不強或過分追求“短平快”的項目，都將影響人才持續(xù)培養(yǎng)機制，無法實現(xiàn)良性循環(huán)。從人才需求角度來看，地方經(jīng)濟狀況的優(yōu)劣也會明顯影響企業(yè)的人才需求，進而直接影響校企合作的基礎(chǔ)。
（二）導師
很多高校的校內(nèi)導師過度倚重發(fā)表學術(shù)論文，或者一直從事基礎(chǔ)理論研究，缺乏應(yīng)用研究項目和研究經(jīng)驗。該類導師在指導專業(yè)學位研究生時往往延續(xù)過去的研究思路和方向，以學術(shù)型研究生模式培養(yǎng)專業(yè)學位研究生，最終導致畢業(yè)生與企業(yè)要求相差甚遠。此外，很多校外導師是企業(yè)的高管或主要負責人，日常事務(wù)繁忙，對自己負責的學生疏于管理和指導。學生在企業(yè)或淪為廉價勞動力，或?qū)嵺`流于形式，達不到應(yīng)有的效果。
（三）培養(yǎng)過程
國內(nèi)各高校的化學工程專業(yè)碩士的主要管理和培養(yǎng)政策已經(jīng)基本齊備，但仍有部分政策還在修改和制訂過程中。很多高校在課程體系構(gòu)建、考核方式、實踐內(nèi)容等方面沒有將專業(yè)學位研究生與學術(shù)型研究生加以區(qū)別，未能體現(xiàn)出專業(yè)學位職業(yè)性、應(yīng)用性的特點。與企業(yè)生產(chǎn)實際密切相關(guān)的課程開設(shè)不足也是目前國內(nèi)高校化學工程專業(yè)碩士培養(yǎng)普遍存在的問題。
（四）生源
對于重點高校，無論是學術(shù)型碩士或?qū)I(yè)學位碩士均呈現(xiàn)“供大于求”的局面，學校可以從容擇優(yōu)錄取。而地方高校的專業(yè)學位認可度普遍較低，直接導致部分優(yōu)秀生源流失，畢業(yè)生質(zhì)量也因此受到影響。
（五）其他問題
部分地方高校在導師激勵政策、學生獎勵機制等方面不夠完善，由此產(chǎn)生了導師因?qū)I(yè)學位學生花費多、產(chǎn)出少而不愿意接受專業(yè)學位學生的情況；學生也因在獎學金等方面無法與學術(shù)型研究生競爭而影響了科研積極性。
二、方針與措施
鑒于以上問題，我們以山西大學與三維集團合作構(gòu)建的“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為平臺，通過深入探索山西煤化工轉(zhuǎn)型對化學工程專業(yè)研究生教育的影響，從合作模式、導師管理、課程體系構(gòu)建、健全和完善各項制度等方面進行改革，并力圖構(gòu)建一種符合山西省化工行業(yè)需求的化學工程專業(yè)學位研究生培養(yǎng)模式。
（一）校企合作平臺的構(gòu)建
構(gòu)建校企合作平臺是穩(wěn)定專業(yè)學位碩士培養(yǎng)質(zhì)量的根本措施。2002年，化學化工學院的研究生就因項目需要而在三維集團進行數(shù)月至一年的工業(yè)側(cè)線實驗。隨著雙方項目合作的深入，進入企業(yè)實踐的學生人數(shù)不斷增多，而企業(yè)的技術(shù)人員也積極參加山西大學的博士或在職工程碩士考試，雙方實現(xiàn)了人才培養(yǎng)上的互動。在此基礎(chǔ)上，2004年雙方共建了“精細化工催化與反應(yīng)工藝共建實驗室”，實現(xiàn)了校企層面的科研平臺構(gòu)建。2007年底，經(jīng)山西省經(jīng)委、山西省教育廳、山西省產(chǎn)學研工程領(lǐng)導組批準，校企雙方通過政府層面建立了“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”。隨著相關(guān)管理制度逐步完善，該中心不但成為研究生培養(yǎng)的創(chuàng)新實踐平臺，也逐漸成為高校和企業(yè)間的技術(shù)、人才交流平臺，并為企業(yè)技術(shù)帶頭人的知識更新和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級提供了支撐。近年來，山西大學積極開展“煤基資源高值循環(huán)利用協(xié)同創(chuàng)新中心”的建設(shè)，拓展多方合作關(guān)系。目前研究生教育創(chuàng)新中心的企業(yè)平臺已包括陽煤集團、潞安集團、河南煤業(yè)集團等大型煤化工企業(yè)，未來還將探索與中科院山西煤化所、中科院大連化物所、中科院過程所等研究所合作培養(yǎng)研究生的可能性。綜上所述，山西大學化學工程領(lǐng)域的校企合作經(jīng)歷了如下發(fā)展歷程：校企合作項目牽引建立校企層面的科研合作平臺建立政府層面的研究生教育創(chuàng)新中心建立多方參與的校企科研教育合作平臺。其中，多方平臺的建立不但解決了科研項目延續(xù)性、科學性的問題，更有利于實現(xiàn)校企聯(lián)合培養(yǎng)的長效性和持續(xù)性。
（二）管理體制創(chuàng)新
為進一步提高專業(yè)學位研究生教育水平，我們就專業(yè)學位研究生的管理體制方面開展了改革創(chuàng)新。研究生院成立了“專業(yè)學位管理辦公室”，負責與專業(yè)學位相關(guān)的政策制訂、學科建設(shè)、品牌建設(shè)，以及對各培養(yǎng)單位進行管理、督導和服務(wù)等工作。學院成立了相關(guān)的“專業(yè)學位教育中心”，負責相關(guān)專業(yè)學位研究生的招生、培養(yǎng)、師資隊伍建設(shè)、實踐基地建設(shè)等工作?；瘜W化工學院以“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為基礎(chǔ)，吸納了相關(guān)學科負責人和校外導師，共同承擔化學工程專業(yè)學位教育中心的職責。上述舉措有利于各培養(yǎng)單位積極發(fā)揮主觀能動性，形成符合各自專業(yè)實踐特點的培養(yǎng)模式。
（三）導師遴選及評聘制度改革
山西大學研究生院根據(jù)各專業(yè)學位培養(yǎng)單位的具體情況，制訂了詳細的校內(nèi)導師、企業(yè)導師評聘制度。特別是對企業(yè)導師實行“一年一考核，三年一聘”的管理辦法。在學院教育中心層次上，化學化工學院成立了化學工程碩士指導小組，以“山西省催化技術(shù)研究生教育創(chuàng)新中心”為核心，吸納其他理科或相關(guān)學科導師，實現(xiàn)導師之間的理工優(yōu)勢互補，在一定程度上解決了理科環(huán)境中開展應(yīng)用實踐的問題。此外，學院教育中心強化了企業(yè)導師的歸屬感和責任感，通過讓企業(yè)導師參與課程設(shè)計及研究生選課、確定科研課題、開設(shè)學術(shù)講座和專業(yè)特色選修課程等方式，進一步讓企業(yè)導師融入學生培養(yǎng)過程。
（四）課程體系構(gòu)建
2013年，山西大學根據(jù)教育部相關(guān)文件，結(jié)合各專業(yè)具體情況，對碩士研究生培養(yǎng)方案進行了詳細的修訂。在課程設(shè)置中，我們將課程分為公共基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)應(yīng)用課、選修課4類，各類課程均采用了教授授課、雙語教學等模式，特別突出工程應(yīng)用類型的課程。由于化學工程專業(yè)碩士的導師的知識存在多學科、多研究方向的交叉，因此，我們在課程設(shè)置上采取豐富選修課的方法解決這一問題。為了避免重復設(shè)課或課程內(nèi)容重疊，各專業(yè)領(lǐng)域均可選擇化學學科或其他專業(yè)領(lǐng)域的課程作為選修課。師資力量和師資水平方面，由于山西大學工科師資力量不足，我們采用“外校聘請＋本校培養(yǎng)”的模式逐步提高師資水平。此外，學校還通過請企業(yè)導師或行業(yè)知名專家開設(shè)學術(shù)講座、特色專業(yè)選修課等方式，使學生獲悉國內(nèi)外化工行業(yè)發(fā)展的最新動向。
（五）獎學金制度
現(xiàn)階段山西大學研究生獎學金主要為國家獎學金和學業(yè)獎學金，原有獎學金評價主要基于學生學習成績和科研成果的考量?；瘜W化工學院將專業(yè)學位研究生與學術(shù)型研究生分開評比。專業(yè)學位研究生的科研成果可以是學術(shù)論文、專利、負責項目、實踐報告、調(diào)查報告等多種形式，特別強調(diào)學術(shù)論文、專利、項目等必須具有應(yīng)用背景。此外，針對專業(yè)學位研究生科研結(jié)果無法量化的問題，我們采用“預(yù)審＋集中答辯”的方式，由答辯委員會評出獲獎等級。上述評審制度的實施明顯調(diào)動了專業(yè)學位研究生的科研積極性。
三、發(fā)展與方向
盡管我們在化學工程專業(yè)研究生培養(yǎng)方面進
行了許多改革，但仍有很多方面需要高校、企業(yè)及地方政府進一步協(xié)調(diào)改進。我們將目前改革探索的方向歸納如下，這既是我們的努力目標，也希望能夠給予其他高校一些啟發(fā)。
（一）提高學科認可度，創(chuàng)出專業(yè)品牌效應(yīng)
優(yōu)質(zhì)的生源是研究生培養(yǎng)和學科發(fā)展的大前提，沒有良好的生源，校企聯(lián)合培養(yǎng)將成為無本之木、無源之水。近年來，山西大學通過增加推免生名額比例，明顯提升了專業(yè)學位研究生的生源素質(zhì)；與此同時，山西大學通過鼓勵校企合作科研，建立多方參與的協(xié)同創(chuàng)新中心，進一步擴大了學校、學科的業(yè)內(nèi)影響力。未來，山西大學將以校企協(xié)同創(chuàng)新中心為發(fā)展核心，以高水平人才隊伍建設(shè)為發(fā)展動力，通過科研成果和科研團隊創(chuàng)出專業(yè)品牌效應(yīng)。
（二）深化校企人才技術(shù)交流平臺建設(shè)，實現(xiàn)人才培養(yǎng)的良性循環(huán)
校企雙方只有真正實現(xiàn)技術(shù)流、人才流的雙向流動才能培養(yǎng)出真正的應(yīng)用型人才。因此，我們需要建立完善的涉及項目合作、利益分配、人才交流等體制機制，進一步強化企業(yè)研究生實踐中心的構(gòu)建，通過校企合作項目引領(lǐng)、擴大平臺的影響力，提升平臺自我“造血”能力，逐步引導校企合作由“項目帶動”發(fā)展到“人才＋技術(shù)混合帶動”，最終實現(xiàn)人才培養(yǎng)的良性循環(huán)。
二、化學工程、工藝試驗數(shù)據(jù)的科學搭配分析
傳統(tǒng)形態(tài)的化工實驗操作，內(nèi)部數(shù)據(jù)排列機理相當復雜，整體活動延展下來，具體的人力、物力資源全面堆積。因為內(nèi)部流程需要借助平行試驗進行掌控，特定數(shù)據(jù)處理重復性特征廣布。因此，必要時技術(shù)人員可依靠MATLAB軟件進行流程過渡，將人工演算過程中的數(shù)據(jù)限制因素調(diào)節(jié)完畢。這部分實驗流程是掌握化工研究方式的重要環(huán)節(jié)，整體流程較為漫長。所以，計算機信息技術(shù)便將這些復雜的演算流程進行智能模擬操作，并透過實驗要求建立必要的模型基礎(chǔ)，使得工藝技術(shù)管制范圍下的各類可行條件全面延展?；ぎa(chǎn)業(yè)講求專業(yè)實驗的引導價值，具體行動標準動機也是圍繞特地實驗點進行參數(shù)定量關(guān)系探索，進而將化工所需遵循的客觀規(guī)律羅列完整。MATLAB軟件在整個研究過程中開辟引導先河，其將各類函數(shù)圖形進行輕松規(guī)劃，肅清細致符號演算和數(shù)值計算限制問題。這類軟件應(yīng)用范圍較為廣闊，包括數(shù)字通訊和財務(wù)建模等內(nèi)容。目前這類程序已經(jīng)成為國際控制終端的必要支撐媒介，現(xiàn)場操作人員基本只需編寫某種數(shù)據(jù)處理程序，之后將原始數(shù)據(jù)輸入，就能輕松提煉相關(guān)實驗結(jié)果，將優(yōu)質(zhì)化數(shù)據(jù)和圖示模型展出。另外，涉及這方面人員素質(zhì)的強化工作也相當重要。隨著技術(shù)創(chuàng)新和科技產(chǎn)業(yè)化的加快，環(huán)境保護意識的加強，必然會帶來對分析檢驗專業(yè)人才需求的上升，且無論在數(shù)量和質(zhì)量上，都提出了新的要求。
2綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用
當前，綠色化學工程和工藝在我國各類化學工業(yè)的生產(chǎn)過程中應(yīng)用的都十分廣泛，并且對我國化學工業(yè)生產(chǎn)的節(jié)能減排起到了良好的促進作用，這些作用主要體現(xiàn)在以下兩個方面。首先，綠色化學工程及工藝中涉及到的生物技術(shù)對我國化學工業(yè)生產(chǎn)中所涉及到的廢棄物排放起到了一定的凈化作用。這里所提到的生物化工技術(shù)指的是在生物的體內(nèi)存在一種具有高效催化功能的生物酶，這種生物酶又可以稱之為催化酶。這種從生物體內(nèi)提取出的催化酶具有非常好的催化功能，將其應(yīng)用于生物的催化過程中，其不但可以利用自身具有的超強的專一性來促進生物酶反應(yīng)的總體效率，與此通知其還可以提升總體的反應(yīng)質(zhì)量。與此同時，綠色化學工程及工藝還將這種生物技術(shù)引入到了化學工程的生產(chǎn)過程中，其通過將自然界中的可再生資源用生物技術(shù)轉(zhuǎn)化成化學原料的方式來進行最終的化學生產(chǎn)，這樣的做法不但使自然能源的消耗得到了減少，同時還使化學工業(yè)生產(chǎn)中的能源反應(yīng)效率得到了相應(yīng)的提高，繼而從根本上減少了化學工業(yè)生產(chǎn)中廢棄物以及污染物的排放數(shù)量。其次，綠色化學工程及工藝中還會涉及到清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，該項技術(shù)可以說是一個絕對的綠色生產(chǎn)技術(shù)，其可以對化學工業(yè)生產(chǎn)中所需要用到的化學原料進行綠色處理（無毒、無害、無廢棄），故其在能夠增加化學院材料使用效率的同時，還從根本上提高了化學工業(yè)生產(chǎn)的總體質(zhì)量。與此同時，其還可以將化學生產(chǎn)中所排放出的污染物和廢棄物進行處理，使其變成有機物質(zhì)或能夠供人們生活的沼氣資源，繼而使化學工業(yè)生產(chǎn)的綠色生產(chǎn)得以實現(xiàn)。
2網(wǎng)站構(gòu)架的搭建
確定了網(wǎng)站建設(shè)的目的后，就要根據(jù)網(wǎng)站目的建立網(wǎng)站的大構(gòu)架。一般而言，網(wǎng)站框架包括一些標準的內(nèi)容，包括首頁、簡介、新聞動態(tài)、產(chǎn)品展示、在線留言、聯(lián)系我們等。在搭建前，首先瀏覽國家級以及各省市級實驗教學示范中心的網(wǎng)站，調(diào)研學習。在結(jié)合其它網(wǎng)站優(yōu)點以及本校化工實驗中心的特色下，詳細地列出該中心網(wǎng)站需要的模塊，并根據(jù)模塊對網(wǎng)站構(gòu)架進行設(shè)計，頁面構(gòu)架完成后盡可能不要改動，避免對先前內(nèi)容產(chǎn)生影響，甚至破壞網(wǎng)站。確立了大框架，網(wǎng)站的主體部分也就確立了。
3制作網(wǎng)站相關(guān)素材的準備
這是制作網(wǎng)站最大的準備工作，包括實驗教學相關(guān)素材以及網(wǎng)站設(shè)計相關(guān)素材的準備。實驗教學相關(guān)素材，包括師資隊伍人員介紹，設(shè)備儀器相關(guān)參數(shù)以及圖片的收集與整理，實驗講義、課件、題庫以及視頻的準備、規(guī)范，獲獎證書的集中與拍照，規(guī)章制度等。該環(huán)節(jié)設(shè)計的素材多，任務(wù)量大。要先作統(tǒng)一安排，把大工作切分成很多小任務(wù)，具體每項任務(wù)都下達到相關(guān)老師，規(guī)定好上交時間。收集完材料要對格式進行規(guī)范、校對，不合格的要重新反饋修改，如此反復，直到所有素材都分門別類得準備好。網(wǎng)站設(shè)計相關(guān)素材的準備，主要是網(wǎng)站上顯示的各種圖片等，相關(guān)素材要準備幾個方案，以便統(tǒng)一討論選出最優(yōu)方案。
2數(shù)據(jù)處理的程序編制
2.1數(shù)據(jù)輸入?；瘜W工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)輸入主要依靠提示的函數(shù)input實現(xiàn)，比如以溫度為例子，則其輸入函數(shù)為：t=input（‘請輸入實驗的溫度（攝氏度）：’），其中輸入函數(shù)大多是以矩陣的輸入形式為主。
2.2處理和作圖?；瘜W工程與工藝實驗中得到的數(shù)據(jù)時常會存在離散的情況，必須經(jīng)由多種擬合的方法將它們結(jié)合成一條或多條連合的曲線，而其中最常用的擬合方式是最小二乘法，因此本實驗設(shè)計中的擬合方式也采用最小二乘法的方式。設(shè)實驗的離散數(shù)據(jù)（x1，y1）通過最小二乘法將其擬合成因變量y，自變量x，輸入的函數(shù)關(guān)系為y=f（x），函數(shù)關(guān)系的主要思路是讓離散數(shù)據(jù)中的x1的殘差平方以及Σ（f（x1）-y1）2達到最小值。因為在得出化工實驗數(shù)據(jù)中多少會因為外界的因素存在著一些誤差，因此最小二乘法可以無需使輸入函數(shù)y=f（x）必須經(jīng)過全部的離散數(shù)據(jù)（x1，y1），但是殘差平方和必須達到最小值。根據(jù)最小二乘法的擬合方法可知，最小二乘法可以滿足化工實驗數(shù)據(jù)處理中的擬合應(yīng)用需求。在化學工程與工藝實驗中會涉及到流體的流動阻力研究，研究主要是通過測試流體的流動阻力，在經(jīng)過特定的計算之后得出摩擦系數(shù)（λ）和雷諾準數(shù)（Re）的離散數(shù)據(jù)，再同理，經(jīng)過最小二乘法擬合出連續(xù)的曲線，并根據(jù)其畫出相對應(yīng)的圖形。得出上述式子之后可以將MATLAB里的函數(shù)polyfit（）進行線性的擬合，以作為化工數(shù)據(jù)處理的程序原理。
2.3建立數(shù)據(jù)庫。因為經(jīng)過上述的設(shè)計，化學工程與工藝實驗數(shù)據(jù)處理只能得知在特定的溫度下（比如10℃、20℃以及30℃等）實驗的物性數(shù)據(jù)，但是在實際的生產(chǎn)中，工業(yè)生產(chǎn)所涉及的溫度多變，不單單只停留在設(shè)計好的溫度當中，因此，這就需要我們在數(shù)據(jù)中選擇最相近的數(shù)據(jù)，假設(shè)它們屬于線性的關(guān)系，再利用內(nèi)插或者外推的方式計算出實驗的物性數(shù)據(jù)常數(shù)。在本文的化工實驗中，編寫的程序已經(jīng)將實驗溫度和密度以及實驗的溫度與黏度進行多次的實驗擬合，建立出了一個相對完整的數(shù)據(jù)庫，在工作中只需將溫度輸入進系統(tǒng)，則程序可以自動跳出在特定溫度下的物性數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理效率。
3程序的運行
在編制完成化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理程序，且建立數(shù)據(jù)庫之后，便應(yīng)該輸入數(shù)據(jù)以驗證程序是否能有效地處理實驗數(shù)據(jù)。在化學工程與工藝實驗的數(shù)據(jù)處理中，MATLAB軟件的應(yīng)用是十分重要的，經(jīng)過實驗可知，在化工實驗當中會出現(xiàn)大量的離散數(shù)據(jù)，必須經(jīng)過擬合的方式進行處理，其處理過程中不僅工作量大，而且十分繁瑣，一旦出現(xiàn)差錯則必須重新重來，浪費大量的人力物力資源，而且在處理好實驗數(shù)據(jù)之后，在查看實驗當中還要將化工實驗數(shù)據(jù)重新計算一次，看結(jié)果是否與原先的計算結(jié)果相同，工作量十分重，但是如果運用MATLAB軟件則大大降低了數(shù)據(jù)處理難度，只要在MATLAB軟件中輸入相應(yīng)的化工實驗數(shù)據(jù)，就可以得到結(jié)果，節(jié)省了時間，提高了工作效率。
1、快速膨脹法，該方法主要用于固體顆粒狀的物質(zhì)的制備；
2、壓縮抗溶劑發(fā)，主要用于制備微孔、微球類的物質(zhì)，所以在藥物分子及聚合物共沉上應(yīng)用較多，也較成熟；
3、抗溶劑法，通常該方法會應(yīng)用在制備爆炸性物質(zhì)和不溶于單一超臨界流體的有機物上等。除了以上在制備材料方面的突出貢獻，超臨界流體技術(shù)還在分析化學中大展拳腳。它與色譜技術(shù)相結(jié)合，能在色譜研究中得到比氣象色譜更高效，比液相色譜更精準的超臨界流體色譜。更由于它的高效和低成本使得超臨界流體技術(shù)在石油化工、環(huán)境保護還有醫(yī)藥化學等多個領(lǐng)域得到廣泛使用。
2綠色化學工程技術(shù)的應(yīng)用
綠色化學指用化學的技術(shù)和方法，再結(jié)合其他學科的知識來減少或者消除化學對于人類的危害、社會的危害以及環(huán)境的危害。從源頭的原材料開始，到生產(chǎn)過程中的試劑和介質(zhì)還有催化劑，到最后的產(chǎn)物及副產(chǎn)物都要求綠色、環(huán)保、無毒害，還有就是“原子經(jīng)濟性”的“零排放”。像在綠色無毒原料控制方面，石油化工原料就可以改變成生物原料的。制作尼龍可以不用含苯的石油化工原料，改成生物原料，生物原料的淀粉及纖維素等在酶催化反映下也能形成己二酸，這樣一樣可以制作尼龍，而且對人體和環(huán)境都危害極小。再比如在反應(yīng)過程中對介質(zhì)、溶劑等的控制，也要求無毒無害，在有機反應(yīng)中水就是很好的溶劑，不僅對環(huán)境無害還能節(jié)省到有機反應(yīng)中的官能團的保護還有去保護等環(huán)節(jié)，所以也省工藝省時間了。還有反應(yīng)中用的綠色催化劑，綠色催化劑能更加正對性，更加高效地參與化學反應(yīng)，并且得到的副產(chǎn)物少。在有機合成反應(yīng)中，綠色催化劑的應(yīng)用顯得尤為重要。像不對稱合成反應(yīng)中，催化劑不僅為化學農(nóng)藥和精細化工提供反應(yīng)需要的中間體，有的還能為反應(yīng)提供綠色的合成技術(shù)。比如酶催化反應(yīng)、氫酯化反應(yīng)、還有不對稱酮反應(yīng)等。
3化學工程技術(shù)中的傳熱研究
化學反應(yīng)中傳熱的研究是化學工程的重要內(nèi)容，因為它嚴重影響著一個反應(yīng)的能耗，反應(yīng)的進程等。在微細尺度傳熱研究中，由于尺度微細，原有的傳熱假設(shè)及會發(fā)生變化，其流動還有傳入的規(guī)律也會發(fā)生變化。目前在納米、微米、集成電子設(shè)備還有微型熱管領(lǐng)域中該傳熱研究交深入，取得了較不錯的成果。而我們在改進傳熱工藝和設(shè)備上也做足了研究，為了提高傳熱效率，我們可以改進設(shè)備的性能，使其持續(xù)對外傳熱的能力提高，改變里面的傳熱材料和工藝的設(shè)計來實現(xiàn)傳熱的效率。然而我們現(xiàn)在投入很多精力的滴狀冷凝技術(shù)的研究還沒能取得很好的成果。由于我們不能在維持物質(zhì)在滴狀的時候冷凝，同時冷凝表面壽命延長,所以目前這個難題還很難突破。還有就是我們在計算沸騰時的傳熱存在很多弊端，復雜的沸騰狀態(tài)不適用目前所有的傳熱計算方式，就研究沸騰傳熱的計算方法也是一大塊難題的，所以就滴狀傳熱技術(shù)的研究也將會是我們傳熱研究領(lǐng)域的一個重要課題，如果該研究獲得進展必將改變現(xiàn)在很多的化學生產(chǎn)工藝形式，將會帶領(lǐng)化學生產(chǎn)進入一個新的時代。
乳酸發(fā)酵菌種:植物乳桿菌;發(fā)酵液500mL;電極室用水:0．3mol/L的Na2SO4溶液1000mL(陰極室和陽極室各500mL);酸室和堿室為蒸餾水。發(fā)酵培養(yǎng)基每升含:蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母粉5g、葡萄糖50g、乙酸鈉2g、檸檬酸二胺2g、吐溫-801g、磷酸氫二鉀2g、七水硫酸鎂0．2g、一水硫酸錳0．05g。
1．2實驗儀器
恒溫振蕩器、高壓蒸汽滅菌鍋、發(fā)酵罐、干燥箱、電子天平、pH計、生物傳感分析儀、分光光度計、冰柜。其他常規(guī)實驗器皿:燒杯、量筒、玻璃棒、酒精燈、接種環(huán)、培養(yǎng)皿、移液管等。直流穩(wěn)壓電源;明道式電滲析膜堆一套，外配容量為1000mL的燒杯5只，硅膠管(約0．5m)10根;小型潛水泵5個。通過發(fā)酵罐控制主機箱上的蠕動泵，將雙極膜電滲析的堿液隔室與發(fā)酵罐進行連接。為了降低發(fā)酵罐中染雜菌的風險，必須對連接的管子進行滅菌操作。發(fā)酵罐內(nèi)由pH計進行實時監(jiān)測，當pH低于設(shè)定值時，由蠕動泵自動將雙極膜電滲析的堿液隔室中的堿液泵入發(fā)酵罐進行調(diào)節(jié)。由于軟管內(nèi)是強堿環(huán)境，故堿液室與發(fā)酵罐之間的連接管不需要進行滅菌操作。
2實驗步驟
2．1雙極膜電滲析的準備
(1)組裝膜堆:按“陽極板—隔板—雙極膜—隔板—陰膜—隔板—陽膜—隔板—雙極膜—陰極板”順序組裝膜堆，用長螺桿釘壓緊膜堆。為了確保裝置的嚴密性，應(yīng)使隔板之間的墊圈厚度不超過墊圈槽，并使雙極膜的陽膜側(cè)朝向陰極板。此外，在用螺釘壓緊裝置時，應(yīng)注意均勻用力，以防止裝置變形甚至斷裂。
(2)連接設(shè)備:在隔板出口分別連接出水管和進水管。將進水管與外置燒杯中的潛水泵出口連接，將出水管的出口端連接到燒杯中，以確保循環(huán)通路暢通。
(3)注入料液和電極水:在鹽室中注入料液，在極室中注入電極水，在酸室和堿室中注入蒸餾水，此過程應(yīng)保證料液淹沒潛水泵。對于雙極膜電滲析，應(yīng)在實驗結(jié)束后將各個隔室、燒杯和潛水泵內(nèi)的料液或電解質(zhì)溶液清洗干凈。若長期不用，應(yīng)將裝置拆卸還原，并確保各組件干燥和清潔。
2．2發(fā)酵過程的準備
(1)種子培養(yǎng)基的培養(yǎng):配制一定量的種子培養(yǎng)基，并在高壓蒸汽滅菌鍋中滅菌。滅菌條件為:121℃，20min。待培養(yǎng)基冷卻至室溫后，取新鮮斜面菌種，接入種子培養(yǎng)基中，在轉(zhuǎn)速為150r/min的搖床中培養(yǎng)24h，溫度恒定在37℃。
(2)發(fā)酵罐滅菌:將配制好的發(fā)酵培養(yǎng)基加入到發(fā)酵罐中，此處應(yīng)注意體積不能超過發(fā)酵罐總體積的2/3。然后將發(fā)酵罐和培養(yǎng)基一起放入滅菌鍋中進行滅菌。
(3)火焰接種法:先用醫(yī)用酒精擦拭接種口;在火圈中加入酒精，點燃后套在接種口上;關(guān)小空氣進氣閥，調(diào)節(jié)進風，降低罐壓，打開接種口蓋;在火焰范圍內(nèi)打開種子培養(yǎng)基的瓶塞，在火焰上燒灼幾秒鐘后，迅速將種子液倒入發(fā)酵罐中;在火焰上燒灼接種口蓋子數(shù)秒后，迅速蓋好接種口蓋，關(guān)閉空氣進氣閥。
(4)發(fā)酵培養(yǎng):接種結(jié)束后，對發(fā)酵培養(yǎng)過程的各項參數(shù)進行設(shè)定，開始培養(yǎng)。發(fā)酵過程中要打開冷凝器水閥。具體操作參數(shù):轉(zhuǎn)速為150r/min;溫度為37℃;pH為6．7。
2．3發(fā)酵罐與雙極膜電滲析集成操作過程的監(jiān)測
在集成操作過程中，要對發(fā)酵罐和雙極膜電滲析同時進行監(jiān)測，防止任一方出現(xiàn)問題導致集成操作失敗。發(fā)酵過程:
①通過發(fā)酵罐的主機控制發(fā)酵的pH條件、溶氧濃度和實驗溫度。每1h記錄pH、溫度和溶氧濃度，通過數(shù)據(jù)判斷發(fā)酵過程是否正常;
②每4h測量殘余葡萄糖的量、生物量和乳酸的生成量，以判斷細菌的生長情況和乳酸的生成情況。雙極膜電滲析過程:
①雙極膜電滲析過程調(diào)整穩(wěn)壓電源的電壓和電流值來控制實驗條件，每1h記錄電壓、電流。
②每4h測量酸室中的乳酸濃度、堿室濃度和堿室堿液體積。
3分析方法
3．1葡萄糖和乳酸的測量
在發(fā)酵過程中，要間斷地取樣進行監(jiān)測。發(fā)酵液中含有有機酸鹽、無機鹽、菌絲體、蛋白質(zhì)、脂肪和糖類等。雙極膜電滲析過程的料液是經(jīng)過超濾和脫色之后的發(fā)酵液，主要成分為有機酸鹽(主要為乳酸鹽)和無機鹽類物質(zhì)。實驗中使用生物傳感分析儀獲得葡萄糖和乳酸含量。
3．2生物量的測量
在發(fā)酵過程中，要及時監(jiān)測乳酸菌的生長情況。取樣后，用0．3mol/L的稀鹽酸溶液稀釋，目的是消除一些沉淀性鹽的影響。在波長為600nm處，測量吸光度。對于產(chǎn)酸量(Na)、產(chǎn)堿量(Nb)以及它們各自的電流效率(ηa和ηb)，可根據(jù)下面的公式計算
4實驗注意事項
(1)發(fā)酵實驗結(jié)束后，需要完成乳酸發(fā)酵液的初步提取工作。應(yīng)及時向發(fā)酵罐中加入NaHCO3，使pH升高到10左右。同時升高溫度至90℃，使菌體和其他懸浮物下沉。發(fā)酵原液澄清后，將上清液收集到塑料桶中，放入冰柜中保存并用于下一步的提純。對澄清后的沉淀物集中進行處理。
2激發(fā)學生興趣
興趣是最好的老師，要學好無機及分析化學，首先要激發(fā)學生的興趣。第一，在無機及分析化學這門課的緒論課上，主要介紹化學的作用及學習方法。第二，闡明化學與人類生活之間密切聯(lián)系，激發(fā)學生的學習。第三，無機及分析化學是化學、化工類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)課，其作用無論是對以后的專業(yè)課學習還是將來從事工作都具有重要的意義。第四，在平時的課堂教學中，可以多講一些貼近生活的例子，激發(fā)學生學習的興趣。例如，在介紹影響化學反應(yīng)速率的因素時，舉例說明，夏天食物容易變質(zhì)，我們可以將食物放進冰箱中保存，以防止變質(zhì)。這是通過降低溫度，達到降低食物變質(zhì)的速率。汽車尾氣CO和NO是嚴重的環(huán)境污染物，從熱力學的角度講，CO+NON2+CO2可以發(fā)生，但是遺憾的是，在通常狀況下，該反應(yīng)進行的非常之慢，以致不能有效地去除車道內(nèi)的CO和NO。因此，有必要對化學反應(yīng)的速率問題進行研究，必須考慮外界因素對反應(yīng)速率的影響，由此可引出本節(jié)課要學習的內(nèi)容。第五，在教學過程中，穿插介紹一些與知識點相關(guān)的科技發(fā)展新動態(tài)及前沿知識，以此調(diào)動學生學習的積極性。
3綜合利用各種教學方法
現(xiàn)階段的教學方法多種多樣，而在實際教學中，各種教學方式應(yīng)該相互結(jié)合、取長補短。根據(jù)我校無機及分析化學教學團隊多年來教學中的經(jīng)驗，可以概括為以下幾點:第一，增加課堂討論。針對一些在學習過程中遇到的問題，教師應(yīng)該指導學生搜集資料，進行課堂討論。在討論的過程中培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力;第二，讓學生走上講臺。讓學生走上講臺不僅可以體驗教師備課的準備過程，還可以鍛煉學生的能力;第三，運用多媒體教學，可以使微觀概念及理論形象化。例如，在物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)這一章，學生一般較難理解，如果用多媒體課件和化學軟件以動畫的形式去展現(xiàn)，課程內(nèi)容會更加形象、生動。這樣的教學不僅有利于學生理解、記憶，還可以活躍課堂氣氛。第四，對于公式推導，應(yīng)該板書推理過程引導學生理解。在教學中應(yīng)避免盲目使用多媒體教學，要將多媒體與其他教學手段結(jié)合起來，才會使學生理解公式的推導過程，并能較好的應(yīng)用公式。
4培養(yǎng)學生能力
為了調(diào)動能源化學工程專業(yè)學生對無機及分析化學基礎(chǔ)課程的興趣，可以積極組織各類化學競賽活動。我省有各類化學競賽，例如:化學視頻大賽，化學實驗競賽和趣味化學競賽等。近年來，教育部門堅持開展國家級、省部級大學生創(chuàng)新實驗項目，有望培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力，推動全民創(chuàng)新。此外，為了鼓勵和培養(yǎng)大學生創(chuàng)新激情及能力，我們學校也開展了大學生創(chuàng)新實驗項目。該項目均是由學生親自撰寫項目申請書，申請答辯ppt，中期考核表，結(jié)題報告和結(jié)題答辯ppt等資料。這不僅培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力，還為學生日后工作和學習培養(yǎng)科學合理的方法和實踐能力提供了基礎(chǔ)。
5適應(yīng)專業(yè)要求
能源化學工程專業(yè)的技術(shù)性和實踐性較強，在無機及分析化學的教學中，要把握專業(yè)的特殊要求，認真學習我校能源化學工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，深入研究教學大綱，充分了解無機及分析化學在整個專業(yè)課程體系中的作用，明確教學過程中的內(nèi)容和重難點。例如，化學熱力學和化學動力學章節(jié)的內(nèi)容應(yīng)該詳細講解。這部分內(nèi)容對于能源化學工程專業(yè)的學生而言，可以更好地理解能源轉(zhuǎn)化及利用過程中的一般規(guī)律，為高效、低碳環(huán)保使用能源奠定基礎(chǔ)。
2化學工程技術(shù)的研究對象及復雜性
化學工程是以物理學、化學和數(shù)學為基礎(chǔ)，并結(jié)合工業(yè)經(jīng)濟基本法則，研究化學工業(yè)中的物理變化和化學變化過程及其有關(guān)機理和設(shè)備的共性規(guī)律，并將之應(yīng)用于化工裝置的開發(fā)、設(shè)計、操作、控制、管理、強化以及自動化等過程中，在化工工藝與化工設(shè)備之間起著承上啟下的橋梁和紐帶作用的一門工程技術(shù)學科。一般情況下，化學工程的對象的情況較為復雜，具體如下：首先，該過程自身具有一定的復雜特點，包括化學與物理，而且兩者經(jīng)常發(fā)生，彼此影響。其次，物系方面較為復雜，流體與固體，或者兼而有之。流體特質(zhì)變化較大，如有低粘度和高粘度、牛頓型和非牛頓型等。最后，物系流動時邊界復雜，由于設(shè)備的形狀較為多樣，而且其在填充物方面的形狀也不正常，如催化劑、填料等，使得設(shè)備在流動邊界方面的設(shè)置較為復雜而且在確定方面不準確。
3化工工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展
目前從形式上看，現(xiàn)代的化學工業(yè)經(jīng)歷了單元操作和傳遞原理與化學反應(yīng)這兩個發(fā)展階段，正準備走向一個新的階段。但種類多樣、制造過程復雜以及生產(chǎn)產(chǎn)品款式較多，造成排放物復雜、量多及危害大，因此，目前化工工業(yè)應(yīng)重點關(guān)注污染問題。與此同時，在加工、貯存、運用或者處理化工產(chǎn)品時應(yīng)防止操作對環(huán)境生態(tài)以及人類健康造成危害。在化工生產(chǎn)中應(yīng)遵循國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，制定正確的方案。隨著我們國家科學技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)進行生產(chǎn)都要接觸化學工藝，涉及制藥、石油、材料、能源等行業(yè)的發(fā)展和污染問題，這都是現(xiàn)代化學工業(yè)需要面對的問題。目前，我國的化學工業(yè)經(jīng)過了半個世紀的發(fā)展，已經(jīng)形成了門類比較齊全，品種大體配套并基本可以滿足國內(nèi)需要的化學工業(yè)體系。2001年全國國有及規(guī)模以上非國有企業(yè)的石油加工工業(yè)和化學工業(yè)總產(chǎn)值達到10990.6億元人民幣，占全國工業(yè)總產(chǎn)值的9.8％，實現(xiàn)利稅747.8億元，石油和化學工業(yè)企業(yè)13765個，資產(chǎn)總額13344.2億元。我國化學工業(yè)獲得長足進步的同時，環(huán)境保護工作也不斷得到加強。但是化學工業(yè)在實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略過程中，仍存在不少問題和障礙，嚴重制約著我國化學工業(yè)的發(fā)展。
2綠色化工技術(shù)的開發(fā)
2.1原料的選用
綠色化工科技的發(fā)展，如果不從化工污染、化學反應(yīng)的源頭著手，那么始終是治標不治本而且十分被動的措施。那么化工科技及工藝發(fā)展過程中，選擇無毒害溶劑、原料、催化劑等化學原料來進行化工生產(chǎn)、制作化工產(chǎn)品可實現(xiàn)零排放、零污染的清潔生產(chǎn)和加工原則，有效防止和控制化學污染的產(chǎn)生。近年較為常見的無害化學原料為：野生植物、農(nóng)作物等生產(chǎn)物質(zhì)。將蘆葦、樹木等天然野生植物纖維，以及稻草、麥秸和蔗渣等農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄物作為原料加工糠醛、醇、酮、酸等化工原料。還有利用生物質(zhì)氣化產(chǎn)生氫氣等，都是綠色化工技術(shù)中原料選擇應(yīng)用的非常好的例子。
2.2無毒害催化劑的選用
在百分之九十的化工生產(chǎn)中催化劑是提高反應(yīng)速率的必需品。然而在綠色化工科技的開發(fā)過程中，無毒害的烷基化固相催化劑是國內(nèi)外研發(fā)工作的重點。南京大學徐國際【2】利用環(huán)境友好性綠色化合成過程對烯丙基醇類化合物作為烷基化試劑，在無溶劑的條件下對1，3-二羰基化合物進行直接烷基化反應(yīng)，反應(yīng)后處理步驟簡單，且催化體系可以循環(huán)使用，四次催化循環(huán)后收率仍然能大于84%。
3綠色化工技術(shù)在化學工業(yè)中的應(yīng)用
3.1清潔生產(chǎn)技術(shù)
清潔生產(chǎn)技術(shù)是無毒、無害、無污染、無廢物排放的綠色化工技術(shù)，包括輻射熱加工技術(shù)，綠色催化技術(shù)，臨界流體技術(shù)等。在冶金工業(yè)、印染工業(yè)、煤氣化、制甲醇、垃圾處理、海水淡化等行業(yè)都得到了很好的運用。此外先進的脫硝脫硫技術(shù)、垃圾制沼氣技術(shù)、高效清潔的煤氣化技術(shù)、利用風能太陽能等自然能發(fā)電技術(shù)等等這些都利用了清潔生產(chǎn)技術(shù)。例如，海水淡化技術(shù)的應(yīng)用不僅解決了我國淡水資源匱乏的現(xiàn)狀，還利用有效的化學方法將海水中的鹽水分離，在海水淡化的預(yù)處理過程中不會產(chǎn)生任何對環(huán)境狀況的不良影響，也沒有對生態(tài)環(huán)境造成傷害。而且，在海水淡化預(yù)處理過程中所產(chǎn)生的氫氧化鎂作為一種成本低廉、工藝簡單、不產(chǎn)生二次污染的清潔化工產(chǎn)品，具有非常廣闊的發(fā)展前景。
3.2生物技術(shù)
生物技術(shù)領(lǐng)域包含細胞、基因、微生物和酶等技術(shù)范疇，其主要應(yīng)用在化學仿生學和生物化工兩個方面。生物酶在作為一種在生物體內(nèi)的催化劑，具有高效、轉(zhuǎn)移性，可以參與到各個生物化工的合成過程中。另外，化學仿生學中的膜化學技術(shù)也是這一領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的生物技術(shù)。在綠色化工技術(shù)中采用生物技術(shù)，可以利用再生資源合成化學品。從早期來源于動植物中的有機化合物原料，到后來以石油和煤炭作為原料。例如，在綠色化學工程與工藝中，制備丙烯酰胺，利用自然界中的酶替代丙烯腈催化合成丙烯酰胺后，大大降低能耗，且沒有污染環(huán)境副產(chǎn)物產(chǎn)生。由此可見，利用廣泛存在于自然界中的酶當做催化劑，與工業(yè)酶及一般的化學催化劑相比，自然界中的酶具有無污染、反應(yīng)條件溫和、產(chǎn)物性質(zhì)優(yōu)良的特點。
