化学产品工程概念精选(九篇)

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第1篇：化学产品工程概念范文

关键词：绿色化学工程与工艺；工业节能；促进作用

中图分类号： TE08 文献标识码： A

引言

当下，我国倡导节能理念之风日益兴盛，在各类的生产活动中，环保的地位越来越高。国家政府出台了一系列的规章制度来推行环境保护的实施，监察力度日益加大，打击环境污染的力度明显提高，相关的工作人员的努力也有了显著的成效。长期以来，我国作为世界上的工业生产大国，工业发展速度之快令世人惊叹。然而，与工业迅猛发展一起出现的还有环境污染的问题，这时，成功进入人们眼球的“绿色”理念就成为了当今时代下的主题，绿色化学工程的理念也逐步的兴盛起来。

一、绿色化学工程兴起的原由

1、绿色化学工程与工艺简介

谈起绿色化学工程兴起的原由，我们就应该首先来了解一下什么是绿色化学工程。说到化学工程可能所有的人都并不陌生，它就是常常被人以简称来时常谈论的化工。随着新时代的发展，化学工程得到了广泛的应用，与此同时，化学污染也成为了化学工程的代名词，环境污染现象、资源浪费现象等等，都给社会发展背上了沉重的负担。

而此时发展起来的绿色化学工程于工艺就是为了解决这一问题。绿色化学工程与工艺就是用化学的方法和技术去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。从而提高环境的保护效率，增强资源的可持续使用的效率。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物，不再处理废物。

2、绿色化学工程和工艺的意义

随着经济的快速发展，人们的生活水平有了显著的提高并增强，人们生活的步伐也明显加快，化学生产也为人们所普遍接受并广泛应用，但化工生产所产生的废水、废气、废物排放，会对环境产生严重的影响，甚至生产生活用水也受到了一定程度的污染，这些不合理现象的存在甚至会危害到人们的生命安全，长期生活在这样环境下的人们的精神也会受到冲击。

化学生产不仅要大量采集自然物资，还对自然环境造成影响，这是当今时代背景下所不能容忍的。政府的政策的出台、监察机关的严厉执法、相关工作人员加快技术研究开发出环境友好产品就显得尤其重要了，绿色化学工程与工艺也就成了未来化工生产发展的方向。

当化学工程逐渐的融入了“节能”的概念和“绿色”的概念时，化学工程的生产再也不是当初的污染的代名词，绿色化学工程将保护生态环境和提高资源的利用率抬到实质，自然环境得到了有效的保护，原来只能废弃的垃圾也做到了成功的再回收利用。这样看来，绿色化学工程与工艺就成为了新时代所倡导的新词汇，它成功的成为了保护环境资源的有效手段，而技术的进步，城市污染的减少，从而提升我们赖以生存的环境条件。

二、绿色化学工程与工艺的应用

根据当下的环境氛围，我国绿色化学工程的开发和应用都有了一定的发展，从本质问题治理起来，俗话说：“射人先射马，擒贼先擒王。”只有抓住了根本性的问题，才能够真正的解决问题。现阶段，我国的绿色化学生产体现在下面几个方面。

1、选用无毒、无害化学原料

从化学原料的选择入手，尽量选择无毒、无害，并且可进行再生利用的化学原料来进行化学产品的生产和制作。对于化学产品来说，最根本的问题在于原料的选择，它是影响着化学生产过程和生产工艺重要原因之一。绿色化学工程与工艺是以无毒无害的化学原料为基本原则，在化学工业生产的起始就采取了防治手段，并且，绿色化学工程与工艺采用可再生资源为开发原料，保证在化学工业生产过程中进行无污染操作。

2、采用绿色高效的化学催化剂

绿色高效的化学催化剂的使用是非常必要的。目前我国也正在积极的研究这样技术，如采用绿色生物仿生催化剂。石油化工反应中烷烃氧化反应时碳氢键是相当惰性的，通常情况下需要苛刻的反应条件，如高温高压才能使之活化。采用新型的绿色生物仿生催化剂，能够实现在温和条件下对分子氧的活化，在烷烃的氧化反应中表现出很高的催化活性和选择性，因而绿色仿生催化剂使用也是绿色工学工程与工艺所追求的方向之一。

3、提高化学反应的选择性

采用先进工艺和使用选择性高的试剂等手段提高化学反应的选择性，可以降低成本，节约资源，减少环境污染。如石油化工中经常会发生的反应――如以上所说的烷烃类选择性氧化反应，这一类反应具有强放热性的特性，其目的产物不稳定，有时有些产品还具有异构体形式，在各类的催化反应中此反应的选择性最低，采用选择性高的试剂，提高反应选择性，从而能够获得更多的最终产物。

三、绿色化学工程与工艺在化学工业节能中的应用

基于绿色化学工程与工艺下的化工产品的大量的使用，在一定程度上实现了我国的化学工业节能，就目前而言，绿色化学工程与工艺在国内已经得到应用领域主要有以下几个：

1、清洁生产技术的应用

清洁生产技术也被称为无害、无毒、无废的绿色化技术、生活垃圾制沼气技术、高效清洁的煤气化技术、利用风能、太阳能等自然能发电技术等等，这些都利用了清洁生产的技术。清洁生产技术包括的范围很广，主要有以下几种技术：生物工程技术，这其中有基因工程；辐射加工技术；绿色催化技术，这里有多种催化剂，都能阻燃并且无毒。清洁生产技术具有许多优点，其产品清洁无毒，不管是对环境还是对人体都是安全的。

2、结合生物技术的应用

生物技术领域包括有细胞、微生物和酶的技术范畴。它在化工领域的应用主要包括两个方面，化学仿生学和生物化工。生物酶在生物体内作为一种催化剂具有高效性和专一性，广泛参与到生物合成的各个过程。而在化学仿生学中主要是膜化学这一领域使用到生物技术。绿色化学工程与工艺部分采用了生物技术，使可再生资源合成化学品。早期的有机化合物原料多数直接来源于动植物，之后才发展到利用石油和煤炭作为原料。在绿色化学工程与工艺中，催化剂一般用的都是自然界中存在的酶或者是工业酶。酶与一般的化学催化剂相比，具有无污染、反应条件温和产物性质优良等优点。

3、生产环境友好型产品

绿色化学工程的生产也可以生产出来符合社会发展的环境友好型的产品。它的生产的出现，在很大程度上做到了对环境的保护作用。在社会中，人们随时随地都可以买到放心的“绿色”产品，不仅维护了自身的健康，同时也是在为社会做着重大的贡献，这样一举两得的事情，若是真的能够实现，对国家的发展和社会的进步影响的意义也是十分巨大的。

结束语

在绿色化学工程与工艺中采用无毒无害的原料，使用节约减排的生产工艺，采取清洁生产的技术，可以有效地使化学工业产品的破坏性降低，实现人与自然的和谐，达到产品与生态之间的互补。因此，开发和研究绿色化学工程与工艺是影响当代化学工业发展的决定性因素之一，成为了可持续发展的重要前提。

参考文献

[1]蔡永宏.浅论绿色化学工程与工艺,创建高效、节能、清洁的未来化工厂[J].化工管理.2013(24)：27-28.

第2篇：化学产品工程概念范文

所谓化学工程技术指的就是那些结合相关化学理论的技术，在实际的化学生产中，化学工程技术发挥着关键作用。在化学设备的辅助之下，人们可以利用相关化学反应生产需要的化学产品。从生产的角度讲，影响化学生产的因素有很多，比较重要的主要是：第一，化学生产所需要的相关反应物；第二，生产过程中所需要的相关设备等。化学工程技术在化学生产中的作用主要体现在两个方面：一方面，可以有效的满足化学生产的实际需要；另一方面，可以有效的提高化学产品的质量。此外，人们也可以借助于化学工程技术对废弃物进行合理的处理，从而有效的降低废弃物对环境的影响。

2化学工程技术对化学生产的价值

在化学生产中，化学技术具有非常广泛的应用。总的说来，化学技术的核心思想就是对不同化学元素的性能进行充分的利用，同时也对相关化学反应进行充分的利用。在化学技术的协助之下，人们能够构建健全的生产流程，从而不断提高化学生产的效率，增加经济收益。2.1拥有完善的技术理论。完善的技术理论系统是化学工程技术的最大特色，这也是化学工程技术可以在化学生产中得以应用的基础和前提。在应用过程中，首先需要做的就是对相关化学工程技术理论进行透彻的分析，对相关化学物质进行透彻的认识，明确不同物质之间的反应。以此为依据，才能将化学工程技术合理的应用到化学生产中。2.2切实提升化学生产效率。化学工程技术对化学生产效率的提升主要体现在以下几个方面：第一，对化学工程技术进行合理的创新；第二，对化学生产模式进行科学的优化；第三，对相关生产流程进行优化处理等，2.3化学生产类型更具丰富化与多元化。现阶段，随着社会的发展，人们对于化学产品的要求和需求逐渐提高，化学产品变得越来越多样化。化学产品种类的扩大，离不开相关化学工程技术的支持。具体来讲，首先，需要以化学原理为基础；其次，利用相关的化学反应；再次，将理论化学技术合理的应用到实际生产中。

3化学生产中化学工程技术的应用

现阶段，化学工程技术在化学生产中获得了广泛的应用，主要体现在以下几个方面：3.1超临界流体技术。所谓超临界流体指的是介于气态和液体之间的一种状态、压力以及温度都处于临界点附近的液体。超临界流体的特点主要是，不但具有特体的特性，如溶解能力相对较好，还同时具有气体的特性，如压缩性较好以及扩散能力较强等。基于此，超临界流体在化学生产中得到了广泛的应用，比较典型的主要有：无机材料的加工、复合材料的加工以及高分子材料的加工等。相关技术主要有：第一，抗溶剂法；第二，压缩溶剂法；思安，快速膨胀法等。3.2传热技术。最近几年，科研人员越来越关注强化传热和微细尺度传热问题。在研究上述问题时，研究人员的切入点主要是从时间尺度和空间尺度探索相关的传热规律。就我国而言，科研人员在研究传热问题时使用的研究方法主要有三种，分别是数值模拟、试验以及机理研究。在化学生产中，很多地方都涉及了传热技术。从传热的角度提升化学生产效率，需要做的工作主要就是对换热器设备进行优化。3.3绿色化学技术反应技术。绿色化学是顺应时代的产物，绿色化学也符合当今时代可持续发展的理念。目前，人们对环境的保护意识逐渐提高，将绿色化学技术应用到化学生产中可以有效的降低生产过程对环境的影响。绿色化学理念强调的是从源头解决污染问题，主要是借助于相关化学技术和方法实现的。要求化学生产中涉及的试剂、催化剂、反应原料等，以及化学反应之后的产物多必须是对环境友好的。具体来讲，人们需要在化学生产中使用无毒无害的原料。举例说明，在生产尼龙丝时，传统生产过程中需要用到含苯的石油化工原料，这对环境会产生一定的负面影响。在绿色化学理念中，人们可以用生物原料来替换传统的石油原料，从而确保生产过程不会产生污染环境的物质，。此外，绿色化学技术在食品领域也得到了应用。如将绿色化学技术和生物技术进行有效的结合，从而不断提高农作物的质量和产量等。

4化学工程未来发展动态

21世纪是一个全新的时代，时代处于不断进步的状态，科学技术也在不断的发展。大量的新技术和新产品不断涌现，这极大的改变了人们的生产和生活方式，也为人们的生活带来了极大的便利。就化学生产而言，如何促进化学工程技术的发展是非常值得研究的一个问题。笔者认为在未来的发展中，我国应该为化学工程新技术的引用提供完善的服务和体系。同时，还需要不断拓宽化学工程技术的研究范围，将信息技术、生物技术、能源技术等和化学工程技术进行有效的融合。

5结语

在本次研究中，笔者主要关注的是化学工程技术在化学生产的重要性，探讨了化学工程技术对化学生产的价值以及在化学生产中的实际应用情况，希望可以为相关人员带来一定的帮助。

参考文献：

[1]桂腾刚.化学工程技术在化学生产中的应用分析[J].化工管理,2016,(11):110+112.

[2]侯海霞,柯杨,王胜壁.解析化学工程技术在化学生产中的应用[J].山东工业技术,2015,(14):91.

第3篇：化学产品工程概念范文

关键词：裂解原理；化学工程；概念；应用

1.前言

近年来，裂解原理在化学工程中的应用范围正在逐渐扩大，究其原因离不开裂解原理本身的一些特点，这些特点决定了它在化学工程中的独特作用，使其能够在工业生产中占据一席之地，并为我国国民生产总值的提高做出贡献。对此，我们有必要针对裂解原理在化学工程过程中的应用进行积极的研究和探讨。

2.“裂解”的概念及内涵

在化学工程的概念中，裂解指的是在热能的作用下将某种高分子的化合物转变为其他低分子的化合物，该化学过程又叫做热解或热裂解[1]。这一工艺往往应用于石油化工的生产过程，它的发生温度较高，一般在七百至八百摄氏度之间，有些特殊的裂解反应甚至需要提供一千摄氏度的高温才能进行，也正是因为超出裂化的高温使得裂解反应可以不同于裂化反应达到更好的效果，比如它可以通过断裂长链烃的过程将石油或石油气的分馏产物转变为丙烯或乙烯等链烃较短的物质。可以说，高温是裂解反应的必要条件。

依照反应条件，裂解反应大致包括以下几种类型：首先是含水裂解。顾名思义，含水裂解就是指反应过程中有水存在的裂解过程，一般包括对石油进行蒸汽裂化或是从有机废料中提取出轻质的原油，这些过程都需要或不排斥水分子的存在；其次是无水裂解。不像有水裂解需要或容许水分子的存在，无水裂解恰恰是不需要水分子才能发生反应的化学过程。无水裂解的历史由来已久，古代的时候，古人将木材变成木炭的过程就属于无水裂解的过程。目前看来，这种裂解方式还可以用于塑料及生物质能中液体燃料的制取；第三种类型是真空裂解。真空裂解控制的是化学反应中的空气含量，某些物质在没有空气的情况下才能进行裂解。

3.裂解原理的工业用途

裂解原理在目前的化学工程中的应用相对来说是比较广泛的，起初的化学工程中，裂解反应的原料主要包括柴油、煤油及石脑油等，不过随着化学工业的发展和化学理念的变更，重油逐渐成为人们更为倚重的裂解反应原料。裂解的过程往往还会伴随着环化、缩合以及脱氢等不同类型的化学反应。

一般来说，我们可以将整个反应过程分成两个不同的阶段。在第一阶段的时候，裂解原料发生了初步的化学变化，会形成我们需要的目的产物，比如丙烯及乙烯等，这是一次反应过程。第二阶段的时候，是一次反应的产物作为反应物发生的二次变化，所以也叫做二次反应，亦即丙烯及乙烯转变成了二烯烃、环烷烃、芳烃及炔烃等的过程，甚至还有反应更为彻底的，直接变成了焦炭和氢气。经过了一次反应和二次反应以后，人们获得的裂解产物就比较复杂了，可以说是不同物质组成的混合物。一般来说，裂解反应受到温度、原料及反应时间的影响比较大，这三项因素的变化会导致不同的反应产物出现。一般来说，化工生产中比较常见的反应容器是蓄热炉或管式炉，在这两种反应容器中，石油烃会变成芳香烃、炔烃及烯烃等小分子物质，比如丙烯、乙烯、乙炔、丁二烯、甲苯及苯等。

目前的化学工程中，裂解原理一般用在化工产品的合成上，比如将二氯乙烯进行裂解以后，人们可以得到PVC，即聚氯乙烯。而聚氯乙烯是人们日常生活用品中比较常用的一种原材料，比如门窗、管材、板材、鞋底、玩具、文具、电线外皮及包装盒等物品，都是由聚氯乙烯制成[2]，虽然除了化学工程领域的工作者及相关的研究者以外多数人并不了这些日常生活用品的合成过程。另外，在化学工程中，难免要出现一些化工废料，对这些化工废料的处理同样离不开裂解反应，因为它可以通过不同类型的裂解过程将这些化工废料转变成一些低害物质以避免对自然环境的污染，甚至有些化工废料还能够在裂解反应的作用下变成能够被人们二次利用的新的化工原料，这样就实现了资源的可持续利用，是低碳环保理念所提倡的一种化工生产方式。比如“合成气”，经过裂解反应将部分化工废料转变为合成气后，合成气又可以成为氨及甲醇的制造原料，而氨又是尿素及各类复合肥、硝酸等的重要合成材料。

4.结语

裂解反应是目前化学工程中应用比较广泛的一类化学反应类型，它与人们的日常生活息息相关，为推动我国国民经济的发展及方便人们的日常生活做出着巨大的贡献。作为化学反应的类型之一，裂解反应不可避免地受到一定反应条件的制约并且也会有部分能耗的浪费，在未来的发展过程中，更新裂解反应的技术工艺，创造低碳、节能、环保的裂解方式必然会成为化学工程发展的方向和目标。■

参考文献

第4篇：化学产品工程概念范文

冶金工程是一门研究从矿石（或其他金属资源）中提取钢铁或有色金属材料并进行加工的应用学科，可以分为化学冶金学（Chemicalmetallurgy）和物理冶金学（Physicalmetallurgy），如图1所示。从矿石提取金属的生产过程称为化学冶金学；通过成型加工，制备有一定性能的金属或合金材料的学科称为物理冶金学。目前，冶金工程专业的课程设置以化学冶金学为主，包括钢铁冶金、冶金物理化学、冶金传输原理、有色金属冶金等课程。尽管也开设金属学，材料加工技术等课程，但内容较为宽泛，针对性不强。2007年，本文开始承担江苏大学冶金工程专业材料加工技术课程的教学任务，结合多年从事钢铁生产、科研的经历，根据自己对物理冶金和化学冶金的理解，以拓宽毕业生专业口径、提高学生的综合素质为目的，将教学重点调整为“塑性加工及物理冶金理论”，取得了良好的效果。

一、增加物理冶金教学内容的思路

为适应社会发展和需求，拓宽专业、宽口径专业教育已成为冶金领域培养人才的重要模式。目前，冶金工程专业设置涵盖了钢铁冶金专业、有色冶金专业和冶金物理化学专业，改变了过去专业划分过细的弊端，增强了学生的适应性，提高了学生独立工作的能力。这体现了教育思想观念由“对口”向“适应”转变的进程。但是，也应认识到，随着冶金技术的进步，物理过程在冶金中的重要性日显突出，物理冶金和化学冶金（传统冶金）同等重要。冶金工程专业的教学重点以化学冶金学为主是毋庸置疑的，但适当增加、补充和生产密切相关的物理冶金学的教学内容也是大有裨益的。首先，物理冶金学和化学冶金学是冶金工程学科不可分割的组成部分。例如钢铁生产是从铁矿石中提取钢铁并加工成钢材的过程，包括炼铁（焦化、烧结）、炼钢、精炼、连铸、轧钢、热处理等工艺环节。钢铁生产的集成技术已经打破了冶金、轧钢和热处理的明确分工，尤其是薄板坯连铸连轧技术的兴起，更是将炼钢、连铸、轧钢等工艺环节有效地联系在一起。为了得到性能合格的钢材，需要控制钢材的化学成分和组织结构，化学冶金学可以解决化学成分控制的问题，在钢铁生产中由连铸之前的工艺环节完成，最终的组织状态则通过后续的成型加工和热处理实现。可见，钢铁生产需要化学冶金学和物理冶金学的综合知识，只有把两者结合才能解释并解决钢铁生产中出现的问题。目前，冶金工程专业的主要教学内容为化学冶金，尽管也开设了金属学等课程，但内容宽泛，针对性不强，学生对钢材加工和热处理过程中组织、结构和性能的变化不甚了了，无法对钢铁生产建立起系统、全面的认识。其次，物理冶金学和化学冶金学的内容是互相联系的，通过物理冶金学的学习，能够促进对化学冶金学的深入理解。例如：冶金过程热力学中自由能的计算，是判别、变更或控制化学反应发生的趋势、方向和达到平衡态的手段，运用热力学计算可以分析钢中元素的氧化还原问题。由于Cu氧化的标准自由能和铁相比更高，在炼钢吹氧过程中，将被铁保护而不被氧化。而铜是钢材热加工产生热脆的有害元素，这是由于加热过程中铁被氧化，铜在轧件表面富集，成为液相后沿奥氏体晶界渗透，弱化晶界而造成热塑性降低。所以，只有通过配料降低钢中的Cu含量。这样，就会对Cu在钢中的危害、控制及氧化还原的热力学条件有了系统的认识。可见，通过物理冶金的学习，冶金工程专业的学生可以更加深刻地理解冶金过程热力学中元素氧化还原的规律性，认识到合理控制化学成分的必要性。另外，物理冶金课程在冶金工程专业的引入能够拓宽学生的知识面，增加毕业生的适应性，促进将来工作和事业的发展。钢铁生产中需要专才，更需要通才。钢铁生产的集成技术已经打破了冶金、轧钢和热处理的明确分工，化学冶金学和物理冶金学的知识相互联系、相互融合。只有具备了化学冶金学和物理冶金学的综合知识，才能使毕业生对操作岗位的工艺特点和目的要求有更深刻的认识；在产品出现质量问题时，才能对复杂工艺环节的影响因素做出准确判断，并制定出切实可行的解决方案。市场疲软和原材料涨价的双重影响，压缩了钢铁行业的利润率空间，而且产品的同质化竞争日趋激烈，产品开发日益受到重视，新产品开发更需要具备化学冶金学和物理冶金学的综合知识，对冶金工程专业的毕业生在知识面和综合能力上提出了更高的要求。例如，Ti微合金化高强钢的开发主要是利用了纳米尺寸TiC的沉淀强化作用，需要通过控制轧制和控制冷却来实现，但由于钛容易氧化的特点，必须在精炼后期用铝充分脱氧后加入钛才能提高其收得率。通过类似产品开发的实例，将枯燥的书本知识和生产实际结合，使学生加深对物理冶金学和化学冶金学的理解，提高综合运用知识的能力。

二、增加物理冶金教学内容的实践

依据冶金工程的专业特点，结合多年现场生产和科学研究的经历，本文自2007年起在冶金工程专业开设了“塑性加工及物理冶金理论“课程。由于江苏大学冶金工程专业毕业生的分配去向主要是武钢、沙钢、兴澄等钢铁企业，课程重点针对钢材塑性加工过程中的物理冶金问题，讲解塑性加工的原理、工艺以及物理冶金学理论，包括化学冶金的产品再加工和热处理产生的金属及合金组织、结构的变化，以及由此造成的金属材料的机械、物理、化学、工艺性能的变化。课程设置在大四上学期，此时钢铁冶金、冶金物化和金属学等相关教学已经结束，学生具备了化学冶金的基础知识，通过认识实习和生产实习，对钢铁生产流程和工艺环节有了一定的了解。课程设置为30学时，教学内容包括以下5个部分：（A）介绍大型钢铁企业的生产流程，及物理冶金在其中的地位和作用；（B）介绍钢材的分类，重点使学生认识钢材的用途，以及由此带来的对成分、组织和性能的要求；（C）轧制工艺学，包括轧钢生产基本工序、轧机分类、组成和布置形式、厚度和板型控制等；（D）轧制原理介绍，包括塑形加工基本概念、轧制过程基本概念、实现轧制过程的条件、延伸和宽展等；（E）物理冶金概论，强韧化机制，热变形和冷却过程中的组织变化，控制轧制和控制冷却，微合金化元素的作用，等。采用计算机多媒体教学方式授课，大大提高了教学的效率。由于教学内容是本文多年学习和科研工作的总结，并加入许多最新成果和图片，知识贴近实际而新鲜；注意收集国内外文献、会议资料和各大钢厂的生产实例，内容生动直观，激发起学生强烈的学习兴趣。例如，关于钢材按用途分类，结合西气东输的工程建设讲述管线钢的强度级别和性能要求；建筑用钢的讲解则展示了鸟巢、水立方美仑美奂的图片及其中钢材的使用情况。授课过程中摈弃了按部就班、照本宣科的填鸭式教学，采用融会贯通、举一反三的教学方法。以不锈钢为例，先介绍不锈钢的相关知识，由不锈钢的金属学问题、耐蚀原理讲述配料熔炼法、返回吹氧法和高碳真空吹炼法3个阶段的发展历史。最后，重点讲述碳的选择性氧化———奥氏体不锈钢冶炼的去碳保铬问题。这样就会使学生对不锈钢的生产工艺以及化学冶金学和物理冶金学在生产中的应用有了深入的理解。在课堂教学外，注重生产实习和实践环节中物理冶金的教学。在钢铁企业的认识实习和生产实习期间，结合对中厚板、热轧带钢和棒线材生产线的参观，在介绍生产工艺和生产设备的基础上，为学生重点讲解轧制和冷却过程中的组织、性能变化及微合金化元素的固溶和析出规律。使学生认识到轧制和冷却中组织复杂的演变过程，其中加工硬化、回复、再结晶、相变和第二相粒子的析出过程交织在一起。在为大三学生开设的专业讲座中，也注意把物理冶金学的知识贯穿其中：以瑞典SSAB公司为例，用英文幻灯片讲述钢铁的生产流程；结合最新资料介绍国际和国内钢铁生产的历史、现状和发展趋势；运用物理冶金和化学冶金的综合知识介绍管线钢、汽车板等专用钢种的产品开发实践。在指导本科生的毕业设计时，依据自己的科研方向，确定产品开发、组织性能分析、强韧化机理等紧密联系生产实际的题目，加深毕业生对物理冶金学的认识并掌握物理冶金的研究方法，注重培养他们综合运用知识分析问题和解决问题的能力，为踏入工作岗位或继续深造做好准备。

第5篇：化学产品工程概念范文

本辅修专业培养生物技术及其相关领域的应用型人才。

二、专业培养要求

本辅修专业的学生通过学习可获得以下几方面知识、能力和素质：

1、掌握生命科学和生物技术等方面的基本理论和基本知识，具有一定的生物工程原理的基础知识；

2、掌握生物技术方面的基本实验技能；

3、具有综合运用所掌握的理论知识和技能，从事生物技术及其相关领域产品研发、生产、管理的能力；

4、了解与生物产业有关的方针、政策和法规。

5、通过严格的科学思维训练，具备良好的生物技术专业素质。

三、课程设置

本辅修专业设置课程包括：生命科学导论、基础生物化学、微生物学、发酵工程、生物技术检测（含仪器分析）、污水处理工程、植物组织及细胞培养、食用菌栽培学。

四、课程简介

1、生命科学概论：

主要介绍生命科学的基础知识、基本理论、研究方法及成果应用，从不同侧面反映生命科学与其他学科间的交融。主要内容包括：生物学基础知识、生命科学对人类的影响、生命的物质基础、生物大分子的结构和功能、细胞与克隆技术、遗传与人类基因组计划、微生物与人类的健康、神经科学、生物钟与生物信息传递、生态环境与人口资源等。通过本门课程的学习，能够使学生了解和掌握有关生命科学的基础理论知识，拓展视野，丰富生命科学知识。

2、生物化学

使用教材：《生物化学简明教程》（第三版），罗纪盛等修订，高等教育出版社，1999年。

参考书目：

《普通生物化学》（第四版），郑集，陈均辉编，高等教育出版社，2007年；

《生物化学》（第三版），王镜岩，朱圣庚，徐长法主编，高等教育出版社，2002年；

Biochemistry:AnIntroduction(SecondEdition),T.McKee;J.R.McKee,（英文教材影印版），科学出版社，2000年；

InstantNotesinBiochemistry,B.D.Hames,N.M.Hooper&J.D.Houghton,（英文教材影印版），科学出版社，1999年。

3、微生物学及实验：

微生物学(Microbiology)为生物学各专业本科生的必修基础课。通过学习微生物的形态结构、生理生化、生长繁殖、遗传变异、生态分布、传染免疫、分类鉴定以及微生物与其他生物的相互关系及其多样性，在工、农、医等方面的应用，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握微生物学的基本理论和基础知识，了解微生物的基本特性及其生命活动规律，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。

微生物学实验是生物学重要的基础课之一，特别是随着分子生物学的发展与拓宽，微生物学方法与技术显得尤为重要。此外，医学、农学、林学等学科，甚至地质学、太空学等也需微生物的方法与技术。因此，熟悉掌握微生物学方法与技术，对其它很多学科的发展有直接的影响。无菌操作技能和无菌概念的建立是微生物学实验中最重要的内容。微生物学实验主要任务是使学生掌握研究与应用微生物的主要方法与技术，包括经典的、常规的、以及现代的方法与技术，使学生具有适应于从事相关学科的基础理论研究与实际生产应用的微生物学实验技能。

使用教材：《微生物学教程》，周德庆，高等教育出版社，2000

4、生物技术检测

使用教材：《仪器分析》（第三版），朱明华编，高等教育出版社，2000年

参考书目：

《生物物理学》，赵南明，周海梦主编，高等教育出版社，2000年；

《生化实验方法和技术》（第二版），张龙翔，张庭芳，李令媛主编，高等教育出版社，1997年。

5、植物组织及细胞培养

植物组织培养是一项以细胞全能性为理论基础的无性繁殖技术，以植物组织和细胞的离体操作为基础的实验性学科，是举世瞩目的现代生物技术之一。它应用无菌操作方法培养植物的一个离体器官、组织或细胞，加速繁殖植物个体，或获得有用物质等。本课程主要介绍植物组织培养技术的基本原理、设备、方法和应用，以实用为目的，使学生在了解基本原理的基础上，重点掌握实际操作技术。通过学习，学生将掌握植物组织培养的基本理论，掌握开展离体培养克隆植物的基本技能。

理论学习的主要内容包括：植物组织培养的基本技术、植物组织器官培养、茎尖分生组织培养、细胞培养、种质离体保存、植物组织培养苗的工厂化生产、药用植物的组织培养与工厂化生产、果树与蔬菜的组织培养技术、园林及观赏植物的组织培养等。

实验操作的主要内容包括：培养基的配制与灭菌；愈伤组织的诱导与分化；茎段的组织培养；植物细胞悬浮培养；叶的组织培养等。

6、发酵工程

本课程主要讲授微生物工程原理、微生物工程下游加工工程、微生物工程生产工艺及产品举例等部分。内容包括菌种的特征和选育，培养基的特性和选择，发酵工艺的控制，杂菌的防治和产品分离提纯工艺的控制等内容，为生物技术的应用奠定基础。微生物发酵工程课是一门综合性很强的课程，涉及到数学、化学、生物学、生物化学、微生物学、物理化学、有机化学、化工原理等多个学科，基础理论性和实践性均很强，同时要求基础理论和生产时间密切结合。在课程讲授过程中，将要按照微生物发酵生产的全过程阐明各个阶段、各种产品生产的原理和技术，讲解理论知识的同时，又重点突出生产的工艺操作和控制技术等实际问题。因此，该课程需要在理论教学的同时，配合实验的实践环节，也要求学生建立实际生产的概念，在实践中巩固本课程的教学效果，学生利用实验、参观、实习、社会实践等机会，培养分析问题和解决问题的能力。学生通过该课程的学习将会缩短理论与生产实践的距离，建立用理论知识分析和解决生产实际问题的概念和能力，动手能力也将有所提高。

推荐教材：贺小贤编著，《生物工艺原理》.北京：化学工业出版社.2003

曹军卫，马辉文，张甲耀编著.《微生物工程》(第二版).北京：科学出版社，2007

俞俊棠主编.《生物工艺学》.上海：华东理工大学出版社，1991

7、水污染控制工程

《水污染控制工程》是生物技术辅修专业的一门重要的必修课程。本课程的主要内容包括：水的资源特性，水体污染的特性，污染指标和污染控制的基本途径及方法，各种废水处理工艺的基本原理，主要设备的选型和构筑物设计计算等。通过本课程的学习，使学生掌握污水处理的基本概念、基本理论、基本工艺和及有关设备的技术性能，熟悉有关设计计算、安装调试、运行维护方面的知识，了解有关处理系统的管网设计、施工、维护运行方面的知识。由于本课程的实践性和应用性很强，因此必须强调理论教学与实践训练并重，使学生较好地掌握应用技能并具有较强的动手操作能力，能迅速适应实际工作的要求，同时具有水污染控制工程的设计、运行、管理及科研的初步能力。

使用教材：《水污染控制工程》第二版高廷耀、顾国维主编高等教育出版社

参考书目：《水污染控制工程》修订版张希衡编冶金工业出版社

《水处理工程》顾夏声编清华人学出版社

《水污染治理工程》黄铭荣编武汉理工大学出版社

《水污染控制工程》胡亨魁编武汉理工大学出版社

8、食用菌栽培学

本课程是在微生物学、生物化学、遗传学等相关学科基础上形成的综合性应用学科。食用菌栽培技术是现代生物技术的重要组成部分，是一门实践性较强的新兴实用技术课程。

食用菌是可食用的大型真菌，有利于改善人类的膳食结构、增强免疫功能、提高健康水平，是人类餐桌上的健康食品。联合国粮农组织提出每餐合理饮食结构应是“一荤一素一菌”，其中的“菌”指的就是食用菌。因此，近十年来,国内外食用菌产业的发展相当迅速,食用菌生产、加工在我国已然形成独立的新兴产业并开始步入工业化生产阶段。了解和掌握食用菌学基础理论和基本技能，对于将来从事相关技术工作和服务社会生产具有实践意义。

本课程重视学生的实际应用和操作能力培养。课程内容包括理论知识和实验操作部分，比例大体为：1：1。理论教学包括：食用菌基础知识、商业化栽培技术工艺和食用菌病虫害防治和加工保鲜技术三部分内容。实验教学重点加强操作能力和基本技能培养，使学生掌握食用菌制种技术、菌种分离与保藏技术，能够进行常规的食用菌栽培工艺操作。

本课程的目的：使学生理解有关食用菌的基础理论知识，掌握常见食用菌生长发育所需的营养、理化环境条件及栽培管理方法，掌握食用菌栽培过程及加工的多种基本操作技术，并且培养学生独立操作、实事求是的科学态度。使学生具备在实践应用中控制生产、服务科研和改造创新的专业基本能力和素质。

第6篇：化学产品工程概念范文

[关键词]生物分离；知识网络；教学改革

[中图分类号]G642.0　[文献标识码]A　[文章编号]1005-4634(2012)03-0062-03

0　引言

随着生物技术的蓬勃发展，利用生物工程手段改造传统产业，大力发展工业生物技术，实现低碳循环经济已经成为目前产业发展的前沿之一。由于产品分离纯化是生物产品加工的重要环节，其过程、质量和成本往往决定整个生物加工过程的成败。因此，生物分离在整个生物产品生产过程中占据重要地位，生物分离工程课程是生物工程、制药工程等相关专业的重要专业基础课程，该课程相关知识储备也为学生以后继续从事科学研究或工厂实践夯实了坚实的基础。

生物分离工程课程是一门理论和实践密切结合的多学科交叉课程，知识面涉及物理、化学、数学、化工及微生物等学科，内容相对分散，不仅包括生物工程产物的分离、提取、精制的基本原理和相关基础理论，也包括大量的分离单元操作及其工业实际应用。知识点涉及细胞破碎与分离、初级分离、膜分离、萃取、吸附、层析、电泳、结晶、干燥及蛋白体外复性等方面。笔者在教学过程中，深切感觉知识点分散对学生学习、理解和复习的难度。知识网络是人们在学习和实践中所获得的知识通过一定的方式联系起来所构成的开放性知识体系。如果在授课过程中能够将知识点归纳总结比较，由点到线，再到面成体，构建相关知识网络并将其灵活应用到课堂教学中，可收到较好的效果。

1　抓住本质化繁为简，重点内容主线贯穿

把厚书读薄，抓住本质，化繁为简，以简明扼要的文字或图表将所学内容凝练出来，是学习繁多知识的一种有效方法。例如色谱技术是现代生物分离技术的核心，色谱又分为凝胶过滤色谱、离子交换色谱、反相色谱、疏水色谱及亲和色谱等。授课过程中，学生普遍反映该章节内容分类繁多，不易理解和掌握。因此在理论课程讲解过程中，重点突出色谱分离的本质——根据混合物中的溶质在固定相和流动相之间分配行为的差别而进行分离的方法。抓住这一本质，上述色谱分类就是基于溶质分子和固定相之间的相互作用机理不同，而关键在于选用的固定相。一般而言，应用于生物产品分离纯化的固定相色谱介质共同特点是都具有良好的亲水性、化学稳定性和机械强度。而凝胶过滤色谱主要就是采用微孔凝胶介质为固定相，如Sepha-rose，主要起筛分作用，是根据溶质相对分子量的差别进行分离的一种方法；如果对凝胶介质活化并键合一定量的阴阳离子，就成为离子交换介质，如Sepharose-DEAE，主要是根据溶质与固定相间静电作用力的差别进行分离，即离子交换色谱；如果对介质表面偶联疏水基团就成为疏水介质，如Phe-nyl Sepharose，主要是根据蛋白分子与介质间弱疏水作用的差别而进行分离，即疏水色谱，是生物大分子常用的分离纯化方法；如果将介质表面完全非极性化，如ODS-C18介质，就是反相色谱，主要根据溶质问极性差别进行分离分析，常用于非极性小分子(分子量小于5000)的分析和纯化；如果将介质表面活化并偶联一定的亲和配基，即亲和色谱，如BSA-Sepharose介质，主要是根据生物物质间的特异性亲和作用而实现分离。由此可见，色谱分离的核心在于选用的介质，而决定分离原理的主要因素是介质表面的基团，据此可将上述内容归纳总结如图1所示。通过这样的一个图，在相应色谱章节课程讲授过程中，引导学生从本质出发理解不同色谱分离过程的区别和联系，不仅使学生加深了对色谱分离原理的理解，更为关键的是，学生对色谱分离的本质、分类、各种色谱方法的区别和联系均可熟练掌握。

再如，生物分离过程的一般流程如图2所示，该图概括了生物分离课程中涉及到的所有分离操作，因此在课程的讲解过程中应以其为主线，在各章引言、生物产品分离示例的课程讲授中重点突出此图，并在全部课程结束后重新复习该流程图。通过这样反复强调，可化繁为简，学生对各分离操作在生物产品分离中的地位一目了然，有利于学生加深对各个单元操作的认识，深入理解各分离操作在生物产品分离工艺中的作用和相互关系，从而扎实地掌握各分离操作并能够灵活运用。

2　以因素为切入点，注重分离过程的提炼总结

虽然生物分离过程涉及内容繁多，但在分离工艺中一些单因素对分离的影响存在相通之处。如果以每一个因素为切入点，将相关知识点归纳提炼总结，可使分散的知识点构建成网，从而使知识体系立体化，加深学生对生物分离操作的理解。例如，生物产品如蛋白质、有机酸及核酸等都是两性物质，在不同的pH条件下两性物质的带电性质会有所不同。而带电性质会影响其分离特性，因此pH控制在这些两性物质分离中起着非常重要的作用，在课堂上应有意引导学生总结和提炼。在初级分离沉淀分级中，控制pH在目的产物等电点附近可使其溶解度降低，便于沉淀析出；有机溶剂萃取分离过程中，控制体系pH可使目的产物保持分子或离子状态，可调节其在水相或有机相的分配，从而实现萃取或反萃取；离子交换吸附过程中，决定分离的主要因素是目的组分与介质间的静电引力，控制pH可改变目的产物的电离状态，进而实现选择性的吸附或洗脱；亲和色谱分离过程中，如果静电引力在亲和作用中占据主导地位，pH控制在亲和吸附或洗脱过程中也具有重要意义。课堂上引导学生以pH对生物分离的影响为导向，归纳总结成表，如表1所示，就形成了清晰的知识网络。

再如，表面活性剂在生物分离中也有广泛的应用。细胞破碎中，采用表面活性剂处理细胞，可增大细胞壁通透性，便于细胞破碎；初级分离中，加入表面活性剂利用表面吸附的原理对溶剂进行分级分离；膜分离过程中用表面活性剂作为清洗剂对污染膜进行清洗；液膜萃取过程中加入表面活性剂稳定液膜，反胶团萃取中加入表面活性剂形成反胶团溶解生物物质；SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳中加入表面活性剂使蛋白变性并消除其电荷差异，从而使其迁移率只与蛋白分子量有关。与之类似，过程强化技术等在生物分离中的应用有超声波破碎、超声波萃取、微波萃取、超临界萃取、超临界色谱等，以一个因素为切入点，将整个生物分离课程的内容提炼总结，并在课堂上及时引导学生思考，并以课堂提问和课后思考题的形式启发学生主动思考和查阅相关资料，由点到线再到面成体，构建相应的知识网络，以培养学生的独立思考和知识融会贯通能力。

3　加强知识点横向比较和联系

由于生物分离过程涉及分离操作较多，为加深同学们对所学概念的理解，课堂教学中可将各知识点进行横向联系和比较。如色谱和吸附这两个概念，色谱主要根据溶质和固定相之间各种相互作用——分子大小、静电引力、疏水性、特异性识别等的不同实现分离纯化；吸附是根据范德华力或静电引力实现从液体或气体中回收有用目的产物的过程。在分离单元操作过程中，色谱和吸附是两个互相并列的概念；但在色谱分离技术中，吸附色谱是根据固定相与溶质问吸附作用力不同的色谱操作，其本质是吸附原理在色谱上的应用，是和凝胶过滤色谱、疏水色谱等并列的概念。在实际讲课过程中，这两个概念学生非常容易混淆。类似的离子交换吸附和色谱也存在相似的区别和联系。

在同一章节相关的易混淆知识点也可以横向联系和比较，例如疏水色谱和反相色谱，都是根据目的组分疏水作用的差别进行分离纯化，但又有所不同。疏水色谱固定相表面偶联弱疏水性基团，疏水作用较弱，洗脱时主要采用降低离子强度、调节pH或者加入表面活性剂等方法降低疏水作用，可直接应用于盐析后蛋白分离纯化；而反相色谱固定相表面完全被非极性基团覆盖，表现强烈的疏水性，洗脱时主要采用降低流动相极性的梯度洗脱法，但应用于生物活性物质分离时存在使目的蛋白变性的危险。在讲授各自章节时将相关的知识点横向联系，比较其异同，通过知识网络的构建使得各知识点不再孤立分散，可以使学生总揽全局，加深学生对生物分离过程的理解，并提高学生的知识迁移能力。

4　重视考试的导向作用

考试的目的是为了鉴定教师的教学水平和学生的知识掌握情况，考试大纲和试题对于师生教学过程具有重要的导向作用。由此可见，考试仅仅是学习过程的一个阶段，考试中反馈出的信息有助于下一步更好的教和学的过程。考试结束决不意味着该门课程学习的结束，这一点对于当前大学教学而言尤其重要。因此，笔者在生物分离工程的教学实践中，积极拓展多种考试方式，采取了随机小考、课后小论文考察和期末考试相结合的方式。在课堂上随机小考，提问学生并引导学生总结提炼构建相关知识网络，知识点的消化吸收主要在课堂上完成；由于课堂时间有限，一门课程的学习不仅仅是课堂的45分钟，在课后集中选取一些具体的生物产品分离课题，安排学生主动去查阅相关知识，充分利用学校的图书馆资源，在课余时间完成知识面的拓展；期末考试试题的命制要灵活，重视知识点的比较、联系和总结，如前文所述，让学生列举pH控制、表面活性剂或者过程强化在生物分离中的应用。通过这三种考核方式，以课堂教学为基础，以课余时间为拓展，以期末考试为导向，学生的主动学习能力大大提高，不仅学习了知识，更重要的是提高了素质，这也是教育的根本目的所在。

5　结束语

综上所述，由于生物分离工程内容较多，构建知识网络可以将各知识点联系比较，可以抓住本质化繁为简，将所学知识串成一条线，突出各因素在分离操作中的作用，将不同单元操作相互比较并联系起来，并以考试为导向，引导学生主动学习，培养学生的学习兴趣，充分发挥学生的主观能动性，有助于加深学生对知识点的理解和认识，从而真正做到学有所用。通过这一教学实践，郑州大学生物工程系2008级生物工程班学生的生物分离工程理论课程平均成绩为79.4分，其中90分以上的占25.7％，不及格学生占1.4％。在郑州大学组织的网上教评中，笔者的评教成绩均在90分以上，为优秀等级。下一步应继续完善，探求更加符合当代教学特点的生物分离工程教学模式。

参考文献

[1]李华.生物分离工程课程的教学体会[J].化工高等教育，2007，(4)：34-36.

[2]胡永红，姚忠，刘洋，周华，韦萍.本科《生物分离工程》教学改革与实践[J].理工高教研究，2006，25(6)：124-126.

第7篇：化学产品工程概念范文

关键词：化学化工材料；应用技术；研究

伴随着当前社会经济建设的不断发展以及科学技术的飞速进步，化学化工材料与人类社会的关系也越来越密切。而自从可持续发展社会这一概念的提出，在应用化学化材料时也有了更加严格的要求。在当前，化学化工材料不仅要能够满足应用过程中的各项参数，同时也应当要减少对环境的破坏，研究并应用绿色型化学化工材料，这样一来才能在发展社会经济建设的同时，保障生态环境的可持续发展，为国民以及未来的子孙后代创造出更加良好的生存环境。在当前，对于绿色型化学化工材料需求最高的就是建筑行业以及农业生产行业。

1化学化工材料在建筑行业中的应用

从当前建筑行业的实际发展状况来看，化学化工材料的应用是十分广泛的，从外部结构到内部装修都需要用到化学化工材料。然而，虽然应用十分广泛，但是在2008年以前绿色型化学化工材料在建筑行业中的应用却一直存在瓶颈。而到了2008年，在建造奥运会场馆之一的水立方时，大量的绿色化学化工材料被应用到建筑的施工当中。譬如说，水立方的主体结构采用的就是以水性聚氨醋为主要成分的有机化合物。该化合物不仅具备较高的粘合度，同时还兼具零挥发的特性，这样一来，既能够减少维护成本，同时也能够起到保护环境的作用。同时，水性聚氨醋的防火性也较好，对于提高场馆的安全性也有着极大的帮助。众所周知，在任何一座建筑的施工当中，建筑的防火性都是最受关注的问题之一。因此，水性聚氨醋的应用对于保障场馆的安全，延长场馆的使用寿命有着极大的帮助。而这也为建筑行业未来的发展当中，绿色型化学化工材料的使用奠定了基础。除了防火性以外，对于建筑来说，隔热性以及保温性也是较为重要的功能。当前，为了提高建筑的隔热性与保温性，施工单位在进行施工的时候倾向于使用聚氨醋硬泡材料，该材料的应用不仅能够有效提高建筑的隔热性和保温性，同时也具备降噪功能。而除了采用聚氨醋硬泡材料来加强建筑的隔热保温性能以外，也可以将乙烯一四氟乙烯的共聚物应用到建筑工程的建设当中，这是因为，乙烯一四氟乙烯的共聚物具备控制室内温度的功效，因此能够更好的调节建筑内部温度，同时还可以起到节能的效果。

2化学化工材料在农业生产中的应用

伴随着当前科学技术的不断发展，各式各样的化学化工材料已经被广泛的应用到农业生产当中。然而，随着绿色以及环保概念的提出，当前的国民也开始注重农副产品的绿色性，农副产品不仅要具备较高的品质和口感，同时也需要具备较高的安全性。在这样的情况下，绿色型化学化工材料的应用不仅能够更好的满足于国民对于农副产品质量以及价格上的要求，同时也能够满足与国民对于绿色、生态的要求。在农业生产过程当中，农药的应用是少不了的。然而，传统农药的应用，虽然能够提高农作物的产量以及品质，但是却忽略了对人体以及环境的伤害。而随着当前人们观念不断地刷新以及科学技术不断的进步，已经有许多人认识到农药对于人体和环境造成的危害。因此，安全绿色农药的研发迫在眉睫。从目前我国化学农药的研发成果来看，腐殖酸类农药对于农作物的生长以及环境的保护有着巨大帮助。这是因为，腐殖酸类农药不仅具备较高的降解性，同时残留物也较少，这样一来就能够减少农药在土壤、农作物上的残留，从而进一步保护生态环境以及国民的身体健康。除此之外，在农业生产过程当中，经常将生物菌剂与化学化工材料进行结合应用。之所以要这样做是因为在当前的农业生产当中，生物菌剂的应用虽然能够改善农田的土壤环境，保护生态环境。但是，在实际的农业生产过程中，由于农业生产中任何一项活动都有可能对农田土壤中的细菌结构造成影响，因此使得生物菌剂无法充分的发挥作用。这样一来，就使得生物菌剂无法发挥真正的效用。而生物菌剂与化学化工材料的结合应用，就能够有效的发挥生物菌剂作用，有效控制农作物生产过程中的病原菌，从而帮助农作物更好的进行生长。

3结语：

综上所述，无论是建筑行业还是农业生产行业，化学化工材料的应用都是必不可少的。然而，随着当前生态环境问题的加重，可持续发展社会概念的提出，在使用化学化工材料进行施工、生产等工作时，必须要注重化学化工材料的绿色性，这样一来才能促进我国社会经济建设的同时，保护我国的生态环境，为国民的生活创建更加优良的空间，实现社会主义现代化社会的建设。

参考文献：

[1]陈广峰.简述化学化工材料的应用技术研究[J].建筑工程技术与设计,2016(28).

第8篇：化学产品工程概念范文

关键词：绿色化学；研究发展；环境保护；应用

1、绿色化学的基本概念

绿色化学是利用化学原理来防止污染的一门学科，也称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学，在绿色化学基础上发展起来的技术称为绿色技术、环境友好技术或清洁生产技术。绿色化学的化学反应过程，实现“零”排放，不产生污染。绿色化学对生产过程来说，包括节约原材料和能源、淘汰有毒原料、减降废物的数量和毒性。 绿色化学通过改变化学品或生产过程的内在本质，来减少或消除有害物质的使用或产生，是非常科学的，是化学工业可持续发展的基础。

2、绿色化学的原则

绿色化学经过先驱者10多年的研究与探索，总结出了绿色化学的一些理论和原则，为绿色化学的今后研究工作奠定了墓础。P.T .A nastas和J.C. W aner提出的12条绿色化学的原则目前为国际化学界所公认，它反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容，同时也指明了未来发展绿色化学的方向。

3、绿色化学主要研究内容

绿色化学的研究主要是围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，具体包括：新合成方法和路线的研究，特别是新型催化剂和催化过程的研究；新化学原料的研究，包括生物质资源的沽净转化和综合利用；新反应条件及过程的研究，包括对超临界流体、环境无害的介质等的研究；绿色产品的设计和研制的研究。

4、绿色化学的主要研究对象

4.1 原料的绿色化

现有的化工生产中，仍有不少产品在生产过程中使用着剧毒原料。为了确保环境安全和人类的健康，寻找无毒、无害的原料来生产人类所需的化工产品，是十分必要的。

4.2 化学反应的绿色化

提高化学反应效率符合化学反应绿色化的要求，化学反应的绿色化包括 （1）原子经济性。即最大限度地利用原料和最大限度地减少废物的排放，减少环境污染。 （2）反应的选择性。化学反应的选择性包括位置选择性、化学选择性和立体选择性。

4.3 产品的绿色化

产品的绿色化是绿色化学的关键部分，其实质就是大力研制并且提供人身更安全的环境友好型化工产品，如新的海洋生物防垢剂、THPS杀菌剂、灭火制冷剂、二酰基肼杀虫剂等。可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料、CFCs替代物等等都是很有发展前景的绿色产品，随着技术的进步，越来越多的产品将会取代原来的对环境有害的产品。

4.4 催化剂的绿色化

目前在许多化学反应和化学工艺中，常采用对设备腐蚀较大，污染环境、危害人体健康和社会安全的化学原材料作为催化剂，目前围绕催化剂的绿色化展开的研究主要有：仿酶催化剂、固体酸催化、水溶性有机金属配合催化剂及多相催化体系。

4.5 溶剂的绿色化

溶剂在化学品生产过程中，广泛的用做反应分离的介质或用做清洗剂。当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物（VOC），其在使用过程中有的会引起地面臭氧的形成，有的会引起水源污染。

4.6 化学设计的绿色化

化学设计的绿色化是利用计算机进行辅助的绿色化学设计。其做法是：首先建立一个尽可能全的化学反应的资料库，利用计算机进行可能的化学反应的组合；其次确定目标产物和可能采用的原料；第三让计算机找出能生产目标产物的反应及所需原料，第四以上一步的原料为目标产物再做搜寻，找出该目标产物的合成反应原料，直到得出预定的原料；最后比较各条可能的反应路线的经济技术性及环境效应，从中选出最佳途径。

4.7 合成技术的绿色化

合成技术的绿色化是近年来发展起来的，其宗旨是要减少有毒有害物质的使用，该技术采用一些特别的非传统的化学方法，获得多种环境效果，改善产品的选择性，降低单位产品的能耗。其中电化学发是新世纪洁净技术的重要方法，该方法在化学反应中无需使用有毒有害试剂，而且还可以使反应在常温、常压下进行，所以，电化学方法在洁净合成中个有独特的魅力。

5、绿色化学的新技术和新工艺

5.1 催化技术

催化剂，不仅可以加速反应的过程，极大地改善化学反应的选择性和提高转化率，提高产品质量、降低成本，而且能从根本上减少或消除副产物的产生，减少污染，最大限度地利用各种资源，保护生态环境，这是绿色化学研究所追求的目标。

5.2 生物技术

生物技术被认为是21世纪最具有发展潜力的产业之一，是当代科学的高新技术，生物技术在医药、食品、能源、冶金、化工、精细化学品的制造等方面具有广泛的应用。它的最大特点在于能充分利用生物质资源，节约能源，易于实现清洁生产，而且可以实现一般化工技术难以实现的化工过程。生物技术主要包括：基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程。

5.3 超声技术

超声技术，即声化学，它是声学和化学的交叉渗透而产生的一门新兴交叉学科。声化学能改变反应的进程，提高反应的选择性，增加化学反应的速率和产率，降低能耗和较少废物的排放，因此声化学技术作为一种安全无害的“绿色技术”，在合成化学中具有广泛的应用。

第9篇：化学产品工程概念范文

关键词:高分子材料;高分子化学;实验教学

高分子化学实验是高分子化学课程教学的一种最有效的实践教学形式,它可以帮助和促进学生课堂理论知识的学习与消化,建立和巩固高分子化学基本概念和理论,获取高分子化学知识,培养科学素质和操作技能。我国著名化学家戴安邦指出:“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的,全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧,又训练科学方法与思维,还培养科学精神和品德,学生在化学实验中是学习的主体,在教师指导下进行实验,训练用实验解决化学问题,使各项智力皆得到发展”。这番话指出了开设化学实验课的深刻内涵和重要价值。2004年国家教育部颁布的《普通高等学校本科教学工作水平评估方案》在评估指标的二级指标“实践教学”中,从“实践教学内容与体系,综合性、设计性实验课的比例及效果,实验室开放”三个方面明确了实践教学改革和发展的方向。近几年高校的化学类实验教学改革取得了令人瞩目的成果。高分子材料科学与工程专业是很多高校在近年来新开设的专业,在实验教学与改革方面的成果积累较少,尤其高分子化学实验教学采用陈旧的教学内容和教学方法依然居多。通过调研发现,目前国内高校高分子材料科学与工程专业的高分子化学实验教学依然不同程度地存在一些问题。

一、高分子化学实验教学现状剖析

1.实验教学体系和内容欠争理

多数的实验教学附属于理论教学,没有单独设课和单独考核,实验课时相对较少虽然有些高校高分子化学实验已经独立设课,但仅作为考查课。实验教学内容中传统的、陈旧的实验较多,而体现现代科学技术发展成果的实验很少认知性、验证性实验所占的比理偏高,培养学生创新能力的综合性、设计性、应用性和创新性的实验偏少,而且实验环节偏重于理论,突出高分子材料应用性特点的实验太少,不利于培养学生的工程观念。

2.实验教学方法单一

学生按照实验讲义预习,然后进实验室。实验前教师把实验目的、实验原理、仪器使用方法、测试方法、实验步骤和数据记录表格及数据处理方法等进行详细的集中讲解。学生只需按教师指导的过程按部就班或者依照讲义“照方抓药”,就可以完成一个实验。一部分学生糊里糊涂地来到实验室,只动手不动脑地完成实验,然后又迷迷糊糊地离开实验室。实验的现象和结果没有给他们留下太深的印象,对学生观察能力、分析问题和解决问题的能力以及创新意识的培养都很不够。这种统一模式、统一要求、齐步走的教学方法,一方面造成了学生对教师的过分依赖,另一方面抑制了学生个性思维的发展和创新能力的培养。

3.实验嫩学手段落后

在现代信息技术迅速发展的今天,虽然网络技术、多媒体技术等现代教学技术在理论教学中得到了普遍应用,但虚拟、仿真等实验技术手段未能在实验教学中推广应用。这样对于一些耗费过高、时间过长、毒性过大、危险性过高的实验,只能最低限度地开设,且开设过程中费用大和危险性高,导致学生对此类重要实验缺乏足够的认知和感受的机会。

二、新教学模块的实践性探索与成效

针对目前国内高校高分子材料科学与工程专业高分子化学实验教学中存在的一些问题,借鉴其他化学实验教学改革的优秀成果,提出了基础技能实验、综合设计实验、研究创新型实验的三个高分子化学实验教学模块体系,并在每个模块中结合常熟理工学院教师的科研成果引入_些新的实验教学内容,采用开放式实验教学方法。通过实验教学实践发现新的体系和教学方法在培养学生的创新意识和工程实践能力方面起到了较好的效果。

1.基础技能实验教学模块

基础技能实验模块构建的目的着重建立高分子化学实验与相关基础理论知识之间的有机联系。培养学生的实验安全意识、清洁卫生习惯和严谨的实验态度。训练学生掌握熟练规范的实验操作技能和技巧,为后续的实验教学模块的实施打下良好的基础。

基础技能实验模块的教学内容设计在课时总量的40%～50%为宜,课时数约30学时,开设8～10个实验。教学内容设计涉及到高分子化学反应机理,如自由基、阴离子,阳离子等连锁反应机理,缩聚、基团转移聚合等逐步反应机理,开环聚合反应机理等。在实验实施方法方面涉及到本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、熔融缩聚、界面缩聚等。如设计膨胀计发测定苯乙烯本体聚合动力学实验,让学生直观感受到了诱导期概念、聚合过程体积减小的现象以及聚合物溶液的粘性特征等非常重要的高分子化学理论知识。设计过硫酸钾引发甲基丙烯酸甲酯自乳化聚合实验,除让学生明确了乳液聚合的基本原理外,还了解到了聚合物大分子链端基的重要作用。设计己二酰氯和己二胺界面缩聚实验,让学生深入理解了界面缩聚的概念和聚合物的可纺成纤性能等主要高分子知识。通过设计一些自由基、阴离子、阳离子等连锁反应机理的实验,使学生进一步掌握了活性中心的概念,同时在实验过程中认知了这些引发剂的活性、安全使用和贮存事项。

2.综合设计实验教学模块

综合设计实验教学模块旨在培养学生较强的实际动手能力,自主设计和分析解决问题的能力。本实验模块是实验教学的较高层次,注重学生实验的自主设计性和综合性。

教学内容设计在课时总量的20%～25%为宜,课时数约15学时,开设2～3个实验。本教学模块的特点之一是实验内容的综合性,可以将同一门课的几个实验,或者是几门课的实验组合在一起,形成一个大实验。本教学模块的特点之二是实验方案的灵活性和设计性,侧重培养学生的自主实验和学习的意识和良好习惯。例如关于高分子合成实验先确定好采用的聚合机理和聚合方法,在原材料配方组成、引发剂种类及用量、合成温度等工艺条件方面给出一个大致的框架,然后让学生在所给的框架内进行自行设计和实施实验。譬如悬浮法制备聚苯乙烯珠粒实验,水的用量范围为苯乙烯质量的100%～200%、分散剂为磷酸钙或聚乙烯醇两种、引发剂过氧化二苯甲酰用量为苯乙烯质量的0.2%～1.0%、反应温度设定在75℃～85℃范围等。学生通过自行设计的方案实施实验获得了不同的实验结果,通过对不同组之间实验结果的综合分析,找到了影响悬浮法制备聚苯乙烯珠粒的一些因素,激发了学生动手实验的兴趣,发挥了学生自主实验和学习的主观能动性。

3.研究创新实验教学模块

设置研究创新实验教学模块培养学生的科研和创新意识、提高学生的综合素质和应用开发能力,为实现培养高质量的应用型人才的教育目标提供重要的教学内容实体支撑。　本实验模块是实验教学的最高层次,注重学生实验的独立自主陛、综合性、应用性和创新性,教学内容设计在课时总量的20%～25%为宜,课时数约15学时,开设2～3个实验。本实验教学模块的特点之一是实验项目的独立自主性和综合性。也就是说确定好实验项目之后,让学生在实验教师指导下独立自主地进行实验项目方案的调研、设计、实施和结果分析。本实验教学模块的特点之二是实验项目的应用性和创新性,所拟定实验项目必须关联生产实践中的聚合物产品,充分体现实验项目的应用性。实验项目设计主要针对这些高分子产品生产实践中存在的共性问题和关键问题的解决来进行设计。通过研究创新实验的实施,发现学生学习积极性很高,乐此不疲,为培养学生创新意识和展示高分子化学实验的应用性特征提供了最佳学习平台,尤其是开发一些联系生活实际的应用型实验,可使学生亲身感受到高分子化学实验的实用价值,能强烈激发学生的创造动机。此外,研究创新实验往往需要多名学生共同完成,有利于培养学生的团队合作精神。例如,聚氨酯绝缘漆的制备及性能测定实验,每个学生做一个实验配方,每5名学生一组,5名学生的实验结果综合在一起可以得出高分子树脂配方组成与漆膜性能之间的关系曲线,以及固化条件与漆膜性能之间的关系曲线。在实验过程中,5名学生要共同安排实验方案,尽量保持操作的一致性,最后得出的结果要呈规律性变化。如果有一名学生操作有误,这个实验点就会落在规律性以外,影响其他学生对实验现象的观察。因此,实施研究创新实验项目对教师也提出了更高要求。在每次实验前,教师要指导学生拟定方案,并对可能出现的实验现象和各种影响因素进行分析,实验过程中,又有多种意外的实验现象出现,这势必要求师生共同分析和讨论造成这些现象的原因,帮助学生透过现象深刻理解事物的本质。这样做需要教师有相当的知识储备量,并且要求教师也不断进取,充分体现了教学相长的教育理念。