能源与环境工程学院毕业设计题目申报单Word文档格式.docx
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金属铂是最早应用于甲酸燃料电池阳极催化剂的贵金属。
磷掺杂碳纳米管为载体构建出磷掺杂碳纳米管负载的高分散铂纳米催化剂,且因磷掺杂能有效改善纳米管的导电性,这类复合催化剂在直接甲酸氧化方面具有比相同技术路线构建的纯碳纳米管负载的铂纳米催化剂更为优异的电催化性能。
毕业设计三
磷掺杂碳纳米管负载镍在甲醇电氧化中的应用
碳纳米管负载金属镍催化剂是一类具有潜在应用前景的直接甲醇燃料电池阳极催化剂。
因为地球上镍含量较高,远远高于金属钯、铂的储存量,并且镍有优异的电化学活性。
主要内容包括碳纳米管掺磷,将金属镍负载在经磷修饰后的碳纳米管上,研究其在甲醇电氧化中的应用。
开发这类非贵金属催化剂替代钯、铂等催化剂,能降低催化剂的成本。
辛志玲教师:
光催化再生脱硝吸收液的研究
近年来随着电力工业特别是燃煤电厂的发展,NOx的排放量进一步增加。
NOx是重要的大气污染物之一,给自然环境和人类生活带来极大的危害,它不仅对动植物有损害作用,而且是形成酸雨和酸雾的主要原因,并参与臭氧层的破坏。
因此对燃煤烟气进行脱硝是我国面临的刻不容缓的任务。
湿法脱硝是适合我国国情的一种脱硝方法,目前,在研究湿法脱硝的实际应用上所遇到的“瓶颈”问题就是吸收液难以再生,本课题通过对湿法脱硝吸收液进行再生研究,以期为湿法脱硝的工业应用提供技术支持。
镍基催化剂在苯乙炔加氢中的应用研究
本项目主要以碳纳米管为载体,通过负载不同金属制得不同的具有优良的活性和选择性的加氢催化剂,在连续流动氢化反应系统H-CubePro中对苯乙炔选择加氢反应进行研究。
通过改变实验条件如反应温度、反应压力、底物浓度以及反应时间等,研究实验条件对苯乙炔选择加氢的影响,探究催化剂催化苯乙炔选择加氢的最佳反应条件。
从而达到提高苯乙烯选择性和收率的目的。
金刚石负载铜基催化剂的制备及性能研究
催化剂载体应具有良好的热稳定性和机械性能、合适的孔隙结构和比表面积。
载体可以使贵金属利用率有所提高,且避免了均相催化剂稳定性较差、无法重复使用等不足。
同时,载体与活性组分相互的协同作用,也有助于提高催化剂的活性与选择性。
本论文选用纳米金刚石为催化剂的载体,将其负载非贵金属铜基活性组分以考察该系列催化剂对苯乙炔选择加氢反应性能的影响,通过多种物性表征测试手段(XRD、SEM、XPS等)考察催化剂的物相组成、晶体结构以及形貌等特征。
毕业设计四
铜基催化剂在苯乙炔加氢中的应用研究
本项目主要以金刚石为载体,通过负载不同金属制得不同的具有优良的活性和选择性的加氢催化剂,在连续流动氢化反应系统H-CubePro中对苯乙炔选择加氢反应进行研究。
郭文瑶教师:
负载型纳米钯基催化剂的制备及性能研究
化工
醇类选择性氧化反应是一类常见的有机反应,不论对于基础科学研究领域还是精细化工生产,均有重要的意义。
负载型贵金属催化剂以其优异的催化活性和耐高温、抗氧化、耐腐蚀等优良特性,成为了醇选择氧化反应最重要的催化剂材料。
碳纳米材料所具有的多样性结构及各种优异性能,使它有别于一般的载体,以碳材料为载体的催化剂催化氧化醇反应的研究受到越来越多的关注。
本课题主要以碳纳米材料为载体,以钯为活性组分,采用合适的方法合成催化剂,通过多种物性表征测试手段(XRD、SEM、XPS等)考察催化剂的物相组成、晶体结构以及形貌等特征,并考察其在苯甲醇选择氧化中的催化性能。
钯基催化剂在苯甲醇选择氧化中的应用研究
醇的催化氧化是有机合成化学中研究较多的一种官能团转变过程,也是精细化学合成相应羰基化合物的主要过程。
目前这些化合物每年在世界范围内以百万吨的产量进行生产,范围包括从大宗化学品到医药等,其中芳香醇的氧化是精细化学合成的一个重要组成部分,但如何通过一些简单、易行的方法将醇快速、有效的选择氧化为醛或酮一直是研究的热点之一。
本课题主要以负载型纳米钯基催化剂为催化剂,在连续流动反应器Phoenix系统中对苯甲醇选择氧化反应进行研究。
通过改变反应温度、反应压力、底物浓度以及反应时间等条件,研究操作条件对苯甲醇选择氧化产物分布的影响,探究苯甲醇选择氧化的最佳反应条件。
亚硝酸甲酯合成过程工艺设计
随着石油资源的日益枯竭,以石油为原料生产化工产品的成本越来越高。
鉴于我国相对富煤的能源格局,以煤替代石油为原料生产化工产品成为国内近些年来的发展趋势,其中合成气制乙二醇项目是研究热点之一。
本课题基于年产30万吨乙二醇项目的设计任务进行亚硝酸甲酯再生工段的工艺设计。
主要内容包括:
针对工艺路线绘制出工艺流程简图,并对工艺流程进行Aspenplus仿真模拟、反应器设计及优化、相关设备的工艺计算、选型及布置、环境及安全评价。
草酸二甲酯合成过程工艺设计
本课题基于年产30万吨乙二醇项目的设计任务进行草酸二甲酯合成工段的工艺设计。
毕业设计五
草酸二甲酯加氢过程工艺设计
本课题基于年产30万吨乙二醇项目的设计任务进行草酸二甲酯加氢工段的工艺设计。
吴强教师:
CexZr1-xO2的调控制备及性能研究
1人
在CeO2中掺杂Zr4形成的铈锆氧化物固溶体,改善了CeO2的体相特性,具有高的贮氧能力和良好的热稳定性,在用作汽车尾气三效催化剂的载体方面受到了广泛关注,是目前催化剂领域的研究热点之一.
主要内容:
调研国内外合成铈锆氧化物固溶体的方法,分析每种方法的优势和特点,找到最优的方法,制备出具有纤维状纳米多孔结构的铈锆氧化物固溶体,通过采用多种物性表征测试手段(XRD、SEM、BET等)考察了掺杂元素对材料的物相组成、晶体结构以及形貌等方面的影响。
新型钙钛矿型复合氧化物的调控制备及性能研究
钙钛矿型复合氧化物(ABO3)是具有独特物化性能的无机功能材料,具有稳定的晶体结构、独特的电磁性能以及较高的氧化还原、氢解、异构化和光催化等活性,在环境保护、工业催化和光催化等领域具有开发潜力。
纳米碳纤维模板来制备纳米多孔钙钛矿型复合氧化物,系统的研究制备条件(如前驱液浓度、样品焙烧温度与时间等)对样品制备的影响,并结合多种物性表征测试手段(XRD、SEM、TG-DTA、BET等)分析样品的结构及其随制备工艺变化的规律,优化制备工艺条件,最终得到固化在有序结构宏观基体材料上的均一高质量的纤维状纳米钙钛矿型复合氧化物。
A位或B位改性钙钛矿型复合氧化物的制备及性能研究
钙钛矿矿结构材料目前在光学、电学、磁学、催化、传感陶瓷等领域已有广泛的应用。
钙钛矿结构类型化合物的结构和性质因其制备方法不同而有显著的差异,了解和掌握这类化合物的结构和性质,对于其在材料应用领域的研究与开发具有重要的意义。
调研国内外合成稀土钙钛矿的方法,通过对A位和B位的掺杂,考察了掺杂对钙钛矿型稀土复合氧化物光催化活性的影响,研发出以碱金属、碱土金属或过渡金属部分取代的多种形貌的稀土钙钛矿型复合氧化物试样,通过采用多种物性表征测试手段(XRD、SEM、BET等)考察了掺杂元素对材料的物相组成、晶体结构以及形貌等方面的影响。
LnVO4(Ln=Ce,Nd,Gd)的调控制备及其光催化性能研究
近年来,全球面临能源危机和环境污染的严峻挑战。
光催化技术因其具有低成本与环境友好等特点,在能源和环境领域有着及其重要的应用前景。
目前以TiO2为代表的传统光催化材料已成功应用于废水处理、空气净化、自清洁表面以及抗菌等多个环境领域。
但在其使用过程中还存在光生电子-空穴对复合、光催化量子效率低等,所以极大地限制了它的广泛应用。
因此,研究和开发新型可控构筑的光催化材料是扩大光催化材料实用范围的关键所在,已成为当前国际光催化领域的研究前沿与热点。
主要内容:
采用纳米碳纤维作模板并结合醇热法(乙醇溶剂)来调控制备出一系列钒酸盐类新型光催化材料LnVO4(Ln=Ce,Nd,Gd)。
通过采用多种物性表征测试手段(XRD、SEM、UI-VIs等)考察了材料的物相组成、晶体结构以及形貌等特征,并通过降解染料来考察材料的光催化性能。
模板结合醇热法制备CeO2及其光催化性能研究
1人
目前以TiO2为代表的传统光催化材料因为存在光生电子-空穴对复合、光催化量子效率低等缺点已不能满足需求。
CeO2也是N型半导体中的一种,由于晶粒尺寸小,具有高的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应已经宏观量子轨道效应等特性,具有了许多与传统材料不同的性质。
目前,己有人将纳米CeO2用于光催化降解有机物的研究。
因此,研究和开发新型CeO2的合成方法具有深远的意义。
采用纳米碳纤维作模板并结合醇热法(乙醇溶剂)来调控制备出CeO2。
毕业设计六
BiVO4复合光催化材料的调控制备及性能研究
钒酸铋从上世纪80年代以来,因为它具有无毒、色泽明亮、耐腐蚀性好、光催化等性能,被广泛应用于光催化降解和陶瓷颜料两大领域。
最近几十年里,学者们对钒酸铋进行了大量的研究,但这已经远远不能满足单一钒酸铋在实际领域中的应用。
因此,在钒酸铋中复合其它材料来达到增强钒酸铋光催化是广大学者转向研究的重点。
采用纳米碳纤维作模板并结合醇热法(乙醇溶剂)来调控制备出一系列BiVO4复合光催化材料。
近五年指导老师的科研项目
包括项目名称,项目来源,项目经费等
主持项目情况:
1)国家自然科学基金青年科学基金项目“纳米碳纤维模板法调控构筑柴油车排放碳黑颗粒净化用催化剂,21107069”,25万元,2012.1-2014.12,项目负责人。
2)教育部回国留学人员科研启动项目“纤维状纳米多孔钙钛矿型复合氧化物的可控构筑及其应用研究”,3万元,2013.1-2014.12,项目负责人。
3)上海市浦江人才计划项目“纳米碳纤维模板法调构筑备柴油车尾气中碳黑颗粒的氧化催化剂,12PJ1403800”,20万元,2012.10-2014.9,项目负责人。
4)上海市教育委员会科研创新重点项目“新型含铋复合氧化物光催化材料的可控构筑及应用研究,14ZZ153”,16万元,2014.1-2016.12,项目负责人。
朱晟教师:
生物基化学品琥珀酸在大孔树脂上的固定床吸附过程研究
1人
大孔树脂吸附法提取生物基琥珀酸,一般均采用固定床操作,即在吸附塔内进行。
一般来说,对于固定床吸附过程,流动相和固定相之间的吸附相平衡关系、吸附动力学都将直接影响到固定床对目标产物的分离纯化效率。
在固定床中,吸附过程一般为传质控制过程,为了能够合理地设计、优化及控制固定床吸附过程,对该过程进行放大并应用于实际生产,需要对该过程建立合适的吸附动力学模型,采用数值方法对整个过程进行模拟和预测。
大孔树脂吸附层析技术分离红霉素A及其异构体的研究
红霉素(EM)是从红霉素链霉菌发酵而得的一种大环内酯类广谱抗生素,包括红霉素A(EMA)、红霉素B(EMB)、红霉素C(EMC)、红霉素D(EMD)、红霉素E(EME)和红霉素F(EMF),其主要活性成分为红霉素A。
由于所用菌种不同,在欧美国家生产的红霉素类产品中,主要副产物为红霉素B,而在俄罗斯及中国生产的红霉素类产品中,主要副产物为红霉素C,其他副产物含量较少。
红霉素C的理化性质及抗菌谱与红霉素A相似,但红霉素C的抗菌活性一般只有红霉素A的30%~60%,毒性却是红霉素A的2倍,故在红霉素类产品的提取精制过程中应严格控制红霉素C的含量。
在红霉素的提取精制方面,树脂吸附法与传统的溶剂萃取法相比,具有溶媒损耗小、操作简便、产品质量较好等优点。
因此,吸附和层析的方法在抗生素提取精制方面的应用日益受到重视。
草酸二甲酯合成工段产物分离过程模拟与优化研究
乙二醇是源自石油、煤、天然气、生物质资源的重要基础有机化工产品,主要用作生产聚酯的原料。
我国是世界上最大的聚酯生产和消费大国,因而也是最大的乙二醇需求大国,国内自给能力存在巨大的缺口,为我国化工企业提供了非常可观的市场发展空间和机遇。
近年来我国乙二醇产业发展迅速,但还缺乏拥有自有知识产权的核心技术。
基于资源多元化的低耗、高效、安全、清洁的生产技术的创新、开发、应用、推广和宣传,已成为我国乙二醇产业和聚酯产业可持续稳定发展的关键因素,也是我国化工科技界义不容辞的责任和义务。
本课题以年产35万吨乙二醇生产过程为对象,应用AspenPlus软件进行物性常数估算,建立工艺过程模型,通过灵敏度分析对草酸二甲酯合成工段分离过程中的工艺单元装置进行模拟优化,并进行合成工段全流程模拟,以期为工程应用提供工艺参数选择的依据。
草酸二甲酯加氢工段产物分离过程模拟与优化研究
本课题以年产35万吨乙二醇生产过程为对象,应用AspenPlus软件进行物性常数估算,建立工艺过程模型,通过灵敏度分析对草酸二甲酯加氢工段分离过程中的工艺单元装置进行模拟优化,并进行加氢工段全流程模拟,以期为工程应用提供工艺参数选择的依据。
合成气制乙二醇路线中分离过程的有效能分析及换热网络设计
本课题以年产35万吨乙二醇生产过程为对象,利用AspenPlus软件模拟所得结果,对分离过程中的各工艺单元装置进行有效能分析,指出能量利用中的薄弱环节,并采用AspenEnergyAnalyzer软件对过程进行换热网络设计,为流程的优化设计及其运行过程中的节能降耗方案的制定提供有利的保障。
大孔树脂吸附技术分离生物基化学品琥珀酸的基础研究,教委,4万元。
邹祺教师:
检测金属离子的荧光化学传感器的合成
荧光化学传感器是一种(类)分子器件设备,它可以通过物理或化学相互作用而选择性的对某种或某类客体(如离子或中性分子)发生荧光响应,并且以此实现定性或定量检测客体的目的。
本项目旨在通过简单的步骤合成一种或多种小分子化合物,并通过核磁氢谱和高分辨率质谱等手段表征其结构的正确性。
希望化合物可以与金属离子作用,从而发生颜色和荧光变化,进而实现比色和荧光检测金属离子的目的。
二芳基乙烯衍生物的制备
光致变色现象是化合物在受到一定波长的光照射时,可发生特定的化学反应,获得光致异构产物,在另一波长的光照射或者热的作用下,又恢复至原来的分子结构,具有这种性质的材料就称为光致变色材料。
本研究拟创新地设计合成具有不对称分子结构的二芳基乙烯类化合物。
它们的分子结构均以二噻吩环戊烯为核心单元,在其两端连接各类功能基团从而改变二芳基乙烯母体的光致变色性质。
具有离子调控变色性能的新型光致变色材料的合成
该项目是将光致变色与超分子化学的客体识别概念相结合,制备基于二噻吩乙烯的光致变色材料,分子结构均以二噻吩环戊烯为核心单元,在其一端侧链连接离子识别基团,另一端侧链连接荧光团,这样就组成了共轭的受体−桥−供体体系。
可通过离子来调控其光物理化学性质,同时,这类材料具有离子识别能力,可以作为检测离子的化学传感器。
这些工作均可为设计具有离子调控变色性能的多功能光分子开关材料提供重要的参考作用。
离子门控光致变色有机材料的合成和基本性能测试
门控光致变色性能是指,可通过各种方式和手段操控材料是否具有光致变色性质,而该性能在显示和记忆存储及信息处理领域是必不可少的。
本项目拟创新地设计和合成具有离子识别能力的二噻吩乙烯类衍生物分子,通过加入离子实现门控分子的光致变色性能,并研究相应的作用机制,力争通过归纳、总结相应的作用机理来探索一种新型的、高效的、简洁的门控光致变色分子体系。
具有离子调控变色性能的新型多功能光致变色材料,2014年上海市教委科研创新项目,8万元
多寻址光致变色材料构建分子逻辑电路的研究,2014年上海市科委“扬帆计划”,10万元
结构可控的新型多重变色复合材料的制备及性能研究,2014年国家自然科学基金青年基金,25万元
徐宏建教师:
脱碳型离子液体的制备与性能表征
2人
离子液体(ionicliquid)是一种在室温及邻近室温下的有机熔盐,是由阴阳离子组成的有机液态物质。
其最大的特点是几乎没有蒸气压,并且具有良好的热稳定性和化学稳定性。
除此之外,离子液体还具有结构可调,性质可控等特点。
本文针对离子液体的制备方法及辅助合成手段展开研究,包括一步合成法、两步合成法、微波合成法、超声波合成法,并研究了其在CO2、SO2、NOx及重金属Hg等多种污染物联合脱除技术的应用。
可再生型有机胺喷淋吸收烟气中SO2/CO2的实验研究
为了保护环境,减少SO2的排放,石灰石石膏法脱硫技术是目前最为成熟的电厂烟气脱硫工艺。
但此工艺吸收剂原料消耗大,运行费用高,脱硫副产品利用率低。
存在着其设备易积垢、堵塞、腐蚀和磨损等缺点。
因此,寻求性能更优越的脱硫剂替代品成为研究热点。
与传统石灰石石膏法脱硫工艺相比,有机胺脱硫技术可再生使用脱硫剂、可回收高浓度SO2,且
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