应用化学
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应用化学的课程应用化学是一门涉及化学原理和实际应用的学科,旨在探索和应用化学知识解决现实生活中的问题。
本文将从应用化学的角度,介绍该课程的重要性、学习内容和应用领域。
一、应用化学的重要性应用化学是将化学理论知识应用于实际问题解决的学科,对于促进科学技术的发展和社会进步具有重要意义。
通过学习应用化学,我们可以了解化学在各个领域的应用,掌握化学实验技术,培养科学思维和解决问题的能力。
二、应用化学的学习内容1. 化学基础知识:学习元素周期表、化学键、化学平衡等基础概念,建立起化学基础知识体系。
2. 化学实验技术:学习化学实验的基本操作技巧,如称量、配制溶液、制备化合物等,培养实验设计和数据处理的能力。
3. 化学分析方法:学习常用的化学分析方法,如滴定法、分光光度法等,掌握分析化学的基本原理和实验操作。
4. 有机化学:学习有机化合物的命名、结构和合成方法,了解有机反应的机理和应用。
5. 无机化学:学习无机化合物的性质和应用,如金属盐的制备和应用、无机材料的研究等。
6. 物理化学:学习物理化学的基本原理和计算方法,如热力学、动力学、量子化学等。
7. 应用化学实践:通过实验和实践活动,探索化学在生活和工业中的应用,培养创新意识和实际操作能力。
三、应用化学的应用领域1. 医药和生命科学领域:应用化学在药物研发、生物分析和医学诊断中起着重要作用。
例如,药物的合成和分析需要应用有机和分析化学的知识,了解药物的结构和性质,以及药物在体内的代谢和效果。
2. 环境保护领域:应用化学可以用于环境污染物的检测、分析和治理。
例如,通过分析水样中的化学物质含量,评估水质的安全性;利用化学方法处理废水和废气,减少对环境的污染。
3. 能源和材料领域:应用化学在能源开发和新材料的研究中具有重要作用。
例如,应用化学可以研究和改进电池技术,提高能源利用效率;应用化学可以合成新型材料,如纳米材料和功能材料,具有特殊的性能和应用。
4. 食品和农业领域:应用化学在食品安全和农业生产中发挥着关键作用。
应用化学专业学什么引言应用化学专业是一门应用科学,旨在培养具备应用化学基础知识和实验技能的专业人才。
本文将介绍应用化学专业所学的主要内容。
1. 化学基础知识作为化学专业的基础,应用化学专业学生需要掌握以下基础知识:•元素周期表和元素的性质、周期规律等;•化学键、化学方程式、酸碱中和反应等基本概念和原理;•化学平衡和反应速率等动力学知识;•具备与其他科学领域交叉学科的基础知识,如物理学、生物学等。
2. 化学实验技能应用化学专业学生需要具备扎实的化学实验技能,包括:•常用实验操作技巧,如称量、分离、过滤、蒸馏等;•常用实验仪器的使用和维护,如pH计、色谱仪、红外光谱仪等;•实验数据的处理和分析,如使用统计学方法处理数据;•安全实验操作的知识,如化学品的储存与处理等。
3. 分析化学分析化学是应用化学的重要分支,应用化学专业学生需要学习以下内容:•分析化学的基本原理和方法,常见的定量和定性分析方法;•分析仪器的原理和操作,如光谱仪、质谱仪、电化学仪器等;•样品的制备和前处理技术,如样品溶解、提取、浓缩等;•数据处理和解释,分析结果的评价和统计学处理。
4. 有机化学有机化学是应用化学专业的重要基础,学生需要掌握以下内容:•有机化学基本概念,如碳氢化合物、有机官能团等;•有机合成方法和反应机理,如取代反应、加成反应等;•有机化合物的鉴定和分离技术,如红外光谱、质谱等;•有机化学在材料、医药等领域的应用。
5. 材料化学材料化学是应用化学专业的重要方向之一,学生需要学习以下内容:•主要材料的性质与分类,如金属材料、高分子材料等;•材料的合成与表征技术,如溶胶-凝胶法、X射线衍射等;•材料的性能与测试方法,如电学性能、热学性能等;•材料的应用,如电子材料、光学材料、生物材料等。
6. 应用化学实践应用化学专业学生需要进行实践操作,学习将理论知识应用于实际问题的能力:•实验室实习,熟练掌握实验操作和仪器的使用;•科研实践,参与科研项目,进行独立研究;•实地考察,了解应用化学在工业生产和环境保护中的应用;•综合实践,通过综合性实践课程,将所学知识应用于实际问题的解决。
应用化学专业概况应用化学专业是一门研究应用化学基础理论与化学原理,并开展相关科学研究、应用技术开发和产品创新的学科。
应用化学专业主要面向应用化学的各个领域,涵盖化学分析、合成化学、材料化学、环境化学、食品化学等方面。
应用化学专业的目标是培养掌握应用化学基本理论和现代化学技术的高素质应用化学人才,为国家经济建设和社会发展做出贡献。
一、教育目标应用化学专业培养具备从事应用化学方面的科研、工程设计、新产品研发、行业管理等高层次应用型人才。
专业旨在培养学生综合素质,包括扎实的化学基础知识和相关应用技术,具备一定的文化素质、科学素质和工程素质;具有良好的创新思维能力、实验设计能力、分析解决问题的综合能力和协作能力;能够适应和引领应用化学领域的发展,能够熟练使用现代化学仪器、设备和软件,掌握各种先进化学分析和测量方法。
二、课程设置应用化学专业课程设置涵盖了化学、物理、生物等学科,主要包括化学基础课程、应用化学专业核心课程、选修课程和实验课程。
其中,化学基础课程包括有机化学、物理化学、分析化学、无机化学、高分子化学等基础课程;应用化学专业核心课程包括化学检测技术、化学反应工程、化学计量学、化学工艺学、化学生物学、材料化学等;选修课程覆盖了化学的各个领域,如环境化学、食品化学、化学工程、有机合成、表面化学等;实验课程则包括化学分析实验、有机合成实验、材料化学实验、化学计量实验、生物化学实验等,以培养学生实验设计和实验操作能力。
三、就业方向应用化学专业毕业生具有广泛的就业领域,包括科研院所、大型企事业单位、高新技术企业、化工企业、环保企业、食品行业等。
具体的职业方向有:科研工作者、研发人员、工程师、化工技术员、环保技术员、教师等。
应用化学专业毕业的学生在企事业单位中可以从事新产品研发、品质检测、生产技术管理、环境监测等工作,也可以从事科研、教学等方面的工作。
同时,应用化学专业学生还可以选择进入硕士研究生阶段深造,或考取博士研究生继续进行专业深入研究。
应用化学和材料化学的区别一、研究对象的不同应用化学主要研究化学在各个领域中的应用,包括但不限于环境保护、食品安全、药物研发、能源开发等。
应用化学的研究对象是各种化学物质在不同环境和条件下的应用效果,以及如何通过化学手段解决实际问题。
应用化学的研究内容涉及到化学反应、催化剂、分离技术、分析方法等方面。
而材料化学则主要研究各种材料的结构、性质、制备方法以及在不同领域中的应用。
材料化学的研究对象包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等。
材料化学的研究内容涉及到材料的物理性质、化学性质、热学性质、力学性质等方面。
二、研究方法的不同应用化学的研究方法主要包括实验研究、理论计算、模拟仿真等。
应用化学研究人员通过实验室实验,采集数据并进行分析,以验证化学理论在实际应用中的有效性。
同时,应用化学也借助于理论计算和模拟仿真的方法,来预测化学反应的过程和产物,以及寻找更有效的化学方法。
材料化学的研究方法主要包括材料制备、材料表征、材料性能测试等。
材料化学研究人员通过化学合成、物理沉淀、溶胶凝胶等方法来制备各种材料,并通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等手段对材料的结构和形貌进行表征,再通过拉伸实验、硬度测试、电化学测试等手段对材料的性能进行测试。
三、应用领域的不同由于研究对象和研究方法的不同,应用化学和材料化学在应用领域上也有所区别。
应用化学的研究成果主要应用于环境保护、食品安全、药物研发、能源开发等领域。
应用化学研究人员通过对环境中污染物的分析和处理,保障食品的质量安全,研发新型药物和能源材料,为社会发展做出贡献。
而材料化学的研究成果主要应用于材料工程、电子信息、航空航天、生物医药等领域。
材料化学研究人员通过设计新型材料、改进材料性能,为材料工程、电子信息领域提供新材料,为航空航天、生物医药领域提供高性能材料。
综上所述,应用化学和材料化学在研究对象、研究方法和应用领域上存在明显的区别。
应用化学主要研究化学在各个领域中的应用,研究方法主要包括实验研究、理论计算、模拟仿真等,应用领域主要包括环境保护、食品安全、药物研发、能源开发等。
应用化学专业简介应用化学是一门以化学理论和方法为基础,研究化学技术在现代工业、医药、环保、食品等领域应用的学科。
应用化学专业涉及到的领域非常广泛,包括基础化学、物理化学、有机化学、无机化学、分析化学、生物化学等多个学科。
在学习过程中,学生会通过理论学习和实践课程掌握化学实验技术、仪器操作、化学分析方法等知识,培养创新思维和实际操作能力,为未来的职业发展打下良好的基础。
实验室是应用化学学科的重要组成部分。
在实验室中,学生将会学到实验操作技能和化学实验的基本要素,如配制溶液、提取物质、分离纯化等实验操作技术。
此外,还可以学习到化学仪器的使用方法,如红外光谱仪、质荷比光谱仪、热分析仪等。
通过实验室操作,学生可以更直观地理解化学理论知识,并学会如何准确、精确地操作化学实验,掌握化学实验技巧,为今后的科研和工作打下坚实的基础。
应用化学专业的核心课程包括:1. 物理化学:介绍物质的基本性质,如状态、结构和热力学性质等,同时还会涉及运动学和物理化学动力学的基本原理。
2. 有机化学:在学习有机化学中,学生将会了解有机物的基本结构和性质,学习有机化合物合成、反应机理和产物鉴定。
3. 分析化学:介绍化学分析技术的基本原理和方法,包括化学反应、质谱分析、光谱分析和电化学分析等方法。
4. 环境化学:学习各种环境媒体中的化学现象、化学参数的测定以及污染物的监测、控制和治理方法。
5. 生物化学:介绍生物大分子结构、代谢以及与生物分子结合的药物的化学性质,还包括基本的分子生物学和基因工程。
除了以上核心课程,应用化学专业还会涉及到专业选修课程和实践性课程,如有机化学实验、药物化学、食品化学、高分子化学、制药工艺学等。
这些课程涵盖了应用化学的多个领域,帮助学生更深入地了解专业知识,更好地适应未来的职业发展。
应用化学专业毕业后职业发展的领域也非常宽泛,包括医药制造、环境保护、食品加工、石油化工等等。
应用化学专业毕业生主要可以从事的工作有:实验室研究员、工艺设计工程师、新产品研发、质量控制员、生产管理员、设计师兼制药师、科研机构研究员、教师等。
应用化学课程摘要:一、引言二、应用化学课程的定义和意义三、应用化学课程的主要内容1.基础知识2.实验技能3.实际应用案例分析四、应用化学课程的重要性1.对于化学及相关专业的学生2.对于科研及工程技术人员3.对于社会和经济发展五、应用化学课程的教学方法六、应用化学课程的未来发展趋势正文:一、引言应用化学课程是化学及相关专业中的一门重要课程,旨在培养具备扎实化学基础知识、实验技能及实际问题解决能力的高级人才。
本文将对应用化学课程的定义、意义、主要内容、重要性以及教学方法和未来发展趋势进行详细阐述。
二、应用化学课程的定义和意义应用化学课程主要研究化学原理和方法在实际问题中的应用,包括化学品的制备、性质、用途、环境和健康等方面。
通过学习应用化学课程,学生能够掌握化学知识在实际问题中的运用,提高解决实际问题的能力。
三、应用化学课程的主要内容1.基础知识:包括化学原理、化学反应、化学平衡、化学动力学等基本理论。
2.实验技能:培养学生具备进行化学实验、分析检测、工艺设计等技能。
3.实际应用案例分析:通过分析实际案例,使学生了解化学知识在工业、农业、医药等领域的应用。
四、应用化学课程的重要性1.对于化学及相关专业的学生:应用化学课程为学生提供了将化学知识应用于实际问题的机会,提高学生的实践能力和创新能力。
2.对于科研及工程技术人员:应用化学课程为科研及工程技术人员提供了解决实际问题的方法和思路,推动科研成果的转化。
3.对于社会和经济发展:应用化学课程为我国社会和经济的发展提供了有力支持,包括新材料、新能源、环境保护等方面的突破和创新。
五、应用化学课程的教学方法应用化学课程采用理论教学、实验教学、实践教学相结合的方式,注重培养学生的动手能力、思考能力和创新能力。
应用化学专业课程有哪些
应用化学专业课程有无机化学、分析化学(含仪器分析)、有机化学、高等数学、物理化学(含结构化学)、高分子化学、精细化学、化学工程基础、化工制图、结构化学、化工原理。
应用化学专业就业前景
应用化学专业的毕业生一次性就业率比较高,就业行业包括教育、材料、军工、汽车、军队、电子、信息、环保、市政、建筑、建材、消防、化工、机械等行业。
部门包括:各级质量监督与检测部门、科研院所、设计院所、教学单位、生产企业、省级以上的消防总队等。
该专业毕业生适宜到石油化工、环保、商品检验、卫生防疫、海关、医药、精细化工厂等生产、技术、行政部门和厂矿企业从事应用研究、科技开发、生产技术和管理工作;也适宜到科研部门和学校从事科学研究和教学工作。
此外,毕业生在选择就读研究生或出国留学等方式继续深造时余地较大。
女孩子的话学化学找工作不容易,化学对她们身体不好,不过可以考分析化学类的公务员,一般是当老师,有的进化工厂,就目前来说,就业还可以,特别是南方。
男孩子学化学还是有前途的,如果学好的话,可以读到博士,那样就看你发展了,可以进科研单位,药厂,上海的机遇多,北京的也可以,有机会的话可以开自己的公司,不过很难的,不只是资金技术还有社会关系,总之就业还可以。
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应用化学介绍应用化学是化学学科的一个重要分支,它研究如何将化学知识应用于实际生活和工业生产中,以解决现实问题和改善人们的生活质量。
应用化学广泛涉及到各个领域,如能源、环境、医药、材料等,对社会发展起着重要作用。
在能源领域,应用化学的研究对于开发清洁、高效的能源技术具有重要意义。
例如,利用化学反应将化石燃料转化为电能,不仅可以减少对环境的污染,还能提高能源利用效率。
此外,应用化学还可以研发新型的太阳能电池、燃料电池等能源技术,为人类提供可持续发展的能源选择。
在环境保护方面,应用化学可以帮助我们解决环境污染问题。
例如,通过化学方法处理废水、废气等工业废弃物,减少污染物的排放,保护环境和人类健康。
此外,应用化学还可以开发新型的环保材料,如可降解塑料、环保涂料等,减少对自然资源的消耗和环境的破坏。
在医药领域,应用化学的研究对于新药的开发和药物治疗具有重要意义。
通过合成和改良化合物的结构,应用化学可以研发出具有更好疗效和较少副作用的药物。
例如,抗癌药物的研发中,应用化学可以通过分子设计和合成来改善药物的靶向性和生物利用度,提高治疗效果。
此外,应用化学还可以研究药物的制剂和控释技术,改善药物的给药方式,提高治疗效果和患者的生活质量。
在材料领域,应用化学的研究可以开发出具有特殊性能和功能的新材料。
例如,应用化学可以研究合成新型的高强度材料、导电材料、光学材料等,拓宽材料的应用范围。
此外,应用化学还可以研究材料的表面改性和涂层技术,改善材料的抗腐蚀性能、防水性能等,延长材料的使用寿命。
应用化学在各个领域都发挥着重要作用,为社会发展和人类生活带来了诸多益处。
通过应用化学的研究和创新,我们可以不断改善生活质量,解决现实问题,推动社会进步。
相信在未来,应用化学将继续发展壮大,为人类创造更美好的未来。
应用化学专业简介应用化学专业简介应用化学是现代化学领域中的一个重要学科,它研究化学在实际应用中的应用和发展。
应用化学专业培养学生具备化学基础理论知识和实践技能,能够将化学理论知识应用于实际问题解决的能力。
应用化学专业的课程设置主要包括有机化学、无机化学、分析化学、物理化学、化工原理、仪器分析等。
学生在学习期间将学习到化学基础的相关知识,并通过实验、实习、实践等方式掌握化学实验和科研技能。
此外,学生还将学习到化学工程的相关知识,了解化学工程的设计和操作原理,培养从事化学工程技术研发和应用的能力。
应用化学专业毕业生可以在化学、化工、食品、药品、环境等行业中从事科研、生产、管理和教育等工作。
毕业生可以参与新材料开发、药品研发、食品加工和环境监测等方面的工作。
同时,应用化学专业毕业生还可以选择继续深造,攻读硕士或博士学位,从事更深入的科研和教育工作。
在实践中,应用化学专业的学生将会进行大量的实验训练和实践活动。
通过实验,学生将会掌握化学实验的基本操作技能,熟悉各种化学试剂和仪器的使用方法,并学习到实验设计和结果分析的方法。
在实践活动中,学生将会参与到化学项目研究和实际问题解决中,培养解决实际问题的综合能力。
在现代社会中,应用化学专业的需求量越来越大。
随着科学技术的进步和工业的发展,人们对于化学领域专业人才的需求不断增加。
应用化学专业的毕业生可以在各种行业中发挥重要作用,解决实际问题,促进社会的发展。
需要指出的是,应用化学专业需要学生具备良好的数理基础和实践能力。
数学和物理是化学的基础,学生需要具备扎实的数学和物理知识,以便更好地理解化学的理论和实验内容。
同时,学生还需要具备良好的实践能力,包括实验操作技能和实践问题解决能力。
总而言之,应用化学专业是一个具有广阔职业发展前景的学科,它培养学生具备化学基础理论知识和实践技能,能够将化学理论知识应用于实际问题解决的能力。
毕业生可以在化学、化工、食品、药品、环境等行业中从事科研、生产、管理和教育等工作。
应用化学课程应用化学是一门应用科学,它研究化学原理和知识在实际应用中的运用。
与纯化学不同,应用化学关注的是解决实际问题和满足人们需求的化学方法和技术。
以下是对应用化学课程的一些总结和讨论:应用化学课程的目标是培养学生掌握应用化学的基本概念、原理和实验技术,解决现实生活中的问题。
课程内容包括物质结构与性质、化学反应和平衡、溶液化学、氧化还原反应、有机化学基础以及分析化学等方面的知识。
这些知识将应用到材料科学、环境保护、食品安全、药物研发和生物技术等领域。
应用化学课程注重理论与实践相结合,通过实验探究和案例分析来巩固学生对化学原理的理解。
实验探究可以帮助学生培养实验操作技能、观察和分析实验现象的能力,锻炼学生解决实际问题的实践能力。
案例分析则可以让学生将理论知识应用于实际问题,培养学生的分析问题和解决问题的能力。
在应用化学课程中,学生还会接触到一些新兴的研究领域和技术,如纳米材料、功能材料、燃料电池和生物技术等。
学生可以通过了解这些前沿领域的最新研究进展和应用前景,培养自己的科技创新和发展的眼光。
学习应用化学不仅需要理论知识的积累,还需要实践和实验的锻炼。
因此,应用化学课程设置了大量的实验项目,学生需要亲自动手操作实验、收集数据、分析结果。
这样可以增强学生对实验原理和技术的理解,并且培养学生的实验设计和数据处理能力。
应用化学课程的学习对于学生未来的职业发展也有着重要意义。
化学是一门广泛应用于各个行业的学科,应用化学的知识和技术在各个领域都有着重要的应用。
学生可以选择从事化工、生物科技、材料科学、制药、食品安全等行业。
应用化学课程的学习可以为他们的职业发展提供必需的知识和技能。
总之,应用化学课程是一门既注重理论又注重实践的学科。
通过学习应用化学,学生可以获得化学原理和实验技术的掌握,并能将这些知识应用于解决实际问题。
此外,应用化学的知识还可以为学生未来的职业发展提供支持和帮助。
因此,学生应该重视应用化学课程的学习,不断提高自己的理论水平和实践能力。
第一章应用化学及应用化学品1. 在化工产品开发过程中,可以大致分为3个基本阶段:基础研究、应用研究、化学工程设计及施工。
2. 应用化学定义:根据化学的基本原理和方法对人类生产、生活实践中与化学有关的问题进行应用基础理论和方法的研究以及实验开发研究的一门技术科学,属于基础研究的范畴。
3. 应用化学的5个特点:①明显的目的性和领域性;②综合性和边缘性;③功利性;④研究成果的应用范围较基础科学要小,保密性强,实现较快;⑤由于重视实际效益,特别是经济效益成为应用化学研究成果的生命力的基本指标。
4. 应用化学主要研究对象:化学品的生产原理、工艺流程、操作条件、生产技术和应用方法。
5. 应用化学品分类:①通用化学品(重化学品)——具有一定的化学式和理化常数的单一化学物质或大量生产的、广泛通用的混合物。
单一有机化合物如:苯、二氯甲烷、三硝基甲苯等。
单一无机化合物如:硫酸钠、三氯化铝、硫代硫酸钠等。
混合物如:汽油、柴油等都属于通用化学品的范畴。
通用化学品特点:1)不同厂家生产的产品,只要规格相同,均可通用于同一用途。
2)进行通用化学品技术研发,其目的主要是改进分离方法或制备路线,改进生产工艺和设备,而不存在更新品种的问题。
3)通用化学品一般来说工艺生产规模和生产量都非常大,生产设备的专用性和连续化生产程度高。
②精细化学品——精细化学品相对通用化学品来说,其生产规模较小、生产量较少,而技术垄断性较强,是一类具有专用性能或特定功能的化工产品。
例如医药、涂料、印刷油墨、香精、洗涤用品、化妆品、感光材料、采矿浮选剂、水质处理剂、防菌防霉剂等。
功能性精细化学品,如抗氧剂、紫外线吸收剂、阻燃剂、增塑剂、催化剂等。
精细化学品的特点:1)不是作为化学物质,而是作为具有功能的产品进行交易的。
2)品种多、产量相对较小,多以间歇分批方式生产。
3)价格高,利润大。
4)在应用技术方面,制造方需具有与用户同等的或更多的知识。
5)精细化学品相当一部分为复配混合型产品,配方、生产工艺,设备等决定产品的性能。
6)很多以商品名的形式进行交易,重视技术服务。
7)一般要求不断进行新产品的技术开发,更新换代。
精细化学品的生产要求:1)精细化学品需要不断进行产品的更新换代,以满足不同的需求或追求更完美的功能。
2)为了追求更完美的功能,许多精细化学品是以辅助成分配合主要活性成分加工而成的,因此配方技术成为这些产品质量的关键。
3)不同厂家生产的同类产品,其应用性能互有差别,甚至使用功效有天壤之别。
4)精细化学品的技术垄断性很强。
同时由于市场变化的需要,许多精细化学的更新周期较短,品种多,产量相对较小。
因此,要求不断改变制备技术和工艺设备。
精细化学品的分类:1)农药;2)染料;3)涂料(包括油漆和油墨);4)颜料;5)试剂和高纯品;6)信息化学品(包括感光材料、磁性材料等能接收电磁波的化学品);7)食品和饲料添加剂;8)粘和剂;9)催化剂和各种助剂;10)化学合成药品(原料药);11)日用化学品;12)高分子聚合物中的功能性高分子材料(包括可降解高分子材料、功能膜、感光材料等)。
举例:催化剂和各种助剂——1)催化剂;2)印染助剂;3)塑料助剂;4)橡胶助剂;5)水处理剂;6)纤维抽丝用油剂;7)有机抽提剂;8)高分子聚合添加剂;9)表面活性剂;10)皮革助剂;11)农药用助剂;12)油田用化学品;13)混凝土添加剂;14)机械、冶金用助剂;15)油品添加剂;16)炭黑;17)吸附剂;18)电子工业专用化学品;19)纸张用添加剂;20)其他助剂。
第二章应用化学研究方法1. 原子经济性或原子利用率:原子经济性或原子利用率(%)=(被利用原子的质量÷反应中所使用的全部反应物分子的质量)×100%;产率或收率(%)=(目的产品的质量÷理论上原料变为目的产品应得产品的质量)×100%。
1)环氧乙烷的生产:①氯醇法二步制备②银催化剂,乙烯直接氧化法;比较——原子利用率从原来的37.45%提高到100%。
2)甲基丙烯酸甲酯的生产:①丙酮-氰醇法——使用了剧毒的HCN和腐蚀性的硫酸,对环境造成很大的危害,原子经济性只有47%。
②羰基化法——该工艺具有原料费用低,无毒、无腐蚀、单程收率高等特点。
原子经济性反应的特点:①最大限度地利用了原料;②最大限度地减少了废物的排放,减少了环境污染,适应了社会的要求。
2. 零排放新工艺:充分利用相关化学反应的集成,即把一个反应排出的废物作为另一个反应的原料,从而通过“封闭循环”实现零排放。
在磷铵生产中开发了用磷石膏制硫酸铵并联产硫酸钾铵和氮、磷、钾复合肥的工艺,初步实现了零排放的绿色新工艺。
3. 高选择性、高产率路线的选择和优化:①需从化学反应的选择性及产率、原子利用率等诸多方面进行设计和研究。
②谋求以尽可能低的成本,尽可能少的三废。
1)研究应用新型催化剂:首要考虑合成路线的高选择性(化学选择性、区域选择性和立体选择性)和高产率,二者是决定化学过程经济性的重要因素。
分子筛催化剂:分子筛有时也称为沸石或沸石分子筛,它们是一类结晶型的硅铝酸盐,具有均一的孔结构。
重要性:分子筛在催化领域中占有重要地位;合成分子筛的类型:A、X、Y、ZSM-5、Beta等;性质:分子筛具有较强的离子交换性能,经氢离子或稀土金属离子交换可制得酸性较强的固体酸;意义:采用分子筛代替无定型硅铝氧化物催化剂用于催化裂化过程,被誉为炼油工业的革命,由于分子筛催化剂裂化效率的提高,仅美国每年就可以节约4亿桶原油。
实例——异丙苯的生产:①传统催化剂AlCl3;(1)催化剂AlCl3,助催化剂盐酸具有很强的腐蚀性。
(2)利用大量的氢氧化钠中和废酸。
(3)生产过程产生大量的废水、废酸、废渣、废气,环境污染十分严重。
②分子筛催化剂;(1)省去催化剂分离、水洗和中和。
(2)大大降低投资而提高生产效率。
(3)产品收率和纯度均大于99.5%。
(4)分子筛催化剂无毒无腐蚀性且可以完全再生。
(5)彻底避免了盐酸和氢氧化钠等腐蚀性物质的使用,基本消除了三废的排放。
苯甲醛的生产:①二氯代苄水解法——进行甲苯的侧链氧化,得到以二氯代苄为主,还有部分三氯代苄,经过二度水解和精馏得到苯甲醛,副产品是苯甲酸和苯甲醇。
缺点是有大量的氯气、硫酸和碱参与反应,同时伴随光热,难于控制又造成严重的污染。
②甲苯液相氧化法——此方法的产品不含氯,但主要产品是苯甲酸,目标产物产率很低。
③甲苯间接电化学氧化法——基本原理:在电解槽内将用硫酸过饱和的MnSO4中的Mn2+电解氧化成Mn3+;然后利用Mn3+/Mn2+的电极电势在槽外反应器中,以Mn3+将甲苯侧链定向氧化生成苯甲醛,Mn3+被还原为Mn2+。
经油、水、固三相分离,水相经处理后与固相MnSO4一起返回电解槽,补充适量硫酸后再进行电解氧化,使之转化为Mn3+氧化剂,再返回氧化反应器继续与甲苯反应,构成水相循环;油相经精馏分出没有反应的甲苯,让其返回反应器与Mn3+继续反应,构成油相循环;余下的馏分继续蒸出苯甲醛;整个过程实质上只消耗了原料甲苯、电能和少量的硫酸即得到了产品苯甲醛。
该工艺路线不仅解决了传统生产法的严重污染问题,而且还优化了生产过程和生产设备,减少了投资和能耗,达到了清洁生产之目的。
环氧丙烷的生产:在催化剂Ts沸石分子筛上利用过氧化氢直接氧化丙烯生产环氧丙烷;惟一的副产物是水,完全可以实现零排放的化工过程。
具有反应条件温和,反应原料安全、易得而廉价,反应速率快,选择性高,反应过程无污染的特点,被誉为环氧丙烷的绿色生产工艺。
二氯苯胺的生产:①传统工艺——虽然具有较高的收率,较好的产品质量,但采用的原料毒性大、反应的步骤多、工艺流程长,“三废”排放量大,环境污染严重,不符合清洁生产的要求。
②新工艺——该工艺选择了价廉易得的混合二氯苯原料,采用了异构化过程,大大减少了中间反应过程和其他原料,溴化反应中产生的溴化氢通过吸收制得氢溴酸产品,整个生产过程中只排放少量废水,对环境污染程度小,达到清洁生产的要求,成为绿色工艺。
4. 解决产品品种,产品功能的研究方法:1)合成和筛选具有特定功能的目标化合物——切实了解对产品的功能要求、技术要求和应用性能的要求;进行文献查阅;运用化学理论设计并合成一系列目标化合物;通过性能或有关性质的检测从中筛选出相对理想的产物;跟踪已发现的构效规律,作较深入细致的研究;最后筛选出目标产物。
实例:具生物化学功能的精细化学品——有关作用机制的资料往往比较缺乏;模拟已知功能的天然产物的结构,合成一系列类似物;进行测试,比较其功能,筛选产物;取得有关构效关系的信息以进行深入的研究,逐步逼近。
2)配方研究——配方按明确的目标而设计;发挥主要活性成分的功能,赋予其他功能或抑制不良性能;调节产物的性状和物理性质以方便使用;增加产物的储存稳定性。
配方优化设计方法——单因素优选法,多因素、多水平试验设计法(包括全面试验法、正交试验法、均匀设计法等),计算机辅助配方设计等。
3)产品性能检验。
4)应用技术研究。
第三章表面活性剂应用基础1. 表面活性及表面活性剂:曲线1——无表面活性物质;2,3——表面活性物质;3——表面活性剂。
面张力(或液/液界面张力)显著降低的物质。
表面活性剂化学结构特征:表面活性剂由非极性的亲油基团和亲水的极性基团两部分组成,其亲油(疏水)基可以是一个或多个,亲水基也可以是一个或多个。
图1 表面活性剂分类:按化学结构分——离子型(阳离子、阴离子、两性型),非离子型。
①非离子型——水中不能解离为离子;平平加②阴离子型——水中离解成带负电的有机阴离子;举例:羧酸盐(如肥皂)、硫酸酯盐(ROSO3Na)、烷基磺酸盐R-C6H4SO3Na、磷酸酯盐ROPO3Na2③阳离子型——在水中离解成有机阳离子;举例:具有1或2个长链烷基的季铵盐,具有长链烷基的伯、仲、叔铵盐,膦盐、锍盐④两性型——在水中,处于不同pH值时可呈现阴离子或阳离子特性,有等电点;举例:氨基酸盐(R-NHCH2COO-)、甜菜碱(RN+(CH3)2-CH2COO-)、咪唑啉型、磷酸酯型⑤特种表面活性剂——有机氟表面活性剂、有机硅表面活性剂、有机硼表面活性剂、高分子表面活性剂(天然高分子和合成高分子)⑥生物型——利用微生物在一定条件下,将某些物质转化为具有表面活性剂特性的代谢物;举例:海藻糖脂、鼠李糖、磷酯类、脂肪酸脂、蛋白脂一多糖聚合物等表面活性剂特性:1)表面活性剂分子在溶液表面(界面)吸附,大大降低溶液表面(界面)张力;2)表面活性剂溶液达到一定浓度,表面活性剂会在溶液中聚集而形成胶束(胶团)。
表面活性剂在溶液表(界)面的吸附状态:表面活性剂的疏水基有从水溶液中“逃离”出的趋势,其亲水基却有与水相互作用而缔合的能力,从而表面活性剂易富集于水溶液的表面;表面活性剂在溶液表面富集时的状态是随其分子在溶液中浓度的增加而变化的;SAA在疏水基和亲水基两者作用下,它在溶液表面吸附并作定向排列。