化工学院课题集锦

1、化工学院课题集锦1、在蜂窝陶瓷上负载分子筛和沸石研究背景 ：蜂窝陶瓷现在最广泛的应用是在汽车工业上，用于净化废气。其余广泛应用在发 电站的排放气有选择性的催化还原和飞机上的臭氧破坏。蜂窝陶瓷结构的应用在化学 转化和吸附过程中的应用比较有限，但很值得关注。蜂窝陶瓷是有结构载体的一例， 这种载体被很薄的壁所间隔形成长的平行的孔道。蜂窝陶瓷结构的主要特征是有高的空隙组分和大几何表面积，在流动条件下产生一个 低的压降，一个高的灰尘容量，在载体和反应物之间一个大的接触面积。蜂窝陶瓷催 化剂载体可以被认为是不同类别的催化剂的传统载体的一种精彩的替代。蜂窝陶瓷结 构，无论是金属的或陶瓷的，均由一个单一的块状

2、组成。在化学工业中，蜂窝陶瓷反应器与传统的流动床和固定床相比，有着明显的优势。 目前，在一个多相过程中仅有一项大规模的工业应用：用蒽醌制过氧化氢的过程。催 化剂蜂窝陶瓷反应器被广泛的应用于催化剂燃烧应用中，其中很多废气污染相关。次 要的燃烧应用包括知名的汽车接触反应的转炉， 在其中一氧化碳和碳氢化合物的氧化， 以及伴随的氮的氧化物的减少发生。催化剂经常被一种极细的粉末状应用于液体中，为的是增大接触面积和减小内扩 散传播的距离。但是就存在一些潜在的关于如何处理粉末状催化剂问题：分离，磨损， 设备的腐蚀。蜂窝陶瓷反应器的引入可以解决上述问题。目的： 对现有的蜂窝陶瓷上负载及蜂窝陶瓷反应器研究进展作

3、一下综述。2、优级品硬脂酸钙、硬脂酸钡的生产工艺研究课题背景硬脂酸盐类产品又称硬脂酸金属皂，种类多，用途也很广。硬脂酸钡、铅、镉、 锌、钙等都是聚氯乙烯塑料的热稳定剂，也可以解决许多制造和应用上的技术问题， 如增加透明性、软化性、润滑性，可以和聚氯乙烯因受热而分解出的氯化氢作用而防 止其分解，它们同时还是光稳定剂，可以抑制紫外线对薄膜的老化作用，延长薄膜的 使用寿命。还可以用作润滑油的增厚剂，油漆的平光剂、催干剂、塑料的脱模剂，纺 织品的打光剂等。因此硬脂酸盐在工业上应用广泛，需求量大。目前我国生产的硬脂 酸盐类大部分不符合优级品的标准，生产的优级硬脂酸盐不能满足国内需求。本课题旨在对优级硬脂

4、酸盐产品的工艺过程进行研究，开发一条具有实际应用价 值的优级硬脂酸盐的工艺路线。3、高密度聚乙烯用催化剂 课题背景自1971年中国第一套聚乙烯装置投产以来，中国的聚乙烯 PE工业迅速发展。 19911999 年中国的 PE 生产能力平均年增长率 10以上，预计到 2010 年中国聚乙烯 生产能力将达到6723kt（包括可能的新增装置及现有装置的扩产和增产），年平均增长率 约9。预计到 2010年需求平均增长率为 7左右。随着国民经济的快速增长，中国的 PE 市场也保持较高的增长速度。 19901999 年中国的聚乙烯消费年平均增长率为 18，而国产满足率尚不足 50，巨大的需求缺口由进口来满足

5、。再加上，世界石化 市场供大于求的形势、国外大型石化公司的合并重组、技术进步造就的大型化趋势、 第二代聚乙烯技术的迅速发展和聚乙烯主要专利技术持有着进一步完善专有技术等因 素均使 21 世纪的石化市场竞争形势更为严峻。 如何提高我国聚乙烯工业的竞争力就值 得我们认真思考了。催化剂的制备一直是聚烯烃工业的核心技术，世界许多国家竟相 投入大量资金进行聚乙烯高效催化剂的开发和生产。目前在工业上应用最为成功的仍 属载体型的钛 -镁体系高效催化剂，国产 BCH 催化剂就是这类催化剂，具有很大前途。 本课题拟对高密度聚乙烯用催化剂，特别是国产 BCH 催化剂进行更深一步的了解。4、气相火焰燃烧合成纳米材料

6、及其机理研究 课题背景超微粒子 （又称团簇纳米粒子量子点等 ）一般其尺寸介于 1-100nm 处在原子簇和宏 观物体交界的过渡区域，是一种典型的介观系统。超微粒子具有特殊的结构，因而具 有很多新异的物理化学性质，涉及到体相材料中所忽视的或根本不具有的基本物理化 学问题。因此，超微粒子在化学性质、物理性质、磁性光学性能及催化性能等方面与 常规粒子相比有着明显的差异。比如，用超微粒子制备的陶瓷材料可以发生很大的变 形，用超微磁粉制备的磁盘其存储容量明显增大，超微粒子催化剂比常规催化剂的催 化性能更高等。目前制备这种纳米材料的方法有很多 ,根据合成的不同相态看，主要可 分为固相法、液相法和气相法。固

7、相法主要是指一些物理方法，如物理粉碎法机械合 金法等。固相法操作起来虽然很简单，但制备出的产品粒径分布不均匀，且在研磨和 加热过程中也易引入杂质且要浪费大量的时间和能量。液相法主要有化学沉淀法、水 热合成法、溶胶 -凝胶法等。液相法的研究现在较为成熟，不过液相法中为了使生成的 颗粒成型和活化往往都有一个焙烧过程很容易导致最终产品比表面积的下降。气相法 是通过金属蒸汽或化合物气相的化学反应生成各种纳米粉末的方法 ,具有如下的特点 1) 原料金属化合物具有挥发性提纯较容易生成物纯度高不需要粉碎； 2)气相中物质浓度 小生产粉末的凝聚较小； 3)控制生产条件容易制得粒径分布窄粒径小的微粒； 4)气

8、氛容易控制，除氧化物外，用液相法直接合成困难的金属氮化物、碳化物硼化物也可 用此法合成。正是由于这些优点，气相法成为现在大家研究的热点，具体来说，气相 法又可分为许多种如气相冷凝法( PVD)、 化学气相沉积法 (CVD) 、 等离子体法、气 相燃烧合成法等等。其中气相燃烧合成是最近几年发展起来的先进纳米颗粒材料的合 成技术，根据燃烧区域的不同又可分为火焰反应器和热壁反应器。气相火焰燃烧法的 反应是在火焰中进行，对原料的要求不高，产物不需要经过高温锻烧，可以大大减少 团聚，是一种值得研究开发的纳米粉体制备技术。5、大蒜素的提取课题背景大蒜为百合科(Liliaccac )葱属植物生蒜(Alliu

9、mSativum L )的鳞茎。祖国医学认为，大蒜性温、味辣，具行气、消炎、祛风、止痢、散痈消毒等 功效。现代医学证实大蒜具有抗菌、消炎、杀虫、抗癌、降血压、降血脂、降低胆固 醇、预防动脉粥样硬化、抑制多种肿瘤的发生等作用。大蒜集预防、治疗于一体 ,有着 广阔的市场开发前景。大蒜油可作调味剂 ,同时大蒜油与葵花子油按一定比例配制成大蒜素胶丸,具有用量少,服用方便等特点。 早在 30年前曾提取到大蒜的主要成分是大蒜辣素， 但性状极不 稳定，无太大实用价值。近几年科学工作者采用超低温冷冻干燥工艺技术，分离出另 一有效成分大蒜新素，分子式为C6H10S3,性质稳定，加碱加热均不易使之破坏，并经试验证

10、实具有强大的抑制细菌和真菌的作用，它能在 5 分钟内杀死伤寒杆菌，特 别适用于治疗真菌引起的皮肤病和深部霉菌感染，而且毒性低，副作用少，是目前国 际上公认的有效的天然广谱抗菌素。6、超临界二氧化碳流体用于表面清洗背景超临界二氧化碳是温度和压力都超过其临界温度和临界压力的二氧化碳流体。在此 临界点以上状态的C02,有一个明显的特点就是：压力只要有微小的变化，其密度就产 生很大的变化。而且，通过加压可以使超临界 C02的流体密度接近于液体密度。这样， 超临界流体就与液体同样具有溶解液体及固体的能力。超临界二氧化碳粘度低，扩散 性好 ;临界温度和临界压力不高，并且无毒、无腐蚀、易挥发、不与热敏物质反

11、应、不 燃、无溶剂残留，同时价格低廉，因此特别适用于轻工和食品行业，是一种理想的绿 色试剂。也由于上述优点，它在清洗方面的应用也很有前景。因为传统的清洗的清洗 剂大多都轻微毒性，或污染环境。为了了解超临界二氧化碳在这方面的应用，有必要 进行检索，了解国内外动态。7、固体碱催化剂的研究进展课题的检索课题背景随着世界环保意识的加强以及绿色化学的发展 ,人们越来越重视环境友好的催化 新工艺过程。以固体碱作为催化剂，具有高活性、高选择性、反应条件温和、产物易 于分离、可循环使用等诸多优点，尤其在精细化学品合成方面可使反应工艺过程连续 化，增强了设备的生产能力，发挥着越来越明显的优势，可望成为新一代环境

12、友好的 催化材料。然而，相对固体酸催化剂而言，对固体碱催化剂的研究起步较晚，发展也 比较缓慢，主要原因在于固体碱，尤其是超强固体碱催化剂制备复杂、成本昂贵、强 度较差、极易被大气中的CO 2等杂质污染，而且比表面都比较小。并且固体碱应用 和失活后的再生还没有比较成熟的方法。 因此， 各国都处在积极研制开发阶段。 自 2 0 世纪 50年代固体碱催化剂引起科学家们的重视以来， 已经发展了多种类型的固体碱催 化体系，按照载体和活性位的性质不同，固体碱大体可分为有机固体碱，有机无机复 合固体碱，以及无机固体碱，其中无机固体碱又可分为金属氧化物型和负载型。但总 的来看，固体碱催化剂的研究尚缺乏系统性。

13、8、L-酪氨酸的合成研究背景知识L-酪氨酸是一种贵重的氨基酸，目前主要用作医药工业上的重要原料，其纯品是紧 俏的生化试剂和临床诊断试剂。例如， L-酪氨酸可用作生产甲状腺素、肾上腺素等药 品的主要原料，利用L-酪氨酸制备的酪氨酸氧化酶在临床医学上主要用于检验糖尿病 和肾功能失调等疾病。此外，在生物化学及酶制剂工业上，当其需要快速测定蛋白酶 的活力等指标时，也要用到 L-酪氨酸等。总之，随着国民经济的日益发展，L-酪氨酸的社会需求量正在与日俱增。目前，L-酪氨酸主要从动物的角蛋白（例如：角、蹄壳等）进行酸性水解所得的混合 氨基酸溶液中综合地提取，也可以从利用动物的毛、发、羽毛等的水解液中提取 L

14、-胱 氨酸的粗晶的母液中提取等。但这些方法均存在原料价格高、成品收率不理想的缺点 . 本课题就是想找出一种更合理的方法。9、钙钛矿型透氧膜的研究背景： 氧离子、电子混合导体致密透氧膜是一类同时具有氧离子导电和电子导电性能的 新型陶瓷膜材料。此类材料不仅具有催化活性，还可以在中高温下选择性透氧，因而 在纯氧制备、燃料电池 以及化学反应器等方面展现出十分诱人的应用前景。特别是近 几年来，随着石油资源的日益减少，利用天然气等丰富廉价烃类资源制备附加值极高 的化工原料已引起人们很大的兴趣。混合导体透氧膜，尤其是钙钛矿型氧化物，与多空无机膜和固体电解质膜相比有 如下的优点：（1）在高温下，在氧化学势梯度

15、的推动下，氧气以氧离子而不是分子的 形式选择透过膜体。同时，由于膜体中存在有可变价态的金属，电子则向相反的方向 移动。因此，理论上氧气的选择渗透性为 100%。（2）氧气的选择渗透通量与多空陶瓷 膜相当，是固体电解质膜的 3-8 倍。（3）由于此种膜兼有离子和电子导电性，无须接 外电路，所以操作过程大大简化，操作费用显著降低。总而言之，随着天然气化工作 为下一世纪能源战略的重要组成部分，如果能制备出有很好兼容性和可靠性的混合导 体透氧膜，那么它就能在氧分离等领域有着巨大的应用前景。近来，由于混合导体膜的催化和为甲烷部分氧化动态提供所需的氧的性能，越来 越受到人们的关注。研究发现用混合导体致密膜

16、与甲烷部分氧化反应（POM）过程耦合（膜反应器），预计比传统的氧分离工厂降低操作成本 20以上，并且能够有选择地 控制反应进料或移走反应产物， 控制反应进程， 防止放热反应引起的飞温失控 1。利用 混合导体膜反应器进行甲烷氧化反应的优点如下： （1）达到较高的产物选择性（ 2）利 用空气作为氧化剂，消除了氮气对产品的污染（ 3）避免了热力学极限（ 4）把分离与 反应过程耦合在一起，简化了操作过程（ 5）在高温反应过程中避免形成环境污染物 （NOX）。但上述膜集成技术的工业化应用是长期的，迫切需要开发出性能优良，特别是在 低氧分压气氛下稳定的混合导体透氧膜材料，如果此种材料具有很高的氧通量、很好

17、 的稳定性的机械强度，那么其研究开发不仅会对相关的化工过程产生重大影响，而且 对能源、环保等领域应用的高新材料的发展亦产生积极的推动作用。10、乙醛贮运中自聚原因和条件以及阻聚对策的研究 课题背景众所周知，乙醛是重要的有机化工原料 , 广泛应用于有机合成 、农药、医药及精 细化学品生产中。由它可生产醋酸、醋酐、丁辛醇和季戊四醇等原料，也可用于生产 丁二烯、聚乙醛、氯乙醛和山梨酸、乳酸、尿囊素等重要中间体和化学品。目前国内 乙醛产量已达 20多万吨/年。乙醛生产方法很多，其中主要为乙炔水合法和乙烯氧化法。扬子石化公司化工厂 以乙烯为原料，用氯化鈀、氯化铜为催化剂，氧气氧化法生产乙醛，其产量已达

18、78000t/a, 除大部用于氧化生产醋酸自用外，部分产品直接外销。乙醛是易燃、易挥发液体，沸点 20.2C，闪点-35C，与空气混合时的爆炸限为 3.9757%(V/V) ，因此在生产、贮存、包装和运输过程中的安全问题十分重要。扬子石 化公司化工厂去年在产品外销灌装过程中曾发生两起突出的安全隐患问题： 12月2日在 为少BK5820II槽车灌装15吨乙醛后，发现槽车温度、压力急剧上升，槽车压力上升至 0.8Mpa,温度达70C。12月16日在乙醛装车中发生了相同的问题，在 19吨乙醛装完、 槽车氮封后，槽车压力突然上升至0.62Mpa,温度上升至80C。槽车内物料取样分析， 发现在乙醛中存在

19、 1 1 %左右的三聚乙醛，初步判定乙醛在某种因素的促使下，剧烈自聚 成三聚乙醛，放出大量热量，使料温上升到沸点以上，在密闭条件下，使槽车压力上 升。虽然因发现及时，处理得当未造成事故，但总是造成事故的隐患。在乙醛生产的 历史上， 1995年在输送乙醛中，也曾发生两次类似的情况。因此，为保障乙醛的安全 生产和销售，防止事故的发生造成人身伤亡和财产损失，必须找到造成上述状况的原 因和发生的条件，并找到有效防止聚合的对策。扬子公司化工厂委托我校开展有关研 究。国外在上世纪八十年代前报道较多，但是有相关研究专利报道的主要内容集中在 乙醛生产过程中如何抑制生成三聚乙醛。研究认为在乙醛生产过程中，由于使

20、用了金 属氯化物或硫化物作催化剂，在生产过程中由于部分氯离解，而生成有机氯化物，存 在于粗乙醛中，在精馏过程中这些有机氯化物又会进一步分解成无机酸，促使乙醛的 自聚。研究表明1ppm的HCL，会促使生成数千ppm的三聚乙醛。此外也有认为重金属、 氯化铁等可催化乙醛自聚的报道。上述的有关结论，有待进一步验证，并且这些结论 都将有效地指导科研项目的研究和解决。11、生物柴油合成与制备背景知识传统能源的日益枯竭需要开发新的可再生能源 , 科学和妥善地规划 21 世纪能源，不仅是经济问题，而且涉及到政治风险。据有关经济学家们反复论证，到2010 年世界经济将发展到能源消耗的高峰期，各国为能源安全而展开

21、的争夺战将更加激烈；环境 保护与汽车工业的发展需要清洁油料。生物柴油是以植物或动物及其产物为原料制成 的可再生能源 ,可以作为优质的石油柴油代用品。 发展生物柴油产业在我国具有的巨大 潜力 ,将对保障石油安全、保护环境生态、促进农业和制造业发展、提高农民收入 产生相当重要的作用。本课题重点检索生物柴油的合成与制备上。12、聚酰亚胺复合材料摩擦磨损性能研究进展 研究背景：人类在新世纪对材料的要求是更坚固、更轻便、更价廉；在一些材料领域 里要解决的课题是更小、更快、更薄、更舒适；尖端技术方面往往要求耐腐蚀、耐辐 照、耐磨、低摩擦、自润滑、绝缘、无毒等等；而工程塑料则可以充分顺应这些时代 的要求。在

22、摩擦领域要求材料有更好的摩擦磨损性能的同时，还要求有很好的力学性 能、耐高温性能和化学稳定性。而用传统方法改善常用材料的性能几乎已经达到了这 些材料潜在的性能极限。而工程塑料除具有通用塑料所具有的一般性能外，还有某种 或某些特殊性能，特别是具有优异的力学性能或优异的耐热性，或者具有优异的耐化 学稳定性，在苛刻的化学环境中可以长时间工作，并保持固有的优异性能。优异的力 学性能可以是抗拉伸、抗压缩、抗弯曲、抗冲击、抗摩擦磨损、抗疲劳等。某些工程 塑料还兼有多种优异性能。近几十年来，塑料工业的发展日新月异，性能优异的新颖 塑料层出不穷，所以，工程塑料的出现被认为是 20 世纪重大科技成果之一。耐热性

23、高 聚物为基体的自润滑复合材料 ,与金属材料相比 ,具有化学性质稳定、抗腐蚀能力强、 消声减震效果显著、维修保养方便等优点。这类材料通常以耐热性好、本身具有一定 自润滑能力的高聚物作为基体 ,向其中加入一种或多种固体润滑剂及其它改性增强剂 而制成 ,可以用来制作耐磨减摩的零部件 （如轴承、齿轮、活塞环和滑动导轨等 ） ,在 航空、航天、机械、电子等领域作为摩擦件广泛使用。本文目的是以聚酰亚胺为基体 通过改性得到性能优异的摩擦材料。13、低热膨胀聚酰亚胺的研究进展研究背景 ：随着现代高科技的飞速发展 ,新型高分子材料已得到广泛应用，例如航天、 航空、石油勘探、电子电气、以及国防军工等。但是与金属

24、、陶瓷等无机材料相比高分子材料的耐热性相对较差 ，热膨胀系数（CTE ）也大得多，两者复合后构成复合材 料 ,随着温度的变化 ,热应力不仅使高分子涂层与基材剥离 ,而且还使高分子材料涂层 产生龟裂、 翘曲 ,模压塑料则产生裂纹等现象。 还有高新技术的发展， 要求仪器仪表器 械等向小型化发展，这样器械内部的空间更小，对材料的耐热性和热膨胀提出了更高 的要求。可见，在实际应用中，材料的低热膨胀性，不同材料的热膨胀差异所引起的 热应力是一个重要的问题。分子材料的热膨胀率提出了更高的要求。聚酰亚胺（PI ）作为一种重要的特种工程树脂， 具有优异的热能性、 电性能及机械性能 ,人们希望在利 用它的优异性

25、能的同时 ,能降低其热膨胀系数 ,使它能很好地与无机材料复合。 目的：对现有的关于低热膨胀聚酰亚胺的研究进展作一个综述。14、有机物分离中的渗透汽化过程的优化研究课题背景 渗透汽化是近十几年来颇受注目的一项新的膜分离技术，有一次性分离度高、设 备简单、无污染、低能耗等优点。对于共沸或近沸的混合体系、脱除微量水、有机溶 剂脱除等传统分离方法难以奏效的领域， PV 分离效果突出，显示出可喜的应用前景。 但是工业应用中主要研究集中在选择膜材料，改善制膜条件，在使用过程中的操作条 件等研究很少，故对渗透汽化分离过程中的设备过程设计和操作参数优化将是今后重 要的研究课题。15、碳硅烷枝状体合成与制备合成

26、与制备剂制备的课题检索课题背景催化反应过程是医药和化工等产业重要的工艺环节之一。均相催化剂具有突出的 产物合成选择性和催化活性，反应条件温和，尤其在不对称合成中，具有明确结构的 手性催化剂不可或缺，但一些昂贵的催化剂难以有效分离回收和重复使用。工业上极 多数优先采用多相催化，但经常有更多的副产物生成，为产物分离和副产物处理增加 了困难，在客观上导致了大量的环境污染和资源浪费。通过改良多相催化剂难以取得 更好的效果，因为在构型不确定的载体表面上难以造成相同的活性部位。在力求建设 低能耗和低环境污染绿色化工的当今，急需对催化技术做出新的审视。近年来，针对 解决不对称催化与组分分离的衔接，科学家致力

27、于研究和开发相转移催化、超临界状 态下以 CO2 等为溶剂的催化等技术，都旨在探索面向绿色工艺的催化技术。枝状体是 一类有高分枝结构特征的大分子物质，结构规律性较强，形状紧凑，有大量的活性端 基，且在分枝间的空隙可以接受客体分子。碳硅烷枝状体又以其化学和热力学性质稳 定而受到广泛研究。在碳硅烷枝状体分子的尾部基团上负载铂、钯、镍等贵金属，制 成的催化剂不仅有均相催化剂的性质，易于回收和重复使用，而且它比单核分子更稳 定，活性和选择性都更好。因此这种催化剂有着广泛的应用前景，尤其集中在光活性、 手性和超分子领域等方面。16、吸附分离法在轻烃分离上的研究与应用课题背景： 轻质的烷烃和烯烃混合物分离

28、是化工生产中的常见问题，目前最普遍的工业化方法是 采用低温蒸馏的分离方法。这种方法最主要的缺点就是能耗巨大。为了降低能耗，各 种新的分离方法被设计了出来，其中基于吸附分离和精馏分离相结合的方法是一种很 有吸引力的手段。在传统的精馏分离的方法中引入吸附分离可以大大的降低所消耗的 能量，通常这是采用各种吸附分离材料（如 DD3R 沸石分子筛）来完成的。 DD3R 沸 石是完全由硅组成的一种物质，稳定性非常好，不会发生副反应。它是一种憎水的材 料，有着较高的热稳定性（V900C）。这种沸石包含一个有八个环所形成的一个孔，其 大小为4.4 >3.6埃。对于丙烷，由于其关键分子尺寸比这个八环形成的

29、孔要大，所以不 能进入到这个空穴之中。而对于丙烯，由于其关键分子尺寸比这个八环形成的孔要小， 所以可以进入到这个空穴之中。这一点可以通过分子模拟的手段来验证。通过强制丙 烷和丙烯分子通过该孔的模拟，发现两者的能垒分别为90 kJ/mol和30kJ/mol。对于乙烷和乙烯，在通过 DD3R 分子筛时则没有什么区别，因为他们的关键尺寸都远小于分 子筛的孔。尽管如此，我们也可以通过寻找一种合适的分子筛，基于同样的原理来实 现乙烷和乙烯的分离。总之，对于轻烃的分离，吸附法提供了一种不同于传统的精馏 法的思路，这对于降低能耗，实现轻烃的分离具有重要的意义。17、聚氨酯薄膜材料纳米二氧化钛自洁涂层的制备课

30、题背景 随着工业的发展和人民生活水平的提高， 环境污染问题日益成为人们关注的焦点。尤其进入 90年代以来，世界各国在环境方面都制定了严格的标准。本身能够清洁的材 料愈来愈受到人们的青睐。自从1972年，东京大学的藤屿 昭教授等发现二氧化钛在紫 外光的照射下，会引起光化学反应，具有分解水的光催化作用以来，在后来的研究中 还发现这种Ti02电极还具有分解有机物的性质，可发挥抗菌以及防污、防臭等作用。 为我们今天的研究打下了坚实的基础。目前半导体催化剂可以利用太阳光，激发产生 电子和光生空穴，治理环境污染，成为具有净化功能的节能高效无污染的环境材料。现使用的光催化剂多是大禁带n型半导体，已研究的光催

31、化剂有Ti02、ZnO、CdS、SiC、 W03、In2O3、SnO2、SiO2、Fe2O3等。普遍认为TiO2是最佳光催化剂，作为净化环 境空气用的材料大都采用纳米级的二氧化钛， 其优点如下： (1) 在自然环境下只要有阳 光照射，就能发挥光催化作用，无需另加能源； (2) 净化效率高； (3) 化学性能稳定， 活性再生容易，可长期使用； (4) 对人体无害， 制备方便而且价格低廉。 TiO2 光催剂在 环境污染物的治理方面显示出良好的应用前景，并将逐渐成为实用的工业化技术。 光催化氧化法是一种具有广阔应用前景的新技术，将成为科学生产的新热点。18、石油脱硫技术进展 课题背景 矿物燃料仍是当

32、今世界的主要的能源，硫几乎是普遍存在于其中的有害物质。在 燃料使用过程中，硫以各种方式排入环境，造成严重污染，破坏生态平衡。尤其是所 生成的SO2,我国每年约有25Mt的SO2排入大气，其中相当一部分来自石油产品的燃 烧过程。硫还能使催化剂中毒。当今世界各国制定的SO2限制排放法规日愈严格。由于人们总是乐于首先开采低含硫的石油，致使世界范围内可开采的石油含硫量越来越 高。石油中含有大量的硫、氮、金属等杂质，其中含硫质量分数约为0.037.89。当石油燃料燃烧时，放出大量的 SO2气体，对大气造成污染，同时也是酸雨形成的一 个主要原因。因此，随着人们环保意识的加强，各国政府纷纷立法，要求逐渐减少

33、石 化产品中的硫含量。例如在美国，柴油中的硫含量要求小于500X10-6最近规定要求低于350X10-6。预计到20052007年，硫含量控制在(1015) X0-6之间)。因此，石油馏 分脱硫成为炼油工业中的一个主要问题。同时，近年来我国原油的进口量逐年增加，而进口的原油主要为中东原油和俄罗 斯原油，基本上都是高硫原油，一般在 1.5w%以上，甚至高达4.0w%。因此，研究经 济有效的脱硫技术已成为石油化工最紧迫的任务之一，对提高石油的利用率，降低加 工成本，改善生态环境具有极重要的现实意义。19、丙烯醛的制备方法 课题背景： 丙烯醛是一种最简单的不饱和醛，有着重要的工业用途。目前用量最大的

34、是制备 动物饲料添加剂蛋氨酸。它还用于制备甘油、戊二醛和水处理剂等等。目前我国的丙 烯醛产量很低，主要依赖于进口。这样以丙烯醛为原料的其他工业产品的成本就很高， 因此，尽快开发出适合我国进行大型工业生产的丙烯醛制备方法就变的十分重要。目 前看来，丙烯醛主要是由丙烯或丙烷进行催化反应制备，主要问题在于催化剂的选择、 反应条件的优化以及能耗的降低等。近几年，有关丙烯醛的制备工艺的论文、专利都 发表了很多，也从另一侧面说明研究丙烯醛制备的必要性，同时也为我们进行丙烯醛 制备提供了有利条件和环境。20、含二甲基甲酰胺有机废水处理课题背景 ： 世界范围内的环境污染问题越来越受到广泛的关注，各国政府对于有

35、害物质的处理提 出了更高的要求制定了更严格的标准。对于一些难降解的有机废水寻找新的降解方式 势在必行。本课题主要处理扬子石化公司含 DMF 有机废水。扬子石油化工股份有限公司烯烃厂从乙烯生产的副产物中抽提丁二烯需要利用二 甲基甲酰胺（简称 DMF ）作为萃取剂。此工艺由萃取精馏 （两塔 ） 、溶剂脱除、丁二 烯净化、溶剂回收、返回丁二烯处理等六个工序组成。由于萃取剂 DMF 不能完全被回收，因此该工段每天会产生 1 吨既含油又含 DMF 的有毒废水，其特点是： DMF>8.5wt%；COD：6000mg/L；pH 值： 78；含油量严重 超标。如果将这股废水直接送到含油废水处理中心集中处

36、理， DMF 会造成微生物细菌 中毒，对现有生化处理场造成极大的冲击，若将这股废水借助其它工段大量的工业废 水稀释，则大量的油和 DMF 仍然污染环境，对人体造成极大的危害，特别是DMF ，它可经呼吸道、消化道和皮肤侵入机体 ,主要损害肝脏。联邦德国把它列入第1 类受控制污染物，原苏联污水中 DMF排放最高容许浓度标准1 0 mg/L、我国地面水中最 高容许浓度推荐值 2 5mg/ L。 因此对 DMF 有毒废水的处理势在必行。21、环氧乙烷催化水合制乙二醇课题背景乙二醇（简称EG或MEG ），俗称甘醇，是重要的脂肪族二元醇。其最大用途是生产 聚酯树脂 ,包括纤维、薄膜及工程塑料。还可直接用作

37、冷却剂和防冻剂,同时也是生产醇酸树脂、增塑剂、油漆、胶粘剂、表面活性剂、炸药及电容器电解液等产品不可缺 少的物质。 1998年全球乙二醇生产能力约 1 2 2 7 万吨 ,1 999年约 1 450万吨。我国 乙二醇生产主要集中在几家大型石油化工企业,如燕山石化公司、 扬子石化公司、 辽阳化纤公司、上海石化股份公司和抚顺石化公司等，总生产能力901 0 0万吨.环氧乙烷直接水合法是当今生产乙二醇的唯一方法，生产技术由Shell、SD和UCC三家公司垄断，全球约70 %的乙二醇装置采用SD和Shel l公司的技术。反应物中 环氧乙烷和水的摩尔比为 1 : 22,在190200E和大于1.9MPa

38、下水合。反应勿需催 化剂，环氧乙烷转化率100 %选择性88%91%。生产中大量的能量用于蒸发产品中 85wt %以上的水份。该工艺最大的缺点是能耗大。例如,当水、环氧乙烷的摩尔比（简 称水比 ）为 2 0 时 ,通过蒸发除去摩尔量大约为乙二醇 1 9 倍的无用水所需的热能为 每摩尔乙二醇714kJ。这意味着生产1吨乙二醇要耗5 .5吨蒸汽。为了降低能耗，各 国竞相开展了环氧乙烷催化水合技术的研究。22、高压流体相平衡的研究课题背景化工过程的研究、设计、开发是一项大规模的优化过程。进行这项工程的推动力， 则来源于市场的需要及其所产生的经济效益。显然，这项工程的基础在于提供各种基 本数据。其中流

39、体的热力学性质和相平衡数据至关重要。鉴于实际化工生产过程对基 本数据的直接依赖，基本数据的准确性和全面性就显得尤为重要。随着当今世界经济 的飞速发展，各行各业日新月异，化学工业也不例外。新兴事物或问题的出现为人类 文明的进步提供了挑战和机遇。而新的化合物或其组合给广大化工科研人员设置了难 度不等的障碍。于是新数据的产生直接关系到化工过程的命运。相平衡和物性数据的测定能够解决上述问题。其测定只有通过实验才能进行，这 是因为实验是数据研究的基础，一方面它是数据的直接源泉；另一方面，各种关联性 或预测性的模型都必需用实验数据进行检验， 并求得参数。关于实验方法： （1） 测定低 压汽液平衡时，方法相

40、对来说比较成熟，但仍有改进余地； （2）测定高压汽液平衡的 方法发展较快，其主要关键是如何准确测定各相的组成； （3）测定高压 PVT 关系时， 关键是如何准确测定密度。在高压下，特别是临界区附近，有许多特殊现象。例如流体的密度接近液体，因 而具有较高的溶解能力，而其粘度接近气体，因而具有较好的传质性能。这一重要特 征已被用于超临界流体萃取（SCE）。本检索课题就是想从高压流体相平衡的测定方法入 手，找出几种测定手段，以便能用于即将进行的有关高压流体相平衡的实验研究。23、超声波在污泥处理方面的应用课题背景活性污泥法是目前世界上应用最广泛的污水生物处理技术，但它一直存在一个最 大的弊端，就是会

41、产生大量的剩余污泥。超声波技术作为一种新的污染治理技术正日 益受到人们的重视，其在强化污水污泥处理方面已显示出巨大潜力。超声波技术用于 污泥处理，可以分解生物固体，改善膨胀活性污泥絮体沉降性，提高脱水能力。24、 含氮有机物的废水处理 背景和目的：随着工农业生产、人口以及化肥农药染料的飞速增长，水体污染问题日益严重， 水体富营养化越来越来越影响人们的普遍关注，近二十年氨氮的去除成为废水处理中 的热点，各种处理工艺也应运而生，如 SBR工艺，A/0工艺等。但是这些只能对氨氮 有机物废水脱氮有较好效果， 但对其它有毒难降解含氮有机物废水处理没有什么效果。 常规的方法已难以满足净化处理的技术和经济要

42、求，近年来对含氮有机物废水进行有 效的处理已逐渐成为国际上环境保护技术研究的一个热点课题。对此研究有很大的经 济与社会效益。25、棉酚的应用研究背景棉酚,又名棉毒素或棉籽醇 ,是棉属植物体内形成的一种黄色多酚型物质 ,存在于棉 株的各部器官 ,其它一些锦葵科植物也可形成 . 国内外用棉籽饼养殖畜禽及水生动物已 取得了明显的经济效益。但是，棉酚是影响其作为饲料、配合饲料的主要不利因素。 虽然早在一百多年前就开始了棉酚的化学研究 ,但由于长期以来人们一直把它作为有毒 废物看待 ,因此,有关棉酚及其应用的研究一直不受重视 ,进展缓慢 .从棉酚的毒性讲 ,它过 去是,现在仍然是一个累赘 ,然而,大量可

43、用的棉酚及可能制备的无数棉酚衍生物却使得 人们逐渐对其作用产生兴趣。 早在70年代,我国最先发现棉籽中的棉酚色素经提纯后可 用作男性节育药 ,之后许多国家的科技人员对棉酚及其衍生物的应用进行了研究 ,有了 一些成果和专利 1 。这些研究表明 :棉酚及其衍生物在医药、化工、遗传工程等方面均 有着广阔的应用前景 ,它蕴藏着巨大的商业价值。近几十年来 ,一些产棉国家进行了棉酚用途的研究 ,发现其在国民经济的各个方面 都有重要作用 ,有很大的经济价值 .以下拟对棉酚及其应用研究作一较全面的介绍 ,以期 引起大家的重视 ,充分开发利用这一丰富的资源 .26、负载型氧化物固体超强酸催化剂的制备及应用 研究

44、背景：近年来 ,随着人类环保意识的增强和环境立法要求日趋严格,化学工业中的污染问题已成为一亟待解决的问题。 人们希望原料中的每一个分子都能转化为产品,实现污染的零排放 ,采用无毒无害原料 , 生产环境友好产品而催化剂在实现上述目的中起关键 作用酸催它们以分子形态参与化学反应 , 因此有较好的低温活性。 但是, 使用这类催化 剂时也存在一系列的问题 , 如产生大量的废液 , 设备腐蚀严重及催化剂与反应物产物 分离的困难，化学工艺上难以实现连续生产等缺点，而固体酸催化剂在很大程度上能 够解决上述问题，因而，以固体酸代替液体酸催化剂是实现环境友好催化工艺的一条 最重要的途径。固体酸的基本概念：一般而

45、言凡是使碱性试剂变色的固体或能吸附碱 性物质的固体。严格地讲，按照 Bronsted和Lewis路易丝的定义，固体酸是指具有给 出质子接受电子对能力的固体，而固体碱则相反。而固体超强酸则是指固体表面的酸强度大于 100%的硫酸的酸强度，由于100%硫酸的 酸强度用哈默特酸函数(hammett)表示Ho为-11.9，所以固体酸的酸强度Ho-11.9。 通过在工业上的应用可以发现固体超强酸催化剂跟普通催化剂相比具有下列优点(1)催化效率高，用量少，副反应小，副产物少(2)在高温下使用，可重复使用，催化剂与产物分离 简单;(3)无腐蚀性，不污染环境；(4)制备方法简便，可用一般金属盐类制备。SO/M

46、 x Oy型固体超强酸具有很强的酸性，对正构烷烃异构化反应显示出很高的活性和选择性， 是一种很有潜力的新催化材料，但由于催化剂表面硫酸根流失，故有一定的局限性， 文献报道用WO3代替硫酸根，可以得到耐800° C焙烧的固体超强，有一定的应用前景。27、静态超声原油破乳研究课题背景：在油气田开发过程中，一次采油和二次采油采出的乳化原油多是油包水乳状液，采用 常轨电-化学联合破乳的方法就可以实现油水分离。日前我国各大油田相继进入开发 期，三次采油技术逐渐应用，油井采出液多为水包油乳状液或复合型复杂型乳状液。 目前，这种乳状原油不能有效地采用电-化学方法来破乳，究其原因，一是难以发现 经济

47、高效的破乳剂，二是这种乳状液进入电脱水器容易破坏电场，造成跳闸。因此， 急需寻找行之有效的破乳方法。超声波破乳是基于超声波作用于性质不同的流体介质产生的位移效应来实现油水 分离，由于超声波在油和水中均具有较好的传导性，故这种方法适用于各种类型的乳 状液。另外，超声波和化学破乳剂联合作用时，由于其扩散效应，还能提高破乳剂的 作用效率，超声波与化学破乳相结合用于乳化原油脱水，在常轨脱水方法不能奏效的 情况下，有很好的发展前景。有关文献已经报道了这方面的研究情况，但是大多只是 停留在实验室阶段，有待我们去进一步的进行中试试验，甚至进入工厂生产实践阶段 本课题就是从这方面入手，在静态条件下，超声波应用

48、于原油破乳研究。28、吡啶系列氯化产品的研究进展综述课题背景由于现代农业和环境保护对新农药品种性能要求日益提高,农药开发的成功率愈来愈低。而杂环化合物具备结构变化多和具有广泛的生物活性特点使得杂环类植物保护剂 开发潜力巨大 ,因此受到各国化学公司的重视 ,近年来开发杂环农药占了很大比重。 吡啶 是苯环的生物等排体 ,与苯环有着相似的结构和性质 ,当用吡啶环取代苯环时 ,由于吡啶 环有较好的内吸性 ,常常可以在明显提高生物活性的同时大幅度降低毒性。因而进入九 十年代后吡啶类农药有了长足的发展,已经渗透到了农药的各个应用分支和结构类型中，而系列氯代吡啶是重要的医药和农药等精细化工的中间体。所以，如

49、何有效而又 低成本的开发吡啶的系列氯化产品是生产新颖医药和农药关键。29、碳纳米管材料的 SPM 表征课题背景 随着科技的进步和人类的发展，纳米技术正引起世人的关注。而碳纳米管自 1991 年由NEC（日本电气）筑波研究所的饭岛澄男（Sumio lijima）发现以来，由于其独特的结 构和奇特的物理 ,化学和力学特性以及其潜在的应用前景也倍受人们的关注,并迅速在世界上掀起了一股研究的热潮。 扫描隧道显微镜 （Scanning Tunneling microscopy, 简称 为STM）在1981年发明后，使人们跨入了原子世界它的问世与随后的原子力显微 镜（atomic force micros

50、copy,简称为 AFM），电子力显微镜（electronic force microscopy, 简称为EFM）,磁力显微镜（magnetic force microscopy,简称为MFM ）的发展推动了 纳米科学技术的迅猛发展。因而运用纳米结构的测试技术 扫描探针显微镜（Scanning Probe Microscopy,简称为SPM）技术来表征超级纤维碳纳米管 必然很有研究的价值 （这里我们所关心的主要是对碳纳米管的STM 以及 AFM 表征）30、苯甲醛的合成方法课题背景苯甲醛（Benzaldehyde）,无色或浅黄色，是一种强折射率的挥发性油状液体，具有 苦杏仁味，故又称苦杏仁油。

51、苯甲醛为精细有机合成的重要原科，广泛应用于农药、 医药、香科、染料等工业中。如农药上用于制造除草剂野燕枯及拟除虫菊脂类杀虫剂， 医药上用于制造安息香、氨苇青霉素、尼卡地平等，染料上用于制造三苯甲烷染料、 孔雀绿等，苯甲醛本身用作香科，还用于合成其它香料及调味料，如肉桂醛、肉桂酸 及其酯类等。查找利用氯化苄制备苯甲醛地工艺。近几年，苯甲醛的国内外市场需求 很大，因此，迫切需要对苯甲醛的生产工艺进行改造和开发。目前国际和国内生产苯甲醛的工艺基本上都是由氯化苄来制取苯甲醛。31、低聚糖的分离或提纯课题背景功能性低聚糖是指对人、动物、 植物等具有特殊生理作用的单糖数在 210 之间的 一类寡糖。它的甜

52、度一般只有蔗糖的 30%50%，具有低热量、抗龋齿、防治糖尿病、 改善肠道菌落结构等生理作用，在功能性食品的配料中十分重要，正日益受到消费者 的青睐。功能性低聚糖的生产一般是以淀粉或蔗糖为原料利用糖苷酶的糖基转移作用 进行的。由于糖苷酶对底物专一性要求不高的催化特性，功能性低聚糖的转化率一般 在 50% 左右，产品中除含有目标产品功能性低聚糖外，随产品种类不同还含有大量的 葡萄糖、蔗糖麦芽低聚糖等副产物。这些副产物的存在，在很大程度上降低了功能性 低聚糖的生理功能。因此，功能性低聚糖的分离纯化已成为生产厂家亟待解决的研究 课题。然而，由于功能性低聚糖产品成分复杂且往往性质较为接近，其分离纯化就

53、变 得比较困难，常规分离法如结晶法难以适用。目前虽有数种功能性低聚糖产品的纯度 达到 90%以上，但由于生产成本高而产销量极低。开发功能性低聚糖的新型低成本分 离方法将大有前途。32、环氧丙烷化学合成现状课题背景环氧丙烷(propylene oxide, PO)亦称氧化丙烯或甲基环氧乙烷 ，是一种无色、易 燃、易挥发的液体 ,具有醚类气味 ,有两种旋光异构体 ,工业产品为两种旋光异构体外 消旋混合物。 它是基本有机合成的重要原料,是丙烯衍生物中产量仅次于聚丙烯、丙烯腈的第三大有机化工产品。 环氧丙烷的主要用途是生产聚氨酯泡沫塑料用的聚醚树脂、 聚氨酯弹性体 ,即为生产塑料和合成纤维的重要中间体

54、。 第二大用途是生产丙二醇、 二 丙二醇等高级非离子表面活性剂、增塑剂、破乳剂、农药乳化剂、阻凝剂及润湿剂等。 环氧丙烷的衍生物还广泛用于食品、 烟草、医药及化妆品等行业 ,是精细化工产品的重 要原料。目前全世界丙烯环氧化生产环氧丙烷的年产值近1 0 0亿美元,且呈上升趋势。国内环氧丙烷长期处于短缺状态 ,供需矛盾日益紧张 ,预计 2 0 0 5年的需求量在 50.2 万t，而目前的年生产能力只有 20多万t ,且产品质量比国外逊色，因此要大力发展环 氧丙烷的生产及技术研究。33、二氧化钛载体的应用前景课题背景目前二氧化钛被普遍认为是继 SiO2、AI2O3之后的第三代新型载体，由于金属和载

55、体之间的强相互作用，和二氧化钛表面酸性可调，使得其具有优良的低温活性、抗结 炭性能、抗中毒性能等优点。二氧化钛载体可用于甲烷化催化剂、加氢脱硫催化剂、 氧化脱氢催化剂、FischerTropsch （费托）合成催化剂、加氢异构催化剂、加氢砷催 化剂、新型硫酸触媒、汽车尾气三效净化催化剂、克劳斯反应硫磺回收催化剂、氨裂 解催化剂等，应用前景十分广阔。而目前报导的二氧化钛载体大部分是纳米颗粒状的，至今还没见过关于以二氧化钛晶 须作为催化剂载体的报导。其一般制备方法如溶胶凝胶法、钛的醇盐水解法等成本较 高，不利于实现其工业化应用。而我们制备的二氧化钛晶须成本低，具有微米尺度和 纳米结构，且比表面积较

56、大，这些特点使得其得到大规模工业应用成为可能。34、超声技术降解有机废水中的多氯联苯课题背景有机化合物多氯联苯（简称PCB是一类具有两个相联苯环结构的含氯化合物，它具有非常优良的物理特性，因而被广泛应用于许多行业之中，如作为变压器的绝缘液体， 农药、油漆、润滑油等产品的添加剂，热传导系统的传导介质，以及塑料的增塑剂等 等。多氯联苯在使用过程中，可以通过废物排放、储油罐泄露、挥发和干、湿沉降等 原因进入土壤及相连的水环境（简称土壤水环境）中，造成土壤水环境的污染。2004年6月11日联合国环境规划署召集各国政府官员和私营企业负责人在日内瓦 召开会议，讨论消除使用持久性有机污染物多氯联苯。环境署说

57、，多氯联苯是环境署 致力于消除的12种高毒性化学品之一，它存在于空气、水、土壤和食物中，对环境和 人体构成危害。在多氯联苯使用近40年的时间里，它的用途极其广泛，理化性质稳定，又对人体健康 危害较大，因此各国都把多氯联苯列入必须优先处理的污染物名单中，对已存在于土 壤水环境的多氯联苯进行处理已迫在眉睫。35、芳香二胺固化环氧树脂的研究课题检索的背景和目的O一 c-c环氧树脂（Epoxy Res in）为高分子预聚物，一般含有2个或2个以上环氧基（丨丨），且 以脂肪族、脂环族或芳香族链段为主链， 通常呈液态或固态。在上个世纪40年代，环 氧树脂（EP）发展极其迅速，产量大幅上升。以美国为例，从

58、1950至1973年EP的产量 增加了 200咅。我国虽然起步较晚，在50年代以后才开始研究和生产，但发展也极为迅速。常见品种有双酚A型环氧树脂、酚醛型环氧树脂，阻燃型环氧树脂和脂环族环氧树 脂等。它们是复合材料应用最广泛的基体树脂之一。EP 具有优异的粘结性、耐磨性、力学性能、化学稳定性、耐高低温性、以及收缩率低，易加工成型和成本低廉等优点， 在电子电气、轻工、建筑、航天航空等领域得到广泛的应用。但 EP固化后交联密度高, 呈三维网状结构，存在内应力大、质脆、耐疲劳性、耐热性、耐冲击性差等不足、以 及剥离强度、开裂应变低，耐湿热性较差等缺点，加之表面能高，在很大程度上限制 了它在某些高科技领域的应用。近年来 EP已应用到结构粘接、半导体封装，集成电路 等电子电气圭寸装、复合材料等方面，这就要求 EP具有更好的性能。因此，合成具有新 结构的环氧改性树脂和固化剂一直是人们实现 EP功能化、精细化的重要研究课题。36、醋酸甲酯水解产物分离过程的研究课题背景聚乙烯醇（PVA）是一种应用极为广泛的化工原料。在合成聚乙烯醇的工业中， 醋酸甲酯是重要的副产品，且副产量很大（按质量计约是聚