聚合硫酸铁的毕业论文

化学工程与工艺专业(本科四年)本专业毕业生是具备化学工程与化学工艺方面知识的高级工程技术人才和管理人才。能在化工、材料、轻工、炼油、医药、能源、冶金、环保和资源综合利用等行业从事工程设计、技术开发和经营管理及质量监督等工作。一、专业内容及特色方向本专业主要学习化学、化学工程学和化工工艺学等方面的基本理论和基本知识，受到化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究与工程设计方法的基本训练。具有对现有企业的生产过程进行模拟优化、革新改造、对新工艺过程进行开发设计和对新产品进行研制的基本能力，并在煤化工与洁净煤技术、高分子化工和工业催化等某一方面有所特长。①煤化工与洁净煤技术掌握煤化学、煤化工和洁净煤技术等方面的基本知识、基本理论和基本技能，了解煤炭转化的国际国内研究开发现状与发展趋势，特别是在煤制油和一碳化学等方面有所特长。②高分子化工掌握高分子科学、高分子合成和聚合物改性技术等的基本知识、基本理论和基本技能，了解高分子加工的基本工艺和设备，并在高分子化工新产品研发方面具有较强实力。二、课程设置①主要专业课程无机与分析化学、物理化学、有机化学、结构化学与统计力学基础；化工原理、化工热力学、化学反应工程学、化学工艺学、化工设计、化工过程分析与合成；化工机械基础、化工仪表与自动控制、计算机在化学与化工中的应用；煤化学、洁净煤技术概论、煤化工工艺学；高分子化学与物理、高分子合成工艺学等课程。②主要实践性教学环节:社会实践、军事训练、认识实习、生产实习、化工原理课程设计、化工设计或综合实验、毕业实习、毕业论文或毕业设计等。应用化学专业本专业毕业生具有坚实的化学基本理论与基础知识，必备的化工工程技术知识，良好的科学素养，熟练掌握一门外语及计算机基础知识，是有强烈应用意识的高级工程技术人才和管理人才。能在高等院校及科研院所、化工、轻工、能源、冶金、机械、医药卫生、农业、环境、商品检验等部门从事精细化学品的开发研制、商品检验、分析测试、电化学应用等方面的教学、科研、生产及管理工作。一、专业内容及特色方向本专业的特点是化学与化工并重，主要学习化学、精细化学品合成、仪器分析、应用电化学等方面的基础理论和基本知识，在精细化学品研发、化学与化工实验技能、工程实践、计算机应用、科学研究及科技管理等方面受到综合训练，具有新产品研发、生产过程的模拟优化及革新改造、产品的理化性能分析等基本技能，并在精细化学品、应用电化学、化学分析及产品质量检验等领域形成办学特色。①精细化学品掌握精细化学品的分子设计、配方设计的基本理论、基本方法和合成原理、工业制备及质量控制的基本原理和技术，了解精细化学品在新材料、能源、信息、生物、环境保护等高新技术领域中应用的前沿知识。②应用电化学掌握近代电化学关于电子和离子两类导体的界面结构、界面效应和电荷传递动力学规律的基本原理、电化学测量技术和研究方法；掌握电解、电镀、化学电源、金属腐蚀和防护等电化学应用科学技术；了解电化学科学和技术在高科技领域的应用发展前景。③商品检验与质量管理掌握化学分析及仪器分析的原理和方法，学会运用现代商品学原理、商品检验的现代技术与方法和商品质量管理理论解决商品检验与质量管理的具体问题。特别是在化工和能源产品、食品、药品等的品质分析和质量控制等方面有所特长。各方向在课程设置、课程内容等方面，均结合我校几十年来形成的地矿学科特色，融入能源化工、煤化工、石油化工、矿山开采等领域的化学问题，并在此领域形成自己的特色。二、课程设置①主要专业课程无机及分析化学、物理化学、有机化学、结构化学、生物化学；化学工程基础、化工制图、高分子化学与物理、精细化学品化学、商品质量管理与控制、仪器分析、催化原理、色谱与荧光分析、化学电源、应用电化学、功能材料、天然产物化学、绿色化学等课程。②主要实践性教学环节社会实践、金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习、化工原理课程设计、毕业论文(设计)、计算机文献检索、无机与分析化学实验、高分子化学实验、精细化学合成实验、物理化学实验、有机合成实验、仪器分析实验、应用电化学实验、物理实验、电路电子与自控实验等。 学院研究方向复合材料制备煤基矿物功能复合材料制备与应用介绍方向在以煤、蒙脱石等有机或无机矿物为原料，制备高性能功能性复合功能材料方面开展了大量研究工作。周安宁教授等提出了将煤作为一种特殊烃源进行功能材料化利用的观点，系统研究了煤的聚集态结构和玻璃态转变特性，用掺杂试剂、溶胀剂等小分子物质探明了煤中大分子之间的非化学键相互作用，揭示了煤大分子交联网络结构特性。开发成功了煤基聚合物互穿网络（IPN）合金材料制备技术及工艺（）以及以改性煤为光催化剂的多功能全降解薄膜制备技术（）。成功得到导电煤基聚苯胺复合材料（）。开展煤基高性能吸附剂和精细化学品的制备基础和应用研究。基于利用煤与废塑料共焦化的理论基础制备煤/废塑料共炭化材料，制备出性能优良的吸附剂，取得一定实际应用效果。本方向已完成了国家及省部级项目十多项，已获得各类科学技术进步奖三项，已培养博、硕士研究生共50多名。煤基矿物功能复合材料制备与应用介绍主要研究人员有：周安宁教授，贺拥军教授，杨伏生副教授，张亚婷硕士。 煤岩组分纯化煤岩组分纯化和洁净转化理论与新技术研究方向重点研究煤洁净化转化理论和技术，在国内率先开展了煤微波协助化学脱硫研究，揭示了微波处理提高煤炭脱硫效率的机理。同时结合光催化作用预处理，研究了煤的生物与光催化耦合定向转化的方法和理论。揭示了煤的各种显微组分在自然条件下差异极其显著，提出了煤岩分组分分级洁净转化与应用的新途径，在煤的有控氧化、分子裁剪制备高分子单体研究方面做了大量工作。提出选择性超细粉碎、结合离心重力分离不同煤岩组分的分离方法及技术新工艺，成功分离出神府煤不同高纯组分，采用光/微波等场物理效应对不同煤岩组分分别转化利用，取得一定实际应用效果。采用微波辅助多步梯度溶剂抽提法，从煤中提取染料中间体、高分子单体及药物中间体的研究，在煤的微波辅助梯级萃取制备精细化学品方面取得了富有成效的工作。承担了国家“十一五”科技攻关项目、中国博士后科学基金、国家自然科学基金等国家级、省部级重大项目。对陕西，内蒙、新疆等地煤的洗选、深度脱硫和脱氮进行了系统研究。已培养硕士研究生共20多名。煤岩组分纯化和洁净转化理论与新技术主要研究人员有：杜美利教授，杨志远副教授，王晓华副教授，赵世永博士 煤化工模拟高分子材料及煤化工模拟研究方向主要研究煤基聚合物材料、煤基导电和导热高分子材料、煤化工模拟仿真的课题。开展了合成煤基高分子材料的深入研究，研究成果发表在高分子学报、高分子材料科学与工程等重要刊物上，并取得国家发明专利1项，获国家二等奖1项，教育部技术发明一等奖1项。首次应用材料设计理念和计算机模拟手段研究了各种煤的结构，初步解决了长期以来关于煤结构认识的争议；同时，建立了一套适合循环经济原则的煤化工工程仿真实验室。深入研究了各种煤炭以及大豆蛋白等天然有机大分子的结构和性质，利用原位聚合、共混合金化、相容化等方法开发出具有独特性能的煤基聚合物材料，对西部低变质高硫煤的材料化利用方面做出了重要贡献。已完成了“煤大分子计算机组装与分子动力学模拟研究”等自然科学基金项目等多项，已培养硕士研究生共20多名。高分子材料及煤化工模拟主要研究人员有李侃社教授，刘向荣教授，李建伟副教授，郭晓滨副教授。 煤系共伴生矿产煤系共伴生矿产综合利用方向主要研究煤系粘土矿物在分子筛制备、超细活性填料等制备方面的应用。采用先将合成原料（高岭岩）与一定比例的碱（NaOH）均匀混合并在一定温度下煅烧后再进行水热合成的煅烧-水热合成法，利用高岭土经加碱煅烧后能形成均匀且易溶解的硅铝酸钠固溶体的特性，成功制备出纳米4A沸石。利用煤系高岭土富铝的特性，以其为原料制得了聚合氯化铝及聚合硫酸铝系净水剂，同时，利用SiO2残渣成功制得了介孔分子筛。进而以介孔分子筛为载体成功制备出TiO2/MCM-41介孔分子筛光催化材料和聚苯胺/MCM-41介孔分子筛导电复合材料。此外，在用SiO2残渣通过碱溶后制备MFS-16和MSU介孔分子筛，已获得突破性进展。以煤系蒙脱土为原料，通过钠化-酸化工艺成功制备出具有高脱色性能的食用油净化用活性白土。以内蒙固阳镁基蒙脱土制备出高悬浮性钠化膨润土，静置2年无沉淀；在此基础上制备的化妆品用有机膨润土细腻光滑，其粒径达纳米（胶体）量级。目前，本方向已完成了陕西省自然科学基金项目等多项，已培养硕士研究生共10多名。煤系共伴生矿产综合利用主要研究人员有王水利教授，梁耀东副教授，汪晓芹副教授，樊晓萍硕士。

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摘要：投加水处理药剂是水处理中一种常用的方法。本文以絮凝剂，杀生剂为主，介绍了它们的发展现状，使用的局限性，分析了各种主要药剂的应用前景。1、前言水处理剂是工业用水、生活用水、废水处理过程中必需的化学药剂，通过使用这些化学药剂，可使水达到一定的质量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、减少泡沫、减少与水接触的材料腐蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。目前由于世界各国用水量急剧增加，同时各种环保法规（水净化法）相继制定，而且要求日益严格，所以对于各类高效的水处理药剂增长很快。在我国，与日益严峻的水资源危机矛盾的是水处理药剂的生产能力很低，质量也得不到保证，所以加快我国水处理药剂这一环保材料产业的发展迫在眉睫。水处理药剂包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、分散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、螯合剂、除氧剂及离子交换树脂等。本文将对絮凝剂和杀生剂作系统地介绍。2、絮凝剂絮凝技术的关键是絮凝剂的选择。絮凝剂可分为无机、有机和微生物絮凝剂。、无机絮凝剂无机低分子絮凝剂有氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、氯化铁等。其聚集速度慢，形成的絮状物小，腐蚀性强，在水处理过程中存在较大的问题，而逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。无机高分子絮凝剂是在传统铝盐、铁盐的基础上发展起来的一种新型的水处理剂，价格较低廉，净水效果好。聚合氯化铝(PAC)的混凝性能好，生成的矾花大，投药量少，效率高，沉降快，适合水质范围较宽。主要用于饮用水和工业给水的净化。同时还能用于去除水中所含的铁、锰、铬、铅等重金属，以及氟化物和水中含油等，故可用于处理多种工业废水。聚合氯化铝铁（PAFC）是一种新型的无机高分子净水剂，产品中铝铁二者的配比是可调的，以适应不同水质的需求，已分别在石化、钢铁、煤炭工业等废水的净化处理中得到应用。结果表明，该药剂质优、价廉，是一种新型、高效、稳定的净水剂，具有广泛的应用前景。有人通过实验比较得出PAFC的净水效果稍好于PAC，但PAFC加药成本比PAC少得多。聚合硫酸铁具有良好的絮凝和吸附作用，广泛应用于原水，饮用水、自来水、工业用水、工业废水及生活污水的处理。聚合硫酸铝(PAS)是一种使用最广的混凝剂，主要用于饮用水和工业用水的净化处理。聚硅酸盐是在聚硅酸及传统的铝盐、铁盐基础上发展起来的。高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。通过把金属离子的电中和能力和聚硅酸的吸附架桥能力结合在一起，使复合产物具有较强的电中和与吸附架桥作用，达到更好的净水效果。它们的絮凝脱稳性能远超过聚硅酸和聚金属离子，同聚硅酸相比，不但提高了稳定性，且增加了电中和能力;同聚金属离子相比，则增强了粘结架桥性能。以聚合硅酸硫酸铝（PASS）、聚硅氯化铝（PASC）和硅铁复合无机高分子絮凝剂为代表的复合无机高分子絮凝剂，成功应用在给水、工业废水以及城市污水的各种流程中，现已成为主流絮凝剂。但是，无机高分子絮凝剂的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多，且存在对进一步水解反应的不稳定性问题。有机高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比，合成有机高分子絮凝剂用量少，絮凝速度快，受共存盐类、介质pH及环境温度影响小，生成污泥量也少;而且有机高分子絮凝剂分子可带—COO、—NH—、SO3、—OH等亲电基团，可具链状、环状等多种结构，利于污染物进入絮体，脱色性好。一般有机絮凝剂的色度去除较无机絮凝剂高20％左右.目前应用较为广泛的是聚丙烯酰胺类。它能适应多种絮凝对象，用量少，效率高，生成的泥渣少，后处理容易。常与其它无机絮凝剂复配，如与氯化铝的复配使用。但合成高分子絮凝剂其单体或水解、降解产物常常有毒，如聚丙烯酰胺(PAM)的单体，有神经毒性和致畸、致癌、致突变的“三致”效应。微生物絮凝剂微生物絮凝剂是利用生物技术，从微生物或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效、能自然降解的新型水处理剂，至今发现具有絮凝性的微生物已超过17种，包括霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等。它分为：(1)直接利用微生物细胞的絮凝剂，如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母，他们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中；(2)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂，如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酰葡萄糖胺等成分；(3)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂，微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物是细胞的荚膜和粘液质，除水外，其主要成分为多糖及少量多肽、蛋白质、脂类及其复合物。其中多糖在某种程度上可用做絮凝剂。迄今为止，发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂是红平诺卡氏菌NOC-1。可用于畜产废水处理，膨胀污泥的沉降及纸浆废水(黑液)颜料废水等有色废水的脱色，效果显著。虽然，对微生物絮凝剂的研究屡有报道，但大多处于实验室研究阶段，未走向工业应用。我国这方面的起步较晚，目前的研究仅限于菌种筛选。成都生物研究所分离筛选初步获得6株微生物絮凝剂产生菌，用其发酵离心上清液对造纸黑液，皮革废水，偶氮染料废水，硫化染料废水，电镀废水，彩印制板废水，石油化工废水，造币废水及蓝黑水，碳素墨水等进行的絮凝试验表明，废水固液分离效果良好，COD去除率55％—98％，悬浮物，色度、浊度去除率90％以上。上海大学环境科学系在污水处理厂的回流污泥及底泥中分离，筛选出3株絮凝剂产生菌.该菌株所产培养液可使土壤悬液浊度去除率达99％以上，使碱性染料废水COD去除率为70％左右，色度去除为92％左右。目前，絮凝剂正向价廉实用、无毒高效的方向发展。有机高分子絮凝剂将逐渐取代目前被广泛使用的无机絮凝剂，另一方面，微生物絮凝剂具有使用稳定性、安全性、高效性及低耗性。是当今最具发展前途的絮凝之一。所以，未来的发展不仅要开发新型廉价高效的微生物絮凝剂，还要研究微生物絮凝剂与其他絮凝剂的配合使用。已有试验表明，二者配合使用，可以互补， 不仅可以提高絮凝效率，而且还可降低投加量。3、杀生剂杀生剂是在循环冷却水系统中，用以杀死微生物（菌藻）以阻止其大量繁殖致使冷却水系统中的金属设备发生腐蚀及事故，影响正常运行的水处理药剂。根据杀生机制分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。氧化性杀生剂氯气是一种强氧化性杀生剂，其杀菌力强，价格低廉，使用较简单，是当今应用最广泛的杀生剂之一。但不适于碱性水处理。另外，它可能与水中有机物生成致癌物三卤甲烷，因而限制了它的应用。于是溴类、臭氧、二氧化氯相继为人们所重视。溴类杀生剂主要有溴化钠、溴化海因、活性溴、溴化丙酰胺等。溴化丙酰胺是近年来开发出的一类氧化性杀生剂，其中2，2-二溴-3-氮川丙酰胺是一种非常有效的广谱杀生剂。随着冷却水pH值和温度的升高，它的半衰期迅速变短，对环境污染小。臭氧具有十分优良的杀菌活性，剥离粘泥作用较强，同时还兼具缓蚀阻垢作用，用它处理循环冷却水，其浓缩倍数可达30～50。但由于成本较高，目前还未被广泛采用。二氧化氯对细胞壁有较强的吸引和穿透能力，它对冷却水中存在的主要危害菌种如异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌等都有很好的杀灭作用。它的特点是用量少、高效、快速、药效持续时间长。如2mg/L的二氧化氯作用30s后就能杀死近100％的微生物;在pH为，活菌数达71万个/ml的水中投加的二氧化氯作用12h后，对异养菌的杀菌率保持在99％以上。另外，它能不受pH的影响，不与水中氨、有机胺类及酚类反应；不仅能杀死微生物，而且能分解残留的细胞结构，具有杀孢子和杀病毒的作用；适用于碱性水处理，对环境没有威胁。在我国，以前由于它的不稳定性限制了其推广应用。近年来，一些厂家已先后批量生产稳定性二氧化氯，南京某公司还推出了化学法二氧化氯发生器，其设计独特，操作简便，安全可靠。用二氧化氯取代氯气作为工业循环冷却水的杀生剂具有很多的优越性，特别是对于合成氨厂，化工厂和炼油厂的冷却水系统，由于系统中有机物和氨的含量高，需氯量大，pH值偏碱性，用二氧化氯取代氯气可以取得更好的经济、环境效益。非氧化性杀生剂非氧化性杀生剂种类较多，应用较早的氯酚类因毒性大，易污染水体，渐渐被弃之不用。有机胺类使用也极少。二硫氰基甲烷是使用较早的有机硫化物杀生剂。对于抑制藻类、真菌和细菌，尤其是硫酸盐还原菌十分有效。但不适宜在碱性冷却水系统中使用。异噻唑啉酮是一类较新的有机硫化物杀生剂。该类杀生剂是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的，浓度为时，即能有效地抑制冷却水系统中的藻类、真菌和细菌，具有广谱高效、作用时间长(的加入量，使用5周后仍有效)、低毒、pH使用范围广、配伍性混溶性好、不起泡沫，并能阻止粘泥生成等优点。国外已广泛应用于冷却水处理中。季铵盐杀生剂因其成本低，毒性小，且兼具缓蚀性。故得到广泛的应用，但使用中还存在易产生抗药性、费用增加，起泡，加重腐蚀等问题。鉴于此，新合成的十六烷基辛基二甲基溴化铵(168)和十六烷基癸基二甲基溴化铵(1610)两种双烷基季铵盐，改变了季铵盐的表面活性和分子稳定性，它产生的泡沫少，杀生活性也得以提高。戊二醛具有高效广谱的杀菌灭藻作用，对生物粘泥也有一定的剥离作用。美国联合碳化物公司生产了系列戊二醛水处理杀生剂A515、A525、A530等，试验证明，A515对异养菌等具有明显的杀生作用，且药效持续时间长，72h后杀菌率仍有90％以上;它适用于碱性水处理，与磷系药剂具有良好的配伍性。武汉某公司近年推出戊二醛系列用于循环冷却水系统，效果明显。在对冷却水的推荐使用浓度下，戊二醛几乎没有毒性，它的水溶液本身会发生生物降解。随着社会环保意识的加强，戊二醛类杀生剂将大有发展前途。开发新型杀生剂，要考虑价格、毒性，使用安全性，贮存稳定性、微生物耐药性等因素外，还应考虑杀生剂的复配间的协同效应，复配在一起，既能增强杀生能力，又能降低加药量。4、水处理药剂的发展方向专用水处理药剂的开发为了满足不同废水系统(如造纸废水、印染废水、食品加工废水等)的需要，专用性强，针对某一类化学物质的品种的研制与开发势在必行。多功能水处理药剂的开发多功能水处理剂是水处理药剂研究的一个重要方面，这类新型水处理技术的出现，将开拓水处理剂的生产和应用范围，对化学法处理工业水的发展有重大的促进作用。这方面的研究主要有：缓蚀-阻垢剂、絮凝-缓蚀剂、絮凝-杀菌剂、絮凝-杀菌-缓蚀剂、絮凝-缓蚀-阻垢剂等。绿色水处理药剂的发展水处理药剂绿色化发展中，无毒、无害、易生物降解都是方向。最典型的绿色水处理药剂是近年来国内外开发的分散阻垢剂聚天冬氨酸（PASP）。PASP是合成的一种生物高分子。有良好的生物相溶性和可生物降解性。毒理学的研究揭示出聚天冬氨酸（PASP）无毒、无敏感或无突变的效果。高性价比的水处理药剂的开发目前高性能的药剂价格普遍偏高，可通过寻找价廉易得的原料研制出高性能产品，也可通过加强对复配技术的研究，即添加廉价辅助剂，减少药剂的实际用量，同时保持净水效能而达降低成本的目的。