精细化学（通用9篇）
精细化学 篇1
1 引言
随着社会的可持续发展及其涉及的生态、环境、资源等方面的问题越来越成为人们关注的焦点。环境污染问题已经列入我国的政府工作报告, 因此, 发展绿色化学也就显得尤为重要。绿色化学 (Green Chemistry) 又称为环境无害化学 (Enviromentally benign chemistry) 、环境友好化学 (Environmentally friendly chemistry) [1,2], 即利用制定的一套原则来减少或消除在设计、生产和应用产品过程中产生或使用有毒的物质, 它并不是试图通过安全的程序来防止暴露出有毒物质以消除危险, 而是通过无危险或危险性小的物质来替代高危险物质, 从而寻求减少危险的一种方法。绿色化学主张用化学的技术和方法去减少或消灭对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的使用和产生, 使开发的化学品更加环境友好[3]。绿色化学是发展生态经济和工业的关键, 也是21世纪实现可持续发展的重要组成部分。
2 绿色化学理念
2.1 原料的绿色化
原料的绿色化主要表现在利用可再生资源作为原料以及采用低毒或无毒无害的原料代替高毒原料方面[4]。目前, 利用可再生资源作为原料的研究主要集中在农业生物质和二氧化碳等。生物燃料乙醇是可取代石油的可再生新能源。二氧化碳加氢合成有机物如合成甲醇、甲酸的研究与碳资源的有效利用对环境保护具有重要的意义。
2.2 催化剂的绿色化
催化剂的绿色化主要表现在催化剂的高效方面。正确地选用催化剂, 不仅可以加速反应的进程, 极大地改善化学反应的选择性, 提高转化率, 提高产品质量, 降低成本, 而且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[5]。例如, 以醇类化合物的氧化来说, 以往报道的通常采用六价铬等有毒重金属作为催化剂, Sheldon和其合作者设计了许多绿色催化系统用来将醇转化为醛或酮[6]。
2.3 绿色合成方法
绿色合成反应问题亦是原子经济反应问题, 开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。例如:抗抑郁药Sertraline的改进合成工艺, 新的生产工艺使产物的收率加倍的同时还每年减少140tTiCl4, 440t TiO2废弃物, 150t35%的盐酸, 以及100t50%的氢氧化钠的使用[7]。提高产量的主要步骤只是将第一步中原来使用4种有机溶剂的混合物改变为使用单一的溶剂乙醇, 因而溶剂的使用量由以前的每吨产品需要60000L溶剂降为每吨只需6000L。
2.4 产品的绿色化
产品的绿色化是指在开发产品时不仅要考虑产品的生产、运输、使用直至其“生命”结束过程中对环境的影响, 而且还要考虑其“生命”结束后循环再利用的问题[4]。如在环境友好机动车燃料方面, 1990年美国清洁空气法 (修正案) 规定, 逐步推广使用新配方汽油, 减小由汽车尾气中的一氧化碳以及烃类引发的臭氧和光化学烟雾等对空气的污染。
2.5 溶剂的绿色化
当前广泛使用的溶剂是挥发性有机化合物, 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, 因此, 减少溶剂的使用, 改进传统的溶剂, 选择对环境无害的溶剂以及开发无溶剂反应是绿色化学的重要研究领域。目前, 越来越多的化学反应正广泛使用超临界流体[8,9]、氟两相体系[10,11]、离子液体[12,13]、水或无溶剂等[14]来作为反应媒介并取得了一些优异的成果。
3 精细化学品化学教学探索
绿色化学的发展向现代精细化学品化学教育提出了新的挑战。高校教师如何在精细化学品化学教学中重视并适应时代发展的需求呢?笔者认为, 在保持精细化学品化学内在的系统与规律的基础上, 我们可以在教学过程中贯穿环保教育和绿色化学理念, 培养学生良好的环境观念与责任意识, 通过更新教学内容, 丰富教学方法, 优化实验方案以及开展课外实践活动等各种方法, 将环保知识和绿色化学理念融入其中, 大大增强学生的环保意识, 为他们将来投身社会经济科技发展打下坚实的绿色基础, 具体可以从以下几个方面去努力[15,16]。
3.1 在教学内容中穿插绿色化学知识
精细化学品化学中很多内容都与环保问题有关, 因此在精细化学品化学教学中结合教学内容穿插绿色化学知识, 十分必要。例如, 在表面活性剂化学教学中, 融入表面活性剂的绿色化学发展方向的知识, 可以介绍实现化学反应的绿色化途径。 (1) 减少中间过程, 提高反应选择性。 (2) 采用环境友好的高效催化剂如天然脂肪醇的生产, 20世纪60年代生产饱和醇多用Cu-Cr或Cu-Zn-Cr催化剂;生产不饱和醇多用含Cd催化剂。20世纪80~90年代, 生产饱和醇采用Cu-Zn-Al系列催化剂;而生产不饱和醇则采用无Cd催化剂。又如烷基苯生产中的烷基化反应。20世纪50~60年代主要是AlCl3烷基化, 70年代主要是HF烷基化, 进入90年代国外开始采用分子筛固体酸催化烷基化等。
3.2 倡导精细化学品化学实验绿色化
精细化学品化学实验教学是精细化学品化学教学的重要组成部分。精细化学品化学实验中经常使用各种有毒、有害的化学试剂, 它们的大量使用、排放以及由此造成的环境污染问题相当严重。为解决这些问题, 必须对精细化学品化学实验的教学内容进行改革, 突破常规的教学方法, 实施绿色化精细化学品化学实验, 让学生在操作过程中自觉养成绿色环保的意识。
精细化学品化学实验主要包括精细化工产品制备实验、配方实验和产品性质测试实验等。教学实践过程中, 我们通过对实验方案和操作进行优化与选择, 如采用微型化实验操作, 微型化实验具有操作简便、试剂用量少、节约经费、节省时间、减少污染等优点, 是实现精细化学品化学实验绿色化的一种有效途径。选择优化的实验方案, 一方面既减少了有毒化学试剂的使用, 也有助于学生对绿色合成路线的选择和理解。同时, 通过精心设计实验内容, 采用连续性实验, 从而完成系列实验, 既提高了试剂的利用率, 又减少了化学试剂对环境的污染。
3.3 实践活动中践行绿色环保理念
课外活动是学生成长和发展的第二课堂, 在活动中体现绿色化学理念有助于提高我们环保意识。我们要立足于课外, 探寻多种形式提高学生的绿色素质, 课外活动形式多种多样, 内容丰富多彩, 是课堂教育的很好补充。为了全面提高每个学生的绿色素质, 应组织学生积极参与课外社会实践活动和专题讲座, 针对教材中讲得少而对环保具有较大意义的内容可以专题讲座的形式向学生介绍, 如对精细化学品设计安全的绿色合成工艺, 不仅可以减少化学耗能, 而且可以减少在生产过程中的不必要的污染。绿色合成工艺问题亦是原子经济反应问题, 开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。设计的化学工艺, 越少使用添加剂越好, 条件允许则需要添加不含有毒成分的材料, 从每一个步骤做好安全和环保, 达到最高原子利用率等。让学生在参与绿色实践的过程中自觉养成绿色理念, 注重环境保护, 在潜移默化中提高其环保素质。
另外, 除在这些科学实践过程中贯穿环保和绿色理念外, 我们每年还利用世界水日、世界地球日等与环保相关的主题日, 结合自己专业, 组织学生开展各项环保主题宣传活动, 在全校范围内倡导绿色理念, 践行低碳生活, 使他们自觉地关心、爱护、尊重环境, 从细微之处体现环境保护的必要性, 从自身做起, 节约用水, 少使用一次性餐具, 为保护环境而改变不良的生活习惯, 绿色地生活。
4 精细化工实验教学探索
精细化工实验作为化学、化工等专业的重要的专业课程, 在实验教学中很多有毒、有害的原料和废物被排放到环境中, 没有得到相应的重视。因此, 在精细化工实验教学中进行绿色化、低碳化探索, 对在学生中践行绿色低碳学习和生活, 构建可持续发展之路具有十分重要的意义, 将绿色化学融于精细化工实验教学之中, 使绿色化学成为精细化工实验教学的一个重要组成部分, 也是当前的一个重要研究课题[17]。目前很多高校都在对各种化学实验实施绿色化, 实践证明这可以有效降低污染、保护环境。针对盐城师范学院的教学改革与实践, 根据精细化工实验的特点及结合笔者的教学经验, 个人认为可从如下几个方面实施精细化工专业实验的绿色化。
4.1 精细化工实验内容的绿色化
实验内容的改革是绿色化理念的主要体现。在不影响实验结果及操作技能训练的前提下, 这种改革主要涉及两个方面:即选用环境友好、安全的试剂和优化的实验方法, 这些也是精细化工实验绿色化的根本途径。在选择实验内容时, 我们尽量做到原料、反应介质及催化剂低毒或无毒, 如尽量避免使用苯、氯仿、吡啶、四氢呋喃、芳胺等作为反应介质或原料进行实验。在教学中, 我们积极开展了绿色精细化工实验, 如专业实验植物废弃物中提取果胶, 我们采用新鲜桔皮为原料, 在盐酸存在下加热提取果胶, 产物经红外光谱表征证明确实是烷基果胶。果胶是一种天然高分子化合物, 具有良好的胶凝化和乳化稳定作用, 已广泛用于食品、医药、日化及纺织行业。这种尝试不仅让学生了解果胶的主要性质和用途, 还增加了学生掌握从桔皮等植物废弃物中提取果胶的原理和方法, 同时, 也使学生扩大了知识面, 加深了与实际生活的联系[18]。
4.2 开展原子经济性系列性实验
“原子经济性”的概念是绿色化学反应所要求的根本原则, 是绿色化学的核心内容。在理想的“原子经济性”反应体系中, 反应物能够百分之百地转化到最终产物中去, 而没有副产物生成。这种反应的效率最高, 最节约能源和资源, 同时也避免了废物或副产物的分离与处理等过程。传统的精细化工合成反应重视反应产物的收率, 而较多地忽略了副产物或废弃物的生成, 导致“原子经济性”很差。因此, 在改进精细化工实验时, 应优先考虑尽量达到或接近原子经济反应这一理想目标。而提高“原子经济性”可从新原料、简化合成步骤以及开发新型催化剂等途径进行改善。如重要有机化工原料4-甲基-2-氨基噻唑, 最初我们的实验是以氯代丙酮和硫脲为原料, 经环合、中和等工艺制备而成的。该工艺不仅要用到剧毒试剂氯代丙酮, 而且原子利用率仅为30%, 后来我们积极开展了以丙酮、硫脲和碘为原料一步反应制得4-甲基-2-氨基噻唑的工艺实验, 原子利用率达到了95%。开展原子经济性系列性实验, 不仅降低了污染, 对学生也提出了更高的要求, 让他们意识到原子经济性实验的重要性, 从而有效地培养了学生的绿色环境意识[19]。
4.3 积极开展微型化实验
大力开展微型化实验是把绿色化学理念深入到常规实验中所诞生的。微型化实验具有操作简便、试剂用量少、节约经费、节省时间、减少污染等优点, 是实现精细化工实验绿色化的一种有效途径。如在做“非离子型表面活性剂————脂肪酸二乙醇酰胺的合成”实验中, 原料的称取量很多, 造成产物较多, 在合成的产物进行定性或定量分析之后还剩余很多, 这样既浪费了大量的原料, 使实验成本增大, 又造成产物的过多积累。所以把所有反应原料减去多半, 来制备过脂肪酸二乙醇酰胺, 就不会造成大量的浪费。学生通过微型化学实验操作, 不仅减少了实验废液的产生, 而且试剂减量后与之前相比反应时间有所缩短, 学生有更多时间用于产品处理, 教学效果良好。因此, 微型化学实验是绿色化学的一项重要方法与技术[20,21]。
4.4 采用绿色合成技术
微波作为一种新型能源形式可用于许多精细有机合成反应, 其促进化学反应速率可比传统的加热技术快数倍甚至数千倍。微波合成具有以下优点: (1) 加热速度快。由于微波能够深入物质的内部, 而不是依靠物质本身的热传导, 因此只需要常规方法1/100~1/10的时间就可完成整个加热过程。 (2) 热能利用率高, 节省能源, 无公害, 有利于改善劳动条件。 (3) 反应灵敏。常规的加热方法不论是电热、蒸汽、热空气等, 要达到一定的温度都需要一段时间, 而利用微波加热, 调整微波输出功率, 物质加热情况立即无惰性地随着改变, 这样便于自动化控制。 (4) 产品质量高。微波加热温度均匀, 表里一致, 对于外形复杂的物体, 其加热均匀性也比其它加热方法好。对于有的物质还可以产生一些有利的物理或化学作用。因此, 在精细化工实验中, 合理地采用微波合成技术是进行专业实验绿色化工作的重要组成部分, 具有重要的开发前景。针对传统精细化学品香豆素合成实验反应时间长, 副产品多, 收率较低等缺点, 我们从反应条件、试剂、溶剂等角度出发, 对合成方法进行绿色化改进。如, 我们使用微波辐射的新技术, 使反应时间由原来加热回流6h缩短为微波辐射1h, 不仅反应快, 产率高, 产品易纯化, 而且节省了能源。实验表明, 微波作用下反应的速度较传统的加热方法快数倍甚至上千倍, 几乎适用于精细化工合成反应的各个主要领域, 有很好的应用前景。而微波实验技术的引用不仅使香豆素的产率、纯度得到了很大的提高, 也最大限度地体现了绿色合成工艺的“原子经济性”, 而且随着副产物的降低或消除, 一些分离、提纯的生产工艺也随之减少, 避免消耗大量的溶剂。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波, 由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的, 它具有频率高、波长短、绕射现象小, 特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大, 尤其是在阳光不透明的固体中, 它可穿透几十米的深度。超声波可引发、促进化学反应, 可使反应时间缩短、反应速度加快, 从而也可减轻化学反应对环境的污染。为此, 我们专门设置了超声波辅助提取、辅助反应的实验项目, 通过超声波实验技术的引用, 在提高提取效率、缩短反应时间等方面取得了比较好的效果。如牡蛎壳中活性钙的提取实验项目中, 我们特意设置实验进行传统热提取和超声波辅助提取对比, 实验结果充分表明超声波实验技术的优势:一则使实验时间大大缩短, 二则在单位时间内的提取效率也有了很大提高, 本身对环境的污染也大大缩小[22,23]。
5 结语
绿色化学是在传统化学基础上发展起来的更高层次的化学。作为高校化学教师, 应把传授绿色化学知识作为自己义不容辞的责任, 教师只有在教学实践中积极探索绿色化学教育的方法, 才能切实地把绿色化学理念用于自己的教学中, 才能促进学生的绿色环保意识。实践证明, 将绿色化学教育用于精细化学品化学和精细化工专业实验教学中的做法是可行的。将绿色化学理念用于精细化学品化学和精细化工专业实验教学, 不仅激发了学生学习精细化学品化学和精细化工专业实验的兴趣, 使学生掌握了常见精细化工的基本知识和操作技能, 同时也使学生树立强烈的绿色环保意识, 为我国建设环境友好型和资源节约型社会贡献一份力量。通过具体的绿色化教育, 能强化学生环境观念, 唤醒学生生态伦理良知, 自觉爱护和保护周围赖以生存的环境。同时让学生懂得, 科学技术本身就具有生态价值, 包含绿色化学在内的绿色科技, 将使人类与自然在高层次上和谐共处。
精细化学 篇2
[摘要]精细化工具有高技术含量、高附加值等特点，在国民经济中起着重要作用，对促进经济发展和提高人民生产生活质量具有重要的意义，是当今世界化学工业激烈竞争的焦点。本文主要描述了国内外的精细化工行业的发展现状，简单分析了精细化工发展过程中要优先发展的关键技术及精细化工的发展趋势。[关键词]精细化工；发展现状；关键技术；趋势
the development of fine chemical industry In twenty-first Century
Abstract: Fine chemical industry with high technology content, high value-added features, have an important role in national economy;It have especial meaning to promote the development of economy and enhance the quality of life for people, It is competitive focus in chemical industry nowadys.This artical describle the current situation of the development of fine chemical industry at home and abroad, and analyse key technologies in the development of fine chemical industry ,and development tendency of fine chemical industry.Key words: fine chemical industry;development situation;key technology;tendency
0 前言
精细化工产品又称精细化学品，是化学工业中用来与通用化工产品或大宗化学品相区别的一个专门术语，前者指一些具有特定应用性能的、合成工艺中步骤繁多、反应复杂、产量小而产值高的产品，例如医药、化学试剂等；后者指一些应用范围广泛，生产中化工技术要求高，产量大的产品，例如石油化工中的合成树脂、合成橡胶及合成纤维材料等。精细化学工业通常简称精细化工，是生产精细化学品工业的通称[1]。国内外精细化工发展现状
1.1国外精细化工发展现状
精细化工的发展起源于上世纪70年代，当时由于传统的煤化工和石油化工的工艺路线和效益不佳，导致德国、美国和日本等国的化工企业开始走精细化的路线。他们致力于专用化工产品的生产，如仿生医疗品、抗癌药物、高效除菌剂和杀菌剂等的生产。到20世纪90年代末精细化工在发达国家中的比重己达55%-60%。美国20世纪70年代是40%，20世纪80年代上升为45 %，20世纪90年代己达55%左右:日本也由20世纪70年代的35%上升到目前的50%以上:德国由20世纪70年代39%上升到目前65%左右。
近年来，随着能源危机的出现，环境问题的日益严重，各国纷纷加大了精细化工产业的开发和利用。世界范围内都在试图依靠科技使精细化工生产出更多的能源替代品，以满足经济发展的需求。尤其是发达国家，化工产品的精细化比例不断上升，科技投入的比例不断上升，不断研发新产品，发达国家在发展精细化工方面的另外一个特点是:十分注重科学技术的保护，严格控制技术外流，形成一定的技术垄断，保持精细化工领域的国际发展优势。一些发达国家在发展精细化工的同时，也注意减少三废排放、加强污物处理，环保意识渗透其中，这一点也是值得推崇和学习的，毕竟保护环境是发展一切的前提，而发展精细化工也是为了更好地保护环境[2]。
1.2 国内精细化工发展现状
我国的精细化工发展起步较晚，从上世纪80年代开始起步。从“六五”开始，直至“七五”、“八五”、“九五”、“十五”国民经济发展计划中，我国都把精细化工，特别是新领域精细化工作为发展的战略重点之一，在政策和投资上予以倾斜，已安排100多个建设和改造项目，总投资已超过50亿元。经过近20多年的努力，精细化工的地位已在我国得到确立，其精细化率已从1985年的23.1%提高到1994年的29.78%； 2001年为37.44%，2002年已达39.44%。
在看到成绩的同时，我们也要意识到其中的不足，从总体来看，我国在精细化工产品的质量、产品种类及生产经验、高新技术和设备先进程度方面都与国外存在着非常明显的差距。精细化工发展中要优先发展的关键技术
精细化工的技术含量比较高，涉及到的技术范围也比较广，精细化工的发展呈现出多学科交叉综合的发展趋势。在精细化工的发展中涉及到的关键技术有新型分离技术、耦合技术、纳米技术、新型催化技术和生物工程技术等。
2.1 新型分离技术
分离是化工生产过程中重要关键技术，是获得高质量、高纯度化工产品的重要手段[3]。开发工业规模的组分分离，特别是不稳定化合物及功能性物质的高效精密分离技术的研究，对精细化工产品的开发与生产至关重要。积极开展精细蒸馏技术在香精行业的应用；开展无机膜分离技术在超强气体、饮用水、制药、石油化工等领域的应用开发；重点开发超临界萃取分离技术，研究用超临界萃取分离技术制取出口创汇率极高的天然植物提取物，如天然色素、天然香油、中草药有效成分等；着重发展高效结晶技术和变压吸附技术等[4]。
2.2 耦合技术
在美国“总统绿色化学挑战奖”中有4项是有关藕合技术的研究成果。例如舍曲林是抗抑郁症药物Zoloft ®中的一种活性组分。Pfizer公司开发的舍曲林生产新工艺在反应和分离过程中均选用环境友好的乙醇作溶剂，省去了原来需要应用的甲苯、四氢吠喃等溶剂。由于亚胺化合物在乙醇中的溶解度很小，很容易沉淀出来，不再需要应用TiC14脱水，也无需中间体分离，而且顺式异构体的选择性显著提高。这样使操作步骤大为简化，每生产1t产品，溶剂的需求量从227m3/h减少到了22.7m3/h时，减少了能量和水的消耗，节省原料20%-60%，使总产率翻了一番，并提高了工人的安全性，大大减少了有害废物的排放(2002年绿色合成路线奖)。藕合技术有利于节省资源、能源，减少污染，甚至提高生产效率。在不影响反应和分离效率的前提下，不同的反应或反应和分离过程最好选用同种溶剂和助剂，也可将反应和分离过程进行有效的藕合[5]。从这就可以看出耦合技术具有广阔的发展前景。
2.3 纳米技术
纳米技术是近些年来发展非常迅速的高科技技术，其应用范围十分广泛，在精细化工行业也有着广泛的应用，成为影响精细化工发展的关键技术之一将纳米技术与精细化工相结合可以生产纳米聚合物如用于制造高强度质量比的透明绝缘材料、高强纤维、离子交换树脂等；日用化工及其它行业利用纳米技术可以生产出更高档的化妆品、纳米色素、纳米感光胶片、纳米精细化工材料等[6]。
2.4 新型催化技术
60%以上的化学品，90%的化学合成工艺均与催化有着密切的联系，具有优势的催化技术可成为当代化学工业发展的强劲推动力[3]。催化技术是化工产业发展必不可少的技术，对精细化工行业的发展来说也是如此。但相对于传统的化工催化技术来说，精细化工行业的催化技术又有着新的特点。新型催化技术的重点是开发能促进石油化工发展的膜催化剂、稀土络合催化剂、沸石择型催化剂、固体超强酸催化剂等，发展与精细化工新产品开发密切相关的相转移催化技术，立体定向合成技术、固定化酶发酵技术等特种技术。开发出若干具有高活性、高选择性、立体定向、稳定性好、寿命长的高效催化剂和相应的催化技术[4]。
2.5 生物工程技术
生物工程技术是21世纪最有发展前景的技术，生物催化反应大多条件温和，设备简单，选择性好，副反应少，产品性质优良，安全性好，不产生新的污染，因此受到生物学家和化学家的高度重视。将生物工程技术与精细化工相结合，使许多原来用化学方法很难实现的合成过程得以顺利完成，可以有更多种类的精细化工产品和技术被开发出来，会将精细化工行业的发展推向一个更高的阶段，使精细化工产品的研发出现质的飞跃。在未来需要重点发展重组DNA技术和生物反应器技术，这是生产干扰素和多肤等产品的基础。精细化工发展趋势
3.1精细化工产品向高档化、精细化、复合化和功能化方向发展
随着世界和我国高新技术的发展，不少高新技术将和精细化工融合，精细化工产品将进一步实现高档化、精细化、复合化和功能化。如超细超微细的粉体工程，已将无机和高分子材料推向了新的发展阶段，将无机和高分子制成了粉体材料，从而成为高性能的精细化学品。在制备过程中，有的方法必须要添加抗凝剂或分散剂、抗静电剂等表面活性剂，通过其作用制得各种超细和超微细的粉体材料(特别是纳米材料)。这些粉体材料具有高比表面积、优异的导热和光学性能、高的
耐磨性、极好的遮盖性、高吸附性、多功能性等各种特异性能。根据这些粉体材料的特性，又可将其用于精细化工产品的制备，如制备高活性的催化剂、多功能的化妆品、药品、涂料、粘合剂、表面活性剂、磁性记录材料、塑料和橡胶等高分子合成材料和加工的改性剂及填料等等[7]。
3.2 精细化工技术向研发技术与生产技术并重方向发展
21世纪要用一些高新技术改造传统化工，使原有的化工产品纯度提高、分离更彻底、三废排放更少、环境污染更小，使原有的生产技术和产品结构更加完善。在未来的发展中，精细化工的生产技术的投入会与研发技术的投入相当，甚至占有更大的比重。生产技术是使技术研究和设想变成可能的渠道，是精细化工产品能否产出的关键，所以生产技术的开发应用具有不可忽视的作用。在未来精细化工的发展中，会抛弃以往只重研发不重生产的片面观点，而是研发技术与生产技术“两手抓，两手都要硬”，这样的发展思路和方向会使精细化工的发展更具有实效性和可操作性。重视精细化工的生产技术的开发应用，是精细化工发展的主要动向之一。这些技术的频频出现和应用，必将给传统化工带来一次技术革命，优胜劣汰提高效率，满足当今时代要求[2]。
3.3精细化工产业向着绿色化方向发展
精细化工将为节能和环保作出较大的贡献，自身将向清洁化和节能化的方向发展，成为绿色高新精细化工。绿色发展是相对于传统的化工发展方式而言的，精细化工的绿色化是指在精细化工产品的生产和使用过程中对周围环境的污染较小甚至没有污染产生。
环保的要求及昂贵的劳动力将迫使一些发达国家将现有生产能力向发展中国家转移，世界精细化工业面临着又一次重新布局。如果精细化学品在生产中就实现生态“绿色”化，采用精细化学品为相关行业服务时，也实现相关行业生产的生态“绿色”化，即模拟动植物、微生物生态系统的功能，建立起相当于“生态者、消费者和还原者”的化工生态链，以低消耗(物耗和水、电、汽、冷等能耗及工耗)、无污染(至少低污染)、资源再生、废物综合利用、分离降解等方式，实现生产无毒精细化学品的精细化工的“生态循环和环境友好”及“清洁和安全生产的绿色”结果，那么就可以减少化工行业对环境的伤害。
欧洲的化学品注册评估和许可管理制度，美国的“总统绿色化学挑战奖”，其目的都是控制污染、倡导绿色。绿色化工的特点是对环境无毒无害，反应选择性极高。这形成了化学工业的一个重要方向，就是清洁化生产。己内酞胺、丙烯睛丙二醇醚、环氧丙烷等新工艺的开发，涂料、胶载剂的水性化或无溶剂化，制冷行业的氟里昂及汽油添加剂甲基叔丁基醚的代替，化学致癌物质的禁用及可降解材料的开发利用等种种迹象表明，追求“绿色”、保护环境、保护人们的身心健康将是化学工业未来永恒不变的目标，也是刻不容缓的责任[8]。
3.4 精细化工产业人才向复合型、多专业协作方向发展
精细化工产业对人才的需求是多方面的，既要有科技专业人才，又要有懂技术管理擅长经营的复合型人才；既要有化学、化学工程和相关应用技术的人才，又要有一批能工巧匠。精细化工从研发、生产到销售，最终是为了经济利益的实现。不论是研发部门、生产部门还是销售部门都要加强配合，团结协作。重视市场调研，重视售后服务，及时掌握和了解市场动向和消费者需求，这是精细化工企业发展的指向标。在未来的发展中，可能会出现专门做市场调研的企业，这样的调研团队实力更强，情报信息内容也更权威，企业领导者根据市场调研企业提供的情况，胆大心细，敢于创新，积极做出相应的对策，树立短期目标和长期目标，有效的占有市场份额，保证经济效益的实现。现代产业的发展，既要讲竞争，也要讲合作，不论是企业内部部门之问，还是同行业企业之问，都要加强合作，强强联合，才能实现共赢[2]。结论
精细化工是当今世界化学工业发展的重点之一，标志着一个国家综合技术水平的高低。随着化工行业的发展，越来越多的发达国家及大型石化公司会将其核心产业向精细化工方向进行转移，并打算以领先的生物技术、新材料和新能源技术占领未来制高点，从而为经济发展和人类社会的进步做出更大的贡献。
精细化学 篇3
1 以就业为导向, 合理的组织教学
对精细化工生产企业招聘职位进行调查, 确定《精细化工》课程涵盖的企业所岗位的要求, 由此进行教学内容的组织。精细化工产品中, 一类是必须经过复杂的有机合成的化学反应才能得到的化学品, 理论性强, 技术含量高, 更多一类则是复配型精细化学品, 综合性强, 产品创新多, 更容易被学生所理解和接受, 针对培养应用型人才的要求, 因此我们选择了福建省重点发展的表面活性剂、化妆品、洗涤剂、涂料、农药、功能高分子材料、胶粘剂等七个系列精细化工产品的生产技术作为重点教学情境, 将知识点连贯的表面活性剂、化妆品、洗涤剂内容放在一起讲;表面活性剂的合成实验与化妆品、洗涤剂的复配实验连续进行。这样的安排不仅增强教学内容的系统性, 巩固了教材理论知识, 起到举一反三的作用。在教学的实践中也充分说明了, 对教材的内容的合理组织和适当的取舍, 可以更好地突出重点, 凸显理论知识与实践技能的联系, 有利于培养学生的学习兴趣。
2 采用项目化教学法, 使讲课与实验有机结合
项目化教学是按照学习目标将课程综合细化成若干操作性强的项目, 课程教学以工作任务为中心, 以典型产品 (或服务) 为载体, 同时融理论知识实践操作素质培养于一体, 围绕具体项目让学生在完成工作任务的过程中获得知识、提升技能。项目化教学走进课堂, 使课堂效果有了极大改善[3]。
在课堂讲授过程中, 重点的讲授某些精细化工产品的产品的用途, 由这些产品的重要用途, 激发学生的兴趣。同时, 要求制备几个产品, 学生3～5个人一组, 分组后, 选择要制备的产品。学生通过查阅文献, 讨论, 制定最佳的工艺路线, 进行实验, 最终撰写实验报告。这体现了教中学, 学中做。
以“高吸水性树脂”教学为例
(1) 首先明确工作任务。教师对高吸水的概述进行讲解, 让学生了解到高吸水性包括聚丙烯酸盐类、聚丙烯腈水解物、醋酸乙烯酯共聚物、改性聚乙烯醇类等类别等类别, 然后着重讲解淀粉与丙烯酸接枝共聚的生产技术, 对合成理论和工艺流程进行分析, 进行工艺流程图的绘制, 以淀粉与丙烯酸接枝生产工艺作为练习, 分析产品的结构和合成操作过程, 画出工艺流程方框图, 对一个简单工段进行物料衡算, 加深学生对工艺技术的掌握和融会贯通;
(2) 布置淀粉与丙烯腈水解产物、羧甲基纤维素、醋酸乙烯与丙烯酸甲酯共聚体皂化物、聚丙烯酸钠的交联产物、异戊二烯与马来酸酐的共聚物制备技术项目任务。每5人一组, 每项目2组学生;各组依据课堂学习内容和下达任务查阅资料, 收集有关文献资料, 制定任务分析报告和实验计划, 做出相应技术分析, 以开题报告形式交教师批改及组与组间互评;
(3) 在进行“高吸水性树脂制备”实验项目。教师引导学生拟定详细的可操作的实验路线和方案;仔细查阅学生的设计方案, 并指出不合理之处, 反馈给学生完善;
(4) 在实施“高吸水性树脂制备”实验。学生在操作过程中, 教师须检查并适时纠正不规范操作;教师须对实验进行过程评估:学生完成实验报告, 做出产品成本进行性能测定, 从得出的性能测定中提出改进方案, 完成最后的工艺设计;教师对学生结果进行评价, 并进行学生间的互评。
整个过程应以学生为主、教师为辅, 学生在教师引导下, 自主学习, 实验, 经历了设计性实验的流程, 使教学内容与实验内容在这一过程中得到整合和序化, 学生在实验反馈中不断总结、提高, 充分调动了学生学习本课程的积极性。
3 将书本理论与实际产业生产相结合
作为一门实用性和实践性很强的课程, 教学中应注重理论联系实际, 把理论教学和实际生产过程结合起来。在教学中引导学生从精细化工的生产特点去了解课程, 在介绍重点品种时, 列出这些品种的优缺点、国内外市场情况。与此同时, 还介绍该产品的制备路线、工艺流程图甚至是特殊的高效设备, 提供一些工厂的现场设备图片, 使得学生不光学到了平面的知识, 还对生产第一线的产品有了初步的了解[4]。为了能够更好的掌握精细化学品生产过程, 还需要学生通过下工厂进行实地参观学习, 了解生产中的工艺路线和生产装置。要求参观后, 撰写见习报告, 见习报告包含该厂的总体情况, 工艺路线, 生产装置, 产品性能等。学生在实地参观实习中, 将书本所学理论知识和实际生产相结合, 加深对精细化工专业认识。
从教学效果来看, 如果只是按照书本上照本宣科的讲授内容, 学生会因为只是太繁琐, 而失去学习的兴趣。因此教师一定要发挥主体作用, 激发学生的兴趣, 让他们积极主动的去获取知识。
4 充分利用多媒体教学的方式
精细化学品所涉及的产品众多, 生活中众多领域都有精细化学品的身影。要在一本书里介绍关于精细化学品的知识, 信息量相当大, 依靠传统的板书教学, 所教的内容有限。而多媒体教学, 与传统的教学手段相比, 其优势在于能够实现“动态的问题形象化”、“微观的问题宏观化”、“抽象的问题具体化”、“表达的方式多元化”。由于精细化学品涉及的领域广, 各学校情况不同, 故目前无统一的精细化学品CAI课件。依据教学内容, 充分利用网上资源, 引入最新动态和相关图片, 部分工艺流程利用flash进行效果渲染[5,6]。
5 改革考核方式
通过本课程教学, 不仅要求学生掌握精细化学品化学的知识和基本理论, 同时也要逐渐培养起学生自我学习能力、创造性思维能力, 加强他们的学术性训练。为了实现上述目标, 采用多种形式的考察与考试方式, 在强调重视期末闭卷考试的同时, 将出勤情况、完成作业、参与课堂讨论、回答提问、查阅资料、做的课件等结合起来全面考察学生学习情况, 期末考试占50%, 实验占20%, 其他项目的组合占30%。通过考试改革进一步调动学生学习的积极性和主动性, 有利于促进学生平时及时消化、吸收教学内容, 课后认真阅读参考文献, 积极准备专题讨论课的CAI课件。同时, 对于教师提问回答较好的同学、讨论课踊跃发言的同学应及时给予适当加分, 这些举措可以激发学生学习的兴趣, 形成良好的学习、研究风气。
6 结语
精细化学品化学作为一门专业必修课跟其他专业课不同之处是所包罗的内容丰富, 种类繁多, 发展迅速, 这就要求教师在备课、上课、课后都做好充分准备, 不断提高自身素质和专业水平, 不断对教学内容和教学方式进行新的尝试。该门课程教改实践后, 学生独立思考能力, 查阅文献能力有了较大提高, 对精细化学品有全面的了解, 并找工作过程中有明确的方向。
摘要：从培养应用型人才出发, 以就业为导向, 组织教学内容, 采取项目化化学教学, 把课本理论实际产业生产相结合, 改革考核方式, 提高教学效果, 增强学生的自主学习性。
关键词：精细化学品,教学内容,项目化教学,考核方式
参考文献
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[5]岳凡, 徐世美, 封顺, 等.精细化学品化学教学模式初探[J].大学化学学报, 2004, 19 (2) :29-31.
精细化学品的发展方向 篇4
精细化学品具有品种多，更新换代快；产量小，大多以间歇方式生产；具有功能性或最终使用性：许多为复配性产品，配方等技术决定产品性能；产品质量要求高；商品性强，多数以商品名销售；技术密集高，要求不断进行新产品的技术开发和应用技术的研究，重视技术服务；设备投资较小；附加价值率高等特点。
对于精细化学品的未来我想说必须要注重两个方面：一方面是内部的发展问题，努力革新生产技术及配方，重视专业人才以及后续人才的补充；另一方面要注重外部的因素，着重表现在两个方面：1环境社会和谐共处走可持续发展道路2注重市场发展生产市场缺口的化学品，从而调整产业结构。
精细化学品，主要的竞争力应该是体现在精细两个字，所以这就对精细化工这个行业提出的更高、更细的要求，要想产品有发展就必须把产品做精做细。那么就必须对生产流程每一个细节严格把关，从源头消除粗糙的产品生产。生产过程只是客观的，而人才才是主观的，是能够从根本上改变产品。行业的进步，企业的发展，需要优秀的专业人才作支撑。由于社会上精细化工企业极多，精细化工企业的经济效益普遍较好，精细化工产品出口和国内市场潜力巨大，精细化工产品开发前景广阔，所以精细化工专业毕业生的社会容量很大。对于专业人才的重视，我想每个化工产都可以做到，但是对于后续人才培养的重视还不够，对于专业人才的研究支持力度还不够，以及相应的制度体系还不完善。所以这就要求我们从思想观念上改变，不仅要现在做好，而求要一直好。不仅要占领国内市场，而求要占领国际市场。这样我们才能有更好的发展。
精细化工生产的多为技术新、品种替换快、技术专一性强、垄断性强、工艺精细、分离提纯精密、技术密集度高、相对生产数量小、附加值高并具有功能性、专用性的化学品。许多国内外的专家学者把21世纪的精细化工定位为高新技术。在国外的高新技术园区，在国外的高新技术园区，譬如法国巴黎西南郊的Les Ulis高新技术园区，就有很多精细化工企业。在国内也一样。在上海、苏州、杭州等地的高新技术开发区都有大量的精细化工企业。而只要是高新技术企业都可享受到政策、融资、外贸、征地、用人等方方面面的优惠条件。这是精细化工面临的良好机遇之二。
随着科技日益的发展，精细化学品与人们的日常生活紧密联系在一起，它与粮食生产地位一样重要，关系到国家的安全。因此精细化工是中国的支柱产业之一。在新世纪之初，精细化工就被国家经贸委列入发展重点之一。这是精细化工面临的良好机遇之一。
精细化工与工农业、国防、人民生活和尖端科学都有着极为密切的关系，是与经济建设和人民生活密切相关的重要工业部门是化学工业发展的战略重点之一。70 年代两次世界石油危机，迫使各国制定化学工业精细化的战略决策。这说明发展精细化学工业是关系国计民生的战略举措。
农业是国民经济的重要命脉，高效农业成为当今世界各国农业发展的大方向。高效农业中需要高效农药、兽药、饲料添加剂、肥料及微量元素等。单就农药，它包括各种各样的杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂、除草剂、植物生长调节剂及生物农药等。全世界每年因病害虫食损失占可能收获量的
三分之一以上。使用农药后所获效益是农药费用的 5 倍以上。使用除草剂其效益可达 10 倍于物理除草。兽药和饲料添加剂可使牲畜生病少、生长快、产值高、经济效益大。
在这种市场要求下许多新技术也随着科技的发展出现，新催化技术、新分离技术、增效复配技术、超细粉体技术、气雾剂（CFC）无污染替代技术等。
纳米日用化工和化妆品、纳米色素、纳米感光胶片、纳米精细化工材料等将把我们带到五彩缤纷的世界。最近美国柯达公司研究部成功地研究了一种即具有颜料又具有分子染料功能的新型纳纳米粉体色影像带来革命性的变革。
国外已将纳米材料纳米SiO2作为添加剂加入到粘合剂和密封胶中，使粘合剂的粘结效果和密封胶的密封性都大大提高。其作用机理是在纳米SiO2的表面包覆一层有机材料，使之具有亲水性，将它添加到密封胶中很快形成一种硅石结构，即纳米SiO2形成网络结构，限制胶体流动，固体化度加快，提高粘接效果，由于颗粒尺寸小，更增加了胶的密封性。
精细化工产业门类众多，牵涉面广，受到产业政策影响很大，从结构调整和技术进步的角度看，集约化经营是未来中国精细化工发展的方向。中国很多地方建立了化工园区，并给予相应优惠政策，而其中很多化工园区都突出了精细化工特色。这样的格局有利于精细化工产业的上下游衔接和搭配，将极大促进精细化工产业的发展。
在追求市场的同时人们很容易忽视环境问题，有一批以污染环境为代价而发展起来的精细化工企业，而且其生产的产品本身在使用的时候就对环境造成极大的污染。所以目前在世界范围内都在进行产业的结构调整。随着环境保护要求的不断提高，欧共体国家、美国和日本工业发达国家，陆续把许多化工企业向发展中国家转移。虽然他们有转移污染的企图，但也确实把一定数量的具有较高技术含量的精细化学品生产转移到国外，而且这种趋势在不断地扩大。从世界经济版图来看，可以接受这种转移的主要是亚洲、南美洲和非洲。
中国精细化工工业在发展的同时，一些问题也日益显露出来。特别是科研开发体制改革进展缓慢，重复建设严重，低档产品居多，精细化率低，附加值不高，企业规模小，集中度低，配置效率不高等严重等制约了行业的进一步发展和品质的提高。
精细化学 篇5
关键词：精细化学品化学,课程建设,教学改革
精细化学品种类多、附加值高、用途广、产业关联度大,直接服务于国民经济的诸多行业和高新技术产业的各个领域。大力发展精细化工已成为世界各国调整化学工业结构、提升化学工业产业能级和扩大经济效益的战略重点。精细化工率(精细化工在整个化学工业中所占的比重)已经成为衡量一个国家或地区化工发展水平高低主要标志之一。对我国精细化学品行业现状钱伯章[1]进行了分析,指出我国精细化工与国外同行业相比还有很大差距,并指出饲料添加剂、表面活性剂、合成胶黏剂以及油田化学品和水处理药剂等精细化学品是目前几大精细化学品的发展机遇。
因此,市场对具有扎实精细化工理论知识和丰富实践经验的复合型人才的需求就更为迫切。精细化学品化学课程是我校化学工程与工艺专业主干课程,学生能否学好本门课程对择业、考研等将产生很大影响。为适应社会的需求,如何改变现有教学模式、提高教学质量和培养学生解决实际问题的能力成为精细化学品教学改革的主要内容。
在我校精细化学品化学这门课安排在第七学期,学生考研还是就业有了明确的选择。打算就业的学生为了找到心仪的工作,大部分都努力学习专业知识以及广泛涉猎其它领域的知识;而打算考研的学生,天天复习考研知识,专业课甚至就不去上,来上课的也是人在课堂心在“考研”。而这些专业课知识对于考研还是就业的学生都是重要的,所以如何激发学生,尤其是考研学生的学习兴趣是非常必要的。这需要从选择和构建教学内容、改革教学方法以及考核办法上综合考虑。
1 合理选择及构建教学内容,激发学生的学习兴趣
精细化学品包含的内容繁杂,主要涉及涂料、胶粘剂、日用化学品、皮革化学品、造纸化学品、油田化学品、橡塑助剂、水处理化学品、农用化学品等诸多领域。随着世界精细化工的飞速发展,各种精细化学品生产新技术、新概念不断产生,新型特种功能精细化学品不断面世。而现有教材的内容陈旧,已跟不上时代的发展,不能全面反映时代特征,因此教学内容必须进行改革。
1.1 课堂教学内容优化
在选用教材[2]时,将课本单元知识组合优化:(1)染料单元。包括染料、颜料、荧光增白剂、光谱增感染料和彩色显影成色剂。光谱增感染料和彩色显影成色剂作为自学内容。(2)香料单元。包括香料、化妆品等。(3)表面活性剂单元。(4)涂料单元。包括涂料、胶粘剂等。(5)农药单元。另外增加新型精细化学品单元。包括纳米材料、水处理药剂及油田化学品等。纳米材料是20世纪90年代的新型材料,到现在已广泛应用到电子、医学等多个领域。这章重点内容是纳米材料的应用和制备。水处理药剂和油田化学品是国内近年需求较大的精细化学品。这两章重点内容是两种精细化学品的应用原理以及合成工艺。知识优化更有利于让学生学会寻找事物内在的联系,进而更深层次的理解和掌握精细化学品化学的基本原理和知识。
其次,在每一章的教学上,并不完全按照教材上的顺序来介绍,基本按照本单元精细化学品的发展史、基础知识、发展趋势几个部分授课;参照其它更多的专业书籍,将基础知识深入浅出的讲深讲透,例如表面活性剂国内外就有不少专著,可列为参考书让学生课下自学。为了活跃课堂气氛,可更多的结合生活中的实例进行教学,例如在讲授化妆品成分时,针对网上的所谓“一杯清水判断化妆品好坏”的方法,让学生用课上讲解的内容自己分析和辨别这种方法是否可取;实践表明只要将书本上的知识先转化成工作生活中具体的问题,都会吸引学生的大脑,并积极思考,真正地学有所用,这样就将书本上枯燥的知识转化为学生感兴趣的内容。
1.2 安排实践教学
精细化学品化学内容多而繁杂,具有与实践结合紧密的特点。精细化工实验内容上应能反映精细化学品化学课堂所讲授的理论知识,与所学理论知识紧密结合。一方面可以帮助学生加深对所学内容的理解,加强感性认识;如十二烷基苯磺酸钠的合成,学生在实验过程中可以观察实验现象,分析影响产量及合成的因素,存在的问题及解决的方法,分析各种反应条件的影响,并通过分析产品的固含量和有效成分含量,以及成本核算,与市场上成品的相应指标相比较,激发学生的竞争意识和创新意识,也培养学生的综合运用知识的能力。另一方面可以选择进行一些与日常生活相关的精细化学品的制备实验。如各种不同类型粘合剂的合成,可以采用溶液聚合、乳液聚合等不同方法合成聚甲基丙烯酸甲酯、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇等实验,学生理解了不同方法的区别、特点,了解了各种产品的性能。实验完成后可以得到具有实用性的产品,心理上产生一定成就感,可进一步激发学生学习理论的主动性,从而提高课堂教学效果。
2 改革教学方法,发挥学生的主观能动性
以前,高校的教学思想很大程度上是以传授知识为出发点,学生被动地接受知识。以“粉笔+黑板”式为主的教学方法,既浪费学时,又难以培养学生的综合素质和创新能力。教学改革要从以教师为中心的注入式,转变到以教师为主导、学生为主体的启发式、讨论式;从单纯以课本为教材的封闭式课堂教学转变为以课堂教学为主、课内外结合、生动活泼的开放式教学;从以知识传授为主,变为以自我获取知识、表达和创新等综合能力培养为主的教学模式。
2.1 让学生参与讲课
精细化学品种类繁多,发展迅速,更新频繁,为使学生真正达到学以致用的目的,掌握精细化工的前沿领域和发展方向,培养学生独立寻找问题、确定问题、解决问题、评价问题的综合能力,采取让学生参与讲课的方法。每个单元都留有2个学时,让学生自己讲。讲解内容由教师指定或学生自己选择相关的感兴趣的知识。要求学生自己利用课下时间,学习使用学校的图书馆和网络资源,搜集材料,并形成书面材料。在课堂上讲解后,其它同学和老师可以自由提问。起初,学生还有些不适应,不好意思上讲台,但经几次课下来,下面的同学有些觉得自己准备比他还好,也就敢走上讲台了,到后来,气氛越来越活跃,学生怕轮不上而埋没了自己辛勤的劳动成果。大多数同学觉得这种新的教学方法能让他们能学到更多的知识同时还培养了自己的综合素质。这样可提高学生获取知识的能力,也锻炼了即将就业的学生如何准备专业知识及如何展现自我。
2.2 利用多媒体教学
精细化学品涉及的领域广,每类产品又分好多种,特点不一,生产工艺也不一样,以前的“粉笔+黑板”费时费力,还吸引不了学生的眼球和兴趣。与传统的教学手段相比,多媒体教学优势在于能够实现“动态的问题形象化”、“微观的问题宏观化”、“抽象的问题具体化”、“表达的方式多元化”。依据教学内容,充分利用网上资源,引入最新动态和相关图片,部分工艺流程利用flash 进行效果渲染[3]。如表面活性剂一章中,为讲清表面活性剂的功能以及各类表面活性剂的生产工艺,利用大量图片、flash 等将其表现出来,使学生易于掌握。
3 调整考核方式,强化学习效果
考试具有导向作用。课程改革要兼顾知识传授和能力素质培养,成绩的考核不能只看闭卷考试的卷面成绩,而应有多种形式的考核。因此改革要兼顾知识传授和能力素质培养,那么成绩的考核就不能只看闭卷考试的卷面成绩,而应有多种形式的考核。因此,我们安排除平时作业成绩占30%以外,开卷考试占40%,闭卷考试占30%,开卷考试则是布置学生每人完成一篇课程论文[4],论文的题目主要由老师精心拟就,使学生得到一次学习总结和提高的锻炼。
参考文献
[1]钱伯章.中国精细化工面临新的发展机遇[J].精细化工,2005,22(4):241-246.
[2]程铸生,朱承炎,王雪梅.精细化学品化学[M].上海:华东理工大学出版社,1996.
[3]马文辉,张树军,郭祥峰,等.构建精细化学品课程教学新模式[J].高师理科学刊,2007,27(3):111-113.
精细化学 篇6
关键词：精细化学品化学,化学工程与工艺专业,改革与实践
按照市场对化工人才的需求,化学工程与工艺专业主要培养具有科学研究能力的工程技术人才,他们走上工作岗位后既能承担生产管理、技术改进、工艺改造的任务,也能在前人的基础上进行技术革新、新产品开发[1]。这就要求本专业学生既要掌握化工方面的基础知识,又必须具备一定的工程技能及科研开发和设计能力。
精细化学品化学是一门包括染料、荧光增白剂、有机颜料、表面活性剂、涂料、香料、化妆品、农药等[2,3,4]多种精细化工产品的合成、用途、性能及发展动态等的课程。通过教学,赋予学生系统的精细化工的概念、精细化工产品的特点、作用及用途、合成方法、特殊功能、多功能生产装置、复配技术及市场化的知识,培养学生开发和设计精细化工新产品的能力。是化学工程与工艺专业不可缺少的一门专业课。
根据全国工程教育专业认证体系,在本专业调整的新培养方案基础上,对精细化学品化学教学内容和课程体系进行了改革。
1 精心选择和优化教学内容
教学内容的改革是课程改革的核心所在[5],精细化学品化学涉及的内容非常广泛,不仅包括众多传统的产品及其合成、生产,复配、剂型加工等,而且会不断出现一些新产品、新技术等,而现有教材更新慢,其内容跟不上时代发展。此外,专业课学时数不断压缩,如何在有效的时间内,取得良好的教学效果,就需要合理改革教学内容。
经仔细研究,仍然选用原有教材[3],该教材内容包括染料、荧光增白剂、有机颜料、表面活性剂、涂料、香料、化妆品、农药,教材的内容覆盖较少,染料、荧光增白剂、有机颜料及农药方面的内容较成旧。因此,在原有教材的基础上,保留章节如染料、荧光增白剂、有机颜料、涂料、香料、化妆品、农药等,增加FCP基本原料、医药化学品、绿色化学品、新能源等章节,精细选择设计了新增章节的教学内容,比如FCP基本原料重点介绍Natural gas、Oil与Coal的分离技术,开发技术,作为化工原料的应用等内容。
原教材中基本的有机理论和工艺内容篇幅较多,经与精细有机单元反应课程、精细化工工艺学应用界面化学教学内容反复比较,删除了与其重复的教学内容,适当增加较新的内容。例如,酯化反应、氧化反应、氯化反应等内容在在精细有机单元反应课程中已系统的学过,本课程的学习中不在讲授,但要重点学习理论的应用。比如在表面活性剂一章中不再讲解表面活性剂的复配和应用(这部分内容在应用界面化学讲解);在涂料中不讲聚合物化学基础(高分子化学中有这部分内容、精细化工工艺),其它合成树脂作为自学内容,并增加了目前涂料的发展及研究动态,尤其是一些新型涂料的研究状况。
2 改进教学方法和教学手段
2.1 具体化、形象化讲解概念
精细化学品化学课程中概念较多,学生难以理解和接受,在概念讲解中,加以具体化、形象化。比如,染料、荧光增白剂、有机颜料、荧光增白剂、感光材料这四个概念,它的发色理论都是基于近代发色理论的吸收和反射光的理论,将这四个概念加以比较对照,在结合各自具体的实例进行学习,学生自然易于接受和掌握。
2.2 自行开发制作了多媒体教学课件
利用计算机的普及应用以及网络的、信息量大、传播速度快等的特点,将精细化学品化学做成课件,由于制作成本低廉,修改方便,信息量大,更新快,这些正是精细化学品专业传统教学模式中欠缺的方面,基于此,将传统课堂教学与计算机辅助教学结合,把实际精细化学品和相关内容制成多媒体课件,将文字、声音、图象等有机地组合在一起,将会给学生提供丰富的感性认识[6]。但是根据本门课程的特点,叙述性内容较多,在课堂教学上,主要采用板书,适当利用课件,将板书与多媒体教学有效结合。
在课堂教学中积极开展启发式、讨论式等教学方式,充分体现教师为主导,学生为主体的教学模式。
2.3 多种形式实现课程开放教学
两至三位精细化工课程群老师专门负责对本门课程的建设,在教学根据他们自身的专业特点,除了主讲教师外,还邀请别的教师来客串讲课。目前,本门课程主要由两位老师共同完成。
由于精细化学品具有品种多、更新快等特点,一个人难于样样精通[7],经常邀请各行业专家、教授来化工系做报告。
另外,在实践教学中,比如专业实验、毕业实习等教学中经常对学生做一些启发性的提问,这样可以时刻激发学生思考,增加学生学习的兴趣和主动性,真正达到提高学生学习能力和创新能力。
2.4 作业题与毕业设计相互结合
学生作业可以加深和巩固对所学知识的理解,也是老师了解学生对讲授内容的掌握程度的窗口,而本课程没有作业题,因此,参阅了大量的相关内容后,结合教学大纲的要求,每章都自编了作业题。
另外,根据行业发展趋势,结合科研,精选多种精细化学品或精细中间体,作为课后大型文献作业,尽量每个学生有不同的题目,让学生在文献检索基础上完成小论文,在课程快结束时,组织答辩作业,就某一产品的一些问题进行答辩,同时实现互动教学,打破了“老师讲,学生听”的常规上课模式,充分调动了学生的积极性。使学生得到一次学习总结和提高的锻炼。并将有发展前途的一些好的产品或中间体,结合实验室条件和本科生知识结构,定为毕业设计、毕业论文题目。此法成为本科毕业设计、毕业论文的选题渠道之一。其中被评为校级优秀论文五篇。
3 改进学生成绩考核方式
改变传统的考核方式,平时成绩占20%,期末考试成绩占80%,变成平时成绩占30%(包括上课出勤率、课堂表现、小型作业完成情况),大型作业成绩占30%(小论文写作及答辩情况),期末考试成绩占40%。
4 教改效果
通过几年的教学改革实践,不仅提供了学生的理论知识,而且其口头表达能力与科研资料查阅能力均有大大提供,学生反映良好,其效果明显。
在精细化学品化学的教学中,不断寻求新的授课方式、方法与考核方式,跟踪本学科新发展动态与国家政策,研究修改教学大纲,合理调整教学内容,调动学生学习的积极性、主动性,培养学生的综合能力。
参考文献
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精细化学 篇7
在教学实践中,我们发现多数学生觉得精细化学品化学枯燥无味,被认为是一门较难的课程。为此,笔者近年在精细化学品化学教学中引入案例教学,受到学生的普遍欢迎,取得了较好的效果。
1 案例教学及其背景
案例教学,是指在教师的指导下,再现案例情景,引导学生对特殊情景进行讨论,以提高学生实际运用知识能力的一种教学方法[2,3]。它由哈佛大学法学院于1921年创立,其目的是通过学生参与个别案例的分析和讨论,加强学生对法律规则和条文的理解[4]。由于该法成效显著,随后逐渐被应用于社会学、管理学、经济学、医学、心理学等学科的教学中[5]。目前,案例教学法已成为国际MBA教育的主流方法。近年来,国内诸多高校和培训机构对此进行了实践,取得了良好的教学效果[6,7,8]。
2 精细化学品化学案例教学的应用
在教学实践中我们发现,在讲授理论知识的同时穿插一些学生感兴趣且具有一定知识内涵的典型案例,并提出相关问题引导学生运用已有的知识进行分析讨论,可以很好地调动学生的学习积极性,极大地促进师生的互动性,进而提高课堂教学效果。
比如,在讲解食品添加剂前先插入一个案例:苏丹红事件。接着由该事件引导学生思考:①什么是食品添加剂?②使用食品添加剂应该遵循哪些原则?③食品添加剂按用途分哪几类?④如何评价食品添加剂的毒性?⑤“不含任何添加剂”的说法是否科学?
让学生对以上问题展开充分讨论后,教师总结:食品添加剂能够改善食品的品质,提高食品的质量和档次,满足人们对食品风味、色泽、口感的要求。对食品添加剂要科学对待,适量食品添加剂对人体无大碍,滥用食品添加剂有害人体健康。没有绝对不含食品添加剂的食品。因此我们在购买食品时,要持有科学的态度,不要被商家的花言巧语所蒙骗,做一个科学、理智的消费者。
3 案例教学法效果评价
3.1 充分调动了学生的学习积极性
案例教学法选用学生熟悉的,贴近他们实际的活生生的案例来进行教学,能唤起学生的学习兴趣,使学生感受到专业知识与生活之间的密切联系,变传统的“书本中学专业知识”为“生活中学专业知识”,使精细化学品化学课富有浓浓的生活气息,大大提高了学生的学习积极性。多数学生除了在课堂上积极参与教学互动外,在课后还通过多种方式主动与教师作进一步的交流和探讨。
3.2 加深了对知识的理解和掌握
与传统的满堂灌填鸭式教学相比,案例教学法将学生的学习过程由“被动学习”变为“主动学习”,使学生真正成为学习的主人。学生主动掌握整个学习过程,自发、自觉地投身学习,这必然加深学生对知识点的理解和掌握,因而极大地提高了教学质量。
3.3 提高了学生从事科研和解决实际问题的能力
案例教学再现案例情景,给学生以投入感、真实感,训练学生提出问题、解决问题的能力。此外,学生还可以就自己感兴趣的精细化学品主动去查阅相关文献,积极参与学院开展的多种科研活动,这不仅开阔了学生的视野和思路,加深了对相关领域的认识和了解,还培养了学生从事科研和解决实际问题的能力,为将来的科研和择业打下坚实的基础。
4 结 语
案例教学法是精细化学品化学教学中的一种非常有效的教学方法,有助于调动学生的学习积极性,培养学生从事科研和解决实际问题的能力,有效提高课堂教学质量。然而,案例教学法也对授课教师提出了很高的要求,这一方面要求教师所设计的案例源于生活且切中基础理论的核心问题,另一方面要求案例教学深刻、生动、富有时代气息,能激发学生的学习兴趣,最好教师将自己的科研全面渗入本科教学,将科研优势转换为教学优势,让学生身临其境,让课堂个性飞扬。
参考文献
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精细化学品质量控制检测工作探讨 篇8
需求方通常将精细化学品的产品质量作为购买的首要标准,其次才考虑价格等其它因素。在国际市场上,产品的质量还是要由最终用户的使用效果来评价,许多大公司往往根据自己的需要自行建立一套质量标准,作为选择供应商的主要依据。对于精细化学品生产企业来说,更是要将产品质量放在第一,以高质量的产品打造良好的社会品牌和信誉。因此,精细化学品企业必须开展有效的产品质量控制工作,包括建立产品质量管理体系、制定产品质量标准、进行产品质量评价、开发分析测试方法等。
1 精细化学品的质量标准特征
精细化学品可以分为两种类型:一类是可以通过化学反应直接得到,用化学式表示其成分、组分单一、加工度高、质量要求高的化工产品,如医药、农药的原料,化学试剂、合成香料,合成染料,功能聚合物等。该类精细化学品的质量标准具有主含量高、杂质含量低的特征,且技术要求中项目指标优于一般优等工业品,还增加了新的杂质限制以及特殊的物化指标[2]。
另一类是由若干种化合物组成的复合物或配合物,如牌号众多的染料、复合农药、医药制剂、复合香精、化妆品、涂料、化纤油剂、黏合剂、油墨等。这一类精细化学品侧重于最终使用性能,它的使用性能不仅取决于主含量,也与添加剂、填充物、助剂的种类和使用量密切相关。这类精细化学品的质量标准不仅包括主含量和添加剂、填充物、助剂的含量,还有常规物理指标,如密度、粘度、酸碱度、细度、遮盖度、硬度、悬浮率等[2]。
2 精细化学品质量控制检测工作
2.1 精细化学品检验的基本知识
精细化学品检验的任务是利用化学分析、仪器分析、生化分析、物性测定等手段,来确定精细化学品生产过程中物料的化学成分和含量,以及精细化学品本身的使用性能、安全性、卫生指标、理化指标等是否符合国家规定的质量标准[3]。精细化学品成品、半成品和原材料的检验遵循基本的程序,主要包括试样的采集、方法的选择、样品的测定和检验结果的审查四个步骤。
精细化学品往往具有比较复杂的组成,在检验中需要依据一定的方法,对其主要成分及重要的杂质成分做检验。其检验方法有不同的分类,根据测定原理可分为化学分析法和仪器分析法,根据生产及要求可分为快速分析法和标准分析法[4]。仪器分析具有快速、准确的优点,但化学分析法成本低廉,故目前仍大量采用,随着分析仪器在企业的拥有率不断上升,仪器分析法的应用越来越普遍。企业内部的生产过程检测和半成品检验多采用快速分析法,而标准分析方法通常用于企业成品检验、国家质量监督检验和质量仲裁等方面。
2.2 精细化学品通常检测项目
精细化学品质量控制的通常检测项目包括:精细化学品的采样和抽检方法、密度的测定、熔点和凝固点的测定、沸点和沸程的测定、折射率的测定、旋光本领的测定、水分的测定、色度的测定、p H的测定、电导率的测定、黏度的测定、闪点和燃点的测定等。
对于不同类别的精细化学品,日用化工产品(表面活性剂、洗涤用品、化妆品、香料香精、涂料染料和颜料)的检验、油墨的检验、胶黏剂的检验以及其他精细化学品(食品添加剂、化学试剂、农药)的检验,也有其特定的检测项目。例如对于油脂的检验,油脂物理性能、水分和挥发分、酸值、皂化值、碘值、不皂化物、总脂肪物、氧化脂肪酸等测定是其通常的检测项目。对于化妆品的检验,则需要进行稳定性试验、有害元素含量分析、微生物检验等。
2.3 精细化学品的成分分析
精细化学品的成分分析一般采用光谱(紫外、红外、拉曼、原子吸收、原子发射、原子荧光);波谱(氢谱核磁共振、碳谱核磁共振、二维核磁共振);色谱(气相色谱、液相色谱、离子色谱);质谱(质谱仪、气质联用、液质联用、电感耦合等离子体质谱);能谱(X射线荧光光谱、X射线衍射光谱);热谱(热重分析仪、示差扫描量热仪、热重红外联用仪);物性(粒度分析、物理吸附、化学吸附)等多种仪器测试手段对样品进行全面表征,通过多种前处理技术对样品进行分离并和分析方法联合运用,对样品中的各组分进行定性和定量分析,从而确定组分的结构和含量,全面了解样品。
精细化学品的成分分析一般有以下几个步骤:首先,样品前处理。通过多种样品前处理技术将待分析物分离、处理成可供大型仪器分析的状态,包括烘干、蒸馏、过滤、提纯、萃取、离心等处理方法。其次,仪器检测。将处理好的样品根据不同测试目的选择相应分析仪器进行上机测试,得到关于样品的各种谱图,包括光谱、波谱、色谱、质谱、能谱、热谱等。最后,谱图分析和验证。将样品谱图对照各种数据库图谱进行定性定量分析和数据计算,并根据经验分析推测,最终确定待分析物的各组分成分结构和含量多少以及相应的基础配方体系。
2.4 精细化学品的杂质分析
精细化学品中可能会存在各种杂质,其来源可能是反应物和含有杂质及其在给定工艺下生成的中间产物和副产物包括异构体,产品在贮藏、运输过程中发生降解、聚合、品型转变而产生的杂质,溶剂(溶媒)残留,氧化还原剂、催化剂等其它残留,人为添加的稳定剂如抗氧化剂等,以及其它偶然失误造成的杂质[5]。任何微量存在的杂质都有可能导致精细化学品应用在不同使用目的过程中效果受到影响。
因此,必须弄清精细化学品中关键杂质的具体成分和含量,可以通过建立原料与每一步反应产物的色谱指纹图谱对精细化学品进行严格的质量控制。具体可以采用气相色谱、液相色谱、气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用等技术,以杂质组学的研究方式,建立精细化学品的色谱指纹图谱,将其作为控制精细化学品质量的一个关键指标,并且也建立相应的原材料、包装物、半成品、成品的质量控制指纹图谱[6,7]。
3 精细化学品质量控制检测工作的效益
精细化学品质量控制检测工作能够为精细化工生产企业带来一定的经济效益。第一,增加产品销售收入。可以为企业精细化学品生产提供及时有效的指导和服务,促进产品质量的提高,增强产品在国内国际市场的竞争力,有利于快速占领市场和获取更多市场份额,增加企业的产品销售收入。第二,节约研发成本。企业精细化学品分析测试方法开发后,可以及时有效地进行产品成分和杂质分析,进一步加快研发过程,降低研发成本。第三,节约生产成本。能够科学、公正、客观地评价精细化学品生产质量的状况,有效预测、预报、预防生产过程中的残次品,从而降低生产成本。
精细化学品质量控制检测工作还将为精细化工生产企业产生良好的社会效益。第一,将有利于推动国家精细化工产业发展,产品企业标准的研究,生产工艺改造和新产品的开发等工作。第二,为精细化工生产企业提供科学、公正、准确、及时、方便的检验服务,促进企业提高产品质量,帮助企业做大做强,进而提高产品的国内国际市场占有率。第三,可为企业对精细化学品的产品质量控制提供强有力的技术支撑,引领企业走质量取胜的道路,从而达到促进经济发展的目的。
4 结语
国家正在大力发展精细化工行业,打造规模化精细化工产业。我国精细化工行业以中小企业居多,精细化工生产企业在精细化学品的研发、生产和管理方面还存在产品质量管理体系建立不完善、产品质量标准制定不全、产品质量评价不够、分析测试方法缺少等问题。面对这样的形势,做好精细化学品质量控制检测工作将有利于全面提升企业精细化工生产的质量管理水平和产品质量水平,服务于国家规模化精细化工产业的打造,成为精细化工企业未来发展的迫切需要。
参考文献
[1]智妍咨询集团.2016-2022年中国精细化工市场态势调查与投资前景战略研究报告[OL].http://www.chyxx.com/research/201511/355151.html.
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浅析化学化工前沿与精细化工发展 篇9
1 化学化工前沿的发展中的问题
化学化工设计的范围非常广, 它是多种学科交接形成的在物质转化方面得到重用, 比如我们日常生活生产学习中都离不开它。它是密切联系资源、能源、电子、生物、医疗等行业, 它就是从基础科学开始深入揭示物质转化过程中物质与物质之间的传递以及产生的反应之间的影响, 从而创建出节能、环保、安全、高效并能够符合当前可持续发展要求的物质转化工艺。不仅在实验室中能够解决很多成果产业化的问题, 还可以在生活中生产各种功能性产品, 并且提高人们的生活质量。当前社会经济发展对化学化工的主要需求有以下几个方面。
1.1 对能源的要求
化石能源的大量消耗不能满足人类社会可持续发展的需要, 所以能源问题是当下各个国家都面临的难题, 如何才能通过提高能源的使用效率来满足人类的生存发展需要, 是迫切需要解决的问题。
1.2 资源短缺
虽然我国地大物博, 但是资源却存在严重不足的现象, 而且在化工生产过程中又要大量消耗和浪费能源。所以只能从不断改善传统生产工艺, 提高不可再生资源的经济使用性循环性, 实现节能减排的目的。
1.3 严重的环境污染
严重的环境污染已经成为我国经济和社会可持续发展的重要制约因素。由于大量的汽车尾气、工厂生产污染物等的排放严重影响自然生态环境健康。
1.4 高性能材料的需要
高性能的生物材料和能源转化与储存材料已经成为重要的前沿研究方向, 将替代以往使用的有毒害作用的材料。
1.5 医药发展的需要
通过利用各种提炼出来的重要成分, 从而衍生合成性能优异以及机制独特的药物。总的来说化学化工肩负着多方面的发展问题, 通过这些行业的需要它在不断朝着精细化工方向发展, 为实现经济环保型能源做贡献。
2 精细化工的发展趋势
精细化工产品的生产不同于以往的化工生产, 它在生产的每个过程中都可以延伸出各种有关生物的、化学的、经济的需求和考虑, 使得精细化工朝着高技术密集产业不断发展。
2.1 新型的精细化工品
随着科学技术和经济的不断发展, 精细化工品也在不断发展, 它不仅仅局限在与人们生活相关的日常产品, 还有更多高科技含量的产品, 比如安全环保性农药以及生物农药;运用于汽车、建筑以及轻纺工业的特种胶粘剂等。它会逐步代替传统的精细化工品, 在实践中不断完善技术, 使生产朝着节能、环保、无毒以及高品质高效益方向发展。以往虽然说很多塑料袋等都是环保型的, 但是长期使用还是会对人体有所伤害, 而随着精细化工技术的使用, 为人们的安全以及资源的节省提高了更大的保障。
2.2 加强对高科技新领域的精细化发展
现代精细化工需要在各种新材料、新能源等方面进行发展, 比如在制作感光产品、电线以及涂料等方面都需要功能高分子材料以及复合材料的使用。包括在人类对海洋的探索中逐步发现了各种能源库, 这也将会为精细化工的发展提供更多的新能源。在与人们生活息息相关的各个领域都少不了精细化工的影响, 所以精细化工朝着高科技新领域发展是适应社会发展的必然趋势。同时在精细化个发展中要对各个环节进行联系, 这就需要依靠人才的力量, 培养既懂科技又懂技术的人才, 将精细化工从研究开始到生产销售的完美过程, 从而最大化的实现经济效益的增长。
2.3 加强对精细化工生产技术的运用
在未来精细化工的发展中必然会将产品的研发技术以及产品的生产技术相结合, 这样才能使精细化工行业越走越远, 具有更高的操作性和实用性。精细化工产品具有用量小和品种多的特点, 也是因为人们生活水平的提高, 很多产品由于其工艺复杂和材料特殊性不适合现代消费者的需要, 所以要充分注重精细化工生产技术在实际中的运用价值, 根据实际情况需要来发展精细化工, 比如现实生活中广泛使用的农药复配技术以及香精复配技术等都得到了实际运用, 而且复配技术还在不断的发展中, 不断在开发新产品, 可以在生产技术上节省大量的原材料, 起到高经济效益的目的。
3 结语
精细化工的发展是建立在化学化工的发展之上的, 化学化工肩负着解决能源、资源、农业生产、环境衱材料等多方面发展的重任。随着社会经济的不断发展, 对化学化工的要求越来越高, 使它不断朝着精细化工方向在发展, 精细化工的发展为人们生活质量的提高以及社会经济的发展做出了突出贡献, 它使得有限的资源, 材料等朝着集约化以及环保方向前进, 为实现我国可持续发展的战略提供了可靠依据。
参考文献
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