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铬盐清洁生产集成技术中电催化制备铬酸酐过程基础研究

铬盐作为重要的无机化工产品广泛应用于冶金,电镀,制革,印染,颜料,橡胶,木材防腐等工业部门,在国际上被列为最具竞争力的8种资源性原料之一.随着经济的持续发展,铬酸酐作为多种工业所必需的原料,国内外需求量逐年递增,缺口甚大,合成新方法研究相当活跃.有"绿色技术"之称的电催化法具有资源利用率高,产品质量好,条件温和,无污染等其它工艺路线无可比拟的优点,已成为各国竞相研究的热点.作为国家自然科学基金项目(20676136)和国家科技部"863"项目(2005AA647010)的一部分,本文以铬酸钠为原料,进行两步电催化合成铬酸酐过程的阳极材料筛选及电催化性能,工艺条件优化,电催化合成过程工作电压变化规律,宏观动力学,离子膜的污染和清洗等基础研究,具有重要的学术理论意义和工程应用前景. 阳极既是电催化合成过程的催化剂,又是电催化反应进行的场所.针对铬酸钠两步电催化合成铬酸酐体系的特点,运用动态循环伏安,稳态极化曲线,直接电催化反应和XRD,SEM表征等手段,研究了电催化制备铬酸酐过程中阳极液在阳极上的电化学行为,阳极的电催化活性,稳定性,电极反应动力学和阳极表面XRD,SEM形貌.表明Ti/IrO_2/TiO_2-RuO_2-IrO_2电极有较低的析氧过电位,较好的电催化活性和电化学稳定性,是电催化合成铬酸酐反应较理想的阳极;电极表面活性组分是TiO_2,RuO_2和IrO_2. 采用自制两室复极式离子膜电催化反应器,Ti/IrO_2/TiO_2-RuO_2-IrO_2阳极,不锈钢阴极,在极间距小于1mm,重铬酸钠电催化合成(第一步)用Aciplex~(?)-F4602全氟磺酸/羧酸增强复合阳离子交换膜,铬酸酐电催化合成(第二步)用Nafion~(?)324全氟磺酸增强复合阳离子交换膜,阴阳极液中搅拌速度均为400r·min~(-1)条件下,通过正交实验得到优化工艺条件为:电流密度0.3A·cm~(-2),阴极液氢氧化钠初始浓度50g·L~(-1),两步反应时间均为理论电催化反应时间,第一步阳极液铬酸钠初始浓度650g·L~(-1),反应温度80℃,第二步阳极液重铬酸钠初始浓度700g·L~(-1),反应温度85℃.在该工艺条件下的五次平行实验结果表明,电催化合成重铬酸钠电流效率可达94%以上,转化率达95%,电耗约550kW·h·t~(-1);电催化合成铬酸酐电流效率在62%以上,转化率在63%左右,电耗约1210kW·h·t~(-1). 根据电化学反应原理,从引起工作电压随反应时间变化的内在电化学反应原因分析入手,指出可用宏观测得的工作电压随反应时间的变化来定量表征电催化合成反应进程.在线实验测得不同温度,不同电流密度,阳极液不同初始浓度时,铬酸钠电催化合成重铬酸钠和重铬酸钠电催化合成铬酸酐过程中不同反应时间下的工作电压.建立了工作电压随反应时间变化的数学模型和工作电压变化速率方程.从电催化合成过程的物理作用和化学变化初步讨论了工作电压随反应时间的变化规律. 根据铬酸钠两步电催化合成铬酸酐反应原理,指出两反应均是复杂的不可逆变容非均相反应.从工程应用角度,将众多基元过程及其交互作用,协同效应纳入整个电催化反应过程,进行宏观动力学研究.实验测得不同温度,不同初始阳极液浓度,不同反应时间下阳极液体积,转化率等宏观动力学数据.建立了阳极液体积随转化率变化的数学方程,反应速率表达式和宏观动力学模型,确定了宏观动力学参数.铬酸钠电催化合成重铬酸钠反应表现为拟零级反应动力学特征,重铬酸钠电催化合成铬酸酐反应表现为拟一级反应动力学特征.二反应的表观速率常数与反应温度的关系均符合Arrhenius方程,表观活化能分别为7.88kJ·mol~(-1)和6.04kJ·mol~(-1). 针对铬酸钠两步电催化合成铬酸酐过程中离子膜逐渐被不溶物污染的严重性,实验测得Aciplex(?)-F4602(第一步)和Nafion~(?)324(第二步)阳离子交换膜在不同使用次数下初始工作电压和平均电流效率,从工程应用角度,定义以初始工作电压表征的膜污染率和污染膜清洗度,建立了膜污染速率方程.根据电催化合成过程特点,从离子膜被污染的原因分析入手,提出了有效的污染膜原位清洗法. 研究结果既为铬酸钠电催化制备铬酸酐过程进一步研究和工业化奠定基础,还将在一定程度上促进铬盐清洁生产集成技术进步和相关学科发展.

"云跟岗"模式的探索与实践——以新疆和田地区幼儿园园长在线培训为例

在新冠肺炎疫情防控背景下,实践"互联网+"技术支持下的"云跟岗"培训模式,构建以问题为导向的"个体研修+小组学习+整体培训"三位一体培训模式,创建"五域三内核"的培训保障模型.京疆学院依托首都师范大学"双优云桥"智慧研修平台,通过专家指导,助教督学,打造双师课堂,实施新疆和田地区幼儿园园长"云跟岗"培训,使学员能够联动共享专家资源,开启培训教学新模式.研究发现,"云跟岗"培训模式内容定位精准,扩大了培训受益人数,提高了培训效果转化率和系统化,但还需满足学员更多个性化的培训需求.

在线培训对中学教师专业发展的影响研究——以湖北省"网络学习平台支持下的初中英语单元整体教学"

本文以"湖北省网络学习平台支持下的初中英语单元整体教学"在线培训为例,从参训教师的日常专业发展途径,参训的意图,评价和建议等方面展开调研与分析,探究在线培训对中学教师专业发展的影响.研究发现:在线培训广泛的参与度,协同性,灵活性,资源积累的便捷性,实现教师"处处可学,时时能学"的研究和学习新常态,得到了广大参训教师的广泛认同.此外,基于研训一体化的在线教师培训模式将教学研究与教师培训有机结合,以问题解决为驱动激发教师参与培训的内驱动力.此外,针对参训教师主体地位不突出,评价缺失和培训成果转化率不理想等问题,本文提出改进建议:如进一步加强培训需求分析,增强教师自主学习能力,完善丰富评价方式,建立训后反馈与指导机制,构建数字化学习环境下教师专业成长共同体等,提高在线教师培训实效.

在线医疗社区服务利用及转化研究——以好大夫在线为例

目的:通过分析在线医疗社区开展服务的模式及向线下的转化情况,提出在线医疗服务与传统医疗服务融合中存在的问题和政策建议.方法:抓取好大夫在线平台上开展网络咨询,电话咨询,预约转诊等方面的数据进行实证分析.结果:好大夫在线平台上网络咨询两周回复次数平均14次,总回复次数平均418次,电话咨询率0.08%,预约转诊率2.96%.结论:在线医疗社区较电子商务的服务转化率较低,电话咨询的推荐热度较满意度对患者更有指导意义,在线医疗社区仍存在提供服务模式单一,盈利模式不清晰等问题.

亚磷酸酯化合物对镍系催化剂催化丁二烯聚合活性及产物支化结构的影响

在丁二烯聚合的Ni(naph)2-Al(i-Bu)3-BF3·OEt2(简称Ni-Al-B)催化体系中引入第4组分三壬基苯基亚磷酸酯(简称P),考察了P/B(摩尔比),Al/B(摩尔比,含P体系)对丁二烯聚合活性和聚合产物结构的影响,并用傅里叶变换红外光谱,凝胶渗透色谱(GPC)和GPC-激光光散射仪-黏度计在线联用系统对聚合物的相对分子质量,微观结构及支化结构等进行了表征.结果表明,当P/B不大于0.03,Al/B为0.5～1.0时,单体转化率均达到85%以上;聚合物的相对分子质量可通过改变P/B或Al/B进行调节;P的引入对聚合产物的高顺式1,4-结构含量没有明显的影响,聚合产物中高相对分子质量级分支化程度较不加入P时明显提高,聚合物溶液的剪切黏度呈升高趋势.

基于Python的中小学云课堂平台设计与实现

本人实习所在的北京云江科技有限公司(阿凡题)是一家着眼于中小学在线教育的公司,旗下已拥有支持iOS、Android、Windows、macOS端一对一教学的应用。目前公司在业务探索过程中为打通在线教育生态系统,同时解决国内免费中小学在线课堂平台并不丰富以及各地区教育资源倾斜的问题,启动了创新项目——中小学云课堂平台。该平台通过站方对课程资源的审核、整理、上传,使得学生能够随时随地浏览高质量的在线课程。作者在前期参与了项目从0到1的全过程,包括用户调研、需求挖掘等,深入了解目前公司产品业务链路,结合业务特点打通需求及设计链条,完成平台框架设计、数据库设计。进入项目实现阶段后,作者独立开发了用户(学生)端的用户模块、云课堂模块、明星学校模块、授课教师模块,以及管理(站方)端的后台管理模块。完成了找课、看课、学课等一系列业务流程,同时在用户模块、云课堂模块中实现了部分特色功能,包括用户数据的可视化展示以及课程推荐等。在测试阶段,作者负责并完成了上述模块的功能测试以及性能测试。本文实现的云课堂平台是经典的B/S(Browser/Server,浏览器/服务器)架构,项目语言主要为Python,Web框架采用了 MTV(Model、Template、View,模型、模板、视图)开发模式的Django,结合了 Echarts完成用户相关统计数据的可视化,应用了基于物品的协同过滤作为课程推荐算法,并接入第三方Xadmin完成后台管理模块的快速开发。平台在测试服务器运行稳定,达到为学生用户提供优质的免费在线课程资源的目标,也为站方用户提供了便捷的管理入口。同时为公司的一对一教学业务线带来流量,有助于增加付费用户的转化率,对实现整个在线教育生态闭环具有重要意义。

新型Co-Al纳米复合材料用于催化氨分解制氢的研究

采用一步法合成了系列不同Co含量的Co-Al纳米复合催化剂,并且利用X射线吸收精细结构等技术对该材料的结构进行了详细分析。实验结果表明,90atm。%Co含量的样品具有最高的催化氨分解活性,在空速为36,000 cm~3g_(cat)~(-1)h~(-1)、温度为600℃C时,氨气的转化率达到93%,而此时的产氢速率则高达37mmolg_(cat)~(-1)min~(-1),且在120个小时的测试时间内其催化活性几乎没有降低,说明少量的Al起到了有效阻聚的作用提高了催化剂的抗高温烧结性。该催化剂的催化性能几乎优于目前已有报道的所有非贵金属催化剂,甚至超过某些贵金属催化剂,表明过渡金属催化剂完全有可能替代贵金属应用于催化氨气分解在线制氢中。此外,利用原位XRD技术追踪该催化剂在反应过程中的相变,首次发现立方相的Co单质是Co基催化剂催化氨分解反应的活性位点。这对于后期进一步指导氨分解催化剂的设计与合成具有至关重要的知道意义。