搜索
《无机精细化工工艺学》教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：无机精细化工工艺学课程英文名称：ProcessChemistryandTechnologyForFineInorganicChemicals课程编号：06142120课程类型：专业(方向)课总学时：45学时(讲授)学分：2.5学分适用专业：化学工程与工艺(无机方向)先修课程：无机化学，有机化学，分析化学，物理化学，化工原理，化工热力学等开课院系：化工与制药学院化学工艺学科部二、课程的性质与任务《无机精细化工工艺学》是化学工程与工艺专业(无机方向)的一门专业课程，本课程主要研究讨论无机精细化工产品生产方法，生产原理和技术条件等.主要内容包括纳米材料和单分散颗粒的制备；产品的表面处理技术；溶胶-凝胶技术，仿生合成技术，微乳化技术；微粉制备技术与表征；气相法、固相法和液相法制备纳米微粉技术；结晶动力学；沉淀反应过程，微粉悬浮液的脱水，超细微粉及湿凝胶的干燥，新型无机化学品的制备工艺和研究进展，重点讨论磁记录材料，精细陶瓷，新型硅化合物和钛化合物制备新工艺，同时讨论无机抗菌材料，无机膜和纳米催化剂的性质，用途和制备方法.通过学习本课程，使学生了解无机精细化工产品的生产方法，基本原理，掌握主要的无机精细化工产品的制备技术，性能表征，表面改性方面的知识和技术方法，同时培养学生的无机精细化工产品方面的科研和新工艺新技术研究开发等方面的能力.三、课程教学基本要求本课程内容多，知识面十分广泛，学时有限，要求讲授前学生要做好预习工作.通过本课程的讲授，使学生了解无机精细化工产品的性能，用途，制备方法，理解纳米技术，表面改性技术，新型脱水技术，新型干燥技术等在无机精细化工产品生产中的应用，掌握无机精细化工产品制备的各种新工艺和新技术，同时了解磁记录材料，精细陶瓷，铝，硅，钛系列新材料，无机抗菌剂，无机膜，无机多孔材料，纳米催化剂等新型无机新材料的制备方法和研究进展.四、课程教学内容与基本要求绪论1．精细化工简介2．无机精细化工第1篇21世纪的新材料与技术第一章纳米材料1.纳米材料的基本概念2.纳米微粒的基本概念及性能3.纳米材料的应用基本要求1.了解纳米微粒及纳米材料的基本概念和微粒的性能2.了解纳米材料的用途第二章单分散颗粒制备原理1.沉淀的形成2.成核和生长的分离3.抑制凝聚的方法4.胶粒生长的动力学模型5.单体的储备6.典型的单分散体系基本要求1.了解胶粒生长的动力学模型2.了解沉淀的形成及成核和生长的分离条件3.熟悉单分散体系抑制凝聚的方法及储备措施第三章界面化学与表面活性剂制备基础知识1.界面化学概述2.界面现象与吸附3.表面活性剂概述4.表面活性剂在界面上的吸附5.表面活性剂体相性质6.胶束理论7.液晶8.表面活性剂的亲水亲油性9.界(表)面电化学10.表面活性剂的絮凝作用11.分散体与流变性简介基本要求1.了解界面化学的基本概念及界面吸附行为2.熟悉表面活性剂的性质，特点和表面改性作用3.掌握表面活性剂的絮凝作用和胶束理论第四章粉体表面处理技术1.粉体表面改性的目的2.粉体表面处理的方法基本要求1.了解粉体表面处理的作用和必要性2.掌握粉体表面改性处理的各种方法第五章溶胶-凝胶技术(sol-Gel技术)1.引言2.Sol-Gel法的基本原理3.Sol-Gel技术的应用及工艺类型基本要求1.了解Sol-Gel法的应用和基本原理2.掌握Sol-Gel法的技术及工艺过程第六章无机材料仿生合成1.无机材料的仿生合成2.仿生合成技术的原理和应用实例基本要求1.了解仿生合成技术2.掌握仿生合成技术的原理和工艺条件第七章微乳液技术1.概述2.微乳液技术制备纳米材料3.微乳液法应用实例基本要求1.了解微乳液法合成纳米材料的基本过程及条件2.了解反相胶束模型和内核水的特性3.了解水核内超细颗粒的形成机理4.掌握超细颗粒制备的基本条件第2篇微粉制备工艺第八章微粉制备及其特征1.微粉制备的技术简介2.粉体性能的表征基本要求1.了解微细粉体的制备方法2.熟悉粉体性能的表征第九章气相法制备微细粉体1.低压气体中蒸发法(气相冷凝法)2.流动液面上真空蒸发法3.溅射法4.化学气相沉积法5.激光诱导化学气相沉积法6.等离子体化学及其在微粉制备中的应用7.低温等离子体化学法8.混合等离子体法9.辉光放电法10.MOPCVD硬膜技术及应用11.化学气相转移反应法基本要求1.了解各种气相法制备纳米微粒的基本原理和性能2.熟悉各种气相法制备纳米微粒的工艺技术第十章固相法制备纳米微粉1.固相反应特征2.固相法合成单相Ba2Ti9O20粉体3.自蔓延燃烧合成法4.低温燃烧合成法5.机械合金化技术及应用6.冲击波化学合成法及应用基本要求1.了解固相法制备纳米粒子的特点和基本原理2.熟悉各种固相法制备纳米微粉的工艺过程和技术条件3.掌握固相合成单相Ba2Ti9O20的基本原理，工艺及影响因素第十一章液相法制备纳米微粉1.沉淀法2.水热法3.胶体法4.喷雾热解法5.包裹沉淀法6.醇-水盐溶液加热法基本要求1.了解液相法制备纳米微粉的基本原理和重要性2.掌握液相沉淀法，水热法，喷雾热解法和醇盐水解法制备纳米微粉的工艺技术3.熟悉胶体法和包裹沉淀法的基本过程第3篇微粉制备的化工问题第十二章沉淀反应过程1.结晶动力学2.沉淀反应器的类型及停留时间分布3.沉淀过程中的粒群平衡4.混合的重要性及基本概念5.单进料口的半间歇反应器6.双进料口的半间歇反应器7.半间歇反应器放大实例8.连续管式反应器的应用基本要求1.了解结晶动力学的基本概念和结晶的基本条件2.理解沉淀反应器的分类及停留时间分布，停留时间对沉淀过程中的粒子尺寸的影响3.掌握间歇反应器和连续反应器的工作原理及应用第十三章微粉悬浮液的浓缩脱水(溶剂)1.脱水的必要性和可能采用的方法2.滤膜及组件3.错流过滤4.影响膜微滤的因素及膜滤过程的强化5.错流电滤6.错流膜滤的应用7.电渗电泳脱水8.膜滤脱水过程的设计要求和工艺流程设计简介基本要求1.了解用微粉悬浮液脱水的目的和可采用的方法2.了解膜过滤的原理，膜种类及技术要求和材料3.理解膜滤方法，工艺流程和影响因素及强化膜滤措施4.掌握错流膜滤技术及应用5.了解电渗，电泳脱水的基本原理和技术要点6.了解膜滤脱水过程的设计要求和设计方法第十四章超细微粉及湿凝胶的干燥1.一般原理2.有机溶剂置换法3.共沸蒸馏脱水4.冷冻干燥5.喷雾干燥基本要求1.了解超细微粉及湿凝胶的干燥原理和基本概念2.有机溶剂置换法，共沸蒸馏法脱水法，冷冻干燥法和喷雾干燥法和喷雾干燥法的原理，选用条件及它们的优缺点.3.掌握冷冻干燥法和喷雾干燥法及有机溶剂置换法，共沸蒸馏法脱水的工艺流程过程及影响因素第四篇新型无机精细化学品制备工艺和研究进展第十五章磁记录介质与氧化铁磁粉1.概述2.制备γ-Fe2O3磁性的传统工艺3.а-FeOOH微晶的合成4.仿锤形γ-Fe2O3微粒的合成5.锆改性氧化铁磁粉的制备6.均匀分散氧化铁纳米微粉7.四氧化三铁制备的研究进展基本要求1.了解磁记录材料的性质及技术要求和γ-Fe2O3的传统制备方法2.掌握γ-Fe2O3合成新技术及工艺条件3.理解Fe3O4制备新技术及表面包覆工艺第十六章精细陶瓷1.概述2.功能陶瓷3.结构陶瓷基本要求1.了解精细陶瓷的性质用途，分类及基本概念2.理解功能陶瓷和结构陶瓷的应用技术和工艺改进方法3.掌握主要功能陶瓷和主要结构陶瓷粉体材料的制备方法，基本原理和工艺技术第十七章氧化铝系列产品及新工艺本章为自教内容，要求通过自学，了解各种氧化铝的制备方法第十八章硅系列产品及新工艺1.电子工业用SiO2粉料生产工艺2.硅酸钠法合成高比表面的多孔二氧化硅3.二氧化硅气凝胶4.金属复合气凝胶的制备基本要求1.了解电子工业用SiO2粉料和二氧化硅气凝胶的性质，质量要求和特殊用途2.掌握高纯SiO2和多孔SiO2的生产原理，工艺技术3.理解Sol-Gel法制备气凝胶和金属复合气凝胶的方法和基本条件第十九章钛系列产品及新工艺1.概述2.Sol-Gel法合成人造金红石超细微粒3.相转移法制备高纯超细TiO2粉体4.超临界流体干燥法制备纳米级TiO25.超细锐钛型TiO2光催化剂的制备6.纳米TiO2表面改性基本要求1.了解TiO2的类型，性质，用途和各种制备方法的基本原理及工艺特点2.理解纳米TiO2表面改性的作用和改性方法3.掌握TiO2制备新工艺新技术第二十章无机抗菌材料1.抗菌剂的定义，性能和分类2.无机抗菌剂与有机抗菌剂的比较3.用天然沸石离子交换法制备抗菌沸石4.载银活性碳纤维的制备和灭菌作用5.含银抗菌功能陶瓷6.光催化抗菌釉面砖基本要求1.了解抗菌剂的性质，分类，作用2.理解无机抗菌剂的制备方法及原理，天然和人工合成抗菌剂的区别3.掌握无机抗菌剂的各种制备方法的技术条件和影响因素第二十一章无机膜1.概述2.多孔陶瓷膜的制备方法和应用3.金属陶瓷复合膜的制备基本要求1.了解无机膜的结构特点，性能要求，性能表征和用途2.理解多孔陶瓷膜和金属陶瓷复合膜的制备原理和基本要求3.掌握Sol-Gel法，固态粒子烧结法和化学提取法制备无机膜的工艺过程和技术条件第二十二章新型多孔材料本章为自学内容，让学生了解多孔材料的种类，性质，用途，一般制备方法第二十三章纳米颗粒催化剂1.尖晶石铁酸盐的制备2.Ce-Mo复合氧化物超细粒子催化剂的制备3.CuO/ZnO/Al2O3催化剂的制备4.柠檬酸凝胶法制备CeO2超细粒子基本原理1.了解纳米催化剂的类型，性质及催化功能2.理解水热空气氧化法制备铁酸锌纳米晶体材料(催化剂)的制备原理，工艺过程3.掌握CuO/ZnO/Al2O3纳米催化剂的制备技术五、有关教学环节的要求本课程是一门专业技术课，开设本课程前开设无机化学，有机化学，分析化学，物理化学，化工原理，化工热力学等课程，与其它专业课程同时开设.以课堂讲授为教学形式，讲课为45学时，包括各篇后的总结.本课程的考试为开卷式，总成绩中，平时成绩占30%，考试成绩占70%.六、学时分配表章节主要内容学时分配备注绪论2第一篇21世纪新材料与技术第一章纳米材料1第二章单分散颗粒的制备原理1第三章界面化学与表面活性剂基础知识4第四章粉体表面处理技术2第五章溶胶-凝胶技术2第六章无机材料的仿生合成技术2第七章微乳化技术2第二篇微粉制备工艺第八章微粉制备及表征2第九章气相法2第十章固相法2第十一章液相法4第三篇微粉制备的化工问题第十二章沉淀反应过程2第十三章微粉悬浮液的浓缩脱水2第十四章超细微粉及湿凝胶的干燥2第四篇新型无机化学品制备工艺和研究进展第十五章磁记录介质与氧化铁磁粉3第十六章精细陶瓷1第十七章氧化铝系列产品及新工艺自学第十八章硅系列产品及新工艺2第十九章钛系列产品及新工艺1第二十章无机抗菌材料1第二十一章无机膜1第二十二章新型多孔材料自学第二十三章纳米颗粒催化剂2总复习2合计45七、建议教材及主要教学参考书教材：张昭等编无机精细化工工艺学，一版北京:化学工业出版社；2002年参考书：李玲等编，纳米技术与功能材料，一版，北京:化学工业出版社；2002年执笔人：徐旺生学科部主任:教学院长: