《無機(jī)精細(xì)化工工藝學(xué)》教學(xué)大綱-《無機(jī)精細(xì)化工工藝.doc

無機(jī)精細(xì)化工工藝學(xué)教學(xué)大綱一、課程基本信息課程中文名稱：無機(jī)精細(xì)化工工藝學(xué)課程英文名稱：Process Chemistry and Technology For Fine Inorganic Chemicals課程編號(hào)：06142120課程類型：專業(yè)(方向)課總 學(xué) 時(shí)：45學(xué)時(shí)(講授)學(xué) 分：2.5學(xué)分適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝(無機(jī)方向)先修課程：無機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，分析化學(xué)，物理化學(xué)，化工原理，化工熱力學(xué)等開課院系：化工與制藥學(xué)院 化學(xué)工藝學(xué)科部二、課程的性質(zhì)與任務(wù)無機(jī)精細(xì)化工工藝學(xué)是化學(xué)工程與工藝專業(yè)(無機(jī)方向)的一門專業(yè)課程，本課程主要研究討論無機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法，生產(chǎn)原理和技術(shù)條件等.主要內(nèi)容包括納米材料和單分散顆粒的制備；產(chǎn)品的表面處理技術(shù)；溶膠-凝膠技術(shù)，仿生合成技術(shù)，微乳化技術(shù)；微粉制備技術(shù)與表征；氣相法、固相法和液相法制備納米微粉技術(shù)；結(jié)晶動(dòng)力學(xué)；沉淀反應(yīng)過程，微粉懸浮液的脫水，超細(xì)微粉及濕凝膠的干燥，新型無機(jī)化學(xué)品的制備工藝和研究進(jìn)展，重點(diǎn)討論磁記錄材料，精細(xì)陶瓷，新型硅化合物和鈦化合物制備新工藝，同時(shí)討論無機(jī)抗菌材料，無機(jī)膜和納米催化劑的性質(zhì)，用途和制備方法.通過學(xué)習(xí)本課程，使學(xué)生了解無機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，基本原理，掌握主要的無機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品的制備技術(shù)，性能表征，表面改性方面的知識(shí)和技術(shù)方法，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的無機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品方面的科研和新工藝新技術(shù)研究開發(fā)等方面的能力.三、課程教學(xué)基本要求本課程內(nèi)容多，知識(shí)面十分廣泛，學(xué)時(shí)有限，要求講授前學(xué)生要做好預(yù)習(xí)工作.通過本課程的講授，使學(xué)生了解無機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品的性能，用途，制備方法，理解納米技術(shù)，表面改性技術(shù)，新型脫水技術(shù)，新型干燥技術(shù)等在無機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用，掌握無機(jī)精細(xì)化工產(chǎn)品制備的各種新工藝和新技術(shù)，同時(shí)了解磁記錄材料，精細(xì)陶瓷，鋁，硅，鈦系列新材料，無機(jī)抗菌劑，無機(jī)膜，無機(jī)多孔材料，納米催化劑等新型無機(jī)新材料的制備方法和研究進(jìn)展.四、課程教學(xué)內(nèi)容與基本要求緒論1精細(xì)化工簡介2無機(jī)精細(xì)化工第1篇 21世紀(jì)的新材料與技術(shù)第一章 納米材料1. 納米材料的基本概念2. 納米微粒的基本概念及性能3. 納米材料的應(yīng)用基本要求1. 了解納米微粒及納米材料的基本概念和微粒的性能2. 了解納米材料的用途第二章 單分散顆粒制備原理1. 沉淀的形成2. 成核和生長的分離3. 抑制凝聚的方法4. 膠粒生長的動(dòng)力學(xué)模型5. 單體的儲(chǔ)備6. 典型的單分散體系基本要求1. 了解膠粒生長的動(dòng)力學(xué)模型2. 了解沉淀的形成及成核和生長的分離條件3. 熟悉單分散體系抑制凝聚的方法及儲(chǔ)備措施第三章 界面化學(xué)與表面活性劑制備基礎(chǔ)知識(shí)1. 界面化學(xué)概述2. 界面現(xiàn)象與吸附3. 表面活性劑概述4. 表面活性劑在界面上的吸附5. 表面活性劑體相性質(zhì)6. 膠束理論7. 液晶8. 表面活性劑的親水親油性9. 界(表)面電化學(xué)10. 表面活性劑的絮凝作用11. 分散體與流變性簡介基本要求1. 了解界面化學(xué)的基本概念及界面吸附行為2. 熟悉表面活性劑的性質(zhì)，特點(diǎn)和表面改性作用3. 掌握表面活性劑的絮凝作用和膠束理論第四章 粉體表面處理技術(shù)1. 粉體表面改性的目的2. 粉體表面處理的方法基本要求1. 了解粉體表面處理的作用和必要性2. 掌握粉體表面改性處理的各種方法第五章 溶膠-凝膠技術(shù)(sol-Gel技術(shù))1. 引言2. Sol-Gel法的基本原理3. Sol-Gel技術(shù)的應(yīng)用及工藝類型基本要求1. 了解Sol-Gel法的應(yīng)用和基本原理2. 掌握Sol-Gel法的技術(shù)及工藝過程第六章 無機(jī)材料仿生合成1. 無機(jī)材料的仿生合成2. 仿生合成技術(shù)的原理和應(yīng)用實(shí)例基本要求1. 了解仿生合成技術(shù)2. 掌握仿生合成技術(shù)的原理和工藝條件第七章 微乳液技術(shù)1. 概述2. 微乳液技術(shù)制備納米材料3. 微乳液法應(yīng)用實(shí)例基本要求1. 了解微乳液法合成納米材料的基本過程及條件2. 了解反相膠束模型和內(nèi)核水的特性3. 了解水核內(nèi)超細(xì)顆粒的形成機(jī)理4. 掌握超細(xì)顆粒制備的基本條件第2篇 微粉制備工藝第八章 微粉制備及其特征1. 微粉制備的技術(shù)簡介2. 粉體性能的表征基本要求1. 了解微細(xì)粉體的制備方法2. 熟悉粉體性能的表征第九章 氣相法制備微細(xì)粉體1. 低壓氣體中蒸發(fā)法(氣相冷凝法)2. 流動(dòng)液面上真空蒸發(fā)法3. 濺射法4. 化學(xué)氣相沉積法5. 激光誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積法6. 等離子體化學(xué)及其在微粉制備中的應(yīng)用7. 低溫等離子體化學(xué)法8. 混合等離子體法9. 輝光放電法10. MOPCVD硬膜技術(shù)及應(yīng)用11. 化學(xué)氣相轉(zhuǎn)移反應(yīng)法基本要求1. 了解各種氣相法制備納米微粒的基本原理和性能2. 熟悉各種氣相法制備納米微粒的工藝技術(shù)第十章 固相法制備納米微粉1. 固相反應(yīng)特征2. 固相法合成單相Ba2Ti9O20粉體3. 自蔓延燃燒合成法4. 低溫燃燒合成法5. 機(jī)械合金化技術(shù)及應(yīng)用6. 沖擊波化學(xué)合成法及應(yīng)用基本要求1. 了解固相法制備納米粒子的特點(diǎn)和基本原理2. 熟悉各種固相法制備納米微粉的工藝過程和技術(shù)條件3. 掌握固相合成單相Ba2Ti9O20的基本原理，工藝及影響因素第十一章 液相法制備納米微粉1. 沉淀法2. 水熱法3. 膠體法4. 噴霧熱解法5. 包裹沉淀法6. 醇-水鹽溶液加熱法基本要求1. 了解液相法制備納米微粉的基本原理和重要性2. 掌握液相沉淀法，水熱法，噴霧熱解法和醇鹽水解法制備納米微粉的工藝技術(shù)3. 熟悉膠體法和包裹沉淀法的基本過程第3篇 微粉制備的化工問題第十二章 沉淀反應(yīng)過程1. 結(jié)晶動(dòng)力學(xué)2. 沉淀反應(yīng)器的類型及停留時(shí)間分布3. 沉淀過程中的粒群平衡4. 混合的重要性及基本概念5. 單進(jìn)料口的半間歇反應(yīng)器6. 雙進(jìn)料口的半間歇反應(yīng)器7. 半間歇反應(yīng)器放大實(shí)例8. 連續(xù)管式反應(yīng)器的應(yīng)用基本要求1. 了解結(jié)晶動(dòng)力學(xué)的基本概念和結(jié)晶的基本條件2. 理解沉淀反應(yīng)器的分類及停留時(shí)間分布，停留時(shí)間對(duì)沉淀過程中的粒子尺寸的影響3. 掌握間歇反應(yīng)器和連續(xù)反應(yīng)器的工作原理及應(yīng)用第十三章 微粉懸浮液的濃縮脫水(溶劑)1. 脫水的必要性和可能采用的方法2. 濾膜及組件3. 錯(cuò)流過濾4. 影響膜微濾的因素及膜濾過程的強(qiáng)化5. 錯(cuò)流電濾6. 錯(cuò)流膜濾的應(yīng)用7. 電滲電泳脫水8. 膜濾脫水過程的設(shè)計(jì)要求和工藝流程設(shè)計(jì)簡介基本要求1. 了解用微粉懸浮液脫水的目的和可采用的方法2. 了解膜過濾的原理，膜種類及技術(shù)要求和材料3. 理解膜濾方法，工藝流程和影響因素及強(qiáng)化膜濾措施4. 掌握錯(cuò)流膜濾技術(shù)及應(yīng)用5. 了解電滲 ，電泳脫水的基本原理和技術(shù)要點(diǎn)6. 了解膜濾脫水過程的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方法第十四章 超細(xì)微粉及濕凝膠的干燥1. 一般原理2. 有機(jī)溶劑置換法3. 共沸蒸餾脫水4. 冷凍干燥5. 噴霧干燥基本要求1. 了解超細(xì)微粉及濕凝膠的干燥原理和基本概念2. 有機(jī)溶劑置換法，共沸蒸餾法脫水法，冷凍干燥法和噴霧干燥法和噴霧干燥法的原理，選用條件及它們的優(yōu)缺點(diǎn).3. 掌握冷凍干燥法和噴霧干燥法及有機(jī)溶劑置換法，共沸蒸餾法脫水的工藝流程過程及影響因素第四篇 新型無機(jī)精細(xì)化學(xué)品制備工藝和研究進(jìn)展第十五章 磁記錄介質(zhì)與氧化鐵磁粉1. 概述2. 制備-Fe2O3磁性的傳統(tǒng)工藝3. -FeOOH微晶的合成4. 仿錘形-Fe2O3微粒的合成5. 鋯改性氧化鐵磁粉的制備6. 均勻分散氧化鐵納米微粉7. 四氧化三鐵制備的研究進(jìn)展基本要求1. 了解磁記錄材料的性質(zhì)及技術(shù)要求和-Fe2O3的傳統(tǒng)制備方法2. 掌握-Fe2O3合成新技術(shù)及工藝條件3. 理解Fe3O4制備新技術(shù)及表面包覆工藝第十六章 精細(xì)陶瓷1. 概述2. 功能陶瓷3. 結(jié)構(gòu)陶瓷基本要求1. 了解精細(xì)陶瓷的性質(zhì)用途，分類及基本概念2. 理解功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷的應(yīng)用技術(shù)和工藝改進(jìn)方法3. 掌握主要功能陶瓷和主要結(jié)構(gòu)陶瓷粉體材料的制備方法，基本原理和工藝技術(shù)第十七章 氧化鋁系列產(chǎn)品及新工藝本章為自教內(nèi)容，要求通過自學(xué)，了解各種氧化鋁的制備方法第十八章 硅系列產(chǎn)品及新工藝1. 電子工業(yè)用SiO2粉料生產(chǎn)工藝2. 硅酸鈉法合成高比表面的多孔二氧化硅3. 二氧化硅氣凝膠4. 金屬復(fù)合氣凝膠的制備基本要求1. 了解電子工業(yè)用SiO2粉料和二氧化硅氣凝膠的性質(zhì)，質(zhì)量要求和特殊用途2. 掌握高純SiO2和多孔SiO2的生產(chǎn)原理，工藝技術(shù)3. 理解Sol-Gel法制備氣凝膠和金屬復(fù)合氣凝膠的方法和基本條件第十九章 鈦系列產(chǎn)品及新工藝1. 概述2. Sol-Gel法合成人造金紅石超細(xì)微粒3. 相轉(zhuǎn)移法制備高純超細(xì)TiO2粉體4. 超臨界流體干燥法制備納米級(jí)TiO25. 超細(xì)銳鈦型TiO2光催化劑的制備6. 納米TiO2表面改性基本要求1. 了解TiO2的類型，性質(zhì)，用途和各種制備方法的基本原理及工藝特點(diǎn)2. 理解納米TiO2表面改性的作用和改性方法3. 掌握TiO2制備新工藝新技術(shù)第二十章 無機(jī)抗菌材料1. 抗菌劑的定義，性能和分類2. 無機(jī)抗菌劑與有機(jī)抗菌劑的比較3. 用天然沸石離子交換法制備抗菌沸石4. 載銀活性碳纖維的制備和滅菌作用5. 含銀抗菌功能陶瓷6. 光催化抗菌釉面磚基本要求1. 了解抗菌劑的性質(zhì)，分類 ，作用2. 理解無機(jī)抗菌劑的制備方法及原理，天然和人工合成抗菌劑的區(qū)別3. 掌握無機(jī)抗菌劑的各種制備方法的技術(shù)條件和影響因素第二十一章 無機(jī)膜1. 概述2. 多孔陶瓷膜的制備方法和應(yīng)用3. 金屬陶瓷復(fù)合膜的制備基本要求1. 了解無機(jī)膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，性能要求，性能表征和用途2. 理解多孔陶瓷膜和金屬陶瓷復(fù)合膜的制備原理和基本要求3. 掌握Sol-Gel法，固態(tài)粒子燒結(jié)法和化學(xué)提取法制備無機(jī)膜的工藝過程和技術(shù)條件第二十二章 新型多孔材料本章為自學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生了解多孔材料的種類，性質(zhì)，用途，一般制備方法第二十三章 納米顆粒催化劑1. 尖晶石鐵酸鹽的制備2. Ce-Mo復(fù)合氧化物超細(xì)粒子催化劑的制備3. CuO/ZnO/Al2O3催化劑的制備4. 檸檬酸凝膠法制備CeO2超細(xì)粒子基本原理1. 了解納米催化劑的類型，性質(zhì)及催化功能2. 理解水熱空氣氧化法制備鐵酸鋅納米晶體材料(催化劑)的制備原理，工藝過程3. 掌握CuO/ZnO/Al2O3納米催化劑的制備技術(shù)五、有關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)的要求本課程是一門專業(yè)技術(shù)課，開設(shè)本課程前開設(shè)無機(jī)化學(xué)，有機(jī)化學(xué)，分析化學(xué)，物理化學(xué)，化工原理，化工熱力學(xué)等課程，與其它專業(yè)課程同時(shí)開設(shè).以課堂講授為教學(xué)形式，講課為45學(xué)時(shí)，包括各篇后的總結(jié).本課程的考試為開卷式，總成績中，平時(shí)成績占30%，考試成績占70%.六、學(xué)時(shí)分配表章節(jié)主要內(nèi)容學(xué)時(shí)分配備注緒論2第一篇21世紀(jì)新材料與技術(shù)第一章納米材料1第二章單分散顆粒的制備原理1第三章界面化學(xué)與表面活性劑基礎(chǔ)知識(shí)4第四章粉體表面處理技術(shù)2第五章溶膠-凝膠技術(shù)2第六章無機(jī)材料的仿生合成技術(shù)2第七章微乳化技術(shù)2第二篇 微粉制備工藝第八章微粉制備及表征2第九章氣相法2第十章固相法2第十一章液相法4第三篇 微粉制備的化工問題第十二章沉淀反應(yīng)過程2第十三章微粉懸浮液的濃縮脫水2第十四章超細(xì)微粉及濕凝膠的干燥2第四篇 新型無機(jī)化學(xué)品制備工