一、课程名称
021-
高等木材化学(S08290301)
3362 3039Advance Wood Chemistry
专二、学分、学时
336260 372学分,40学时
彰武三、预修课程
正门对面有机化学、物理化学、分析化学、木材化学、高分子化学、植物纤维化学、仪器分析。
同济大学四平路四、适用专业
共济
本课程适用于林产化学加工工程(化工)专业硕士研究生。
共五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
网络督察本课程基本要求:
200092
本课程是属于林产化学加工工程专业的一门专业任选课程,通过本课程的讲授,让学生掌握以下基本知识及理论, 要求学生在掌握本基础课和专业基础课知识(如有机化学、木材化学等课程)基础上掌握木质素、纤维素、半纤维素利用的一些特殊化学反应。木质素、纤维素、半纤维素化学性质、物理性质和凝聚状态的研究方法。为木质材料的化学利用奠定基础。
48号本课程的重点和难点:
48号 木质素、纤维素化学结构、聚集态研究方案与衍生物合成化学设计思维的建立。
同济本课程教学目的、任务和教学方法:
同济本课程的主要任务是使林产化学专业的硕士研究生能够通过本课程的学习,掌握木质素、纤维素和半纤维素的研究进展和方法,依据其化学结构和特性合成精细化学品的设计的方法和设计思维,为将来从事相关工作积淀专业知识。
021-
教学手段:主要采用多媒体教学,结合实际波谱分析,教学过程中力求逻辑性强、内容简明。教学方法除理论教学外,有少量实验。
共济网
第一章 木质素分离(2学时)
33623 037
第一节 植物原料木质素的分离
021-第二节 工业木质素的分离
课
教学内容和要点:
同济大学四平路1. MWL木质素的分离;MWL木质素纯化;酶解法;精制Lundquist法:
2. 碱黑液的主要性质;影响分离因素(温度、时间、酸浓度pH);分离方法(蒸煮废液浓缩后利用;酸析分离木素;在碱性条件下沉淀置换分离出木素)。
第二章 木质素结构研究方法(10学时)
教学目的和要求:
在本章中,讲授木质素化学结构和聚集态结构的研究方法,为研究和利用奠定基础。
难点是:木素结构研究方案的设计、UV、FTIR、NMR的波谱分析。
第一节 元素分析
第二节 官能团测定
第三节平均分子量和分布
第四节 木质素紫外吸收光谱(UV)研究方法
第五节 木质素的红外光谱(FTIR)法研究方法
第六节 木质素的核磁共振1H NMR谱研究方法
教学内容和要点:
一、素分析仪、结构单元式计算方法;
二、测定原理、方法和注意问题。包括甲氧基、总羟基、总酸性的测定、羧基的测定、酚羟基的测定、羰基的测定。
三、凝胶渗透色谱法的基本原理、仪器与试剂、凝胶渗透色谱法的测定步骤与方法。
原理、表示方法、测定方法、光谱特征、影响因素、光谱解析。定性分析、定量分析。
木质素核磁共振1H NMR谱、13C NMR谱。
第三章 木质素的特殊物理性质和化学性质(6学时)
教学目的和要求:
在本章中,讲授木质素特殊化学反应和物理性质。
要点是:重点掌握木质素利用时化学合成设计的思维方式并设计实验方案。
第一节 木质素的物理性质
第二节 木质素的化学性质
教学内容和要点:
一、一般物理性质、热性质、木质素的相对分子量及其分布、显色反应。
二、芳香核取代反应:卤代反应硝化反应、与甲醛反应、manich反应、酚羟基的反应、接枝共聚反应
三、侧链反应:氧化、还原反应、水解反应、光解反应、接枝共聚反应。
第五章 纤维素(8学时)
第一节 纤维素的化学结构
一、纤维素大分子的链状结构
(一)直链状结构
(二)折叠链状结构
二、纤维素大分子功能基的红外光谱分析
第二节 纤维素的物理结构
一、微细结构
二、结晶结构
(一)晶体的基本概念
(二)纤维素的结晶结构情况
(三)纤维素结晶结构的研究方法
(四)纤维素结晶结构理论
第三节纤维素的分子量与分子量分布
一、分子量及其测定方法(气相色谱法)
(一)测定原理
(二)测定步骤
二、分子量分布及其测定方法(凝胶色谱法)
(一)凝胶色谱法的基本原理
(二)凝胶色谱法的测定方法与步骤
第四节 纤维素的改性
一、纤维素的接枝共聚
(一)纤维素接枝共聚的方法
(二)纤维素接枝共聚产物的鉴定
(三)纤维素接枝共聚的大分子结构和超分子结构
(四)纤维素接枝共聚产物的性质
二、纤维素的交联
第六章 半纤维素(6学时)
第一节 半纤维素的化学结构研究方法
第二节 半纤维素的聚集态
第三节 半纤维素生物技术利用
实验教学大纲
一、目的
掌握木质素的酚羟基测定的紫外光分光光度法。为了进一步强化理论知识,加深感性认识和理解。同时通过学生亲自动手分析操作,可以掌握分析技能及基本科研手段,培养学生的实验的动手能力。
二、本课程实验的内容具体要求
实验一:木质素中酚羟基含量的测定
实验二:气相色谱法测定半纤维素的糖基种类和比例
三、实验教学时同安排表
顺序实验内容周序时数
1木质素中酚羟基含量紫外光谱法测定82
2气相色谱法测定半纤维素的糖基种类和比例82
讨论4学时
六、主要参考书目及学术期刊
1 中野准三等.木素的化学一基础与应用年第一版,1988
2 邬义明主编.植物纤维化学年第二版,1991
3 蒋挺大.木质素.化学工业出版社
4 高分子通报
5 Prog.Polym. Science
6 [芬兰]埃罗·斯耶斯特勒姆,王佩卿,丁振森译.木材化学
7 高洁.纤维素科学与技术
8 Cellulose Chem. Technol
9 Journal of Wood Chemistry and Technology
一、课程名称
化学反应工程(S08290302)
Chemical Reaction Engineering
二、学分,学时
2学分,40学时
三、预修课程
物理化学、相应本科专业基础和专业课程。要求学生具有有机化学、无机化学、物理化学、高等数学(包括积分变换、线性代数、非线性回归等)、仪表及控制等基础知识。
四、适用专业
林产化学加工工程
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
(一)主要内容
第一章 绪论(2学时)
化学反应工程的任务和范畴
化学反应工程的内容
化学反应工程的研究方法
化学反应工程在工业反应工程开发中的作用
本章小结
第二章 化学反应动力学(4学时)
化学反应速率的工程表示
均相反应动力学
气固相催化反应本征动力学
流固相非催化反应动力学
本章小结
第三章 理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征(4学时)
反应器设计基本方程
理想间歇反应器中的简单反应
理想间歇反应器中的均相可逆反应
理想间歇反应器中的均相平行反应
理想间歇反应器中的均相连串反应
本章小结
第四章 理想管式反应器(2学时)
理想管式反应器的特点
理想管式反应器基本方程式
空时、空速和停留时间
反应前后分子数变化的气相反应
本章小结
第五章 连续流动釜式反应器(4学时)
连续流动釜式反应器的基本设计方程
连续流动釜式反应器中的均相反应
连续流动釜式反应器中的浓度分布和返混
返混的原因与限制返混的措施
本章小结
第六章 反应过程中的混合现象及其对反应的影响(4学时)
混合现象的分类
停留时间分布及其性质
连续釜式反应器中的固相反应
微观混合及其对反应结果的影响
非理想流动模型
非理想流动反应器的计算
本章小结
第七章 反应器选型与操作方式(4学时)
概述
影响反应场所浓度的工程因素
简单反应过程反应器型式的比较
自催化反应过程的优化
可逆反应过程的浓度效应
平行反应的浓度效应
串连反应过程优化
本章小结
第八章 气固催化反应过程的传递现象(2学时)
气固催化反应过程的研究方法
等温条件下的催化剂颗粒外部传质过程
等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程
等温条件下总效率因子η
非等温条件下的催化剂颗粒外部传质过程
非等温条件下的催化剂颗粒内部传质过程
本章小结
第九章 反应过程的温度特性和反应器的温度分布(4学时)
反应过程的温度特性
反应器径向温度分布
反应器的轴向温度序列和实施方法
本章小结
第十章 热量传递与反应器的热稳定性(2学时)
热稳定性和参数灵敏性的概念
催化剂颗粒温度的热稳定性
连续搅拌釜式反应器的热稳定性
管式固定床反应器的热稳定性
化学反应系统的传热问题
本章小结
第十一章 反应动力学的实验测定(2学时)
反应动力学的实验测定方法
测定反应动力学的实验室反应器
动力学测定的精度
模型的检验和模型参数的估值
反应动力学测定的必要性
本章小结
第十二章 反应过程研究实例分析(2学时)
为增加学生对课程内容的感性认识理解和掌握,安排2~3次讨论课。
(二)重点、难点:
《
化学反应工程》是化学工程学科的一个分支,以工业反应过程为主要研究对象,从工程角度,分析反应器内的质量和热量等传递现象,研究化学反应过程速率及其变化规律、反应设备结构型式及其操作方法的相互联系,以达到反应器的开发、设计和放大及优化操作的目的。
本课程的目标是指导学生牢固地掌握化学反应工程最基本的原理和技术方法,能够理论联系实际,增强提出问题、分析问题和解决问题的综合能力。因此,本课程的教学自始至终应贯彻理论联系实际和能力的培养这两个原则。
通过对该课程的学习,学生可以掌握反应设备、工艺和操作影响化学反应过程的基本规律,掌握基本反应设备的结构特点、传递特性、设计计算和操作原则,掌握反应器及反应过程中操作优化和工艺优化的基本思想与方法,了解化学反应工程的文献资源概况和学科发展概况,使学生初步具备基本的考察反应过程、设计和选择反应器及工艺条件的能力,逐步确立工程思想。
本课程共分12章。第1章主要讲述化学反应工程研究对象、目的、内容和方法,说明反应工程理论和反应工程思维方法在工业反应工程开发研究中的作用。第2、3章重点讨论化学反应动力学和典型化学反应的基本特征,这是掌握反应规律和反应器设计、操作的基础。本课程把动力学问题归结为影响反应速率的温度效应和浓度效应。第4章至第8章主要讨论影响反应场所实际浓度的工程因素:间歇和连续、预混合、返混、加料方式、滴际混合及颗粒内外传质等。第9、10章则讨论影响反应场所温度的工程因素:颗粒内外的传热、径向温度分布、轴向温度序列和热稳定性等。反应的温度效应和浓度效应,一方面体现反应的特征,另一方面体现了工程因素和工程措施的影响。反应工程理论思维方法揭示了反应器型式、操作方式、操作条件等实际上是通过工程因素来实现对反应场所温度和浓度的影响。第11章介绍反应动力学的实验测定方法和技术。第12章则从本学科角度总结出几个工业反应过程(如木材或植物纤维物料制浆过程、木材或聚合物热解和燃烧过程等)开发实例,阐明应用工程理论进行工程开发的思想和方法。
六、主要参考书目及学术期刊
1 张濂,许志美,袁向前编著.化学反应工程原理.华东理工大学出版社,2000
2 陈敏恒,翁元垣编著.化学反应工程基本原理(修订本).化学工业出版社,1986
3 袁乃驹,丁富新编著.化学反应工程基础.清华大学出版社,1988
4 黄恩材,刘国标编著.化学反应工程.化学工业出版社,1996
5 李绍芬编著.反应工程.化学工业出版社,1992
6 陈甘棠主编.化学反应工程(第二版).化学工业出版社,1990
7 朱炳辰编.化学反应工程.化学工业出版社,1993
一、课程名称
林产化学加工专题(S08290303)
special topic of forestry products chemistry and engineering
二、学分、学时
2学分、40学时
三、预修课程
化工原理(化学工程)、物理化学、有机化学、微生物、相应本科专业课程。
四、适用专业
林产化学加工工程。
五、课程主要内容、重点、难点及学术期刊
绪论
林产化学加工工程的内容、分类、历史及发展趋势
林产化学加工工程在国民经济中的重要性
林产化学加工工程理论基础
林产化学加工工程生产技术特征
第一部分:木材化学与改性(10学时)
一、 木材强化与木材尺寸稳定处理
二、 木材软化
三、 木材塑料化
四、 木材化学分析技术
五、 木材化学组成波谱分析技术
本部分的内容重点在于使学生了解和掌握木材改型技术极其重要意义、木材化学分析和木材波谱分析的特点和应用。
第二部分:制浆造纸化学与工程(10学时)
制浆
一、 蒸煮技术
二、 绿色漂白技术
三、 节能节水洗选技术
本部分内容主要介绍友好制浆技术、绿色漂白技术和节能节水洗选技术,最新理论和发展动向,重点为助剂制浆、无氯或少氯漂白机理及应用。
造纸
一、节能打浆技术
二、新型抄纸技术
三、添加技术
四、 纸浆深加工技术
本部分内容主要介绍新型先进的打浆、抄纸、添加技术,纸张深加工技术。重点为:节能打浆、生物打浆、高效抄纸元件、脱水理论和功能纸加工技术。
第三部分:炭材料与树木提取物(10学时)
一、 新型炭材料
二、 树木提取物深加工利用技术
本部分内容主要对新型炭材料及树木提取物加工技术做以深入讨论。
第四部分:阻燃技术(10学时)
一、 阻燃技术的现状和重要意义
二、 阻燃材料与阻燃理论
三、 新型木材阻燃技术
本部分内容主要介绍阻燃技术、阻燃剂与阻燃理论,尤其要对木材阻燃
一、课程名称
新型分离技术(S08290304)
New Separation Techniques
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
化工原理(化学工程)、物理化学、相应本科专业课程。
四、适用专业
林产化学加工工程。
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
(一)主要内容:
第一章 绪论(2学时)
分离工程的内容、分类、历史及发展趋势
分离技术在国民经济中的重要性
分离工程的理论基础
分离工程的设计和模型化
分离工程的节能与优化
本课程的学习重点
第二章 膜分离技术(8学时)
膜分离绪论
膜的概念、膜分离过程的特点、分离用膜的分类
电渗析
电渗析的基本原理、应用
离子交换膜
电渗析操作中的极化与结垢
电渗析的电流效率
超滤、微滤和反渗透
其他固膜分离方法
渗透汽化、膜蒸馏、膜萃取、膜分相
浓差极化及其影响
膜污染及其防治
膜组件及其特点
林产化工分离中膜技术的应用
第三章 超临界萃取技术(4学时)
超临界流体的性质及其特点
超临界流体萃取的基本原理、典型流程及应用
超临界流体萃取技术在林产化学工业中的应用
第四章 双水相萃取技术(2学时)
双水相体系及其特点
双水相分配理论及应用
双水相萃取在林产化学工业中的应用
第五章 液膜分离技术(4学时)
液膜的结构和分类
液膜分离的主要机理、过程及应用
第六章 色谱分离技术(4学时)
色谱分离的原理
色谱分离的放大
色谱分离的流程(固定床色谱、移动床色谱及模拟移动床色谱)
色谱分离技术的应用
第七章 高梯度磁分离技术(4学时)
高梯度磁分离技术的概念和特点
高梯度磁分离技术的基本原理
高梯度磁分离设备
高梯度磁分离技术的应用
第八章 泡沫吸附分离技术(2学时)
泡沫分离的基本原理
泡沫吸附分离的流程及影响因素
泡沫吸附分离技术的应用
第九章 微波和超声波辅助萃取技术(4学时)
微波辅助萃取
超声波辅助萃取
第十章 分离过程的选择原则及多种分离技术的交叉和耦合(4学时)
(此章的宗旨是为了培养学生的综合能力)
(二)重点、难点:
本课程主要讲授各种新型化工分离技术的基本原理、技术特点、典型流程、工艺设备及其在林产化学工业中的应用,包括膜分离技术、超临界流体萃取技术、双水相萃取技术、液膜分离技术、色谱分离技术、高梯度磁分离技术、泡沫吸附分离技术、微波和超声波辅助萃取技术以及上述分离技术的组合应用等,着重介绍这些新型分离技术的工艺原理和技术特点,其中第1-7章为重点,亦是难点。
本课程力图使学生掌握上述各种新型分离技术的基本化学原理,并着重培养学生综合运用所学知识进行新工艺、新过程、新技术的开发能力。讲授中充分利用教师多年的实践经验,结合实际生产中的例子和某些新的分离过程和分离技术的研究开发历程,让学生了解如何根据任务要求选择合适的分离技术和科研开发的基本思路,学会运用多种分离技术的对比、联想、交叉耦合、综合统筹等方法,必要时还要注意反向思维方式的运用。
本课程还通过让学生进行专题调研的方法,让学生自己去阅读自己感兴趣的分离过程的有关中外文文献,并写出综合报告。不仅扩展了知识面,而且提高了学习兴趣。
六、主要参考书目及学术期刊
(1)刘茉娥,陈欢林编著.新型分离技术基础.浙江大学出版社,1993
(2)刘茉娥,陈欢林编著.新型分离技术基础(第二版).浙江大学出版社,1999
(3)朱长乐,刘茉娥等编著.膜科学技术.浙江大学出版社,1992
(4)高以恒,叶凌碧编著.膜分离技术基础.科学技术出版社,1989
(5)孙彦编著.生物分离工程.化学工业出版社,1998
(6)陆九芳,李总成,包铁竹编著.分离过程化学.清华大学出版社,1993
(7)叶振华编著.化工吸附分离过程.中国石化出版社,1992
(8)蒋维均主编.新型传质分离技术.化学工业出版社,1992
(9)陈励编.新型传质分离技术.华南理工大学内部讲义,1997
一、课程名称
纸张深加工技术(S08290305)
Paper Extended Processing Technology
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
学习本课程应有“制浆原理与工程”、“造纸原理与工程”、“植物纤维化学”、“表面化学”、“物理化学”、“有机化学”、“化工原理”、“纸张结构与表面特性”等课程的基础,并应具备相关的微生物、材料、机械、光学等方面知识。
四、适用专业
林产化学加工工程。
五、课程内容
本课程是在学生己掌握制浆造纸基础理论和专业知识的基础上,为提高对纸张深层次、精加工技术这一领域认知,提高对深加工工程知识的运用能力而设置,目的是培养学生关于各种纸张深加工,获取特殊功能、高附加值产品的开发技能。
第一部分 纸张深加工的基本概念 (5学时)
一、纸张深加工的含义
(一)传统意义上对纸的定义
(二)现代意义上对纸的认识
(三)纸张深加工的含意
通过学习,更新纸的概念,把传统意义的纸与现代意义的纸联系又区别开来,建立现代纸的概念,从而理解纸张深加工的含意和深加工对扩展,延伸纸的概念作用。
二、纸张深加工的主要方法
(一)湿部添加法
(二)涂布加工法
(三)浸渍加工法
(四)变性加工法
(五)复合加工法
从深加方法上全面了解纸张深加工的范围,为后面研究具体加工技术打下一个系统性的基础。
三、纸张深加工意义
从开拓应用领域、提高经济附加值、提高原料使用价值等几方面理解纸张深加工在经济、资源、应用诸方面的现实意义。
第二部分 纸张深加技术的历史现状及发展趋势 (5学时)
一、纸张深加工的发展历史
通过对纸张深加工技术一千多年的发展历史的了解,理解科技体制对科技发展的制约作用;了解纸张深加工技术发展的促进因素;了解纸张深加工技术发展的阶段性和发展规律;通过学习应有助于建立正确的科技史观,正确理解我国纸张深加工技术发展存在的曲折性。
二、纸张深加工现状
(一)世界纸张深加工现状
(二)我国纸张深加工现状
了解世界纸张深加工技术总体水平、前沿水平和加工业格局;了解我国纸张深加工技术水平和能力;了解我国纸张深加工品种分布现状。
三、纸张深加工的发展趋势
(一)规模趋于大型化
(二)加工速度趋于高速化
(三)品种趋于多样化、功能化
了解世界纸张深加工业发展趋势走向,并针对我国现状找到薄弱点,以利明确纸张深加技术研究,开发的正确方向,使学习更有针对性、适用性。
第三部分 纸张深加工技术 (30学时)
一、新型涂布技术
(一)涂布加工技术基本概念
1、 涂布加工
2、 涂布加工作用
3、 涂布加工的设备
4、 涂布加工纸的基本构成
5、 涂布加工纸的种类
(二)新型涂布材料
1、 煅烧高岭土
2、 纳米碳酸钙
3、 超细滑石粉
4、 淀粉及其衍生物
5、 其它新型涂布材料
(三)新型涂布技术
1、 新型涂布头
2、 新式干燥装置
3、 新型压光装置
本节为重点内容,要从原料、装置方面学习、掌握最涂布技术,重点掌握新型涂布材料开发研制的方向及其机理,并从中学会开发新型材料的方法,不仅限于课内所讲述种类,而且讲述新型涂布材料也应随发展而不断更新;对涂布装置也应从发展眼光来学习,要随时介绍最新型、最前沿的涂布、干燥、整饰等装置,着重理解其工作机理,了解其基本结构,掌握这些装置的工作特点及其对纸性能的影响和改善;了解新材料、新装置的采用给纸张深加工带来的新工艺条件,新产品品种和经济方面的效益。
二、纸张生物功能加工
(一)纸张生物功能加工的基本概念
1、 生物功能纸
2、 生物功能加工方法
3、 生物功能纸的种类
(二)药物、保健纸
1、 妇女保健卫生纸
2、 防治痔疮纸
3、 防治感冒纸
4、 保健美容面膜纸
5、 口腔擦纸
(三)生活、包装用纸
1、 消毒餐巾纸
2、 提神止痒湿纸巾
3、 驱蚊止痒纸巾
4、 灭虫燃熏纸
5、 灭蚕蝇纸
6、 多用途药物纸
7、 冰箱除臭保洁纸巾
通过本节学习,了解生物功能纸的概念和各种生物功能加工方法;了解各种生物功能纸的特性、功能、组成,生产方法和对原材料、加工条件的要求;了解赋予纸张特殊生物功能的各种原料的性能,来源及组配、制备方法、原则;学习随形势发展而了解、掌握新的功能加工技术的能力,以适应纸张加工技术发展变化,适应开发工作的需要。
三、纸张载体功能的加工
(一)半导体纸
(二)磁性纸
(三)碳纤维纸
(四)电池隔膜纸
(五)防伪纸
通过学习,了解各种载体功能纸的功能;了解各种功能的赋予方法,如功能剂的品种、加入量、加入方法等;了解各种载体功能加工方法的发展趋势。
六、主要参考书目及学术期刊
1 《Pulp and chemistry and chemical technology》.Third edition Vol.Ⅳ.James Casey, 1980
2 于钢,钱学仁.加工纸工艺,1997
3 刘秉,李牧.功能纸及纸制品的制造,1998
4 刘仁庆等编译.特种纸化学原理及制造,1984
5 《
Pappi》(美) .(《
制浆造纸技术协会会志》)
6 〈P&P〉(加).(《
加拿大制浆与造纸》)
7 中国造纸.中国造纸学会主办
8 中国造纸学报.中国造纸学会主办
一、课程名称
树木提取物化学(S08290306)
Tree Extraction Chemistry
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
有机化学、物理化学、分析化学、高等木材化学、高分子化学、林产化学加工工艺。
四、适用专业
本课程适用于林产化学加工工程(化学工程)专业硕士研究生。
五、课程的主要内容、重点、难点及学时分配
本门课程主要树木提取物的化学组成;树木提取物在木材中的分布和含量;木材提取物化学结构研究方法;木材的酸碱性质;木材提取物与制浆造纸;木材提取物与木材保护;树脂酸(松香)、松节油和单宁的主要化学反应与性质进行深入细致的讨论和学习。
重点:树木提取物的化学组成;树木提取物在木材中的分布和含量;木材提取物化学结构研究方法;学习天然化合物的研究方法,依据化学性能制备衍生物的实验方案设计思维。
第一章:树木提取物的化学组成(10学时)
1.1 概述
树木提取物的化学成分组成、数量、基本含量和分类。
1.2脂肪族化合物
1.2.1 脂肪、蜡及其组成的化合物
主要饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸的种类和部分性质
1.2.2 水溶性碳水化合物
单糖和低聚糖、淀粉、果胶、糖醇和环醇类化合物化学组成、含量。
1.2.3 含氮化合物
蛋白质、氨基酸和生物碱的种类、化学组成和含量。
1.3 萜类化合物
1.3.1单萜类(n=2)
木材中的主要单萜组成、化学结构和用途。
1.3.2 倍萜类(n=3)
1.3.3 二萜类(n=4)
树脂酸 、树脂酸类型、树脂酸分布和中性二萜烯化合物
1.3.4 三萜类(n=6)
四环三萜烯、四降三萜烯、苦木素、甾类化合物和五环三萜烯。
1.3.5 多萜类
1.4芳香族化合物
木材中芳香族化合物的种类很多,主要包括芪、木酚素、黄酮类化合物、单宁和醌类。
第二章 树木提取物在木材中的分布和含量(6学时)
2.1 提取物在木材中的分布
2.1.1提取物在木材中的平均分布
2.1.2 提取物在树木不同部位的分布与变化
2.1.3 提取物在木材内部细结构中的分布与变化
2.2我国重要木材提取物化学组成
第三章 木材提取物化学结构研究方法(6学时)
3.1提取物的提取与分离
3.2提取物的化学结构研究方法
3.3 提取物的生物合成
第四章 木材的酸碱性质(4学时)
木材酸性的指标有三项,分别为PH值、酸碱缓冲容量和酸含量。
4.1木材的酸性成分
木材中的酸性主要来自于木材提取物、半纤维素的糖醛酸和乙酰基、木质素具有的弱酸性和纤维素含有的羟基。
4.1.1半纤维素的糖醛酸和乙酰基
4.1.2木材提取物的酸性成分
4.2木材的pH值
4.2.1木材pH值的含义与木材的pH值
4.2.2木材pH值的变化
1生长(或采伐地域)对木材pH值的影响
2 贮存时间对木材pH值的影响
4.3木材的总酸度
4.3.1 木材的总酸度
4.3.2影响木材的总酸度测定的因素
4.4木材的酸碱缓冲容量
第五章 木材提取物与制浆造纸(2学时)
第六章 木材提取物与木材保护(2学时)
第七章.木材提取物与木材加工工艺(2学时)
7.1 木材提取物对人造板加工工艺的影响
7.2木材提取物对木材涂饰性能的影响
7.3木材提取物与木材的颜色及染着性能
第八章 药用与保健(2学时)
第九章 树脂酸(松香)、松节油和单宁的主要化学反应与性质(6学时)
9.1树脂酸(松香)的主要化学反应与性质
9.2单萜和倍半萜类(松节油)的主要化学反应与性质
9.3单宁的主要化学反应与性质
六、主要参考书目及学术期刊
1 单宁化学.林业出版社
2 木材化学(日本).林业出版社
一、课程名称
界面化学(S08290307)
Surface Chemistry
二、学分,学时
2学分,40学时
三、预修课程
物理化学、无机化学、分析化学、有机化学等。
四、适用专业
林产化学加工工程专业硕士研究生。
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
绪论 (1学时)
第一节 什麽是胶体与表面化学
第二节 胶体与表面化学研究的对象及意义
第三节 胶体表面化学的发展与高科技
第一章 胶体化学(9学时)
[本章重点]
1.胶体制备的一般方法和聚沉稳定性、特别是电学性质及其应用。
2.胶体级大小的超细颗粒――纳米(颗粒)材料。.
[本章难点]
1.电学性质中的ζ电位的计算与测定、扩散双电层的数学计算。
2.对纳米材料的基本特性的理解。
第一节 胶体的形貌
一、胶粒的形状
二、胶粒的平均大小与多分散度
三、分形(Fractal)理论
第二节 胶体的制备与纯化
一、胶体制备的一般条件
二、胶体制备的方法
三、溶胶的净化
四、单分散溶胶
第三节 溶胶的性质
一、运动性质
二、光学性质
溶胶粒子大小及形状的测定
三、电学性质
质点表面电荷的来源 电动现象与应用 ζ电位的计算与测定扩散双电层的数学计算
四、流变性质
五、胶体稳定―聚沉性质
第四节 胶体级大小的超细颗粒――纳米(颗粒)材料
一、最新发展
二、基本特性
三、制备方法
四、相关应用
第二章 凝胶(4学时)
[本章重点]
1.形成及结构
2.胶凝作用及其影响因素之溶胶 凝胶的转变,影响凝胶的因素。.
[本章难点]
1.形成及结构。
2.凝胶的几种作用。
第一节 通性及分类
第二节 形成及结构
第三节 胶凝作用及其影响因素
溶胶 凝胶的转变
影响凝胶的因素
第四节 凝胶的几种作用
第五节 几种重要的凝胶
第三章 表面(界)化学(16学时)
[本章重点]
1.表面张力的测定
2.固 ―气界面及固液界面的吸附
3.材料表界面
[本章难点]
1.BET方程。
2.材料表界面理论
第一节 表(界)面基本原理
液体表面张力、表面能和净吸力 表面张力的测定方法(液体、固体)弯曲界面现象 润湿与铺展(接触角测定方法 动润湿与动接触角)
第二节 固体表(界)面
固体表面特点 固体表面自由能 固―气界面吸附(BET方程)
第三节 常用吸附剂的结构、 性能和改性
第四节 固体-溶液界面吸附
第五节 高分子材料表界面
第六节 复合材料界面
第七节 膜和膜应用
第四章 表面活性剂(6学时)
[本章重点]
1.性质与作用
2.相关应用
[本章难点]
1.物理化性质
2.表(界)面作用理论
第一节 最新分类
第二节 物理化学性质
第三节 表(界)面作用理论
第四节 特殊相关应用
第五章 现代表面分析测定技术(4学时)
[本章重点]
1.各种表面分析方法的特点
[本章难点]
1.方法原理的理解
表面分析的特点
第一节 表面分析技术
第二节 表面成分分析分法
第三节 表面结构分析方法
第四节 表面电子态分析方法
六、主要参考书目及学术期刊
1 沈钟,王果庭.胶体与表面化学(第二版)(主要参考书)
2 周祖康等(北京大学).胶体化学基础
3 朱步瑶等 (北京大学) 界面化学基础
4 [美] Paul C. Hiemenz.胶体与表面化学原理
5 [英] D. J .肖.胶体与表面化学导论
6 李葵英(哈工大).界面与胶体化学的物理化学
7 顾惕人等(北京大学) .表面化学
8 胡福增等(华东理工大学).材料表界面
9 朱步瑶等(北京大学) .界面化学基础
10 顾惕人等(北京大学) .表面化学
11 程传煊 (福建师大) .表面物理化学
12 A .W .Adamson Physical Chemistry of Surface
13 刘程.表面活性剂大全
14 梁梦兰.表面活性剂和洗涤剂――制备、性质、应用
15 张立德.纳米材料与纳米结构
16 化学学报
17 物理化学学报
18 催化学报
19 材料科学与工程
20 材料研究学报
21 复合材料学报
22 高分子材料科学与工程
互联网:
23. http://www.global.cnki.net (理工A辑 理工B辑 理工C辑、农业专辑)
24. Surface Chemistry and Colloids - specializing in polymers, colloids, surfactants, liquid crystals, foams, and interface science. EPSRC grants available.
http://www.bris.ac.uk/Depts/Chemistry/mscsurf.htm
25. http://www.chinaren.com (输入表面、胶体关键词)
一、课程名称
波谱及色谱分析(S08290308)
Spectrum Analysis
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
相应的基础和专业课程:分析化学、有机化学、物理化学、高等数学(包括积分变换、线性代数、非线性回归等)等基础知识。
四、适用专业
林产化学加工工程专业硕士研究生。
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
(一)大纲说明
本大纲是依据东北林业大学林化(含化工、轻化、化学)学科硕士培养方向和教学计划要 ,并结合导师教学和科研实际制定的。
波谱分析主要内容:紫外可见吸收光谱(uv-vis)、红外光谱(IR)、拉曼光谱(RM)核磁共振谱(NMR:1H—NMR,13C-NMR )和质谱( MS )等。主要用于有机化合物分子量、分子式、分子结构式的测定,也可用于无机、高分子化合物的定性、定量或结构分析,或者用于精细化学的 组成 析。
本门课程是为林化(包括轻工、化工、化学、生物等)学科硕士研究生开设的学位课(或学位选修课)。其目的是使学生学习了化学定量分析和 仪器分析基础上,进步 掌握现代波谱分析理论、仪器和实验技术以解决物质结够分析、表面分析问题,为今后从事教学科研工作奠定基础。
(二)本门科程的主要内容和基本要求
主要内容:紫外可见分子吸收光谱(UV);红外分子吸收光谱(IR);核磁共振波谱(NMR)和质谱(MS)。
基本要求:通过理论课教学,要求学生掌握上述方法的基本原理;掌握现代大型仪器的基本结构,主要部件功能和实验技术;初步学会各光谱图的联合解析技术,能确定比较复杂物质的分子量、分子式和分子结构,今后为从事较高水平的科学研究工作和高校工作奠定基础。
(三)讲授内容大纲
第一章 有机化合物的紫外可见光谱(U V )
1 本章教学目的要求:
要求掌握各类有机化合物的紫外吸收光谱的特点,学会利用紫外可见( U V)光谱进行结构分析和分子测定。
2 本章的主要内容:
有机化合物的紫外吸收光谱
紫外可见光谱的实验技术
紫外可见光谱的应用
第二章 红外光谱和拉曼光谱(IR and RM)
本章教学目的要求:
要求掌握红外吸收光谱产生的基本原理;掌握化合物基团的特征红外光谱;掌握各类化合物的典型光谱;了解红外光谱仪的结构、功能和分析测试技术,能够比较熟练地解析红外光谱,并将其用于结构分析中。
本章主要内容:
(1)概述
(2)化学基团的特征红外光谱及影响因素
(3)有机化合物的红外光谱
(4)红外光谱解析分析方法及其在结构分析中应用实例
(5)红外光谱仪及其实验技术
(6)激光拉蔓光谱
第三章 核磁共振波谱(N M R)
本章教学目的要求:
要求掌握核磁共振基本原理;掌握各类质子的化学位移及其影响因素;掌握自旋偶和、自旋分裂的规律;能够熟练地解析典型NMR谱;了解NMR仪器和实验技术。
本章主要内容:
(1)概述
(2)NMR基本原理
(3)化学位移及影响因素
(4)自旋偶合及自旋分裂
(5)自旋体系及NMR分类
(6)1H—NMR 13C—NMR解析及应用实例
(7)NMR仪及实验技术
第四章 质谱
本章教学目的要求
掌握MS法基本原理;掌握分子量的测定方法;理解分子离子的裂解类型及规律;了解各类有机化合物的典型裂解模式---质谱,能够正确地解析图谱,基本掌握测定分子式,分子量和分子结构的方法;了解仪器结构功能及掌握 实验技术。
本章主要内容
(1)概述
(2)MS法基本原理MS法应用MS法应用
(3)MS法应用----分子量确定
(4)MS法应用----分子式确定
(5)MS法应用----确定分子结构
(6)常见化合物地典型裂解模式----质谱图
(7)质谱解析及在有机分析中应用实例
(8)MS仪结构、功能及实验技术
第五章 UV、NMR、IR、MS四谱联合解析及应用实例
本章教学目的要求
培养学生综和运用UV、NMR、IR、MS技术及解析方法确定未知物地分子式、分子量和结构式,解决科研中所遇到的实际的能力。
1.本章教学主要内容
(四)教学时间安排
章序 讲授题目 教学时间(学时)
第一章 紫外可见分子吸收光谱(N V) 5
第二章 红外光谱和拉曼光谱(IR and RM) 10
第三章 N M R谱 10
第四章 M S谱 10
第五章 U V ,I R, N MR , MS 四谱 5
六、主要参考书目及学术期刊
1 高桥浩著,杨贞奎译.波谱有机化学.沈阳:辽宁科学技术出版社,1983
2 于世林等著.波谱分析法.重庆:重庆大学出版社,2000.7
3 杜廷发.现代仪器分析.长沙:国防科技大学出版社,1997
4 宁永成.有机化合物结构鉴定与有机波谱学.北京:清华大学出版社
5 汪越寰.有机结构分析(第二版).中国科学技术出版社,2000
6 赵藻藩.仪器分析.高等教育出版社,1997
7 洪山海.光谱解析法在有机化学中的应用.科学出版社,1981
8 J.B.Lambert, H.F.shurvelletal.Organic Structural Analgsis,Collier Macmillan Publisher,1976
一、课程名称
林特产品化学加工技术(S08290309)
Chemical processing technology of forestry specialty
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
基础化学、有机化学、化工原理、化工分离技术、中草药成分化学及林产化学工艺学。
四、适用专业
林产化学加工工程。
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
本课程的内容包括植物化工厂的建厂前的准备工作、植物化工产品提取的基本原理和操作、青藤碱的生产、高三尖杉酯碱的生产、鬼臼素的生产、苦参碱的生产、小蘖胺的生产、齐墩果酸的生产、岩白菜素的生产、青蒿素的制取、黄芩甙的生产、天然保健食品添加剂及天然色素总论、天然抗癌新药紫杉醇及半合成中间体10-脱乙酰巴卡丁及植化生产中的环境保护。着重讲授化学组成和加工的工艺流程。
植物化工厂的建厂前的准备工作包括建厂的条件、建设植化厂的可行性论证及植化产品提取的基本原理和操作;植物化工产品提取的基本原理和操作包括物料粉碎与干燥、有效成分的浸取、浸取液的澄清沉降与分离及吸附与脱色;青藤碱的生产、高三尖杉酯碱的生产、鬼臼素的生产、苦参碱的生产、小蘖胺的生产、齐墩果酸的生产、岩白菜素的生产、青蒿素的制取、黄芩甙的生产主要包括各成分的结构及药物特性、原料来源、生产工艺及流程和质量标准及检测方法;天然保健食品添加剂及天然色素总论包括对天然保健食品添加剂的要求、管理和标准、天然保健食品—刺玫果浸膏天然保健食品添加剂各论及天然食品色素概论;天然抗癌新药紫杉醇及半合成中间体10-脱乙酰巴卡丁包括紫杉醇的药物特性和结构、研究概况及10-脱乙酰巴卡丁的制取;植化生产中的环境保护包括概述、废水的处理技术、植化生产中污染物质的生化处理技术、植化生产中废气处理技术和植化生产中废渣处理技术。具体章节内容如下:
绪论
通过学习,使学生了解本课程所研究的内容包括哪些方面,有什么特点及其在社会发展中的重要意义。同时使学生了解目前我国植物化工的生产概况及其发展前景。
第一节 从植物化工的角度认识药用植物
一、提取植物药
二、作为合成药物的中间体
三、从天然植物中提取食用色素
四、作为食品的添加剂
五、为现代工业服务
第二节 目前我国植物化工生产的概况
第三节 植物化工的发展远景与展望
第一章 植物化工厂建厂前的准备工作
本章教学目的和要求:使学生了解植物化工厂的建厂条件、建厂的可行性问题及产品的工艺设计和研究方法等方面问题。植物化工厂建厂前的准备工作对于工厂的正常运行和安全生产是至关重要的。
本章教学内容和要点:内容包括建厂的条件、建设植化厂的可行性论证及植化产品的工艺设计和研究方法。
第一节 建厂的条件
第二节 建设植化厂的可行性论证
第三节 植化产品的工艺设计和研究方法
第二章 植化产品提取的基本原理和操作
本章教学目的和要求:使学生了解植物化工厂生产植化产品的基本操作的原理和操作过程及相关的设备。只有懂得这些,才能制定出更加优化的工艺过程,使产品的成本降低。
本章教学内容和要点:物料粉碎与干燥、有效成分的提取、浸取液的澄清沉降与分离及吸附与脱色。
第一节 物料粉碎与干燥
一、粉碎原理
二、干燥原理
三、干燥速率
四、干燥物料衡算说明
五、干燥器的选择
第二节 有效成分的提取
一、浸取的基本原理
二、影响浸取的主要因素
三、浸取生产工艺及设备
四、浸取技术的强化
第三节 浸取液的澄清沉降与分离
一、澄清的基本原理
二、澄清工艺及设备
三、影响沉降速度的因素
第四节 吸附与脱色
一、吸附与脱色概述
二、吸附的基本原理
三、吸附设备
四、液体的脱色
第三章 青藤碱的生产
本章教学目的和要求:使学生了解青藤碱的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括青藤碱的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺及操作条件的选择。
第一节 性状和用途
第二节 生产原料和辅料
一、原料
二、辅料
第三节 生产工艺及操作条件的选择
一、生产工艺及操作条件
二、生产过程中的质量控制
第四章 高三尖杉酯碱的生产
本章教学目的和要求:使学生了解高三尖杉酯碱的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括高三尖杉酯碱的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺、操作条件的选择及生产过程的质量控制。
第一节 高三尖杉酯碱的结构及药物特性
第二节 生产高三尖杉酯碱的原料
第三节 生产高三尖杉酯碱的辅料
一、氯仿
二、乙醚
三、无水硫酸钠
四、其它
第四节 生产工艺及操作条件
第五节 生产过程的质量控制
第五章 鬼臼素的生产
本章教学目的和要求:使学生了解鬼臼素的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括青藤碱的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺及操作条件的选择。
第一节 鬼臼素的结构及药物特性
第二节 以山荷叶的根茎为原料生产鬼臼素
第三节 鬼臼素的质量标准及检测方法
第六章 苦参碱的生产
本章教学目的和要求:使学生了解苦参碱的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括苦参碱的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺及操作条件的选择。
第一节 苦参碱的药物特性和结构
第二节 苦参碱的提取工艺
一、总碱的生产
二、苦参碱的生产工艺及流程
第三节 提取苦参碱的其它方法
第四节 苦参碱的检测
一、性状的检测
二、鉴别
三、检查
四、含量的测定
第七章 小蘖胺的生产
本章教学目的和要求:使学生了解小蘖胺的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括小蘖胺的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺、操作条件的选择、质量控制及检测方法。
第一节 小蘖胺的结构及药物特性
第二节 生产小蘖胺的植物特性和分布
第三节 生产小蘖胺的主要辅料
一、硫酸
二、甲醇
三、乙醇
第四节 生产工艺及工艺流程
一、生产工艺
二、工艺流程
第五节 生产过程中的质量控制
一、原辅料控制
二、生产控制
第六节 产品的质量标准和检测方法
一、黄连素的质量标准和检测方法
二、盐酸小蘖胺的质量标准和检测方法
第八章 齐墩果酸的生产
本章教学目的和要求:使学生了解齐墩果酸的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括齐墩果酸的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺、操作条件的选择及质量标准和检测方法。
第一节 齐墩果酸的结构及药物特性
第二节 植物原料来源、性状及分布
一、植物原料来源及性状
二、植物分布
第三节 生产工艺及流程
一、生产工艺
二、生产流程
第四节 齐墩果酸的质量标准和检测方法
一、质量标准
二、检测方法
三、含量的测定
第九章 岩白菜素的生产
本章教学目的和要求:使学生了解岩白菜素的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括岩白菜素的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺、操作条件的选择、产品的性状、质量标准和检测方法、岩白菜素的化学全合成及其他原料生产岩白菜素。
第一节 岩白菜素的化学结构及药物特性
第二节 植物性状及来源
第三节 生产技术及工艺流程
一、醇提工艺
二、水提工艺
三、发酵法生产工艺流程
第四节 生产过程的控制及工艺条件
第五节 产品的性状、质量标准和检测方法
第六节 岩白菜素的化学全合成
第七节 其他原料生产岩白菜素
第十章 青蒿素的制取
本章教学目的和要求:使学生了解青蒿素的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括青蒿素的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺、操作条件的选择及质量标准和检测方法。
第一节 青蒿素的结构及药物特性
第二节 制取青蒿素的原料
第三节 生产工艺及主要操作条件
一、苯提取法
二、其他方法
三、还原青蒿素的制取
第四节 青蒿素的质量标准和检测方法
一、青蒿素的质量标准
二、青蒿素含量的检测方法
第十一章 黄芩甙的生产
本章教学目的和要求:使学生了解黄芩甙的结构和理化性质、其提取分离的工艺方法以及其质量控制措施。
本章教学内容和要点:教学内容包括黄芩甙的性状和用途、生产原料和辅料、生产工艺及操作条件的选择。
第一节 黄芩甙的结构及药物特性
第二节 制取黄芩甙的原料
第三节 生产工艺及流程
第十二章 天然保健食品添加剂及天然色素总论
本章教学目的和要求:使学生了解天然食品添加剂,正确食用食品添加剂关系到人民身体健康,因此,国家十分重视食品添加剂研究生产和食用。
本章教学内容和要点:教学内容包括对天然保健食品添加剂的要求、管理和标准、天然保健食品—刺玫果浸膏、天然保健食品添加剂各论及天然食品色素概论。
第一节 对天然保健食品添加剂的要求、管理和标准
第二节 天然保健食品—刺玫果浸膏
一、植物原料来源及性状
二、刺玫果浸膏的制
第三节 天然保健食品添加剂各论
一、黄芪多糖
二、五味子浸膏干粉
三、黄精浸膏粉
四、缬草浸膏
第四节 天然食品色素概论
一、叶绿素铜钠
二、姜黄色素
三、红花黄色素
四、紫胶红色素
五、红曲色素
六、酱色
七、β—胡萝卜素
八、辣椒红色素
第十三章 天然抗癌新药紫杉醇及半合成中间体10—脱乙酰巴卡丁
本章教学目的和要求:使学生了解天然抗癌新药紫杉醇及半合成中间体10—脱乙酰巴卡丁的结构和性质及它们的制取和合成方法。
本章教学内容和要点:教学内容包括紫杉醇的药物特性和结构、研究概况及10—脱乙酰巴卡丁的制取。
第一节 紫杉醇的药物特性和结构
第二节 研究概况
一、红豆杉属植物资源和栽培品种的研究
二、利用真菌获取紫杉醇
三、植物细胞培养制取紫杉醇
四、半合成制取紫杉醇
第三节 10—脱乙酰巴卡丁的制取
第十四章 植化生产中的环境保护
本章教学目的和要求:使学生了解环境问题是世界各国非常重视的问题。通常植化生产中产生的废水、废气和废渣如不加以处理,就有可能污染环境。随着植化生产的发展,在生产中所用的化学物质越来越多,也产生日趋复杂的环境问题。所以,应从企业管理上、生产工艺的改进上、设备的更新上、技术的改造上下功夫,切实把环境污染降到最小程度。
本章教学内容和要点:教学内容包括概述、废水的处理技术、植化生产中污染物质的生化处理、植化生产中废气处理技术及植化生产中废渣处理技术。
第一节 概述
第二节 废水的处理技术
第三节 植化生产中污染物质的生化处理
第四节 植化生产中废气处理技术
第五节 植化生产中废渣处理技术
六、主要参考书目及学术期刊
1 陈冲等编著.植物化工工艺学.西北大学出版社,1995
2 陈玉昆等主编.中药提取生产工艺学.沈阳出版社,1992
3 郭宝森等主编.工业污染防治途径.化学工业出版社,1987
一、课程名称
吸附技术与理论(S08290310)
Technology and theory of adsorption
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
本课程要求学生已经掌握本科课程中的化工单元操作、四大化学和高等数学。
四、适用专业
本课程适用于林产化学加工(化学工程)专业的硕士研究生。
五、课程的主要内容、重点、难点及学时分配
吸附是从气体或液体中脱出杂质的一种通用方法,是一类复杂的界面现象。在现代化学工业、气体工业和石油加工等各行各业中,吸附法广泛用于工艺气流或液流的深度净化或干燥、原料和产品的质量改善。工业上已广泛采用硅胶、铝凝胶、活性炭等具有发达内表面的各种吸附剂。比如沸石用于气体脱除硫化氢和硫醇、活性炭用于水的净化、硅胶用于油的干燥净化和澄清等。应该指出的是吸附技术现在也是重要的环保方法之一。
本门课程使学生在系统的学习后掌握吸附理论与技术的理论知识为论文和科学研究工作打下坚实的基础。课程的主要内容包括:吸附剂及其主要类型、吸附与解吸动力学、吸附热和吸附的选择性以及吸附技术的应用等。重点和难点在于吸附理论和吸附技术应用。
第一章:绪论(2学时)
在这一章里主要介绍吸附方法和技术的发展。
第二章:吸附剂结构和吸附平衡(8学时)
第一节:吸附和吸附力
第二节:吸附剂结构及某些特性
第三节:吸附热力学方程式及其特殊条件
第四节:吸附等温线的实验研究方法
第五节:单分子层吸附理论
第六节:多分子层吸附理论和比表面测定及其它比表面测定方法。
第三章:吸附剂的主要类型(2学时)
本章要对常用的工业吸附剂类型做以介绍,主要包括:活性炭、硅胶、活性氧化铝、沸石和天然粘土岩等。
第四章:吸附热(4学时)
第一节:吸附热的测定
第二节:微孔容积充填理论的热力学观点
第五章:吸附的选择性(6学时)
第一节:混合物吸附的一般规律
第二节:混合物吸附的实验研究方法
第三节:混合物的吸附计算
第六章:吸附动力学(8学时)
第一节:吸附动力学的实验研究
第二节:动力学曲线
第三节:扩散系数
第四节:多孔体内物质迁移形态
第七章:解吸动力学(2学时)
第八章:吸附技术的应用(8学时)
第一节:活性炭的应用
第二节:硅胶的应用
第三节:沸石的应用
第四节:环境保护中的吸附技术
六、主要参考书目及学术期刊
1 Carbon adsorption handbook.Ann Arbor Science Publishers, Inc
2 界面化学基础.化学工业出版社
3 分离过程与技术.天津大学出版社
4 吸附技术基础.新华设计研究所
5 各类相关科学杂志
一、课程名称
制浆与造纸化学(S08290311)
Pulp and Paper Chemistry
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
学习本课程应有“有机化学”、“植物纤维化学”、“物理化学”、“化学工程”、“制浆原理与工程”、“造纸原理与工程”等相关课程的基础,并应具备相关的化学反应动力学、化学热力学、胶体化学与表面化学等方面知识。
四、适用专业
林产化学加工工程
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
本课程是在学生己掌握制浆造纸基本原理和工艺知识的基础上,为深化制浆、造纸过程中反应理论而设置。学生在经过初步专业课程学习后,对制浆造纸的基本理论和生产过程己有系统的了解,要进一步提高研究和开发能力,必须将基础理论的水平提高一步,本课程即以此为目的,将制浆造纸工艺过程中的几个有重要化学反应的部分单列出来,做深入的讨论和介绍一些最新研究成果,以切实起到提高理论水平的作用。
第一部分 蒸煮化学 (10学时)
一、经典蒸煮化学
(一)制浆原料各成分的化学结构
深入了解、掌握纤维素大分子的构型及分析、测定手段;半纤维素结构的复杂性及其在纤维细胞壁中的分布,半纤维素各种成分的分离与鉴定方法;木素的化学结构,木素在纤维细胞壁中的分布及与碳水化合物形成复合体结构,木素的分离与测定方法。
(二)碱法制浆蒸煮机理
深入理解碱法蒸煮中药剂向原料中浸透与化学反应间关系;蒸煮中木素结构单元的破坏方式和具体化学反应,木素结构单元的缩合反应,脱木素反应动力学及对蒸煮进程的影响,残留木素的特性及测定方法;蒸煮中碳水化合物破坏的主要反应-剥皮反应和碱性水解反应及反应产物,碳水化合物降解动力学及对纸浆性能的影响;蒸煮中少量成分的表现。
(三)酸法制浆蒸煮机理
深入理解亚硫酸盐法蒸煮中药液向原料内渗透方式与碱法的差异及其原因;木素结构单元在酸法蒸煮中的化学反应;脱木素反应动力学及在蒸煮中的具体体现;酸法蒸煮中木素缩合与磺化间的关系;亚硫酸盐法蒸煮中碳水化合物的水解反应、氧化反应、降解反应对纸浆质量的影响,碳水化合物降解产物及其可利用性。
二、新型制浆技术化学
(一)助剂制浆化学
了解助剂制浆的最新发展动态,如助剂新产品种及其功效,助剂添加工艺方法、助剂作用机理等;加深理解无机氧化性助剂和无机还原性助剂在蒸煮中的不同作用及各自优缺点;加深理解以蒽醌及其衍生物为代表的有机助剂的作用机理、添加工艺条件及其效果。
(二)少污染或无污染制浆化学
了解氧-碱法、有机溶剂法等新型环保制浆蒸煮技术的进展情况;了解环保型蒸煮技术的机理、工艺及效果。
(三)人造纤维浆蒸煮化学
了解、掌握生产用于人造纤维及特殊纸种的纸浆的生产方法及其化学反应机理;了解酸法生产人纤浆与预水解硫酸盐法生产人纤浆技术的差别。
第二部分 纸浆漂白化学 (10学时)
一、经典漂白化学
(一)氯系漂剂漂白化学
深入了解、掌握氯-水体系的组成变化规律和性质;氯对木素的作用机理及条件;次氯酸和次氯酸盐对木素的作用机理及条件;氯、次氯酸和次氯酸盐对碳水化合物的解反应;氯系漂剂漂白适应条件的选择。
(二)多段漂白技术
深入了解以氯系漂剂为主的多段漂白中各段的化学反应,加深理解多段漂白组合的依据、规律;加深理解关于溶出木素或漂白和保留木素漂白的机理、各自的特点及适应条件;掌握多段漂白中氯化脱木素化学反应,碱处理化学反应、次氯酸盐脱木素化学反应等。
二、友好漂白化学
(一)友好漂白的概念
了解友好漂白的新概念,理解无氯或少氯漂白的意义及发展前景;了解友好漂白的基本技术特点。
(二)高得率浆漂白化学
高得率浆漂白的意义;各种适于高得率浆漂白的化学药剂特性;氧化性和还原性漂剂作用高得率浆的化学反应机理及漂白效果;纸浆返黄机理及防止或减轻纸浆返黄的措施;高得率漂白浆在使用中与化学漂白浆的差异。
(三)无氯或少氯漂白化学
了解无氯或少氯漂白目的,目前所包含的内容;深入了解各种无氯或少氯漂白药剂的特性及相关的合成、生产制备机理、工艺;深入理解氧碱漂白脱木素机理和脱木素动力学,氧碱漂白对碳水化合物的降解反应机理及控制;深入理解过氧化氢漂白、臭氧漂白、二氧化氯漂白的化学反应机理,影响因素和控制手段;了解过醋酸漂白、过氧酸盐漂白、多金属氧酸盐漂白等新型药剂的化学反应机理;了解置换漂白、短程序漂白等工艺技术的特点和适用方向。
第三部分 造纸湿部化学 (10学时)
一、造纸湿部化学基本概念
了解造纸湿部化学的含意及所涉及的内容;了解造纸湿部化学与纸张性能和纸机抄造性能的关系;了解湿部化学研究的发展趋势。
二、造纸湿部化学特性
(一)纤维的湿部化学特性
深入理解纤维形态、纤维化学组成及细小纤维的特性;纤维表面电荷、动电现象和静电现象;纤维与电解质的相互作用;纤维和小纤维的离子交换行为。
(二)了解造纸配料组分及其相互间的作用;造纸湿部配料的胶体特性;湿部配料的表面化学。
三、施胶及加填染色化学
(一)施胶化学
加深理解传统的铝盐化学与施胶,施胶过程中的表面化学,电化学机理;了解松香施胶剂的改性化学,熟悉更多种类的松香系列改进松香胶;了解中性施胶发展概况,加深对中性施胶机理的理解,熟悉新型中性施胶剂的品种及使用、制备知识。
(二)填料及加填化学
深入理解各种天然填料加填、留着机理;熟悉各种填料的来源、特点及适应的纸种;了解人工填料的研究情况。
(三)染料及染色化学
深入理解染色机理;了解染料使用演变进程;掌握新型染料的开发手段。
四、添加化学
(一)添加化学概念
了解添加剂在造纸中应用的历史,添加剂的定义、分类;了解造纸添加剂的特征。
(二)增强剂化学
了解增强剂的种类和作用;加深理解增干强剂增强机理及影响增强的因素,增湿强剂的增强机理及影响因素,增湿强剂添加对损纸回收的影响。
(三)助留助滤化学
了解助留助滤剂的作用和种类;深入理解助留、助滤机理;加深对助留、助滤剂新品种研究、开发趋势的认识和掌握。
第四部分 纸加工化学
一、涂布涂料化学
(一)涂布加工用颜料、胶粘剂及助剂
深入理解颜料分散行为、表面电化学,胶粘剂粘结性能、迁移性能、各种助剂的化学特性;深入理解涂布涂料组成与粘结性、流变性、稳定性、保水性的关系,涂布过程中界面化学表现。
(二)压敏性、热敏性、电敏性等涂料
深入理解微囊涂料各组分的化学性质,理解各种微囊各种制备方法及其机理;各种显色剂的特性及显色机理;各种电敏材料的作用机理。
二、变性与浸渍加工化学
(一)变性加工机理
深入理解如钢纸等典型变性加工纸的变性机理;了解植物纤维原料变性加工对纸品种类扩展的贡献。
(二)浸渍加工机理
深入理解各种浸渍加工液的性质和化学作用;浸渍料在纸中的性能变化;了解浸渍加工化学的发展方向、应用前景。
六、主要参考书目及学术期刊
1 《Pulp and chemistry and chemical technology》.Third edition Vol.Ⅳ.James Casey, 1980
2 于钢,钱学仁.加工纸工艺,1997
3 张运展,张瑞生译.造纸过程中的界面动电现象,1984
4 梁治齐.微胶囊技术及其应用,1999
5 《
Tappi》(美) .(《
制浆造纸技术协会会志》)
6 《
P&P》(美).(《
制浆与造纸》)
7 《
PPC》(加).(《
加拿大制浆与造纸》)
8 中国造纸.中国造纸学会主办
9 中国造纸学报.中国造纸学会主办
一、课程名称
林产资源生物化学加工技术(S08290312)
The Biochemistry Processing Technology of the Products of Forest Resources
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
无机化学、有机化学、化工原理、生物化学、林产化学工艺学、林产工业微生物学。
四、适用专业
林产化学加工工程。
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
一.本课程教学的基本要求
通过学习要求学生掌握与林产资源相关的生物化学加工原理以及基本的加工方法,同时掌握生物的基本生理过程,学会培育适合林产资源的微生物菌种。
二.大纲说明
1.本门课程的研究对象、性质:
本课程主要研究与林产资源相关的生物化学方面的有关知识理论,林产资源的生物化学方面的利用,生物化学方法生产的产品的提取,以及生物化学产品的产出原理及过程。
2.本门课程的主要内容、重点和难点:
本课程主要讲述微生物的代谢控制,代谢控制的林产资源的微生物育种的基本技术,林产资源生物化学加工技术的方法原理,代谢产物的提取分离技术,同时讲授植物细胞的培养技术及名贵药品的细胞组织培养。
本课程以微生物的代谢控制,林产资源的生物化学加工和细胞培养技术为重点。
3.本课程与其它课程的关系:
本课程是林化专业研究生选修课,与本课程有关的课程有《
林产化学工艺学》、《
林产工业微生物学》、《
化工原理》、《
林产化学》、《
生物化学》等。
4.本课程的教学目的、任务及教学方法:
该课程为林化专业的硕士研究生选修课,通过讲授扩大学生的知识面,增强学生生物化学方面的知识并自觉地利用生物化学的知识进行林产资源的加工,使学生系统地掌握林产资源的生物化学加工工艺及原理。提供从事林资源加工时所具备的生物化学知识及生物加工的基本方法。教学以理论课为主,学时为26课时,实验4学时,具体分配如后表。
三.教学大纲的结构及具体要求
绪论
通过对绪论的讲授使学生对林产资源的生物化学加工技术在科技发展中的地位及作用有个比较全面的了解,从而使学生认清开设本课程的意义及其重要性,增强其学习的积极性。
主要内容如下:
1.林产资源生物化学加工技术的研究对象和任务
2.林产资源生物化学加工的一般特征及分类
3.生物化学加工在科技发展中的地位
第一章 生物体内活性物质化学
主要讲授与林产资源有关的微生物体内的活性物质:蛋白质、酶、核酸、了解其分子的组成、分类及理化性质等。次章为了解性内容。
第一节 蛋白质
主要讲授蛋白质的组成元素,化学性质,化学结构分类等。
第二节 酶
主要讲授酶的化学本质、组成、结构、分类及其活力测定等。
第三节 核酸
主要介绍核酸的性质、作用、化学组成及在生物体的存在方式,此为次要内容。
第二章 生物的代谢过程
主要讲授生物代谢的整个过程,让学生掌握生物代谢过程的全貌,了解糖类、脂类、蛋白质、核酸代谢的相互关系。本章为重点内容。
第一节 代谢概论
讲授微生物代谢的特点、功能及几种物质代谢之间的相互联系。
第二节 糖类代谢
主要讲授果糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、戊糖的降解。为主要内容。
第三节 脂类代谢
简要介绍脂类代谢的一般过程及其与糖代谢的联系,为次要内容。
第四节 氨基酸代谢
主要讲授氨基酸的微生物合成,合成的主要步骤及其控制方法。
第五节 核酸代谢
介绍核酸代谢的过程及其在整个生物代谢中的地位。
第三章 微生物的代谢调控
讲授代谢调节控制发酵的基本思想,微生物细胞的调节机制,微生物代谢控制发酵的基本措施,微生物代谢调控育种技术及环境条件的控制。其代谢调节控制发酵的基本思想和微生物细胞的调节机制,微生物代谢调控育种为主要内容。
第一节 微生物细胞的调节机制
讲授微生物酶活力的调控,酶合成的调控和反馈抑制与反馈阻遏的比较。
第二节 代谢控制发酵的基本思想
讲授切断支路代谢,解除菌体自身的反馈调节,增加前体物质的合成,去除终产物,特殊调节机制的应用,通过改变膜的选择性透性实现的调节等,此节为重点内容。
第三节 微生物代谢控制发酵的措施
讲解要得到大量的发酵产品必须通过控制培养条件和控制遗传型来实现。讲授五种调节措施。
第四节 微生物代谢调控育种技术
讲授微生物代谢调控育种的基本原理、方法及实际应用。
第五节 环境条件控制
简单介绍发酵的环境条件,如温度、溶氧水平、pH值、氮源的供应、营养物质浓度控制等。
第四章 代谢调控的实际应用
讲授糖代谢的控制(D-核糖发酵和柠檬酸发酵),脂代谢的控制,氨基酸的代谢控制与发酵,核酸类物资的代谢控制与发酵,抗生素的代谢与控制。这一章为本课程的重点。
第一节 糖类的代谢与控制
讲授糖代谢与调节,D—核糖发酵,柠檬酸发酵及其合成途径。此节为重点内容。
第二节 脂类代谢与控制
多不饱和脂肪酸的发酵的代谢控制育种,γ-亚麻酸发酵的代谢控制。
第三节 氨基酸的代谢控制发酵
讲授天冬氨酸,谷氨酸,赖氨酸,苏氨酸等氨基酸的生物合成途径及代谢调节机制。此节为重点内容。
第四节 核酸核酸类物资代谢控制与发酵
讲述肌苷酸生物合成的代谢控制,肌苷发酵的代谢控育种,鸟苷的生物和成及代谢控制发酵。
第五节 抗生素发酵的代谢与控制
讲授抗生素产生菌的代谢与控制,抗生素产生菌的几种主要代谢调节机制,细胞生长期和抗生素生产期的相互关系,四环类抗生素发酵的代谢控制。
第五章 代谢产物的提取
本章主要讲授微生物代谢的胞内产物和胞外产物提取的不同方法及区别,讲授生物化学法林产资源利用的下游技术。
第一节 林产资源生物化学利用的下游技术
讲授下游技术的重要性及其特殊性,它不同于其他的化学加工技术,它提取的是具有生物活性的物资,对提取的条件要求更严格。
第二节 微生物胞内代谢产物的提取
微生物胞内代谢产物的提取需要对微生物的细胞壁、细胞膜进行处理,本节就其处理的几种方法进行讲解,为本章的重点内容。
第三节 微生物胞外代谢产物的提取
讲述微生物胞外产物的提取方法、特点。此节为次要内容。
第六章 植物细胞工程
讲授植物细胞的培养特征,植物细胞培养在名贵中草药生产的应用,植物细胞工程的基础知识,次生代谢产物的生产及产物产量提高的方法。
第一节 概述
讲述植物细胞工程的基本内容,植物细胞的培养特征,植物细胞培养的应用。
第二节 植物细胞工程的基础知识
讲授植物细胞原生质体培养,细胞育种细胞的快速无性繁殖及应用实例。
第三节 植物细胞的培养与次生代谢产物的生产
主要讲授植物细胞培养的程序、方法、代谢产物的产生、工业化培养的基本培养条件、培养基配制的特殊要求、培养条件的控制、名贵中草药的细胞培养。
第七章 林产资源的生物化学加工
讲授林产资源的生物化学加工的方法、产品的种类及其主要的应用领域、发展前景、林产资源能被生物化学加工所具备的条件、林产资源进行生物化学加工前必需进行的预处理。
第一节 林产资源生物化学加工的预处理
讲述林产资源的原料的预处理方法及特殊工艺条件,因为林产资源提供的原料中含有大量的生物抑制剂因此必须对其进行特殊的预处理,然后才能进行生物加工。
第二节 林产资源的生物化学加工方法
主要讲授林产资源的微生物发酵和利用生物酶对资源进行加工,生产或着富集大量的目的产物为下一步的提取提供可能,主要介绍其特殊的工艺方法、工艺过程、控制工艺条件。
第三节 林产资源生物化学加工后的主要产品
讲述林产资源加工的主要产品及发展前景
实验教学大纲
一.说明
本课程实验的基本目的和要求:
目的:增强学生独立进行科学研究的能力,掌握生物化学法加工过程的重要指标分析和基本操作技能。
要求:熟悉常用的分析仪器及实验方法。
二.实验课的内容和要求
实验一 反应液中糖分的测定
⑴ 目的要求:掌握反应过程中重要指标的监控与测量。
⑵ 内容:标准溶液配制,观察,滴定。
⑶ 实验安排:每人一组。
实验二 酶活的测定
⑴ 目的要求: 掌握酶活的测定方法及测定条件 。
⑵ 内容:在不同条件下酶活的测定。
⑶ 实验安排:每人一组。
表1 理论教学时间安排表
章序讲 授 内 容授课课时实验课时课堂讨论作业测验
绪论2
第一章生物体内活性物质化学32
第二章生物的代谢过程5
第三章微生物的代谢调控7
第四章代谢调控的实际应用622
第五章代谢产物的提取4
第六章植物细胞工程4
第七章林产资源的生物化学加工32
合计364
总计40
注:作业,测验不计学时。
表 2 实验教学时间安排表
实验顺序实验内容课时数备注
实验一反应液中糖分的测定2时间安排根据情况定
实验二酶活的测定2
六、主要参考书目及学术期刊
1 沈同等主编.生物化学.北京;高等教育出版社,1990
2 张克旭主编.微生物发酵与代谢控制.北京;轻工业出版社,1998.5
3 王海云等译.实用生物化学原理和技术.北京;科学出版社,1979
4 陶文沂主编.工业微生物生理与遗传育种学.北京:中国轻工业出版社,1997
5 Blanch HW, Clark Ds. Biochemical Engineering. New York;Mercel Dekker.Inc,1996
6 生物化学杂志
7 食品与发酵工业
8 生物技术科学通报
9 Applied Microbiology and Biotechnology
10 Biochemistry
一、课程名称
纸张结构与表面特性(S08290313)
Structure and Surface Specific Property of Paper
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
学习本课程应有“制浆原理与工程”、“造纸原理与工程”、“植物纤维化学”、“有机化学”、“物理化学”等相关课程的基础,并应具备相关的光学、表面化学、力学方面知识。
四、适用专业
林产化学加工工程。
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
本课程是在学生己掌握了解制浆造纸基础理论和专业知识的基础上,为提高对纸张制品性能和结构微观上的认识,提高对纸张结构、特性研究方面常识而设置,目的是培养学生关于纸张结构、表面性能深层次研究的能力。
绪论(2学时)
1.研究纸张结构与表面特性的意义
2.研究的主要内容
绪论部分主要是使学生对纸张结构与表面特性的研究有一个全面了解,清楚研究的内容、目标以及研究与应用的联系,并了解这方面研究的现状、前沿及发展趋势。
第一部分 纸张的结构(12学时)
1.纸张结构的概念
掌握三个结构方面的基本概念:结构是材料(这里专指纸)的基本属性;固有结构与人为结构;网目构造体的概念。
2.纸张的结构模式
掌握纸张三维结构模式及其确立原则、方法,应用意义。
3.纸张三个方向的差别及成因
掌握纸张在不同方向上物理特性及彼此间差别,特别注意竖向概念及其特性;了解原料、生产操作条件等方面影响三个方向特性的因素;了解三个方向特性的表述方法及测定手段,特别注意掌握最新的研究、检测手段。
4.纸张结构的特点
(1)多相复杂结构要素
(2)三维结构要素
(3)复杂的多孔结构
(4)结构内结合力
(5)两面性
这一节是重点内容,必须从五个方面去全面了解、掌握纸张结构特点及相互之间的联系,并且从纸张原料结构特性、化学组成和纸张抄造条件、辅料加入等方面理解形成这些特点的原因、条件。着重理解多孔结构中有关纤维总长度与孔数的关系,平均孔径、最大孔径等概念。加深理解氢键结合学说,把结构问题与强度问题联系起来,从而加强结构研究与应用之间相互依赖、相互促进的观念。
5.纸张的匀度
(1)匀度的概念
(2)匀度的测定
(3)影响纸张匀度的因素
(4)匀度对纸张质量、性能的影响
这一节是重点内容,要理解匀度的含义与其它概念性指标的差异,即理解其含义的多方面性;了解匀度测定手段及其发展、演化,明确匀度测定方法难以取得最理想效果的原因所在;掌握造成匀度不良的原因和匀度不良对纸张质量、性能的影响这两方面问题,特别注意掌握匀度成因的复杂性,从而提高解决匀度问题的理论能力和实践能力。
6.纸张的两面差
(一)两面差的概念
(二)两面差的表现
(三)造成两面差的原因及对纸张性质的影响
掌握两面差的成因和表现,注意掌握两面差实际是纸张各种结构特性的具体体现。
第二部分 纸张的表面特性 (10学时)
1.纸张表面的基本状态
了解纸张表面所具有的基本特征,如可z向破坏性、凹凸特征及色泽、光泽特性等。
2.纸张的表面结合强度
(1)纸张表面结合强度的概念
(2)影响纸张表面结合强度的因素
(3)纸张表面结合强度的测定
这一节是重点内容,主要掌握纸张表面结合强度实质上是各种结合特征在纸张表面上的反映和影响表面强度的外在因素;了解表面结合强度在纸张使用中的表现;了解纸张表面结合强度的测定原理与方法。
3.纸张表面吸收性能与抗液性能
(1)纸张表面吸收性能
(2)纸张表面抗液性能
掌握纸张表面吸收或抗液性能形成的条件及对纸张使用的影响,了解改变纸张吸收或抗液性能的基本手段。
4.纸张平滑度
了解和掌握纸张平滑度与纸张整体结构间的关系;掌握从微观和宏观两方面理解,解释纸张平滑度;了解影响纸张平滑度的因素;了解纸张平滑度的测定方法。
5.纸张光泽度
了解光泽度的基本类型和纸张光泽度所涉及的光泽类型;了解光泽度平滑度的关系;了解光泽度对使用的影响及影响光泽度的因素;了解光泽度的表述和测定手段。
6.纸张耐磨性
了解纸张对耐磨性要求的范围;了解影响纸张耐磨性的因素和提高耐磨性的措施;了解耐磨性的测定方法。
第三部分 纸张结构及表面特性与抄造过程的关系 (12学时)
1.打浆对纸张结构及表面特性的影响
(1)打浆的作用及打浆形式
(2)不同打浆方式对成纸结构的影响
了解、掌握打浆的作用,即打浆过程中纤维形态的变化,并侧重掌握不同打浆形式使纤维发生的不同变化,建立起打浆与纤维形态、纸张结构之间的联系,能用打浆理论解释纸张结构和表面特性的差异。
2.调料对纸张结构及表面特性的影响
(1)施胶对纸张结构及表面特性的影响
(2)加填对纸张结构及表面特性的影响
(3)调料、染色对纸张结构及表面特性的影响
(4)添加对纸张结构及表面特性的影响
(5)配浆及调浓对纸张结构及表面特性的影响
了解、掌握各个调料工序与纸张结构及表面特性的关系,加深理解调料过程使纤维形态―纸张结构发生变化的化学机理和物理机理,掌握评价调料(特别是施胶、加填、添加)效果的原则和方法。
3.成形脱水过程对纸张结构及表面特性的影响
(1)纤维絮聚与解絮对纸张结构及表面特性的影响
(2)纸料着网控制对纸张结构及表面特性的影响
(3)浆速与网速的调节对纸张结构及表面特性的影响
(4)网上脱水抽吸情况对纸张结构及表面特性的影响
这一节是重点内容,纸的结构、表面特性受成形脱水条件变化影响最大,多孔性、匀度等特性都与此阶段条件变化密切相关,因此要重点掌握成形,脱水过程中纤维絮聚、纤维流失、纤维定向的机理,并掌握调节这些状况的基本原则和一般方法。
4.压榨、干燥及整饰对纸张结构、表面特性的影响
(1)压榨对纸张结构及表面特性的影响
(2)干燥对纸张结构及表面特性的影响
(3)整饰对纸张结构及表面特性的影响
了解压榨、干燥、整饰对纸张结构影响的有限性,对纸张表面特性影响的重要性;了解改善纸张表面特性的新型压榨、干燥和整饰方式。
第四部分 纸张结构及表面特性与加工过程的关系 (4学时)
1.纸张结构及表面特性对涂布加工的影响
掌握涂布加工过程中的界面问题与纸张结构、表面特性间的联系;掌握纸张表面羟基、毛细管端口与润湿的关系,外加压力,纸张内毛细管状况与渗透的关系,表面状况与粘结强度的关系。
2.纸张结构及表面特性对浸渍加工的影响
掌握浸渍加对纸张结构的要求,注意吸收性、透气性与浸渍效果的关系;掌握纸张孔隙性这一结构特征在加工中的特殊作用。
3.纸张结构及表面特性对复合加工的影响
了解复合加工对纸张结构的要求,注意纸张平滑性、匀度、孔隙性对复合(如粘合、镀膜等)的影响;掌握平整性、紧度等变化对复合加工的影响。
六、主要参考书目及学术期刊
1 Pulp and paper chemistry chemical technology.Third edition VolⅡ,Ⅲ,Ⅳ.James Casey, 1980
2 于钢,钱学仁.加工纸工艺,1997
3 《
Tappi》(美) .(《
制浆造纸技术协会会志》)
4 《
P&P》(美).(《
制浆与造纸》)
5 《
P.P.C》(加).(《
加拿大制浆与造纸》)
6 中国造纸.中国造纸学会主办
7 中国造纸学报.中国造纸学会主办
一、课程名称
纸张添加化学(S08290314)
Paper Additive Chemistry
二、学分、学时
2学分,40学时
三、预修课程
学习本课程应有“制浆原理与工程”、“造纸原理与工程”、“植物纤维化学”、“有机化学”、“物理化学”、“表面化学”、“胶体化学”、“有机合成”等相关课程的基础,并应具备相关的精细化工、化学反应工程、分离工程、高分子化学等方面知识。
四、适用专业
林产化学加工工程。
五、课程主要内容、重点、难点及学时分配
本课程是在学生己掌握制浆造纸基本原理和工艺知识的基础上,为加强学生通过添加手段提高纸品质量、纸机抄造性能方面理论知识而设置。目的是培养学生用理论指导添加工艺的能力,制备、使用和研制浆造纸添加剂的理论和专业能力。
绪论 (2学时)
一、造纸添加品的分类和主要功能
二、造纸添加品的现状及发展趋势
了解造纸添加品的类型及分类的方法;了解各类造纸添加剂在抄造过程中或纸品质量方面的功能;了解世界和我国造纸添加品的发展历史、现状及发展趋势;了解学习本课程的宗旨;特别注意理解添加化学与添加工艺的区别。
第一部分 造纸用表面活性剂化学 (10学时)
一、表面活性的结构与性质
(一)表面活性剂的结构
(二)表面活性剂的主要性质
掌握表面活性的结构特征,并较熟练的掌握其结构特征与亲水亲油平衡值之间的关系;掌握表面活性剂的界面性、胶体性、溶解度、乳化及破乳特性、润湿与渗透、可降解性及温和性、安全性等方面性质。
二、表面活性剂的分类及主要品种
掌握表面活性剂的分类方法及结构特点;分别理解、掌握阴离子、两性离子、非离子、高分子及特种表面活性剂等具体品种的结构、作用特征,了解这些表面活性机理的有关制备方法、检测手段。
三、表面活性剂在造纸中的应用
了解表面活性剂在造纸中可发挥作用的领域;了解表面活性剂用做加速渗透剂、柔软剂、分散剂、树脂控制剂、抗静电剂 、毛毯清洗剂、污水处理剂等具体条件。
第二部分 造纸用水溶性聚合物化学 (10学时)
一、造纸用水溶性聚合物的种类及基本性质
了解用水溶性聚合物的几种分类方法及所分成的种类;了解造纸用水溶性聚合物的溶解性、流变性、分散性、絮凝性、增稠性、电化学性质等共性及具在不同条件下的表现和功能。
二、水溶性天然高分子及其衍生物
(一)水溶性天然高分子及其衍生物的共性
(二)淀粉及其改性物
(三)纤维素及其改性物
(四)蛋白质及改性物
(五)壳聚糖等海洋产品系列天然高分子聚合物
掌握水溶性天然高分子及其衍生物的基本特征;掌握淀粉、纤维素、蛋白质类、壳聚糖等海洋产物的基本性质,改性方法,改性处理的机理、控制因素;掌握以上水溶性天然高分子衍生物在应用中的表现及调控机理与方法。
三、合成水溶性聚合物
(一)合成水溶性聚合物的概况及发展趋势
(二)聚丙烯酰胺
(三)聚丙烯酸
(四)聚乙烯醇
(五)其它合成水溶性聚合物
掌握合成水溶性聚合物的基本特征及与天然高分子物质的区别;掌握聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇等合成物的结构、性质、用于造纸的作用机理;了解合成水溶性聚合物的制备方法;了解合成水溶性聚合物的发展趋势;了解有关合成水溶性聚合物的分析、检测方法。
第三部分 制浆添加化学品 (6学时)
一、蒸煮助剂
(一)添加蒸煮助剂的作用及蒸煮助剂的基本分类
(二)提高浆得的蒸煮助剂
(三)减少污染的蒸煮助剂
掌握添加蒸煮助剂的作用机理和目的;掌握各种可提高浆得率的蒸煮助剂的化学性质、作用机理和添加条件;掌握减少污染的蒸煮助剂的特点,作用机理和添加条件;了解蒸煮助剂可能带来的副作用;了解蒸煮助剂的研究方向和发展趋势。
二、漂白助剂
(一)漂白助剂的种类
(二)用于传统漂白工艺的助剂
(三)无氯或少氯漂白助剂
了解漂白助剂的种类及发展趋势;掌握能改进传统漂白工艺的助剂的品种,助漂机理、改进效果;掌握用于友好制浆、绿色漂白工艺的助剂品种、作用机理及使用方法、效果;了解各类漂白助剂的制备方法。
三、废纸浆生产助剂
(一)废纸脱墨剂
(二)废纸热熔物助脱剂
掌握废纸脱墨剂的种类;掌握各种脱墨剂的脱墨机理、使用方法、控制因素;掌握废纸热熔助脱剂的作用机理、使用方法;了解废纸脱墨剂。热熔物助脱剂的研究、发展趋势。
第四部分 造纸添加化学品 (6学时)
一、造纸施胶剂
(一)造纸施胶剂概况
(二)酸性施胶剂
(三)中性施胶剂
(四)表面施胶剂
了解造纸施胶剂和作用,发展概况及目前施胶剂的种类及使用情况;掌握酸性施胶剂的作用机理、施加方法及对纸张性能的影响;掌握中性施胶剂的作用机理、施加方法、对纸张性能、造纸系统的影响;了解施胶剂目前的主要系列及其制备方法;掌握表面施胶的机理,主要表面施胶剂的组成及制备方法。
二、造纸助留助滤剂
(一)造纸用填料
(二)造纸用助留助滤剂
掌握造纸所用填料种类及特点;掌握助留助滤剂的种类,与细小纤维、填料之间的适应性,从而加深理解助留助滤机理;了解助留助滤剂的制备方法。
三、造纸增强剂
(一)增干强剂
(二)增湿强剂
加深理解纸张结构特征及其对增强的需求;掌握增强剂的品种,增干强剂与增湿强剂的区别;了解各种主要增强剂的系列及其不同的适应领域;了解各种增强剂的制备方法。
四、其它造纸化学品
(一)染料及增白剂
(二)消泡剂
(三)防腐剂
(四)阻燃剂
(五)废水处理剂
了解种添加剂的种类,使用概况;加深理解添加各种助剂的作用及添加机理;注意添加对纸张性能和抄造的正面效应,同时注意避免负面效应;了解各种添加剂的制备方法;了解造纸添加剂的发展趋势。
第五部分 加工纸用化学品 (6学时)
一、涂布用化学品
(一)涂布胶粘剂
(二)涂布颜料
(三)涂布助剂
深入理解涂布化学理论,在此基础上对涂布涂料的各化学组分深入探索;掌握涂布胶粘剂的种类、特征、化学反应机理、制备方法等;掌握各种涂料颜料的性质,与涂料中各组分的联系,制备方法等;掌握颜料分散剂、流动性调节剂、润滑剂、防腐剂、消泡剂、柔软剂等各种添加剂的品种、特性及与涂料特性的联系。
二、其它加工纸用化学品
(一)纸张变性剂
(二)纸张浸渍剂
(三)纸张复合剂
(四)纸张用防锈剂
(五)纸张防粘剂
(六)纸张防水剂
了解不同加工纸种所用相应的添加化学品;掌握纸张变性剂的性质,变性机理;, 掌握纸张浸渍加工所用浸渍液的组成,性质及与纤维结合机理;掌握纸张防锈剂的特点,及防锈机理、防锈剂的组配;掌握复合加工纸所用复合剂、压敏剂等组分的化学性质、制备方法;掌握防粘剂的化学组成。作用原理及制备方法;了解纸张防水剂等功能材料的特性。
六、主要参考书目及学术期刊
1 胡惠仁、徐立新、董荣业编著.造纸化学品,2002
2 沈一丁编著.造纸化学品的制备和作用机理,1999
3 于钢,钱学仁编著.加工纸工艺,1997
4 《
Tappi》(美).(《
制浆造纸技术协会会志》)
5 《
PPC》(加).(《
加拿大制浆与造纸》)
6 《
P&P》(美).(《
制浆与造纸》)
7 中国造纸.中国造纸学会主办
8 中国造学报.中国造纸学会主办
9 造纸化学品.中国造纸学会主办
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