本書以資源循環(huán)利用為重點,以提高學(xué)生實驗技能、應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識為宗旨,共選編15個綜合性實驗、20個廢棄物資源化實驗和8個設(shè)計性實驗。
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隨著化石資源的日益枯竭,綠色經(jīng)濟、循環(huán)經(jīng)濟已成為各國經(jīng)濟發(fā)展的必然選擇。在這種背景下,固體廢棄物資源化方面的研究已受到各國政府和研究機構(gòu)的高度重視,我國已將資源循環(huán)與再生利用作為國家的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。另外,隨著新反應(yīng)、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)以及現(xiàn)代分析測試手段在化學(xué)化工、材料、資源再利用等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,社會對化學(xué)化工類專業(yè)人才的培養(yǎng)目標(biāo)提出了新的要求。為適應(yīng)社會發(fā)展的需要,多數(shù)高校對化學(xué)學(xué)科實驗課程體系進(jìn)行了改革,在一級學(xué)科的層面上對原有實驗項目進(jìn)行重組、優(yōu)化、設(shè)計與創(chuàng)新,建立了基礎(chǔ)化學(xué)實驗、理化檢測和有機合成實驗、綜合性實驗等多層次實驗教學(xué)體系。與此同時,國內(nèi)近幾年相繼出版了一些綜合化學(xué)實驗教材,其編者為北京大學(xué)、浙江大學(xué)等“985”高校教師。這些教材主要依托編者所在高校的教學(xué)特點和科研成果,選擇的實驗項目和實驗內(nèi)容極少涉及廢棄資源再生利用這一重要的國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。針對上述情況,我們在內(nèi)江師范學(xué)院教師原有的關(guān)于廢棄物資源化科研成果轉(zhuǎn)化的實驗講義的基礎(chǔ)上,經(jīng)過近5年的教學(xué)改革實踐,并參閱了相關(guān)書籍,編寫了本書。
本書以固體廢棄物再生利用為重點,以提高學(xué)生的實驗技能及綜合應(yīng)用所學(xué)知識制備新產(chǎn)品、分析及解決實際問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新意識為宗旨,共選編了43個實驗。具體由三部分組成,第一部分為綜合性實驗,有15個,內(nèi)容涵蓋物質(zhì)的制備及物理常數(shù)的測定,功能材料的制備與結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用,電化學(xué)綜合測試等實驗;第二部分為廢棄物資源化實驗,有20個,其中工業(yè)廢棄物提取金屬、制備化工產(chǎn)品、新材料的實驗有6個,農(nóng)業(yè)和生活廢棄物制備多糖、果膠、精油、蛋白質(zhì)、新材料、肥皂和化肥等產(chǎn)品的實驗有14個;第三部分為設(shè)計性實驗,包括廢棄物資源化利用、廢棄物中物質(zhì)含量的分析測定、廢棄物的應(yīng)用性能測試、有機物的綠色合成、功能材料的制備與表征等8個實驗。
參與本書編寫工作的教師共17位,他們的名字已在每個實驗項目中注明,這里不再羅列。在此向各位教師的辛勤工作表示衷心的感謝,同時也感謝支持本書編寫工作的王福海老師和由耀輝老師,并對科學(xué)出版社的丁里編輯、李欣老師表示真誠的謝意。最后要感謝四川省教育廳本科教學(xué)工程項目“再生資源科學(xué)與技術(shù)專業(yè)綜合改革”對本項目的支持,感謝內(nèi)江師范學(xué)院“本科教學(xué)工程”項目對本書出版的資助。
本書雖經(jīng)反復(fù)斟酌和修改,但疏漏和不足之處在所難免,懇請讀者批評指正。
王碧
2016年12月
目錄
第一部分 綜合性實驗
實驗1-1 三草酸合鐵(Ⅲ)酸鉀的制備及組成測定 3
實驗1-2 鐵(Ⅲ)-鈦鐵試劑配合物的制備及穩(wěn)定常數(shù)的測定 6
實驗1-3 無水乙醇的制備和摩爾氣化焓及沸點的測定 9
實驗1-4 乙酸酯的制備及乙酸酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)的測定 14
實驗1-5 N-(5-鄰菲咯啉基)戊二酸單酰胺的合成 19
實驗1-6 四氫鍵自組裝雙分子束的合成 23
實驗1-7 一種吡唑啉藍(lán)色發(fā)光材料的合成 29
實驗1-8 電化學(xué)測試綜合實驗 33
實驗1-9 廢膠片中銀的綜合分析 40
實驗1-10 鐵交聯(lián)果膠凝膠球的制備及其對磷酸根的吸附性能 43
實驗1-11 以膠原為模板制備鑭摻雜納米二氧化鈦及光催化活性 46
實驗1-12 果膠負(fù)載鈀的制備及應(yīng)用 49
實驗1-13 硫氧化鑭鋱(鈰)熒光粉的合成和發(fā)光性能測試 51
實驗1-14 乳液原位聚合法制備聚苯胺/氧化鏑復(fù)合物 56
實驗1-15 La(Oxin)3納米晶體的固相化學(xué)合成與表征 59
第二部分 廢棄物資源化實驗
實驗2-1 廢棄線路板中金屬元素的提取 65
實驗2-2 利用粉煤灰制備硫酸鋁 72
實驗2-3 廢舊報紙脫墨 75
實驗2-4 廢舊鋅錳電池的回收 78
實驗2-5 廢舊聚苯乙烯合成膠黏劑 81
實驗2-6 廢舊PS 塑料/SiO2 熔融共混改性納米復(fù)合材料的研究 85
實驗2-7 綠葉中色素的提取和分離 89
實驗2-8 纖維素酶法提取荸薺多糖 92
實驗2-9 荸薺多糖鈣的制備 96
實驗2-10 柑橘類果皮渣粗多糖制備及抗氧化活性測試 98
實驗2-11 制革皮邊角余料提取水解膠原蛋白 101
實驗2-12 酶法提取柑橘皮渣中的黃酮類化合物及測定 106
實驗2-13 檸檬皮揮發(fā)油的提取及GC-MS 分析 110
實驗2-14 柑橘皮渣果膠的提取及純度測定和果凍的制備 113
實驗2-15 生物質(zhì)基可食性膜材料的制備及結(jié)構(gòu)與性能 120
實驗2-16 檸檬渣硫酸活化法制取水處理劑 124
實驗2-17 稻殼粉的熱解特性和熱重分析與示差量熱分析 126
實驗2-18 利用果皮等廢棄物生產(chǎn)有機復(fù)合肥 129
實驗2-19 地溝油制備肥皂 133
實驗2-20 海帶中碘的提取及分析 142
第三部分 設(shè)計性實驗
實驗3-1 煉鋼布袋灰中鋅的回收 147
實驗3-2 工程塑料鍍鋅 150
實驗3-3 二次電池充放電性能測試 153
實驗3-4 雞蛋殼中鈣含量的測定 156
實驗3-5 己二酸的綠色合成 158
實驗3-6 原子吸收光譜法測定生物樣品中礦物質(zhì)元素含量 160
實驗3-7 粉煤灰中重金屬含量的測定 162
實驗3-8 介孔分子篩的制備與表征 164