大學(xué)化學(xué)畢業(yè)論文

　　化學(xué)是重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一，是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，在與物理學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)等學(xué)科的相互滲透中，得到了迅速的發(fā)展，也推動了其他學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的關(guān)于大學(xué)化學(xué)畢業(yè)論文的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　大學(xué)化學(xué)畢業(yè)論文篇1

　　淺議化學(xué)氧化改性對碳?xì)挚諝怅帢O表面特征的影響

　　微生物燃料電池(MFC)是一種可以將廢水中有機(jī)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能同時處理廢水的新型電化學(xué)裝置。但輸出功率低、運(yùn)行費(fèi)用高且性能不穩(wěn)定等嚴(yán)重制約了MFC的實(shí)際應(yīng)用。影響MFC性能的主要因素有產(chǎn)電微生物、陰極催化劑、電極材料、反應(yīng)器構(gòu)型及運(yùn)行參數(shù)等。其中，陰極是影響MFC性能及運(yùn)行成本的重要因素。目前，有學(xué)者通過篩選電極材料及對電極材料進(jìn)行改性來提高M(jìn)FC性能和降低成本，效果較為顯著。因此，筆者采用HNO3氧化碳?xì)?，制作改性碳?xì)挚諝怅帢O，研究化學(xué)氧化改性對碳?xì)挚諝怅帢O表面特征的影響;并通過循環(huán)伏安測試，考察改性后碳?xì)株帢O的穩(wěn)定性。

　　1材料與方法

　　1.1試驗(yàn)裝置及材料

　　采用連續(xù)流運(yùn)行方式，試驗(yàn)裝置主體是由有機(jī)玻璃制成的圓柱體，中間陽極室有效容積為36mL(內(nèi)徑為2cm，高為11.5cm)，為確保陽極室的厭氧環(huán)境，用密封柱密封。陰極在陽極室外側(cè)壁圍繞。裝置總?cè)莘e為3.92L，密封蓋上有陽極孔、陰極孔及檢測孔，以便用銅導(dǎo)線、鱷魚夾來連接外電路，外接1000Ω電阻作為負(fù)載。進(jìn)水口設(shè)計在底部中央，制備成無膜上升流式反應(yīng)器。陽極是直徑為1cm的碳棒，陰極是厚度為3cm的碳?xì)?，輸出電壓由萬用表采集。

　　1.2原水水質(zhì)及運(yùn)行參數(shù)

　　垃圾滲濾液取自沈陽市老虎沖垃圾填埋場的集水井，其水質(zhì)如表1所示。接種微生物為取自UASB反應(yīng)器中的厭氧顆粒污泥，接種量為25mL。啟動期的進(jìn)水流量控制在30mL/h，COD約為500mg/L。穩(wěn)定運(yùn)行后進(jìn)水流量逐步提升到90mL/h，COD提升到1500mg/L。

　　裝置在32℃下恒溫運(yùn)行。MFC接種厭氧污泥后，先用COD為1000mg/L的垃圾滲濾液馴化一個周期，使陽極的產(chǎn)電微生物成功掛膜，MFC運(yùn)行穩(wěn)定后，再以COD為1500mg/L的垃圾滲濾液作為陽極進(jìn)水。

　　1.3改性碳?xì)挚諝怅帢O的制備

　　陰極預(yù)處理：將碳?xì)旨舫伤璩叽?，然后浸泡?mol/L的鹽酸溶液中，目的是去除碳?xì)种械碾s質(zhì)離子，24h后取出，用去離子水反復(fù)清洗直至清洗液為中性，放入105℃烘箱中干燥2h。

　　碳?xì)指男裕簩㈩A(yù)處理過的碳?xì)纸?5%～68%的濃硝酸中，用水浴加熱至75℃，處理不同時間后取出并用蒸餾水反復(fù)清洗直至清洗液為中性，放入105℃烘箱中干燥2h。

　　催化劑吸附：將經(jīng)改性后的碳?xì)址湃隖e/C催化劑溶液(硝酸鐵濃度為0.25mol/L，活性炭粉為1g)中，于磁力攪拌器上攪拌30min，然后取出碳?xì)址湃?05℃烘箱中烘干。

　　1.4分析項(xiàng)目和方法

　　外電阻R通過可調(diào)電阻箱控制，電壓由萬用表直接讀取，功率密度P通過公式P=U2/RV計算得到，其中U為電池電壓，V為陽極室體積。

　　表觀內(nèi)阻采用穩(wěn)態(tài)放電法測定。

　　循環(huán)伏安測試以飽和甘汞電極作為參比電極，采用傳統(tǒng)三電極體系，電化學(xué)工作站為EC705型。

　　電極電導(dǎo)率采用伏特計測定，COD采用快速密閉消解法測定，NH+4-N采用納氏試劑光度法測定。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1改性時間對催化劑擔(dān)載量的影響

　　電極表面催化劑擔(dān)載量是影響電極性能的直接因素，而化學(xué)改性將影響電極吸附催化劑的擔(dān)載量(如表2所示)。碳?xì)纸?jīng)過HNO3化學(xué)氧化處理不同時間后，其質(zhì)量均出現(xiàn)一定程度的減少，且隨著處理時間的增加，單位質(zhì)量碳?xì)譁p少量也逐步增加，同時，單位質(zhì)量碳?xì)炙酱呋瘎┑牧恳苍黾?。這是由于HNO3的氧化作用使碳?xì)纸Y(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，表面溝壑加深加密，粗糙度和表面積增加。同時碳?xì)直砻娴腍+易被催化劑Fe3+取代，也有利于陰極催化劑的吸附。

　　2.2化學(xué)改性時間對電導(dǎo)率的影響

　　電極電導(dǎo)率是表征電極性能的重要參數(shù)之一?？疾炝颂?xì)挚諝怅帢O化學(xué)改性時間對其電導(dǎo)率的影響，

　　經(jīng)改性后碳?xì)挚諝怅帢O的電導(dǎo)率明顯提高，且隨著處理時間的增加，電導(dǎo)率升高，當(dāng)化學(xué)改性時間達(dá)到6h后，電導(dǎo)率趨于穩(wěn)定。

　　這是因?yàn)樘細(xì)志哂惺珜訝罱Y(jié)構(gòu)，層與層之間主要是以范德華力相結(jié)合，故層間較易引入其他分子、原子或離子而形成層間化合物。應(yīng)用HNO3處理碳?xì)謺r，HNO3分子嵌入層間，同時吸引石墨電子，使其內(nèi)部空穴增多，因此大大提高了碳?xì)值碾妼?dǎo)率。當(dāng)碳?xì)謱娱g嵌入的HNO3分子達(dá)到飽和時，將不再影響碳?xì)值碾妼?dǎo)率。

　　2.3改性時間對MFC電化學(xué)性能的影響

　　2.3.1對產(chǎn)電性能的影響

　　分別選取經(jīng)HNO3氧化0、2、4、6、8、10h的碳?xì)种苽涮細(xì)挚諝怅帢O，并以石墨棒為陽極，垃圾滲濾液為燃料構(gòu)建MFC，進(jìn)行產(chǎn)電試驗(yàn)。極化曲線斜率和功率密度是表征MFC產(chǎn)電性能的兩個重要參數(shù)，因此，通過測定輸出電壓和電流等參數(shù)，分別得到極化曲線和功率密度曲線。整個試驗(yàn)過程保持進(jìn)水流量為120mL/h，反應(yīng)溫度為32℃。經(jīng)HNO3改性的碳?xì)挚諝怅帢OMFC的極化都經(jīng)歷了活化極化、歐姆極化和濃度極化三個階段。隨著HNO3改性時間的延長，活化極化、歐姆極化和濃度極化損耗逐漸減小，電池的極化曲線斜率逐漸減小，即表觀內(nèi)阻逐漸降低;當(dāng)改性時間為6h時，極化曲線斜率達(dá)到最小，表明此時表觀內(nèi)阻最小(358Ω)。之后，隨改性時間的增加，極化曲線斜率增大，即表觀內(nèi)阻增大。

　　隨著處理時間的增加，電池的功率密度同樣經(jīng)歷了一個先增高再降低的過程，與圖2的規(guī)律基本一致。其中當(dāng)處理時間為6h時，電池的產(chǎn)電性能最好，最大功率密度達(dá)到6265.67mW/m3，較未經(jīng)HNO3處理的MFC的最大功率密度(1838.46mW/m3)增大了2.4倍。由此可知，通過HNO3化學(xué)氧化改性碳?xì)挚諝怅帢O是改善MFC產(chǎn)電性能的有效方式之一。

　　2.3.2對CV曲線的影響

　　循環(huán)伏安法(CV)是表征MFC放電容量的重要方法之一?；瘜W(xué)改性碳?xì)挚諝怅帢OMFC的CV曲線如圖4所示。其中，掃描速度為50mV/s，掃描范圍為-1～1V。掃描曲線以下的積分面積代表了電池的放電容量。由此可知，隨著處理時間的增加，放電容量先增加后減小，化學(xué)氧化時間為6h時，構(gòu)建的MFC放電容量最大，即MFC性能最好。綜上所述，HNO3化學(xué)氧化碳?xì)挚諝怅帢O的最佳時間為6h。

　　2.4MFC的產(chǎn)電除污穩(wěn)定性

　　2.4.1產(chǎn)電性能穩(wěn)定性

　　對經(jīng)HNO3化學(xué)氧化處理6h的碳?xì)挚諝怅帢OMFC進(jìn)行了CV測試，共進(jìn)行了21次循環(huán)掃描，結(jié)果表明：隨著循環(huán)次數(shù)的增加，曲線形狀幾乎沒有改變，第1、6、11、16、21次的循環(huán)伏安曲線基本重合，面積近乎恒定，即放電容量幾乎沒有變化，說明電池性能比較穩(wěn)定，能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　在其他條件不變的情況下，采用經(jīng)HNO3氧化6h的碳?xì)肿鳛殛帢O，保持進(jìn)水流量為120mL/h，外接1000Ω電阻持續(xù)運(yùn)行14d，每天記錄輸出電壓。

　　在最初的3d內(nèi)，輸出電壓從62mV增加到483mV，第4天達(dá)到最大為492mV，接下來的一周則穩(wěn)定在470mV左右。隨著運(yùn)行時間的增加，電壓略有下降，這可能是陽極室溶液的不斷流動，沖刷陽極，帶出一定量產(chǎn)電菌同時增加了電池的內(nèi)阻所致，但總體上電池的運(yùn)行比較穩(wěn)定。

　　2.4.2除污性能穩(wěn)定性

　　采用經(jīng)HNO3化學(xué)氧化6h的碳?xì)肿鳛殛帢O、石墨棒作為陽極、外接1000Ω電阻的MFC，以連續(xù)流方式處理垃圾滲濾液。試驗(yàn)過程中原水COD為(2376±200)mg/L，NH+4-N為(151±10)mg/L，保持進(jìn)水流量為120mL/h、溫度為32℃，反應(yīng)初期(1～5d)，出水COD濃度急劇下降，之后出水COD濃度逐漸趨于穩(wěn)定。

　　COD由初始的(2376±200)mg/L降到(238±15)mg/L，去除率達(dá)到89.9%～91.2%，高于謝珊等采用兩瓶型MFC處理垃圾滲濾液對COD的去除率(78.3%)。而氨氮則由初始的(151±10)mg/L降到(86±5)mg/L，去除率達(dá)到39.3%～46.8%。去除的氨氮中部分以NH+4形式隨水流進(jìn)入陰極室，在陰極室擴(kuò)散到空氣中或轉(zhuǎn)化為其他形式的氮，部分在陽極室作為電子供體被氧化。He等的研究也證實(shí)了氨氮可以作為MFC的燃料。

　　3結(jié)論

　?、偬?xì)挚諝怅帢O吸附的催化劑量隨著HNO3化學(xué)氧化碳?xì)謺r間的增加而增加，但是過量的催化劑不但不能促進(jìn)反應(yīng)，反而會增加電池內(nèi)阻從而降低電池產(chǎn)電性能。碳?xì)挚諝怅帢O電導(dǎo)率隨著HNO3化學(xué)氧化碳?xì)謺r間的增加而增加，并逐漸趨于穩(wěn)定。

　?、陔S著HNO3化學(xué)氧化碳?xì)謺r間的增加，碳?xì)挚諝怅帢OMFC的功率密度、放電容量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，而極化曲線斜率呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢。

　?、跦NO3化學(xué)氧化碳?xì)值淖罴褧r間為6h。陰極改性6h后電池產(chǎn)電性能較穩(wěn)定，最大功率密度比未改性增大2.4倍，達(dá)到了6265.67mW/m3，內(nèi)阻降低到358Ω。

　?、荜帢O改性6h后的MFC處理垃圾滲濾液的性能穩(wěn)定。當(dāng)進(jìn)水COD為(2376±200)mg/L、NH+4-N為(151±10)mg/L時，對兩者的去除率分別為(89.9%～91.2%)和(39.3%～46.8%)。

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　　大學(xué)化學(xué)畢業(yè)論文篇2

　　淺談化學(xué)分子力學(xué)對建筑建材選用的影響

　　引言

　　化學(xué)的應(yīng)用給人類文明帶來了翻天覆地的變化，在建筑領(lǐng)域，基于化學(xué)基礎(chǔ)上的新型建筑建材的開發(fā)和利用提高了建筑的質(zhì)量及建筑的安全性、穩(wěn)定性、美觀性等，是現(xiàn)代建筑研究的重要話題。此外，隨著地球資源的日益緊張，環(huán)境污染的日益嚴(yán)峻，現(xiàn)代建材的研究和應(yīng)用更為人們所重視，基于化學(xué)分子力學(xué)對建筑建材的選擇和應(yīng)用途徑也日趨廣泛。

　　1 建筑建材的選擇和應(yīng)用

　　1.1 現(xiàn)代建筑建材選擇和應(yīng)用的現(xiàn)狀

　　伴隨著人類文明的發(fā)展，建筑建材的生產(chǎn)工藝日益改進(jìn)，生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化，實(shí)現(xiàn)了建筑建材生產(chǎn)的智能化、自動化，各類建筑材料在科技發(fā)展的影響下不斷優(yōu)化。例如，混凝土的應(yīng)用，它不僅是一種建筑材料，更具有裝飾等作用。如利用混凝土砌塊裝飾建筑物墻壁，不但具有一定的美觀性，還具有保溫、隔熱等效果。在高分子化學(xué)建材應(yīng)用上，國外的發(fā)展要優(yōu)于國內(nèi)，例如塑料地板、高分子防水卷材等高分子化學(xué)建材最早出現(xiàn)與國際市場，被一些發(fā)達(dá)國家廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，建筑建材的選擇和應(yīng)用趨于高科技、多功能化，人們對建筑建材的性能、裝飾效果、環(huán)保作用等有了更高要求。例如，涂料的選擇，功能多、污染小、性能高、裝飾效果強(qiáng)的材料更受歡迎?？傊?，人們對建筑建材的選擇已由傳統(tǒng)的實(shí)用性，轉(zhuǎn)向了性價比高、性能好、低碳環(huán)保、功能多等多元方向。

　　1.2 新型化學(xué)建筑材料

　　新型化學(xué)建筑建材能賦予建筑新功能，在節(jié)約能源、優(yōu)化環(huán)境等方面也有突出表現(xiàn)。例如建筑物墻體，可選擇非粘土磚、建筑墻體板材、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃結(jié)構(gòu)等，其性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)墻體。如玻璃結(jié)構(gòu)，透光性好、裝飾性強(qiáng)，給人以時尚、美觀、大氣之感。同時，新型化學(xué)建筑建材的多樣性，使其具備更廣泛的功能。例如塑料，新型塑料門窗，不僅美觀、輕便、易安裝，還具有很好的隔熱性、耐腐性等; 又如新型的塑料管材，不但克服可傳統(tǒng)管材的易腐蝕、易生銹、易老化等缺點(diǎn)，還具質(zhì)輕、易安裝、無污染等特點(diǎn)，極適合現(xiàn)代建筑環(huán)境; 再如塑料地板，節(jié)省原料，運(yùn)輸、施工方便，能帶給人更好的舒適，具有良好的裝飾效果好，是現(xiàn)代建筑建材的“新寵”。此外，混凝土、涂料等，在化學(xué)發(fā)展的影響下也具有更多、更廣泛的用途，例如涂料的防水、防火、防毒、殺蟲、隔音、保溫等作用。

　　1.3 建筑建材的選擇和應(yīng)用原則

　　建筑建材的選擇首先要滿足應(yīng)用需求，確保建筑建材選擇的應(yīng)用性能，確保其應(yīng)用方便、應(yīng)用安全和應(yīng)用效果。其次，考慮建筑建材的美觀性，建筑不是把好的東西堆積起來，而是一種藝術(shù)的創(chuàng)造與實(shí)踐。

　　再次，充分考慮建筑建材的性價比，確保建筑工程的綜合效益。在選擇建筑建材時，先對建筑建材的特點(diǎn)、性能進(jìn)行充分的了解，結(jié)合建筑需求，科學(xué)的選擇適當(dāng)?shù)慕ㄖú?。再對建筑建材的使用環(huán)境、使用目標(biāo)進(jìn)行綜合的分析和研究，確保建筑建材應(yīng)用的效果和性能，提高建筑物的功能性、美觀性。最后，要全面認(rèn)知建筑建材的應(yīng)用工藝，確保建筑建材性能的發(fā)揮。例如混凝土，不但要了解各種混凝土的特點(diǎn)、配置比例等，還要重視其混合工藝，確保混凝土能到達(dá)理想的建筑效果。因此，建筑建材的選擇是需要非常慎重的，而且需要遵循必要的應(yīng)用原則。

　　2 化學(xué)分子力學(xué)對建筑建材的選擇和應(yīng)用的影響

　　新型建筑建材種類繁多、功能齊全。例如涂料，有有機(jī)水性涂料、溶劑類涂料等，在應(yīng)用上也有較大區(qū)別。新型涂料應(yīng)用化學(xué)知識，使涂料具有低污染、高性能、隔熱、防火等多種功能，在材料選擇時，要充分考慮建筑建材的應(yīng)用目的，以達(dá)到工程施工的最大效益。又如保溫隔熱材料，現(xiàn)在常用的有玻璃棉、泡沫塑料等，這些材料的選擇和應(yīng)用與化學(xué)分子力學(xué)息息相關(guān)。以混凝土為例，要選擇高性能的混凝土，首先，要了解混凝土的特點(diǎn)，它是一種由水泥、砂石、水、膠凝材料等按一定比例混合而成的復(fù)合材料。在材料的選擇與應(yīng)用中，必須認(rèn)清其復(fù)合材料性質(zhì)和各種混合比例，同時掌握混凝土的攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)等等。

　　其次，在混凝土基本特點(diǎn)基礎(chǔ)上，科學(xué)認(rèn)知混凝土的集中攪拌特點(diǎn)，科學(xué)搭配各種材料比例，確保建筑建材的工作性、效益性和性價比。再次，在實(shí)踐中結(jié)合理論科學(xué)的進(jìn)行建筑建材的選擇和應(yīng)用。如通常情況下，建筑中會使用硅酸鹽水泥，在該類建筑建材的選擇上，不能單方面的考慮某一方面，要綜合考慮，全面了解、可選選擇。例如，在配置C40 以下的流態(tài)混泥土?xí)r，選擇 42. 5Mpa 普硅水泥就不太合適，應(yīng)結(jié)合應(yīng)用需求，選擇 32. 5Mpa 普硅水泥，避免選擇的盲目性帶來施工的不便。

　　此外，混凝土的選擇要科學(xué)的利用化學(xué)知識，如相同標(biāo)號的混凝土，要選擇強(qiáng)度系數(shù)大，確?；炷恋哪途眯? 相同強(qiáng)度的混凝土，則要選擇需水量小的，降低水泥用量，確保水灰比例的科學(xué)性。同時，注重季節(jié)、氣候等對于建筑建材化學(xué)性能的影響，如在混凝土配置中選擇水泥，如在冬季施工則易采用 R 型硅酸鹽水泥，搭配合適的摻料、外加劑等，確保混凝土性能。總之，化學(xué)豐富了現(xiàn)代建筑建材市場，為建筑提供了更多的選材機(jī)遇，而新型的建筑建材的使用一定要避開盲目性、跟風(fēng)性，應(yīng)在建筑目的的指導(dǎo)下，結(jié)合建筑建材性能，利用化學(xué)分子力學(xué)等知識，科學(xué)的、適當(dāng)?shù)膶ζ溥M(jìn)行選擇和應(yīng)用，以提高建筑建材的應(yīng)用效果和應(yīng)用價值。化學(xué)的分子力學(xué)，在建筑建材中應(yīng)用非常廣泛，基于建筑建材的化學(xué)分子力學(xué)應(yīng)用，可以將建材的使用效率和使用效果做到最佳?？傊?，要充分利用化學(xué)分子力學(xué)的原理，在建筑建材中實(shí)現(xiàn)廣泛的推廣性使用，逐步加強(qiáng)對于化學(xué)原理的實(shí)際應(yīng)用，從而達(dá)到推動行業(yè)發(fā)展的目的。

　　3 結(jié)語

　　高科技帶來了建筑建材的高性能、多功能及輕便、美觀等等。如玻璃材料鋼化、夾絲、夾層等工藝不但提高了玻璃的安全性、抗壓性，還對玻璃的隔音性、保溫性等有很大的優(yōu)化作用。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，越多的不可能變?yōu)榭赡?，玻璃墻、塑料地板等，不斷的豐富人類的建筑需求，提升建筑品味，使城市建設(shè)的風(fēng)景更加多姿多彩。

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