化学创新实训总结报告.doc

化学创新实训总结报告化学创新实训总结报告实训总结在已近三年的大学学习中，我们前后大小经历过四五次实训，区别于前几次实训，此次的创新实训是为期最久的一次实训，也是独立自主性最强的一次。本周的实训时间为2022年6月12日至2022年6月22日，在这长达六个星期的时间里，我们的实训可说是有滋有味，看着经自己创新研究而制备出的产品，心中有一种充足的成就感，产品的优劣与否，都是自己与同学的共同协作研究制备出来的。当然，其中离不开指导老师的引导和建议。下面简要的介绍我组本次实训的概要：一、创新实训研究方向和方法我组本次实训的创新方案是陶瓷化复合竹基材料的制备及性能研究，主要采用了真空高压的化学浸渍法将硅胶填入经洗净、干燥并加工成试件品的竹片的孔隙中，再在烘箱内进行凝胶干燥处理，得到陶瓷化复合竹板，之后又由指导老师带去智成化工公司进行一系列的性能检测，如：用电子显微镜观察凝胶填充空隙的情况，用红外色谱描述化学键的特征，用傅立叶远红外光谱仪和X射线衍射仪研究复合前后凝胶与竹材中纤维素的键合作用及变化规律以及用力学性能试验机进行陶瓷化木材的物理力学性能检测。二、目标产品的主要应用1、竹材陶瓷是一种环境材料竹材陶瓷可以利用竹材废料为原料，这对于垃圾资源化的利用，减少环境污染具有重要的现实意义，所以日本许多研究者认为木材陶瓷是一种新型的环境材料。2、竹材陶瓷是一种功能材料竹材陶瓷的导电性类似于半导体，其阻抗与空气相对湿度和温度之间有较好的线性关系，可以用于温湿度感应元件的制造。竹材陶瓷又是良好的屏蔽材料。此外，还具有独特的摩擦性能，可以用在某些制动装置和无心磨床上。在一定的工艺制造条件下，材料具有很好的绝缘性，而且能透过大于900mn的红外光，可用作新型绝缘材料及红外线滤光器。竹材陶瓷远红外放射率恒为80，这个数值远高于一般金属，与黑体相似。可以用于微波炉、汽车油漆、纤维织物及食品干燥设备。由于人体多靠远红外线获取热量，因此研究者认为，竹材陶瓷可以用作房屋取暖材料和保暖材料，制作可用于寒冷地区的室内加热地板、路面防冻加热器和解冻加热器等。此外，竹材陶瓷加热器与太阳能电池相连，可以应用于低成本的太阳能的加热系统。3、竹材陶瓷是一种结构材料竹材陶瓷具有较低的密度和较高的强度性能，在应用上具独特的优势。其既可以作为增强剂填加到有机物中起增强作用，又由于具有较高的硬度而脆性小，可以用于易磨损部件的制造。三、创新实训研究的目的和意义当代竹板是一种具有广泛用途的原材料，但是从性能的角度为出发点考虑，现阶段的竹板，其结构孔隙未填满，易生虫导致使用寿命短，非陶瓷化易产生划痕，硬度和刚能度不高等缺陷。而对于传统的瓷板砖，因其主要原料为天然的陶土，随着时代的发展，陶土资源日益贫乏，价格也不断升高，品质逐渐下降，而且在烧结陶瓷的过程中耗能大。为克服以上传统的不良性能，合成具有高硬度、高刚能度、难霉变、阻燃性能强、绿色、节能、符合国家可持续发展战略方针的产品，本次项目提出开展高效性能化的陶瓷化复合竹板材料的研究，在导师的指导下研究采用合理的技术，合成陶瓷化的竹板，实验研究获得较之现阶段的竹板端面硬度提高了20以上。吸湿率降低了40，密度有所增加，合成能耗大大低于传统的瓷板砖。四、实训结果与讨论用竹材为模板制备生物结构陶瓷，是一种新的陶瓷材料结构设计思想。所制备的材料可以是致密的也可以是多孔的；可以制备碳素材料、碳化物陶瓷，也可以制备氧化物陶瓷和陶瓷复合材料，甚至无机、有机复合体。这种技术对结构的可调控性很好，材料性能独特，发展前景广阔。如何进一步提高竹材陶瓷致密度，提高SiSiC复相陶瓷中的碳化硅含量，如何在最终材料中完整保留生物体的固有结构以及对竹材结构的人工模仿，是今后需要进一步研究的课题。木材本身的密度很低，碳化后残炭率一般低于50，因此，由原始木材直接制备的木材陶瓷密度很低，气孔率很高。为提高密度，改善材料力学性能，需要反复浸渍树脂、碳化多次浸渍后气孔容易堵塞，对大试样的浸溃变得困难工艺复杂，周期长，与竹材陶瓷的低成本相矛盾。同样的原因用竹材制备的碳化硅陶瓷中自由硅含量一般大于50，限制了材料强度、高温性能和抗氧化性能的进一步提高。各种离瓷化过程。由于伴缱着高温和剧烈的化学作用，对木材原有生物结构的破坏很严重。在最终材料中完整保留生物模板结构，是获得高性能材料的关键，特别是对于制备多孔陶瓷来讲更是必需的。五、创新实训结论涂抹在竹片之间的溶胶经烘烤后将竹片粘连在一起。经过一系列的性能检测，所得竹片光滑、附着力强等特性。强度和弹性模量都达到级，压力承受力强。产品在相对湿度为98%的环境下基本没有发生霉变现象。基本达到预期效果六、实训中拟解决的关键问题1、深入研究竹板的内部结构以及溶胶在竹细胞壁中输运的影响因素；2、竹材在径向由外到里为竹青竹内和竹黄，而无论是致密坚硬的竹青还是疏松脆弱的竹黄对胶粘剂的润湿性都很差，各种方法都难以明显地改良浸渍性。因此，用普通的化学浸渍法，很难蒋硅胶填入其孔隙中。研究采用真空高压将硅胶蒸汽，压入其中，同时在其表面划痕或打孔，以增加其接触面。3、增加陶瓷化复合主板的光亮度以及硬度，要求硬度>8。4、温度太高，竹材容易碳化，而且表面有气泡。七、创新实训心得通过本次的创新实训，我进一步巩固和加深了对专业化学的理论基础，学会了分析和解决在实训过程中出现的一些具体问题，进一步提高了实验的基本技巧，培养了严谨的实验作风、实事求是的科学态度和相互协作的团队精神，为培养创新意识和创新能力，学习后续课程和未来从事科学科学研究及实际工作打下良好的基础。正所谓“百闻不如一见”，经过此次切身的创新实训，我才深刻地体会到了“走出课堂，投身于实践”的重要性。平时，我们只能在课堂上与老师“纸上谈兵”，思维的认识是局限于课本范围内，这就导致我们对化学专业知识的片面性，使得我们只知所以然，而不知其之所以然！这都极大地限制了我们专业知识水平的提高。虽然我们平时也做过不少的专业实验，但那毕竟是照着书本所给的方案进行实践，其与这次的创新实训的磨砺是有着一定的差距的，这是实验课程所不可替代的，是需要我们的发散思维和自主创新能力以及指导老师的开导才能实现的。课本上所学的理论知识只是为我们的实际创新“注明框架、指明方向、提供相应的思维”的方法论，真正的自主创新能力是要我们在不断的实践中慢慢培养和提高的。而针对实际问题是，我们不能拘泥于课本，不可纯粹地“以本为木”，而应根据实际过程中产品的一些物性和化性，以及结合其在社会生活中的应用，不断地、适当地对实验方案进行修改，以求达到最好的效果。这就将从课本上所学的理论知识的原则性和针对实际情况进行操作的灵活性很好地结合起来。再次，在此次的创新实训中，我懂得了团队合作的重要性，学会了对待任何一件事情都必须谨慎认真，也学会了用打磨机将固体颗粒磨成纳米级别的使用方法，同时也学会了使用一些新的仪器如：小型分散机、真空高压箱、真空干燥箱等。总之，为期两周的创新实训工作的磨练，培养了我优秀的自主创新能力、良好的工作作风以及埋头苦干的实事求是的科学精神，树立了强烈的责任心、高度的责任感和团队合作精神。创新实训实践让我学会脱离浮躁和不切实际，心理上更加成熟坚定。为以后走向工作岗位、服务于社会做好充分准备，在今后的学习和工作中，我将继承和发扬自己的优势，学习改进不足。适应国家和社会发展要求，努力把自己的工作做的更好。扩展阅读：化学创新实训：五水硫酸铜制备方法改进(实验方案+报告+总结)五水硫酸铜制备方案设计专业：班级：学号：姓名：2022年6月实验设计方案一、实验目的1.掌握五水硫酸制备的方法及原理2、比较改进方法和传统制备方法之间的差异二、硫酸铜制备实验的原方法及存在的问题制备五水硫酸铜是无机化学实验中的一个重要的综合性制备实验,目前许多高校仍选做这个实验,铜是不活泼金属不能与稀硫酸直接反应，大部分的实验教材中都以浓硝酸为氧化剂分次加入到铜与稀硫酸的混合物中，加热使之反应完全，通过蒸发、析晶等操作得到硫酸铜晶体。其反应原理如下：Cu+2HNO3+H2SO4=CuSO4+2NO2个+2H2O在此反应中，在制备实验过程中产生大量有毒有害气体，一方面污染了实验室环境，另一方面也影响了老师和同学们的身体健康。还有一种制备方法是先将Cu灼烧生成氧化铜，在与硫酸反应其反应过程为：1.2Cu+O2=2CuO2.CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，将铜丝高温氧化使其变为CuO,后和稀H2SO4反应。这样虽然没有污染,但高温将铜丝(或铜屑)全部氧化变为CuO时间相当长,而且制备的硫酸铜含有杂质，产品质量不高。三、设计思想想要在实验中既不产生有毒气体，又可以高效制备出所需要的硫酸铜产品，就得寻求一种绿色环保的强氧化剂用来代替原来实验中的浓硝酸。为达到此目本方案采用用H2O2配合H2SO4来制备CuSO4，其反应式如下：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O查阅相关电极电势(Cu/Cu)=0.3394v(HO/HO)=1.763v(O/HO)=1.229vE=(HO/HO)-(Cu/Cu)=1.4V>>0，该反应在热力学上是可行的，反应向右进行完全。在常温下反应较慢。提高反应温度，反应速率有很大提高。若反应温度太高，过氧化氢分解。实验证明反应温度控制在50，过氧化氢10%浓度在左右，反应能顺利进行。在此制备方法中以过氧化氢为氧化剂反应条件温和，简便、环保。四、实验所需仪器设备及药品仪器设备：烧杯50ml，蒸发皿,玻璃棒，真空抽滤机，布氏漏斗，电子天平，定性滤纸；药品：铜屑，过氧化氢（30%），硫酸（1:3），10%Na2CO3溶液，95%酒精；五、实验步骤1.称取4.5g铜屑放于200ml烧杯中,加入20ml10%Na2CO3溶液。加热煮沸。以除去铜表面的油污。2.用倾析法（倾析法：把沉淀上部的溶液倾入另一容器内，然后往沉淀的容器内加入少量洗涤液，充分搅拌后，沉降，倾去洗涤液。如此重复操作3遍以上，即可把沉淀洗净，使沉淀与溶液分离）除去碱液,用水选净铜屑。3.往盛有铜屑的烧杯中加入20ml1：3的H2SO4,缓慢滴加30%H2O2,反应温度最好保持在50度，该反应为放热反应。温度过高H2O2剧烈分解,会使溶液溢出烧杯,温度过低反应速度缓慢。因此,反应过程温度过高要用冷水冷却。4.待铜屑反应完全后,加热煮沸2min,同倾析法将溶液转移到蒸发皿中,留下不溶性杂质,水浴加热,浓缩至表面有晶膜出现,取下蒸发皿,冷却至室温,抽滤、称重。5.重结晶提纯：粗产品水=11.2(质量比)，加少量稀H2SO4，调pH为12，加热使其全部溶解，趁热过滤（若无不溶性杂质，可不过滤），滤液自然冷却至室温（若无晶体析出，水浴加热浓缩至表面出现晶膜），抽滤，用少量无水乙醇洗涤产品，抽滤。将产品转移至干净的表面皿上，用吸水纸吸干，称量，计算产率。六.参考文献【1】纪明中.刘卫华，硫酸铜制备实验的改进J.化学教学，2022，：5-6【2】舒增年.制备硫酸铜实验的改进J.丽水师专学报,1998,:46-55.【3】黄理耀.五水硫酸铜制备实验的改进J.实验室研究与探索,2022.五水硫酸铜制备实验报告专业：班级：学号：姓名：2022年6月实验名称：五水硫酸铜制备实验报告实验时间：2022年6月30日学生姓名：同组人姓名：第一部分实验预习报告一、实验目的1.掌握五水硫酸制备的方法及原理2、比较改进方法和传统制备方法之间的差异二、实验原理本实验采用H2O2配合H2SO4来制备CuSO4，其反应式如下：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O查阅相关电极电势(Cu/Cu)=0.3394v(HO/HO)=1.763v(O/HO)=1.229vE=(HO/HO)-(Cu/Cu)=1.4V>>0，该反应在热力学上是可行的，反应向右进行完全。在常温下反应较慢。提高反应温度，反应速率有很大提高。若反应温度太高，过氧化氢分解三、实验所需仪器设备及药品仪器设备：烧杯50ml，蒸发皿,玻璃棒，真空抽滤机，布氏漏斗，电子天平，定性滤纸；药品：铜屑，过氧化氢（30%），硫酸（1:3），10%Na2CO3溶液，95%酒精；第二部分实验报告四.操作步骤及相对应的现象（实验过程中记录）步骤（属预习实验部分）1.称取4.5g铜屑放于200ml烧杯中,加入20ml10%Na2CO3溶液。加热煮沸。以除去铜表面的油污。2.用倾析法除去碱液,用水选净铜屑。3.往盛有铜屑的烧杯中加入20ml1：3的铜屑洗净现象（实验过程中记录）H2SO4,缓慢滴加30%H2O2,反应温度最好加入硫酸无明显现象，加入过氧化氢立保持在50度，该反应为放热反应。温度过高即产生大量气体，溶液逐渐变成蓝色H2O2剧烈分解,会使溶液溢出烧杯,温度过低反应速度缓慢。4.待铜屑反应完全后,加热煮沸2min,同倾析法将溶液转移到蒸发皿中,留下不溶性杂质,水浴加热,浓缩至表面有晶膜出现,取下蒸发皿,冷却至室温,抽滤、称重。5.重结晶提纯：粗产品水=11.2(质量比)，加少量稀H2SO4，调pH为12，加热使其全部溶解，趁热过滤（若无不溶性杂质，可不过滤），滤液自然冷却至室温（若无晶体析出，水浴加热浓缩至表面出现晶膜），抽滤，用少量无水乙醇洗涤产品，抽滤。将产品转移至干净的表面皿上，用吸水纸吸干，称量，计算产率。最终产量15.98g加热一段时间后有晶膜出现获得粗产品16.26g六、实验原始数据记录与处理（产率计算）铜屑：4.5g五水硫酸铜实际产量：15.98g五水硫酸铜理论产量：17.58产率=实际产量/理论产量*100%=15.98/17.58*100%=90.89%七.结果与讨论（其主要内容：对测定数据及计算结果的分析、比较；如果试验失败了，应找出失败失败的原因；对实验过程中的异常现象进行分析；对仪器装置、操作步骤、实验方法的改进意见；实验注意事项；思考题的回答等等）实验注意事项：1.本次实验对于反应温度要求比较高，太低反应过慢，温度太高过氧化氢容易分解，控制温度是实验的关键。2.五水硫酸铜重结晶的时候注意要晶膜出现才开始冷却。3.本次实验选用的是比较纯净的铜粉，产率较高。思考题：1：为什么不用浓硫酸与铜反应制备五水硫酸铜？浓硫酸虽有较强氧化性，但会用很多副反应生成其他物质；同时随着反应进行浓硫酸不断变稀，氧化能力减弱，不利于制备五水硫酸铜。2：为什么用3molL-1的硫酸？反应中生成了硫酸铜，为了避免硫酸铜析出，使铜和硝酸的氧化反应继续进行，体系要有足够的水，通过计算1.5g的铜能得到五水硫酸铜需要的恰为3molL-1的硫酸。3：如何判断铜屑已经近于反应完？用坩埚钳取下蒸发皿观察铜片几乎完全溶解，并表示反应完成。4：为什么可用倾滗法转移溶液，此步骤的目的是什么？这是由于沉淀的相对密度较大时，故而可用倾滗法转移；其目的是为了分离硫酸铜中的颗粒较大或相对密度较大的不溶性杂质。5.为什么要趁热用倾滗法转移溶液？这是为了防止五水硫酸铜冷却析出，影响产率。6：什么是晶体膜？当冷却硫酸铜与硝酸铜溶液时，硫酸铜冷却析出，晶体在液体表面形成膜状，这种称这为晶体膜。7.：如何判断蒸发皿内的溶液已经冷却？为什么要冷却后才能过滤，此步骤操作的目的是什么？当有晶体膜出现，可用手感知蒸发皿温度，当蒸发皿温度与体温差不多时可判断蒸发皿内的溶液已经冷却；当溶液冷却后硫酸铜大量析出，而硝酸铜留在溶液中从而达到分离的目的；此步骤操作的目的是为了分离硫酸铜和硝酸铜。8.：重结晶时，提纯物与溶剂之间的量的关系如何确定？1mg粗产品加1.2ml的水，提纯物加于适量的水，加热饱和溶液，趁热过滤除去不溶物，要达到此目的提纯物要全溶。考虑到过滤时温度低于100摄氏度，故参考80摄氏度是硫酸铜的溶解度83.8g/100g水。实训总结专业：班级：学号：姓名：2022年6月实训总结报告为期两周的实训，我们在赵博士的带领下，我们成功地完成了这次实训。这次实训的内容，没有硬性的规定，我们可以根据自己的想法做实验。通过网络或者是我们的书本来确定实验内容，内容可以百花齐放，但是我们必须要有所创新。通过我们所学的知识，独立完成实验设计及其相关内容，并学会写小论文，为以后的毕业论文打下坚实的基础。一.确定实验方案：通过考察实验室的实验条件，以及以前做实验的一些经验。我们小组决定本次的化学实训的任务是改进五水硫酸铜的制备方法。传统制备五水硫酸铜实验是以废铜屑为原料，稀H2SO4溶剂,浓HNO3为氧化剂来制备CuSO4,其反应式为:Cu+2HNO3+H2SO4=CuSO4+2NO2个+2H2O由于该反应中有大量NO2气体生成,而NO2是一种有刺激性,且毒性较大的气体,按该方法制备CuSO4实验时,由于基础实验人数较多,一般都在1530人左右。在以前做实验的过程中过于拥挤,即使通风橱里实验,对于周边的空气污染也是较为严重的。一些改进实验提出将铜丝高温氧化使其变为CuO,后和稀H2SO4反应。这样虽然没有污染,但高温将铜丝(或铜屑)全部氧化变为CuO时间相当长,学生实验在时间上不允许。本实验若想达到/绿色化学0的目的,又能在一定时间完成实验内容,通过查阅文献如果用H2O2配合H2SO4来制备CuSO4的方法较为理想,变彻底地解决了上述问题。其反应式如下:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O二.实验过程：通过网络查阅相关文献资料以及小组的讨论我们很快确定了实验方案并加以实践，1.称取4.5g铜屑放于200ml烧杯中,加入20ml10%Na2CO3溶液。加热煮沸。以除去铜表面的油污。2.用倾析法除去碱液,用水选净铜屑。3.往盛有铜屑的烧杯中加入20ml1：3的H2SO4,缓慢滴加30%H2O2,反应温度最好保持在50度，该反应为放热反应。温度过高H2O2剧烈分解,会使溶液溢出烧杯,温度过低反应速度缓慢。4.待铜屑反应完全后,加热煮沸2min,同倾析法将溶液转移到蒸发皿中,留下不溶性杂质,水浴加热,浓缩至表面有晶膜出现,取下蒸发皿,冷却至室温,抽滤、称重。5.重结晶提纯：粗产品水=11.2(质量比)，加少量稀H2SO4，调pH为12，加热使其全部溶解，趁热过滤（若无不溶性杂质，可不过滤），滤液自然冷却至室温（若无晶体析出，水浴加热浓缩至表面出现晶膜），抽滤，用少量无水乙醇洗涤产品，抽滤。将产品转移至干净的表面皿上，用吸水纸吸干，称量，计算产率。在实验的过程中我们遇到了许多的困难，理论上很简单的一个反应在实践的过程中有很多许多需要注意的地方，比如反应的时间，温度以及产物的分离提纯等。但最终通过努力我们还是圆满的完成了此次实训的任务。三.实验讨论：用过氧化氢为氧化剂制备五水硫酸铜，是一比较新的实验设计思想。改进后的实验完全可以在实验室里进行,不产生任何有害气体,大大优化实验室的环境,也不引进其他杂质离子,不会影响提纯过程的步骤,也不会影响产品的质量。在制备方法上更环保，切合了近年来绿色化学的主题四.实训心得：通过本次的创新实训，我进一步巩固和加深了对专业化学的理论基础，学会了分析和解决在实训过程中出现的一些具体问题，进一步提高了实验的基本技巧，培养了严谨的实验作风、实事求是的科学态度和相互协作的团队精神，为培养创新意识和创新能力，学习后续课程和未来从事科学科学研究及实际工作打下良好的基础。经过此次切身的创新实训，我才深刻地体会到了“走出课堂，投身于实践”的重要性。平时，我们只能在课堂上与老师“纸上谈兵”，思维的认识是局限于课本范围内，这就导致我们对化学专业知识的片面性，使得我们只知所以然，而不知其之所以然！这都极大地限制了我们专业知识水平的提高。虽然我们平时也做过不少的专业实验，但那毕竟是照着书本所给的方案进行实践，其与这次的创新实训的磨砺是有着一定的差距的，这是实验课程所不可替代的，是需要我们的发散思维和自主创新能力以及指导老师的开导才能实现的。课本上所学的理论知识只是为我们的实际创新“注明框架、指明方向、提供相应的思维”的方法论，真正的自主创新能力是要我们在不断的实践中慢慢培养和提高的。而针对实际问题是，我们不能拘泥于课本，不可纯粹地“以本为木”，而应根据实际过程中产品的一些物性和化性，以及结合其在社会生活中的应用，不断地、适当地对实验方案进行修改，以求达到最好的效果。这就将从课本上所学的理论知识的原则性和针对实际情况进行操作的灵活性很好地结合起来。总之，为期两周的创新实训工作的磨练，培养了我优秀的自主创新能力、良好的工作作风以及埋头苦干的实事求是的科学精神，树立了强烈的责任心、高度的责任感和团队合作精神。创新实训实践让我学会脱离浮躁和不切实际，心理上更加成熟坚定。为以后走向工作岗位、服务于社会做好充分准备，在今后的学习和工作中，我将继承和发扬自己的优势，学习改进不足。第 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