生物催化技术在化学工业中的应用二

生物催化技术在化学工业中的应用(二)

中国科学院上海有机化学所　李祖义　陈颖

(接上期)

312　合成丙烯酰胺

在日用化学品的生物催化生产中,最成功的一个例子是将丙烯腈转化为丙烯酰胺〔27〕。现年产2

万t 丙烯酰胺的Mitsubishi Rayon 有限公司(日本东京)使用第三代生物催化剂———Rhodococcus

rhodochrous J 1,该催化剂是由K obayashi 和Yamada

最先分离出来的〔28〕,Nitto Chemical Industries (现为

Mitsubishi Rayon 有限公司的一部分)开发了其商业应用。10℃下,在一系列固定床中,用聚丙烯酰胺固定化J 1细胞进行由丙烯腈转化为丙烯酰胺的连续生产。丙烯腈完全转化生成丙烯酰胺的得率为9919%,在水中的最终浓度为50%,且催化剂产率

为每克干细胞可得7000g 以上的丙烯酰胺。与传统的铜催化工艺相比,生物加工无须加热或加压,无重金属,且产生的过程废液也比化学加工少,所得丙烯酰胺的纯度比化学加工的高,这样就可以用来生产大分子量的聚丙烯酰胺。SN F Floerger (法国Saint 2Etienne )已决定用Mitsubishi Rayon 工艺建造5座

丙烯酰胺工厂,每家的生产能力为2万t/a ,Mitsui Chemicals 也计划开始丙烯酰胺的生物催化生

产〔29〕。

313　合成烟酸胺

广州Lonza 精细化学品公司(中国广州)已开始用一套化学酶工艺生产烟酰胺(维生素B 3)〔30,31〕。尼龙266的副产物32甲基21,52二氨基戊烷(Dytek A ;杜邦,德国Wilmingtom )先被转化为32甲基吡啶,随后被氨氧化,所得的32氰基吡啶用固定化

Rhodococcus rhodochrous J 1细胞水解为烟酰

胺〔32,33〕。这家厂的设计生产能力为3400t/a 烟酰

胺,使用一系列连续搅拌釜反应器,沿工艺流程方向将浓度为10%～20%的32氰基吡啶连续进料,并逆流投入生物催化剂,烟酰胺选择性大于99%,转化率为100%。而用碱水解32氰基吡啶的化学方法会产生4%的烟酸副产物。314　合成1,52二甲基222哌啶酮

杜邦也开发了一套工业化生产过程,将22甲基

戊二腈(M GN ,由ADN 制造尼龙266过程中产生的副产物)转化为1,52二甲基222哌啶酮(1,52DMPD ,X olvone TM )。1,52二甲基222哌啶酮在电子学、涂层及溶剂应用中具有令人满意的特性。M GN 首先用固定化的含腈水解酶的微生物细胞催化剂(Aci 2dovorax facilis 72W )水解为42氰基戊酸(42CPA )铵

盐〔34〕,见图4。水解反应的选择性大于98%,转化率为100%,能得到二分之一氰基羧酸铵盐,产生1%～2%的惟一反应副产物22甲基戊二酸二铵盐〔35,36〕。典型运作的反应每升可生产170～210g

42CPA ,在连串连续反应中循环使用催化剂可使每

千克干细胞重的催化剂产生至少1000kg 42CPA 。在回收固定细胞催化剂重复使用后,水溶液产品混合物中的42CPA 铵盐在甲胺的存在下用低压催化加氢,使之转化为1,52DMPD 。与一个由M GN 加氢直接转化为1,32DPMD 和1,52DMPD 混合物的化学工艺相比,化学酶加工的产量高、产生的浪费较少,并生成单一的内酰胺异构体

。

图4　22甲基戊二腈化学2酶转化到1,52DMPD 的过程

4　芳香烃生物羧化作用

有机体的生物转化主要依靠有氧系统的基因和

酶作为生物催化剂开发。近来,对于环境污染物无氧代谢的关注发现了一个可直接羧化苯酚生成对羟基苯酸酯的基因,对羟基苯酸酯是生产液晶高分子

的原料〔37〕

。除苯酚外,萘的直接羧化也在硫酸盐还

原菌中进行了试验〔38,39〕

。

由于芳香烃的化学羧化非常困难,因而用芳香羧化酶生产羧基芳烃就成了生物工艺法适宜的目标。在一项酶工艺中,已使用了苯酚羧化酶来生产

6

专家

论　坛Forum

精细与专用化学品　2003年第14期　

42羟基苯甲酸(42HBA),然而大规模生产最需要的是一套完整细胞系统〔40〕。苯酚的生物羧化与用工业化生产42H BA的K olbe2Schmitt化学工艺很相似。K olbe2Schmitt化学工艺的一个局限是既生成了最终产物,也产生了固体废渣(金属盐和焦油残渣)。因此,由苯酚生产42H BA的生物羧化路线可能将比现行的化学方法提供更高的产量并生成更少的废渣。

5　葡萄糖制1,32丙二醇

在过去几年中,对用可再生原料如葡萄糖制1, 32丙二醇(3G)的生物生产已进行了探索〔41,42〕。尽管几十年前就知道以3G为基础的高聚物具有独特的性质,但3G始终没有成为商品,主要是因为缺乏经济可行的化学工艺。一个含有两条已知代谢途径的重组细胞大肠杆菌已经合成,其一是葡萄糖转化为丙三醇,其二是丙三醇转化为3G。这一生物催化剂现可用于具有经济吸引力的工艺中,以将葡萄糖转化为3G。

生物技术具有广泛的应用前景。尽管在日用及专用化学品生产上,生物学和化学的综合有扩大化学工业收益的可能,但仍存在许多问题。生物技术在化学工业中的成功应用要求能耗低、产量高、催化剂效率高。在后基因时代的代谢工程应用也许能解决一些技术难题。

关于化学工业长期持续性问题,其中之一就是能源成本高。大多数工业化化学生产过程都在高温高压下进行,因而能耗较高,预计比相应的生物方法更高。当前,在化学加工的情况下,催化剂的典型产率是较高的,一般每千克催化剂可获得102～104kg 产品;用固定化酶或固定化休止生物细胞也能得到相似的产率。然而,如果生产是联合进行的,那么问题就关系到催化剂生产力、废弃物生成和处理效果的工艺经济性。可供替代的生物系统的使用,扩大了原料的选择面,如用光合作用植物做原料。尽管来自于原料方面的诱惑(固定大气中的CO2)可能会面临其他的技术问题,比如可溶性产物在水溶液中的分离和催化剂生产力低。可与生物体系共用以提高水溶性产物回收率的分离技术,将促进生物催化剂在化学工业中的使用。

化学工业的主要趋势是全球化、合并以及淘汰低利润的日用化学品业。许多已有的化学公司正在进行重组并将商业导向重新集中到改善持续性和收益率上。其中的一些公司考虑到能耗、原料渠道及高附加值产品的生产,欣然接受了生物工艺学作为改善生产持续性可能的途径〔43〕。就如20世纪初发现合成高聚物改善了生活质量并开创了一个获利行业,生物工艺学已准备好在本世纪做出类似的贡献。□(续完)

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7

精细与专用化学品　2003年第14期 专家论　坛

Forum

左右;反应时间为5min 。1,32二溴25,52二甲基海因

的收率可达80%。

5　二溴海因的市场现状及前景预测〔

3-5〕

目前,国内二溴海因的生产厂家主要有常州市武进鸣凰化工助剂厂、深圳市华苏化工有限公司、盐城百瑞特精化有限公司、山东省龙口科达化工有限公司(年产量3000t )、天津市康宝高新技术开发有限公司、上海海得欣化工科技开发有限公司、河北定州荣鼎水环境生化技术有限公司、江苏无锡美华化工有限公司、宜兴市苏亚达生物技术有限公司、河北冀衡化学股份有限公司等,市售二溴海因一般是含量≥98%的粉末,价格大约为2万元/t 。

二溴海因是一种重要的化工产品,应用于化工、医药和农业等行业,具有稳定性好、含溴量高和反应活性高等优点。目前,关于二溴海因和其他卤代海因之间加以复配后应用,已成为近年来的研究热点,如溴氯海因与二溴海因的复合应用、二氯海因与二溴海因的复合应用等。二溴海因与其他卤化海因复配时有效溴与有效氯的比值是至关重要的因素,在p H 为711的条件下,投加相同剂量的溴氯海因与二

溴海因的复合制剂,其杀生效率明显高于单独使用二溴海因或溴氯海因。国内外许多专家认为在氧化型杀菌剂中最有意义的是溴氯海因和二溴海因配伍后的复合卤化海因。在农业中,二溴海因主要用于水产养殖,包括池塘消毒、预防水体消毒、疾病治疗等方面,而且在使用中不受水质、盐度、p H 值、水温、有机物等的影响。另外,目前已有将二溴海因作为高效低毒消毒剂与硬脂酸单甘酯及吐温280复配,涂于脐橙表面以防霉保鲜,已取得良好效果,预计该保鲜剂也可用于其他水果和蔬菜的贮藏保鲜。因此,随着化工、医药等行业的不断发展和人们生活水平的不断提高,二溴海因的应用范围和需求量将大大增加。□

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4

1消费

导向G uide

精细与专用化学品　2003年第14期　

化学工程与工业生物工程专业就业方向与就业前景

化学工程与工业生物工程专业就业方向与就 业前景 1、化学工程与工业生物工程专业简介 化学工程与工业生物工程专业以生物学、化学、工程学的基本理论为依据，利用酶工程、细胞工程、发酵工程研究生物产品的生产过程，研制开发新的生物工程产品以及对生物产品进行分析测定的技术。旨在培养能在化学工程及生物技术领域从事科学研究、产品及过程设计、新技术与设备研发以及技术管理的高级专门人才，能立足于服务于石油化工、环境保护、能源、食品等传统石油化学工业及生物工程与技术、生物化学工程、生物医药工程等新兴产业。 2、化学工程与工业生物工程专业就业方向 本专业学生毕业后可在工业企业、金融银行、咨询服务或政府部门担任化学工程与工业生物工程师、系统分析员、生产工程师、管理顾问、操作分析员以及类似的职位。 从事行业： 毕业后主要在制药、石油、新能源等行业工作，大致如下：1制药/生物工程 2石油/化工/矿产/地质 3新能源 4环保

5其他行业 6快速消费品(食品、饮料、化妆品) 7机械/设备/重工 8建筑/建材/工程 从事岗位： 毕业后主要从事销售工程师、电气工程师、ie工程师等工作，大致如下： 1化学工程师 2工艺工程师 3研发工程师 4销售工程师 5全国代理商 6销售经理 7区域代理商 8化验员 工作城市： 毕业后，上海、广州、北京等城市就业机会比较多，大致如下： 1上海 2广州 3北京 4杭州 5深圳 6苏州

7南京 8武汉 3、化学工程与工业生物工程专业就业前景怎么样 化学工程与工业生物工程专业在专业学科中属于工学类中的化学与制造类，其中化学与制造类共5个专业，化学工程与工业生物工程专业在化学与制造类专业中排名第5，在整个工学大类中排名第139位。 截止到2013年12月24日，46122位化学工程与工业生物工程专业毕业生的平均薪资为4406元，其中应届毕业生工资3805元，0-2年工资3855元，3-5年工资4704元，10年以上工资5704元，6-7年工资6290元，8-10年工资6736元。化学工程与工业生物工程专业就业岗位最多的地区是武汉。薪酬的地区是常德。

生物工程专业应用型人才培养

生物工程专业应用型人才培养 1生物工程专业课程体系基本概况及存有的问题 1.1课程体系设置重理轻工生物工程涉及的技术范畴属于生物工程技 术与化学工程技术，广泛应用于医药、轻工、食品、化工等领域，生 物工程专业是理工管结合的工科专业［3］.生物工程主要是解决生物 技术产业化过程中的问题，生物工程师不但需要懂一些生物学方面的 知识及其相关的数理化基础知识，还要精通工程技术方面的知识，例 如工程数学、电工学、工程制图与CAD、化工原理，生物工程设备、生物分离工程、生物工程工厂工艺设计等.应用型本科院校为了发挥以前 办学的优势条件，课程设置偏向理科，生物学方面的课程设置较多， 工程课程相对较少. 1.2实践环节过程控制薄弱生物工程专业应用型人才大多充实到生产、经营、管理第一线岗位，能在生物技术与工程领域从事设计、生产、 管理和新技术研究、新产品开发，要求具有扎实的专业知识和很强的 实践水平.在本科教学阶段要注意适度拓宽专业面，强调工程实践，重 视学生实践水平的培养.生物工程专业的实践环节包括实验课、课程设计、见习、毕业论文(设计)和毕业实习等，其中化学实验、生物化学 实验、微生物学实验等主要是让学生掌握常规仪器的使用、设备维护 保养等基本技能，化工原理实验、发酵工程实验、课程设计等主要是 提升学生的工程素质，培养学生分析问题的水平，见习、毕业论文和 毕业实习等主要是加深学生对社会、企业的认知，掌握生产工艺流程、生产设备及检测等知识.但当前偏远省份生物工程领域的相关企业较少，生产见习、毕业实习成了走马观花，见习中见到的重要环节、核心生 产车间很少，实习中真正参与生产的时间短、动手机会少，收效甚微. 1.3基础理论教学求全求深且重复交叉应用型本科院校培养的工程专 业主要培养应用型人才，基础理论知识应该“以应用为目的，以够用 为度”，但长期以来各门课程都追求完善的教学体系，形成了大而全 的课程格局，课本越写越厚、内容越写越多，这与培养目标不相适合

稀土在石化催化剂中的应用

稀土在石化催化剂中的应用 (李才英，石油化工科学研究院，北京100083) 作者简介：炼油催化剂专家。1942年6月25日生。1964年毕业于北京理工大学。中石化石油化工科学研究院催化裂化催化剂研究室副主任、高级工程师。1972年开始从事沸石分子筛催化剂的研究，1983——1985年作为访问学者在英国帝国理工学院化学系进行沸石分子筛离子交换的研究。作为发明人之一，已经申请了20余篇专利。是自然科学突出贡献政府津贴获得者。 一、前言 石油炼制与化工是稀土应用的一个重要领域，也是使用并消耗稀土的大户之一。在石化工业中，催化技术占有极其重要的地位，稀土主要被用于制备含稀土的催化剂，应用在各种催化反应过程之中。 在石油炼制方面，由于我国的原油偏重，用蒸馏的方法只能得到约30％的轻质油。剩下的重质油可通过二次加工，进一步获得汽油和柴油等轻质油品。催化裂化是我国重油轻质化的重要二次加工手段，我国70％以上的汽油和30％以上的柴油均来自催化裂化。 催化裂化是烃类分子在酸性固体催化剂存在下进行催化反应的过程。自六十年代以来使用高活性的沸石分子筛裂化催化剂，稀土作为一个组分被引入到裂化催化剂中，从而，开创了稀土在裂化催化剂中应用的新局面。我国在七十年代也开发成功了稀土分子筛催化剂，并实现了工业规模的生产和使用。随着国民经济的发展，原油加工能力不断扩大，催化裂化的处理量已为原油加工能力的36％。裂化催化剂的产量，质量和品种也有了很大的发展，稀土在其中继续发挥着它的重要作用。本文将重点介绍近年来稀土在裂化催化剂中的应用情况，对于稀土在环保类型催化剂中我们所涉及的一些工作，也将作一简单介绍。 二、稀土在催化裂化催化剂中的应用 1．稀土可改善分子筛的稳定性和催化性能 目前，沸石分子筛是裂化催化剂中必不可少的活性组分。所用的合成分子筛， 及其它金属阳离子是一种结晶的铝硅酸钠，只有当其孔道中的钠离子被H+,NH+ 4 交换后，它才能呈现出固体酸性，具有催化作用。轻稀土(La、Ce、Pr…)离子为三价阳离子，对沸石分子筛有亲和力易于交换，且交换后的分子筛晶体结构稳定性好，活性高，对汽油的选择性好。因此，自1962年初次在工业上应用，很快

生物科学,生物技术,生物工程的区别与联系

生物科学 业务培养目标：本专业培养具备生物科学的基本理论、基本知识和较强的实验技能，能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的生物科学高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识，受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养及一定的教学、科研能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识； 2.掌握动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能； 3.了解相近专业的一般原理和知识； 4.了解国家科技政策、知识产权等有关政策和法规； 5.了解生物科学的理论前沿、应用前景和最新发展动态； 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 主干学科：生物学 主要课程：动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等 主要实践性教学环节：包括野外实习、毕业论文等，一般安排10周～20周。 主要专业实验：动物生物学实验、植物生物学实验、微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验等 修业年限：四年 授予学位：理学学士 生物技术

业务培养目标：本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能，能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作，能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 业务培养要求：本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识，受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识； 2.掌握基础生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、基因工程、发酵工程及细胞工程等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能，以及生物技术及其产品开发的基本原理和基本方法； 3.了解相近专业的一般原理和知识； 4.熟悉国家生物技术产业政策、知识产权及生物工程安全条例等有关政策和法规； 5.了解生物技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及生物技术产业发展状况； 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。 主干学科：生物学 主要课程：微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等 主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计)等，一般安排10周～20周。 主要专业实验：微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验、生物技术大实验等 修业年限：四年 授予学位：理学学士

生物化工的发展及应用

生物化工的发展及应用 随着当今科技的高速发展，生物学科逐渐和其他学科如化学、医学、食品等相融合形成许多新的学科。这其中生物学定律在化工专业中的正确应用形成了生化学科，其任务是把生命科学的发现转化为实际的产品、过程或系统，以满足社会的需要。随着生命科学的迅速发展，越来越多的生物高技术产品需要用高效的加工技术进行工业规模生产，才能在产品质量高、成本低、时间短的激烈竞争中立于不败之地，所以近年来生物化工发展非常迅速。生物化工内容广泛，包括生物化学工程和生物化学工业，是生物技术产业化的关键，又是化学工程发展的前沿科学，在21世纪有很大的发展空间。 1、 1.1生物化工的发展状况 近十年来，世界生物技术迅速发展促使生化领域取得了许多重大科技成果。能源方面，纤维素发酵连续制造乙醇已成功；农药方面，许多新型农药不断生产；环保方面，固定化酶处理氯化物已实际应用；微生物法生产丙烯酰胺、脂肪酸、乙二酸等产品的生产已达到一定规模；用微生物生产的高性能液晶、高性能膜、生物可降解塑料等技术不断成熟。 目前国外生物化工的发展有以下趋势：一是生物化工成为国外著名化学公司争夺的热点。生物技术从医药领域逐渐向化工领域转移，使传统的以石油为原料的化学工业发生变化，向条件温和、以可再生资源为原料的生物加工过程转移。许多著名的老牌化学工业公司已变成了以生物技术为主的大公司，如著名的杜邦公司在2001年宣称，该公司2002年生物技术产品的销售额将占其公司总销售额的20％。利用生物催化合成化学品不但具有条件温和、转化率高的优点，而且可以合成手性化合物及高分子。乙醛酸是合成香兰素和许多中间体的重要原料，而其化学生产法工艺的主要问题是反应条件苛刻、乙醛酸转化率低、环境污染严重。1995 年日本天野制药公司申请了第一个双酶法生产乙醛酸的工艺。1995 年底美国杜邦公司申请了基因工程菌方法生产乙醛酸的专利，乙醛酸的转化率达100％。三是利用生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新

生物技术专业介绍

生物技术专业介绍 生物技术专业是于2000年设立并正式开始招生，经过多年的建设，现已成为学校的优势专业，是山东省特色专业，又是山东省应用型特色名校工程重点建设专业。 一、人才培养目标 培养德、智、体、美全面发展，系统掌握农业生物技术的基本理论、基本知识、基本技能，具有较强的自主学习能力、实践能力、创新能力，能够支撑现代农业生物技术产业体系，服务于山东区域经济社会发展的高素质应用型人才。 二、特色和优势 1. 构建了一支高学历、教学经验丰富、科研能力强的一支师资队伍。本专业现有专职教师70人，其中正高职称22人、副高职称28人，讲师20人，高级职称教师占71.4%；具有博士学位的教师57人，占专职教师的81.4%；具有国外学习和研修经历的19人；泰山学者海外特聘专家3人、山东省教学名师2人、国务院特殊津贴获得者1人、“留学回国人员成就奖” 获得者1人、博士生导师4人。 2. 具有生物学科特色。本专业具有植物学、动物学、微生物学、生理学、遗传学等多学科支撑，以及生物化学与分子生物学省级重点学科支撑，生物学科特色鲜明。我们在生物技术专业的建设中，以厚基础，宽口径为前提，在课程体系与教学内容上力求突出自身的学科优势，形成专业特色，培养高素质应用型生物技术专业人才。 3. 以科研促教学，提高人才培养质量。（1）通过科研，提高教师自身素质，为提高教学质量提供了重要保证；（2）科研促进了教学条件的建设。在投资1000多万购置实验仪器的基础上，目前又新组建了科研用组培室与炼苗室各1间及教学用组培室与炼苗室各1间，极大充实了教学条件；（3）科研充实了教学内容。通过科研，提高教师学术水平，把新知识、新观点及时充实到教学中，激发学生对学科的兴趣，切实提高教学质量；（4）科研培养学生动手能力、创新思维。本专业于2003年率先在全校实施了“本科生导师制”制度，使学生从大二开始进入实验室，参与教师的科研活动，独立设计试验并完成科研任务，切实提高学生独立操作能力及创新能力。 三、学科建设 本专业为山东省特色专业，先后获得生物化学与分子生物学、遗传学、植物

生物催化技术

化学化工学工业催化结课论文 生物催化技术 姓名： 指导教师： 院系：化学化工学院 专业： 10化工 提交日期： 2013-1-18

目录 摘要 (3) 英文摘要 (4) 前言 (5) 1．生物催化原理 (5) 1.1生物催化原理 (5) 2．生物催化反应的特征 (6) 3．常见的生物催化剂——酶 (6) 3.1酶的分类 (6) 3. 2 酶的功能和应用 (6) 3.2.1 酶的功能简介 (6) 3.2.2 一些酶的应用 (8) 4．生物催化剂快速定向改造新技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 4.1定向进化技术的优势 (8) 4.2定向进化目前主要研究方向 (9) 5．生物催化技术的趋势与前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 5.1生物催化技术的趋势与前景 (9) 5.1.1国外的发展形势 (9) 5.1.2我国生物催化产业的现状 (10) 5.2前景小结 (10) 结束语 (10) 参考文献 (11) 致谢 (12) 生物催化技术 郭蒙蒙 指导老师：吴斌 （黄山学院化学化工学院，黄山，安徽）

摘要 近几年,全球催化剂市场将以 4.6％的速率增长,环境用催化剂将占有最大的市场份额,约27％,以下依次为聚合用催化剂(22％)、炼油用催化剂(21％)、石油化工用催化剂(20％)、精细化工用催化剂(10％),其中,精细化工用催化剂和环境用催化剂增长速率最快,均接近8％.由于生物催化剂能够减少环境污染，反应速度较快等众多特点，生物催化剂俨然已经成为化工催化的宠儿。生物催化技术在化工生产中应用十分的广泛，它的出现一定程度上提高了生产效率，也降低了生产的成本。同时生物催化也涉及了三个学科的不同部分：化学中的生物化学和有机化学；微生物学、酶学；化工工程雪中的催化、传递过程和反应工程学。人类在很早的时候就知道利用酶，利用酶或微生物细胞作为生物催化剂进行生物催化已有几千年的历史，如麦芽制曲酿酒工艺等。近代认识酶是与发酵和消化现象联系在一起的。后来创造了“酶”这一术语以表达催化活性。本文主要说明生物催化剂催化的原理类别，生物催化反应的特征及生物催化的发展和趋势等关键词生物催化技术酶生物催化技术前景 In recent years, the market of global catalyst will grow at the rate of 4.6%, environmental catalysts will occupy the largest market share, about 27%, followed by polymerization catalysts (22% ), ( 21% ) refining

生物技术概论

《生物技术概论》复习题及参考答案 一、名词解释 1. 生物技术（biotechnology）：有时也称为生物工程（bioengineering），是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，利用生物得体或其体系或它们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。 2．基因工程（gene enginerring）：是指在基因水平上的操作并改变生物遗传特性的技术。即按照人们的需要，用类似工程设计的方法将不同来源的基因（DNA分子）在体外构建成杂种DNA分子，然后导入受体细胞，并在受体细胞内复制、转录和表达的操作，也称DNA重组技术。 3．细胞工程（cell engineering）：是指在细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新品种的目的，加速繁育动植物个体，或获得某种有用物质的技术。 4．酶工程（enzyme engineering）：是利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术。 5．发酵工程（fermentation engineering）：是指利用包括工程微生物在内的某些微生物或动、植物细胞及其特定功能，通过现代工程技术手段（主要是发酵罐或生物反应品的自动化、高效化、功能多样化、大型化）生产各种特定的有用物质；或把微生物直接用于某些工业化生产的一种技术。由于发酵多与微生物密切联系在一起，所以又称之为微生物工程或微生物发酵工程。 6. 生物反应器（bioreactor）：主要包括微生物反应器、植物细胞培养反应器，动物细胞培养反应器以及新发展起来的有活体生物反应器之称的转基因植物生物反应器，转基因动物生物反应器等。 7. 转基因动物：是指在基因组中稳定地整合有导入的外源基因的动物。 8. 转基因植物：是指通过体外重组DNA技术将外源基因转入到植物细胞或组织，从而获得新遗传特性的再生植物。 9. 细胞培养（cell culture）：是指微生物细胞或动物细胞、植物细胞在体外无菌条件下的保存和生长，即细胞或组织在体外人工条件下的无菌培养、生长增殖。 10. 抗原：凡能刺激机体免疫系统发生免疫应答的物质均称为抗原。 11. 组织培养：指在无菌和人为控制外因（营养成分、光、温、湿）的条件下，培养研究植物组织、器官，甚至进而从中分化发育出整个植株的技术。 一、简答题（每小题10分，共60分）

2019化学工程与工业生物工程专业就业方向与就业前景分析

2019化学工程与工业生物工程专业就业方向与就业前 景分析 化学工程与工业生物工程专业以生物学、化学、工程学的基本理论为依据，利用酶工程、细胞工程、发酵工程研究生物产品的生产过程，研制开发新的生物工程产品以及对生物产品实行分析测定的技术。旨在培养能在化学工程及生物技术领域从事科学研究、产品及过程设计、新技术与设备研发以及技术管理的高级专门人才，能立足于服务于石油化工、环境保护、能源、食品等传统石油化学工业及生物工程与技术、生物化学工程、生物医药工程等新兴产业。 2、化学工程与工业生物工程专业就业方向 本专业学生毕业后可在工业企业、金融银行、咨询服务或政府部门担任化学工程与工业生物工程师、系统分析员、生产工程师、管理顾问、操作分析员以及类似的职位。 从事行业： 毕业后主要在制药、石油、新能源等行业工作，大致如下： 1制药/生物工程 2石油/化工/矿产/地质 3新能源 4环保 5其他行业 6快速消费品(食品、饮料、化妆品) 7机械/设备/重工 8建筑/建材/工程

从事岗位： 毕业后主要从事销售工程师、电气工程师、ie工程师等工作，大致如下： 1化学工程师 2工艺工程师 3研发工程师 4销售工程师 5全国代理商 6销售经理 7区域代理商 8化验员 工作城市： 毕业后，上海、广州、北京等城市就业机会比较多，大致如下： 1上海 2广州 3北京 4杭州 5深圳 6苏州 7南京 8武汉

3、化学工程与工业生物工程专业就业前景 化学工程与工业生物工程专业在专业学科中属于工学类中的化学 与制造类，其中化学与制造类共5个专业，化学工程与工业生物工程 专业在化学与制造类专业中排名第5，在整个工学大类中排名第139位。 截止到2013年12月24日，46122位化学工程与工业生物工程专业毕业生的平均薪资为4406元，其中应届毕业生工资3805元，0-2年工资3855元，3-5年工资4704元，10年以上工资5704元，6-7年工 资6290元，8-10年工资6736元。化学工程与工业生物工程专业就业 岗位最多的地区是武汉。薪酬的地区是常德。

石油化工催化剂

石油化工催化剂 催化剂工业中的一类重要产品，用于石油化工产品生产中的化学加工过程。这类催化剂的品种繁多，按催化作用功能分，主要有氧化催化剂、加氢催化剂、脱氢催化剂、氢甲酰化催化剂、聚合催化剂、水合催化剂、脱水催化剂、烷基化催化剂、异构化催化剂、歧化催化剂等，前五种用量较大。 2实例介绍 氧化催化剂 石油化工制造含氧产品的过程绝大多数为选择性氧化过程。选择性氧化产品占有机化工产品总量的80%; 所用的催化剂首先要求有高催化选择性。选择性氧化催化剂可分为气固相氧化催化剂和液相氧化催化剂。(见催化剂选择性) 气固相氧化催化剂 主要有?乙烯氧化制环氧乙烷用的银催化剂，以碳化硅或α,氧化铝为载体(加少量氧化钡为助催化剂)。经过对催化剂和工艺条件的不断改进，以乙烯计的重量收率已超过100%。?以钒-钛系氧化物为活性组分，喷涂于碳化硅或刚玉上制成的催化剂，用于从邻二甲苯氧化制邻苯二甲酸酐。钒,钼系氧化物活性组分喷涂于刚玉上制成的催化剂，用于苯或丁烷氧化制顺丁烯二酸酐。这类催化剂的改进是向多组分发展，已有八组分催化剂的出现。载体的形状也由球形改为环形、半圆形等以利传热。总的趋势是追求高负荷、高收率和产品的高纯度。?醇氧化成醛或酮，如甲醇氧化成甲醛用的银-浮石(或氧化铝)、氧化铁-氧化钼及电解银催化剂。?氨化氧化催化剂，20世纪60年代开发了以铋-钼-磷系复合氧化物催化组分载于氧化硅上的催化剂，在此催化剂上通入丙烯、氨、空气，可一步合成丙烯腈。为了提高选择性和收率，减少环境污染，各国均对催化剂不断改进，有的新催化剂所含元素可达15种。?氧氯化催化剂，60年代开发了氯化铜,氧化铝催化剂，在沸腾床

催化剂在工艺中的作用

催化剂在化学工艺中的作用 化学化工学院09级5班杨兴平学号：200910240535 摘要：20世纪特别是下半叶以来，由于催化科学和技术的飞速发展，使得数以 百计的工业催化剂开发成功，而数量更多的催化剂，在深刻认识的基础上，得以更新换代。新型催化剂正日益广泛和深入地渗透于石油炼制工业、化学工业、高分子材料工业、生物化学工业、食品工业、医药工业以及环境保护工业的绝大部分工艺过程中，起着举足轻重的作用。本文对催化剂在化学工艺中的作用进行一下简单介绍。 关键词：催化剂的用途；化学工业；分类；制作方法；纳米催化剂；展望 一、催化剂概述： (一) 定义 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒。 (二) 基本特性 ①催化剂能够加快化学反应速率，但本身并不进入化学反应的计量。②催化剂对反应具有选择性，即催化剂对反应类型、反应方向和产物的结构具有选择性。 ③催化剂只能加速热力学上可能进行的反应，而不能加速热力学上不能进行的反应。④催化剂只能改变化学反应的速率，而不能改变化学平衡的位置。⑤催化剂不改变化学平衡，意味着对正方向有效的催化剂，对反方向的反应也有效。(三) 用途 在化工生产、科学家实验和生命活动中，催化剂都大显身手。例如，硫酸生产中要用五氧化二钒作催化剂。由氮气跟氢气合成氨气，要用以铁为主的多分组催化剂，提高反应速率。在炼油厂，催化剂更是少不了，选用不同的催化剂，就可以得到不同品质的汽油、煤油。汽车尾气中含有害的一氧化碳和一氧化氮，利用铂等金属作催化剂可以迅速将二者转化为无害的二氧化碳和氮气。酶是植物、动物和微生物产生的具有催化能力的蛋白质，生物体的化学反应几乎都在酶的催化作用下进行，酿造业、制药业等都要用催化剂催作。 1、催化剂在无机化工中的作用 在生产基本无机化工原料的领域中，主要以三酸两碱为核心，它们的产量巨大，是重要的化工原料。其中的硫酸和硝酸分别被称为“化学工业之母和炸药工业之母”，它们在工业和国防部门，都具有重要的价值。 生产硫酸过程中，SO2转化为SO3所用的催化剂，最初是NO2，但设备庞

生物化工论文

生物化工的特点及发展状况 随着当今科技的高速发展，化工学科逐渐和其他学科如农业、医学、食品等相融合形成许多新的学科。这其中生物学定律在化工专业中的正确应用形成了生化学科，其任务是把生命科学的发现转化为实际的产品、过程或系统，以满足社会的需要。随着生命科学的迅速发展，越来越多的生物高技术产品需要用高效的加工技术进行工业规模生产，才能在产品质量高、成本低、时间短的激烈竞争中立于不败之地，所以近年来生物化工发展非常迅速。生物化工内容广泛，包括生物化学工程和生物化学工业，是生物技术产业化的关键，又是化学工程发展的前沿 科学，在21世纪有很大的发展空间。 一、生物化工的特点 生物技术是在生物学、分子生物学和生物化学等基础上发展起来的。是有基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四大先进技术组成的新技术群。生物化工是生物学技术和化学工程技术相互融合的新型学科，它以生物来源的物质为原料，通过生物活性物质为催化剂使其转化，或用其他生物技术进行制备、纯化，从而得到我们预期的产品。生物化学包含生物化学工程和生物化学工程，是生物技术生产产业化的关键，又是化学工程发展的前言学科。 生物化工以应用基础研究为主，对生物技术的发展和生产有着十分重要的作用，它是基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程走向产业化的必由之路。生物化工的任务不仅把生命科学的上游技术转化为实际产品，以满足社会的需要，而且在创造新物质、新材料、设计新过程、生产新产品、创建新产业中也将起到关键作用。生物化学工程具有以下特点。 1、以生物为对象，常以有生命的活细胞或酶为催化剂，创造必要的生化反应条件，不依靠地球上的有限资源，着眼于再生资源的利用。 2、由于细菌不耐高温，需在常温常压下连续化生产，工艺简单，并可节约资源，减少环境污染。 3、定向的按人们的需要创造新物种，新产品和有济济价值的生命类物质，开辟了生产高纯度、优质、安全可靠的生物制品的新途径。 4、生物化工为生物技术提供了高效率的反应器、新型分离介质、工艺控制技术和后处理技术，扩大了生物技术的应用范围。但是由于生化反应机理的复杂性，也给反应和分离设备的设计带来了极大的困难。 总之，由于生物化工技术具有反应条件温和、选择性好、效率高、能耗低、可利用再生资源等优点，已成为化工领域战略转移的目标，使生物技术的开发逐渐从医药领域向大宗化学品领域扩展。 二、生物化工的发展状况 近十年来，世界生物技术迅速发展促使生化领域取得了许多重大科技成果。能源方面，纤维素发酵连续制造乙醇已成功；农药方面，许多新型农药不断生产；环保方面，固定化酶处理氯化物已实际应用；微生物法生产丙烯酰胺、脂肪酸、乙二酸等产品的生产已达到一定规模；用微生物生产的高性能液晶、高性能膜、生物可降解塑料等技术不断成熟。 目前国外生物化工的发展有以下趋势：

生物技术(本科)课程简介

生物工程专业本科人才培养计划 一、培养目标 本专业旨在培养德、智、体全面发展，系统掌握生物工程专业的基础知识、基本理论与基本技能，具有较强的生物工程技能和创新能力，能够在生物工程及相关领域，从事生产工艺及技术管理、教学、新技术研究及新产品开发工作的高素质的应用型人才。 二、基本业务规格 1．具有良好的道德修养、心理素质和健康的体魄； 2．掌握本专业长远发展所必需的自然科学的基础理论和基本知识； 3．掌握生物学、生物化学、微生物学、化工原理、生化分离工程、生物工程设备、发酵工程、酶工程、细胞工程及基因工程等学科的基本理论、基本知识和基本技能； 4．有一定的分析和解决问题的能力，具备在生物工程领域从事生产工艺及技术管理、教学、新技术研究及新产品开发的基本能力； 5．解生物工程学科的理论前沿、应用前景和最新发展动态； 6．具有本专业所需的计算机应用的初步能力； 7．掌握一门外国语言，具有较熟练的听、说、读、写、译能力。 三、基准学制四年 四、授予学位工学学士 五、主干学科生物学 六、专业主干课程 生物化学、化工原理、生物分离工程、生物工程设备、分子生物学与基因工程、细胞生物学与细胞工程、发酵工程、酶工程等。 七、课程设置及学分要求 本专业毕业最低学分为160学分，其中，普通教育课程31学分，基础教学课程37学分，专业教学课程37学分，实践教学环节40学分，公共选修课程15学分。 本专业毕业另须修满10个素质拓展学分。

生物工程专业本科主要课程简介 课程代码：1F10691 课程名称：生物化学Biochemistry 学分：3 预修课程：无机及分析化学、有机化学、生物学概论 内容简介：本课程主要介绍生物化学的发展历史，生物化学研究中的重要化学概念，组成蛋白质的20种天然氨基酸，蛋白质的化学组成，蛋白质的空间结构，几种重要蛋白质的结构与功能关系，蛋白质研究的方法学，酶催化原理，核苷酸和核酸的结构与功能，脂类的结构与功能，生物膜的化学组成、结构和跨膜运输原理，碳水化合物的结构与功能。生物能量学，生物分子的分解合成代谢，遗传信息的复制及表达调控机制。 推荐教材： 《生物化学简明教程》（第三版）罗纪盛编高等教育出版社人2001年《Biochemistry》 B.D.Hames 科学出版社2000年 主要参考书：《生物化学》（上、下册）沈同等编高等教育出版社2002年《医学生物化学》周爱儒编北京医科大学出版社2001年 课程代码：1F11035 课程名称：化工原理Principles of Chemical Engineering 学分：4 预修课程：《高等数学》、《物理》、《无机及分析化学》、《有机化学》、《物理化学》内容简介：本课程阐明了化工过程开发步骤和方法及化学工程学的基本观点和方法，主要讲述流体流动过程基本原理及其应用(流体测量、流体输送)、热量传递

有机催化剂的应用及发展 吴连祥

催化化学综述 综述题目：有机催化剂的应用及发展 学院：化学与化工学院＿ 专业：化学＿ 班级：＿化学10a班＿＿ 学号：＿1008110266＿＿ 学生姓名：＿＿吴连祥＿＿＿ 2013年 6月16日

有机催化剂的应用及发展 前言 在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（也叫触媒），在现代有机合成化学及化工中有着举足轻重的地位。现代化学工业产品的85％都是通过催化过程生产的，每种新催化剂的发现及催化工艺的研制成功，都会引起化学工业的重大革新。有机催化剂作为其中非常重要的一种，和我们生活的各个方面都有着联系，其发展历史也是几经波折，最终也取得了不错的成果。有机催化剂主要分为金属有机催化剂和非金属有机催化剂，其在社会生产中具有重要作用。

1.非金属有机催化剂 金属有机催化剂相反，非金属有机催化剂是指具备催化剂基本特征的一类不包含金属离子配位的低分子量有机化合物．此类非金属有机催化剂不同于通常的单纯以质子酸中心起主导作用的有机羧酸类、苯磺酸类有机催化剂，它是通过分子中所含的N，P等富电子中心与反应物通过化学键或范德华力形成活化中间体，同时利用本身的结构因素来控制产物的立体选择性。 1.1、非金属有机催化剂的种类 1、有机胺类：脯氨酸、咪唑啉酮类、金鸡纳碱类、Ⅳ杂环卡宾类、二酮哌嗪类、胍类、脲及硫脲类等； 2 、有机膦类：三烷基膦类、三芳基膦类等； 3 、手性醇类质子催化剂：如TADDOL类催化剂。 非金属有机催化剂和金属有机催化剂以及生物有机催化剂有着非常密切的联系，有的非金属有机催化剂例如叔膦本身又是金属有机催化剂很好的配体，还有些非金属有机催化剂显示出类似于酶的特性和催化机理．大量的研究发现大多数非金属催化剂有较高的催化活性，尤其是应用在不对称合成中，经其催化的反应大都有很好的收率和对映选择性，并且具有毒性低、价格低廉、容易制备、稳定性好、易于高分子固载等一系列优点，所以越来越受到各国化学家的重视。 1.2、非金属有机催化剂的应用 1.2.1.松香酯化催化剂 松香是自然界极其丰富的一种天然树脂 ,分为脂松香、浮油松香和木松香三种 ,松香具有防腐、防潮、绝缘、粘合、乳化、软化等特性 ,广泛应用于食品工业、胶粘剂工业、电子工业、医药和农药等 ,但松香性脆、易氧化、酸值较高、热稳定性差等缺点严重妨碍了它的应用。研究发现可以通过对松香进行化学改性 ,人为地赋予它各种优良性能 ,使其得到更广泛的应用。松香化学反应主要在枞酸型树脂酸分子的两个活性基团——羧基和共扼双键上进行。它的主要反应有:异构、加成、氢化、歧化、聚合、氨解、酯化、还原、成盐反应和氧化反应。松香的氢化和酯化是其中最主要的改性手段。

新型催化剂在精细化工过程中的应用

新型催化剂在精细化工过程中的应用 化工091班何宝坤学号090006050117 摘要：化工业的发展使得各种新型化工材料得到了广泛的运用，分子筛催化剂作为一种新型催化剂，其微孔结构十分均匀，并且能够让适当的分子进入内部，这种特性使得气体和液体分子分离、离子交换及催化反应在化工业生产上得到了广泛的运用，分子筛催化剂因此在化工原料中逐渐成为新型催化剂。根据实际经验和相关的化工知识本文对分子筛催化剂这种新型催化剂在精细化工过程中的应用情况进行分析。 关键词：新型脂肪醇；精细化工；运用 催化剂制备共性技术及新型催化材料的开发得到高度重视，催化剂制备精细化是改进和提高催化剂性能的重要途径，而催化新材料则是催化剂更新换代和品种多样化的物质基础。新型催化剂和相应的催化工艺的出现，往往以催化新材料和精细化制备工艺为重要前提。国际上自20世纪80年代以来，在此方面的研究十分活跃，政府和许多公司投入大量人力和物力从事研究开发，并在相关领域中长期坚持研究。如联碳公司的磷铝、磷硅铝、金属磷铝分子筛和铑催化体系的磷配体，飞马公司的ZSM分子筛、法国石油研究院的金属有机络合物、杜邦公司的白钨矿结构氧化物、海湾石油公司的层状硅酸盐和硅铝酸盐、英国石油公司的石墨插层化合物、埃克森公司的双、多金属簇团等。 随着纳米技术在催化剂领域的应用，新研制的催化剂的效能大大提高。如：粒径小于0.3nm的镍和铜-锌合金的纳米颗粒的加氢催化剂的效率比常规镍催化剂高10倍。美国科学家发现一种称为钛硅酸盐ETS-4的物质能够作为良好的分子筛。当温度升高时，ETS-4会逐渐脱水，微孔的尺寸随之减小。利用这种方法，可以在3到4埃的范围内精确地调整微孔尺寸。 在开发新材料的基础上，借助催化剂制造精细化技术，有效地调节催化剂孔结构、孔分布、晶粒尺寸、粒径分布、形貌等，并通过控制活性组分分析与载体间相互作用等方法，提高催化剂性能。由于精准控制分子筛的结构使其呈现多样性，以及工业应用取得了意想不到的辉煌成就，使人们更加注意新型催化材料和精细化制备技术的开发。目前，较为活跃的研究领域主要

化工原理

2011四川大学考研化学工程学院化工类专业课复习指引（1）

就业情况 化工学院研究生的就业方向较广，主要有到石油化工、能源工业、医药工业、化学工业、轻化工业以及环保和军工等行业和部门，从事生产技术管理、技术开发、科学研究、工程设计、化工应用软件开发等。 考研资料 考研专业课以《化工原理》为主，各专业还有其它可选科目。对于化工原理这门课教材为科学出版社出版的，朱家骅、叶世超等人编写的《化工原理》上、《化工原理》下。复习还需相关参考书以及历年真题，如有需要历年真题，本网站可提供。 化工原理考题情况 从历年考题来看，化工原理考试主要以计算题为主，同时会有少量的选择或填空题，计算题主要集中在流体输送、传热、气体吸收、蒸馏以及干燥这几个章节。总体来说难易程度适中，考察范围波动不大，但出题方式会有所变化，因此复习时应注重理解。 专业课复习 对于专业课的复习，很多人认为11月份再来看也不晚，其实这些人已经走进了专业课复习的误区。拿化工原理来说，这门专业课板块很清晰，看来似乎很简单，但是考试结果往往相差很远，主要的原因是很多人对书中的知识只是大概了解，并抱着侥幸的心理去迎接考试，最终的结果可想而知。而要想学好化工原理这门专业课必须深入理解其中的含义，要知其然还要知其所以然。考研出题的方式多种多样，只有深入理解才能在应对考试时得心应手。然而深入理解的过程并非是短时间能完成的，因此现在就要为专业课的复习定下计划。 第一步：在6、7月份内了解考试范围，并通读全书对各考点进行初步了解，特别是上面所说的那几个重要章节；第二步：在8、9、10月份做一些相关的参考书中的习题，尽量做到理解所做过的每一个知识点（并非只将书中的题会做，还有了解相关的知识点）；第三步：在11月份内将近10年的考研试题细做一遍，要细到每道题都有详细的计算过程，在考试中计算能力也非常重要；第四步：在12月份对所有的考点进行总结，之后把所做的题重新看一遍，并把易错的地方做好标记；第五步：临考研几天将总结的考点以及易错题多看几遍。 通过这样详细的复习后，我相信各考生一定能在专业课上取得好成绩。 考研的路途很艰辛，途中的诱惑也很多，所以希望各考生能在枯燥乏味的考研生活中坚持下去，我相信最后的胜者一定是你。

催化剂在生活中的应用

催化剂在生活中的应用 参加者：李洋班级：高一（2）班地点：合肥市时间：暑假 现将此次实践活动的有关情况报告如下： 催化剂会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进反应。 催化剂在工业上也称为触媒。化学催化剂的应用历史很长，特别在石油化工、精细化工、有机化工和生 物化工中，可以说，催化技术已成为化学工业最关键的核心技术之一。据统计，到目前为止，人类所掌握 的化学反应80%以上必须在催化剂存在下才能实现。在化学工业生产中，最常用的催化剂是无机酸和无机 碱。催化剂对化学反应速率的影响非常大，有的催化剂可以使化学反应速率加快到几百万倍以上。催化剂 一般具有选择性，它仅能使某一反应或某一类型的反应加速进行。例如，加热甲酸发生分解反应，一半进 行脱水，一半进行脱氢。催化剂在现代化学工业中占有极其重要的地位。现在几乎有半数以上的化工产品， 在生产过程里都采用催化剂。例如，合成氨生产采用铁催化剂，硫酸生产采用钒催化剂，乙烯的聚合以及 用丁二烯制橡胶等三大合成材料的生产中，都采用不同的催化剂。 由氯酸钾分解制取氧气，除了用二氧化锰作催化剂以外，还可用氧化铁、粗食盐、氧化铜、氧化镁、氧化 铬、褐色细砂、粘土等作催化剂。但它们的催化作用，依次减弱。 燃煤催化剂一般选择最廉价的原料——废弃物。试验证明, 许多废弃物具有明显的催化燃烧作用, 且具 有环境保护的效能。常用燃煤催化剂的废气物有: 第一,煤灰。煤灰是煤中灰分在燃烧过程形成的剩余物。 煤中的灰分是内在的催化剂。灰分过多不利于燃烧, 过少也很难着火。第二, 造纸黑液。造纸厂排放的碱 性黑液含有大量K2CO3, Na2CO3, KOH, NaOH 和Ca( OH) 2 等, 它是效果较好的燃煤催化剂。将干燥的 造纸黑液适量加入煤中, 可使煤的着火温度降低30 ℃～50 ℃, 促使煤完全燃尽。另外, 它还有脱硫作用, 脱硫率可达到35%～58% , 这对环境保护是有利的。第三, 碱厂废液。碱厂废液中含有大量CaCO3 和少 量CaCl2, 适当加入这种废液有利于煤着火燃烧, 同时也具有脱硫作用, 脱硫率可达到44%以上。第四, 铁矿石粉, 铁矿开采过程中产生的铁矿石粉, 其中富含Fe2O3, 是较好的燃煤催化剂原料。有的铁矿石山 不具备开采价值, 经多年的风化, 山坡多积存大量的铁矿石粉末, 可以收集使用。第五, 草木灰。草木灰中 含有KOH , 冲水过滤后可以得到溶液, 晒干后便可从溶液中提取用作燃煤催化剂的粗品KOH。第六, 石 灰。生石灰和熟石灰均可作为燃煤催化剂原料, 其中要特别强调的是Ca2+明显具有脱硫的作用。除上述 几种之外, 其他可用作燃煤催化剂的废弃物还有很多, 例如废弃的白泥、炼铁炉炉渣、电石废渣以及某些 化工厂的废液等等。 总的来说, 燃煤催化剂提高了煤的挥发分析出速率, 降低了煤的着火温度, 缩短了点火延迟时间, 加 快了焦炭燃尽速率, 并具有脱硫脱氮的明显作用( 提高了固硫率和固氮率) 。其次, 加入催化剂后, 锅炉燃 烧趋于完全, 在锅炉蒸发量略有增大的情况下, 煤耗量有所降低, 汽煤比相对提高6.02%。尽管变化幅度 不大, 却说明催化剂能够改善锅炉燃烧工况, 提高了锅炉热效率。 ( 1) 在煤中添加某些碱金属或碱土金属化合物可不同程度地起到促进燃烧作用。燃煤催化剂在煤炭燃 烧中能有效地降低煤炭着火温度, 同时起到促进燃烧和减少污染排放的作用。催化剂为原料煤在燃烧过程 中提供了燃烧初期必需的氧气, 提高了煤炭颗粒的燃烧速度, 即使煤质不好, 通过添加催化剂, 也可以保 证锅炉的燃烧情况和出力负荷, 充分利用了煤炭资源。 ( 2) 含催化剂C 的矿粉是效率较好的催化剂, 价廉、来源广、有很好的工业应用前景; 煤脱硫助燃材 料, 适用于各种工业锅炉、电站锅炉燃煤过程中SO2 的脱除。 ( 3) 在煤燃烧以及煤中S 与N 向SO2 及NO 转化的过程中, FeCl3 既起到催化剂的作用, 同时又 起吸收剂的作用。FeCl3 催化作用表现在降低了SO2 和NO 生成反应的表观活化能。 ( 4) 煤脱硫助燃材料”内含有钙、镁和催化剂, 煤炭燃烧时, 产生的二氧化硫、三氧化硫与钙化合成亚硫 碳

现代生物技术选修课论文

XXX 化学化工学院 应化1506班 学号1502150623 讲课教师：余润兰周洪波朱建裕时间：2015年12月20日

现代生物技术结课论文 一、心得 要说自己的专业与生物学科的关系，我身为应用化学专业学子才应该是最有发言权的！ 俗话说“生化一家亲”，都是理科不说，甚至还专门有生物化学这门学科！可见它们之间的联系千丝万缕，互相连接成片。从小生物就是我最喜欢的学科，没有之一。小时字都认不全的我，整天坐在电视机前，盼望着《动物世界》开播，吃饭都喊不应。百科全书里关于生物体的部分也是被我翻得破烂。那时，像达尔文这样的科学家就是我的男神！ 然而上了高中之后，生物对我的意义就变了。它变成了课本上密密麻麻的知识点，被反复背诵反复记忆，大量的题目也渐渐磨灭了我对它的热爱。说实话第一次听您的课，我感到有一丝失望。因为基因工程、蛋白质工程那一部分，是我在高中阶段烂熟于心的知识。ppt上的知识点，都是生物课本上被我拿记号笔重重圈上的句子。 但是随后我接触到了一些新的：生物技术与食品发酵的关系，与医学的关系，与环境治理等等等等，像是为我打开了新世界的大门！原来我只是受了应试教育的迫害，只顾写题从而忽略了生物的趣味性和大自然的神奇之处。那些奇妙的微生物，那些神奇的方法，竟有如此之功效！人类真的是极其具有智慧的生物，在千百万年的进化中对这个领域了解如此之深！ 虽然我的专业不是生物，但总存在着像生物化学这样的交叉学科，也总存在着许多共同的研究领域。上过短短几节生物技术选修课，我不敢不负责任地说它给了我多么多么深刻的影响，但我能很负责任地说，它拓宽了我未来选择就业或者研究方向的视野。 二、现代生物技术目前的进展： 现代生物技术是以生命科学为基础,利用生物或生物组织、细胞及其他组成部分的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,并与工程原理相结合,加工生产生物制品的综合性技术。现代生物技术包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等五个领域。