精细化工概论2.1
精细化工概论
精细化⼯概论精细化⼯概论1.什么叫精细化学品？它有哪些特点？答：初级或次级化学品经过深加⼯⽽制成的具有特定的应⽤性能、⽤途，技术密集，商品性强，产量⼩，产品附加值较⾼的化⼯产品。
特点-----（1）⼩批量，多品种;（2）技术密集;（3）综合⽣产流程和多功能⽣产装置；（4）⼤量采⽤复配技术;（5）投资少、利润⼤、附加值⾼；（6）产品更新换代快。
2.精细化⼯基本原料有哪些？答：初级原料：（1）⽯油（2）天然⽓（3）煤（煤焦油、⽔煤⽓），主要包括---基本原料（三烯、三苯、⼀炔、⼀甲烷）；中间体；精细化学品。
（4）农副产品——可再⽣资源脂肪类与油类、碳⽔化合物、天然产物等3.⽬前精细化学品的发展趋势如何？答：精细化⼯与农业的关系、精细化⼯与轻⼯业和⼈民⽣活的关系、精细化⼯与军⼯、⾼技术领域的关系。
4.胶粘剂有哪些优点?⼀般由哪些物质组成？答：（１）能粘合⽤其他⽅法不能连接的不同种类、形状材料间的物质，如粘接薄膜、纤维、⼩颗粒等；（２）应⼒分布⾯⼴，⽐采⽤机械连接易得到更轻、更牢固的组件；（３）通过交叉粘接能使各向异性材料的强度、重量⽐及尺⼨稳定性得到改善；（４）粘合剂有许多特殊性能；（５）可以粘合异种材料；（６）粘合⽅法⽐其他连接⽅法（焊接、铆钉、螺栓等连接）便于施⼯，且速度快，经济，美观。
物质组成----(1) 基料；（2）固化剂和固化促进剂；（3）稀释剂；（4）增塑剂与增韧剂；（5）偶联剂；（6）填料；（7）其它助剂。
5. 什么是热固(塑)性胶粘剂?举例说明。
答：热固性胶黏剂---热固性树脂粘合剂是在热、催化剂单独作⽤或联合作⽤下形成化学键，它固化后不熔化，也不溶解。
如：环氧树脂胶粘剂，俗称万能胶，是以环氧树脂为基料制备的胶粘剂，能粘接许多⾦属和⾮⾦属材料。
热塑性胶黏剂---以热塑性树脂为基料的粘合剂，加热熔融软化，冷却固化，遇溶剂可溶解。
如：聚醋酸⼄烯酯及其共聚物胶粘剂主要⽤于⽊材、纸制品、纤维、陶瓷、塑料薄膜、发泡聚⼄烯等的粘接。
精细化工概论最终版
精细化⼯概论最终版⼀、名词解释：1、表⾯活性剂：是指加⼊少量能使其溶液体系的界⾯状态发⽣明显变化的物质。
2、结构两亲性：表⾯活性剂⼀般都是线性分⼦，其分⼦同时含有亲⽔性的极性基团和亲油性的⾮极性疏⽔基团，因⽽使表⾯活性剂具有双亲性。
3、CMC: 表⾯活性剂分⼦在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度4、浊点：对于⾮离⼦型表⾯活性剂，其亲⽔性作⽤依赖于醚氧或其他氧氮等杂原⼦与⽔的极性相互作⽤或氢键相互作⽤温度的升⾼溶解度降低⾄⼀定温度以上，⾮离⼦表⾯活性剂⽔溶液将分离出表⾯活性相，外观由清亮变浑浊，这个开始变浑浊的温度就称为浊点。
5、克拉夫脱点：离⼦型表⾯活性剂⼀种特性常数，离⼦型表⾯活性剂在⽔中的溶解度随温度的升⾼⽽慢慢增加，但达到某⼀温度以后溶解度迅速增⼤，这⼀点称为临界溶解温度，也叫作Kafft点，Tk或Kp表⽰。
6、HLB:表⾯活性剂分⼦中亲⽔和亲油基团对油或⽔的综合亲和⼒称为亲⽔亲油平衡值.7、精细化率：精细化⼯产品的总值/化⼯产品的总值×100%8、热塑性树脂：是具有受热软化、冷却硬化的性能，⽽且不起化学反应，⽆论加热和冷却重复进⾏多少次，均能保持这种性能。
9、胶黏剂：凡是能将同种或不同种的固体材料粘接在⼀起的物质。
10、ADI（⽇允许摄⼊量）：是指⼈⼀天连续摄⼊某种添加剂，⽽不致影响健康的每⽇最⼤摄⼊量，以每⽇每公⽄体重摄⼊的毫克数表⽰。
mg/kg ADI=MNL(最⼤⽆作⽤剂量)× 1/10011、涂料：是涂覆在被保护或被装饰的物体表⾯，并能与被涂物形成牢固附着的连续薄膜。
（指特定的施⼯⽅法涂覆在物体表⾯后，经固化在物体表⾯形成有⼀定强度的连续保护膜，或者形成具有某种特殊功能涂膜的⼀种精细化⼯产品。
）12、两性离⼦表⾯活性剂：指分⼦中同时具有阴离⼦和阳离⼦基团的表⾯活性剂。
主要有咪唑啉型、甜菜碱型、氨基酸型、磷酸脂型。
13、⽯油化学品：在⽯油开采及其制品的⽣产中，需添加多种化学品，这些化学品对提⾼采油率，改进⽣产⼯艺，改善燃料油和润滑油的重量具有重要作⽤。
精细化工概论
精细化工概论1、通用化学品是以天然资源为基本原料，经过简单加工而制成的大吨位，附加价值率与利润率较低，应用范围较广的化工产品。
精细化学品是以通用化学品为起始原料，采用复杂的生产工艺进行深度加工，制成小批量、多品种、附加价值率和利润率高、具有特定应用功能和专门用途的化工产品。
2、精细化学品的特点：（1）品种多、产量小，主要以其功能进行交易（2）采用间歇生产方式（3）生产技术要求高，产品质量指标高（4）生产装置占地面积小，一般中小型企业即可生产（5）整个产品价值中原材料的费用的比率较低，商品性较强（6）直接用于工农业，军工、宇航、人民生活和健康等方面，重视技术服务（7）投资小，见效快，利润大（8）技术密集性高，竞争激烈。
3、超细白炭黑的应用：（1）在橡胶制品中作为高补强填充材料（2）作为塑料的填充材料，提高塑料的弹性强度和耐磨性以及硬度和热稳定性（3）在造纸工业中，作为纸张的上胶剂。
纳米二氧化钛的应用：（1）利用其光电性和光敏性，可制纳米二氧化钛的感光材料，用于传真和彩色复印（2）利用其对紫外线吸收率高的特性，可作为塑料的抗老化剂和化妆品中的紫外线吸收剂（3）制作气体传感器和湿度传感器。
4、非晶态合金优点：（1）具有高强度、高韧性（2）对酸、碱、盐具有高的耐腐蚀性（3）具有磁导率和磁感应强度高、矫顽力和损耗低的特性（4）可用作催化剂（5）具有超导电特性。
不足：热力学的亚稳态，只适用于低温场合；非晶态材料的杨氏模量大约只有晶态材料的一半。
5、表面改性就是对固体物质的表面通过改性剂的物理化学作用或某一工艺过程，改变其原来表面的性能或功能。
复合改性的必要性：表面改性处理除需严格的工艺程序和科学配方外，表面改性剂的选择是改性能否成功的关键，一定要根据使用的具体环境和要求改善的性能来选择改性剂。
所以选择改性剂比一定仅限于一种，多数情况下可选多种，复合使用，取长补短，以期取得更理想的效果。
特别是用于高聚物的各种各样的填料、粉体助剂，为了提高其耐热性、耐候性和化学稳定性，往往先用无机改性剂进行包膜，而为了提高其亲油性，增强与聚合物的亲和力，往往需要再用有机改性剂—表面活性剂或偶联剂做进一步表面改性，从而取得更为理想的综合效果。
精细化工概论
②绿色化学
（a）环境保护
实现清洁化生产和零排放，以？产物计，炼油0.1T/T， 大宗化学品1－5T/T，精细化学品5－50T/T’，其中医药25－ 100T/T。1995年美国提出绿色挑战计划，奖励和支持从源 头清除化学污染并可工业化的创造发明，1996年美国总统 首次颁发了“总统绿色化学挑战奖”，1997年美国国家实 验室、企业和大学联合成立了绿色化学院。
现又提出新领域精细化工的11个方面。
三、精细化工的特点
1 多品种小批量 2 多功能生产装置、综合流程 3 技术密集（投资大，成功低，单元多，信息快且密集） 4 附加值高 附加值＝产值－（原料、税金、设备厂房折旧）
＝利润＋劳力动力成本＋技术开发费等 5 具有特定功能 6 大量采用复配技术 7 产品更新换代快 8 商品性强
〔863计划的7个高新技术领域是：生物技术、信息技 术、航天技术、激光技术、自动化技术、能源技术、新材料 技术〕现又提出973计划。
目前各个国家都在提高精细化工率：
精细化工率＝
精细化工产品总值 化工产品总值
100％
美国 40%（70年代）目前60％
德国 50%（70年代）
日本
目前55-65％ 目前55-65％ 目前60％
四、精细化工的形成与发展
1 形成
1944-1955 化肥时代 1957-1970 塑料时代 1971 精细化工时代 目前进入高技术年代，特别是生物技术的发展促使化工 达到新水平。但在整个二十世纪中，化学的发展和化工的进 步创造了人类赖以生存的众多物质基础。和化工产生的影响至今尚存。
精细化工概述
1.2.1 煤的加工
煤的炼焦： 煤的炼焦： 粗苯 煤焦油 50－70％ 苯：50－70％ 甲苯：12－22％ 甲苯：12－22％ 二甲苯： 二甲苯：2－6％ 甲基萘、 萘、2－甲基萘、蒽、菲、芴、苊、 苯酚、甲酚、二甲酚、氧芴、 芘、苯酚、甲酚、二甲酚、氧芴、 硫芴、吡啶、 硫芴、吡啶、咔唑等
煤的气化： 煤的气化： 水煤气反应： 水煤气反应：氢 托反应： 费－托反应：分子量较宽的烷烃或烯烃混合物 破坏加氢——煤的氢化 煤的氢化 破坏加氢 生产电石： 生产电石：乙炔
1.2.4 农、林、牧、渔副产品ห้องสมุดไป่ตู้利用
碳水化合物： 碳水化合物： 糖类、淀粉、糖类树胶——单糖 糖类、淀粉、糖类树胶 单糖 纤维素——己糖（葡萄糖）和戊糖（木糖） 己糖（ 纤维素 己糖 葡萄糖） 戊糖（木糖） 脂肪和油类： 脂肪和油类： 主要成分： 主要成分：甘油三羧酸酯 可获得化工原料：脂肪酸、 可获得化工原料：脂肪酸、脂肪族含氮化合 二聚酸、氨基酰胺和咪唑啉类、 物、二聚酸、氨基酰胺和咪唑啉类、壬二酸 与壬酸、脂肪醇、环氧化合物、蓖麻醇酸、 与壬酸、脂肪醇、环氧化合物、蓖麻醇酸、 甘油。 甘油。
精细化学品的分类： 精细化学品的分类： 农药、染料、涂料（含油漆、油墨）、颜料、 ）、颜料 农药、染料、涂料（含油漆、油墨）、颜料、 试剂和高纯物、信息用化学品、 试剂和高纯物、信息用化学品、食品和饲料添 加剂、胶粘剂、催化剂和各种助剂、 加剂、胶粘剂、催化剂和各种助剂、化工系统 生产的化学药品（原料药）和日用化学品、 生产的化学药品（原料药）和日用化学品、功 能高分子材料。（11类） 能高分子材料。（11类 。（11
——《精细化工产品分类暂行规定》，1986年3月6日 精细化工产品分类暂行规定》 年 月 日
精细化工概论 第二章
第三节 非
晶 化
二、半导体材料的新秀 非晶硅的制备：由非晶态合金的制备可知，要获得非 晶态，需要有高的冷却速率，而对冷却速率的具体要求则 随材料而定。硅要求有极高的冷却速率，用液态快速冷却 淬火的方法目前还无法得到非晶态。近年来，发展了许多 气相淀积非晶态硅膜的技术，其中包括真空蒸发、辉光放 电，溅射及化学气相淀积等方法。一般所用的主要原料是 单硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)、四氟化硅(SiF4)等，纯度 要求很高。非晶硅膜的结构和性质与制备工艺的关系非常 密切，目前认为以辉光放电法制备的非晶硅膜质量最好， 设备也并不复杂。
第三节 非
晶 化
⑷ 非晶态合金可用作催化剂 对于金属催化剂，一般认为其活性的大小与晶体结构 及位错等缺陷的密度有关。非晶态合金是从高温熔融状态 急速冷却制得的，它一方面在表面上保持了液态时原子的 混乱排列，有利于对反应物的吸附，另一方面表面保持均 匀的液态结构，不会出现偏析、相分凝等不利于催化的现 象。这已在CO氢化反应催化和电解催化等过程中得到证实， 非晶态合金比对应的晶态合金的活性高出几十倍，甚至几 百倍。但是，也存在一些问题，如许多化学反应是放热反 应，温度升高会使非晶态转变为晶态，使催化活性下降； 还有，目前的非晶态合金大多数为薄带状，若能生产出粉 末状用作催化剂才是理想的。
第一节 超
2、物理法
细 化
物理法的主要过程是将溶解度大的盐的水溶液雾化成 小液滴，使其中的水分迅速蒸发，而使盐形成均匀的球状。 如再将微细的盐粒加热分解，即可制得氧化物超细粉。该 法与沉淀法比较，由于不需添加沉淀剂，可以避免随沉淀 剂可能带入的杂质。已用这类方法生产的超细粉有PLZT、 铁氧体、氧化锆、氧化铝等。由于盐类分解往往会产生大 量的有害气体，对环境造成污染，所以在很大程度上限制 了这类方法的工业化生产。属于这类方法的有：喷雾干燥 法，喷雾热解法，冷冻干燥法等。由于前两法工业上使用 较多、较普遍，其过程简单、容易理解，所以下面仅介绍 冷冻干燥法。
精细化工概论
精细化工概论1.精细化学品（定义、典型代表）答：精细化学品是与通用化工产品或大宗化学品相区分的一类化学品。
典型代表：染料、涂料、添加剂、胶黏剂、功能高分子材料。
2.通用化学品（定义、典型代表）答：通用化学品是以天然资源为基本原料，经过简单加工而制成的大吨位、附加价值率与利润率较低、应用范围较广的化工产品。
典型代表：煤、石油、天然气、矿物。
3.精细化学品/精细化工生产特点：（1）品种多、产量小、主要以其功能进行交易；（2）多数采用间歇生产方式；（3）生产技术要求比较高，产品质量指标高；（4）生产装置占地面积小；（5）整个产品价值中原材料费用的比率较低，商品性较强；（6）直接用于工农业、军工、宇航、人民生活和健康等方面，重视技术服务；（7）投资小，较效快，利润大；（8）技术密集型高，竞争激烈。
4.精细化学品在现代化建设中的作用：（1）精细化工不仅提供了质优的半导体材料、磁性材料等，而且还提供了大量用于集成电路加工的超纯化学试剂和超纯电子气体。
（2）精细化工对国防建设和空间技术的发展起着特别重要的作用。
（3）开发精细化工产品，可以降低能源消耗和节省资源（4）开发精细化工产品，可使原来的低档产品变为高档产品。
（5）促进粮食生产，保证国家粮食安全（6）促进药物开发，为人类进步保驾起航。
5.超细颗粒：粒径达到0.1微米以下。
分类：粒径在10-100纳米之间的称大超细颗粒；粒径在2-10纳米之间的称中超细颗粒；粒径在2纳米以下的称小超细颗粒；6.超细颗粒特点：熔点低、化学活性高、磁性强、热导性好、对电磁波的异常吸收。
7.超级白炭黑应用：橡胶、塑料、造纸工业、涂料、油墨。
8.纳米二氧化钛应用：杀菌、防紫外线、对氟氯昂的降解、对有机废水的处理、自清洁。
9.单晶体特点：原子和原子集团总是在三维空间中有规律的重复。
10.宝石的化学名称：氧化铝。
11.蓝宝石--钛；红宝石--铬。
12.非晶态合金优点：高强度、高韧性；对酸碱盐具有高的耐腐蚀性；具有磁导率和磁感应强度高、矫顽力和损耗低的特性；用作催化剂；超导电特性。
第一章 精细化工概论201209
电子清洗剂、制冷剂、有机 硅和有机氟等。
一、石油化工行业概况与发展趋势
煤化工（2）
化学 肥料
硝酸
尿素、碳酸氢铵、硫酸 铵、氯化铵、磷酸一铵 、磷酸二铵、硝酸磷肥 等。 用于化工产品、化肥、 医药、染料和冶金等领 域生产用基本原料。
煤炭
天然气
渣油
气化 转化
CO、 CO2、 H2
纯碱
合成氨
己内 酰胺 甲胺 丙烯腈
简 介
范维玉：化学工程学院
科研实验室：工科楼A202，电话：86983032
主要从事领域：石油精细化工、特种沥青材料与乳 化沥青、胶体与界面化学、油田化学、石油及天然 气化学与加工
招收博士、硕士研究生（化学工程与技术）
课程基本内容与要求
★ 课程内容：①主要精细有机合成过程的化学及工 艺学原理（讲课与自学）；②新领域精细化工的主 要内容及发展（自学与讨论）,注重基本概念与原理 ★ 学时（学分）：32学时（2学分） ★ 上课时间与地点： 2-6周、南堂520 周一（1-4节）、周二（5-6节）、周四（3-4节） ★ 考试：开卷 ？
一、石油化工行业概况与发展趋势
精细化工
精细或专用化学品
传统精细化工
涂料 染料 农药 医药中间体
新领域精细化工
食品添加剂 饲料添加剂 电子化学品
塑料助剂
皮革化学品 表面活性剂
造纸化学品
橡胶加工 水处理剂
一、石油化工行业概况与发展趋势
－ 精细化工 － 饲料添加剂 食品添加剂 表面活性剂 －－ 下游应用 －－
塑料助剂
皮革化学品 油田化学品
原油开采及处理
橡胶加工
原油
轮胎、管、带、鞋
橡胶助剂 其它
《精细化工概论》教学大纲
**学院理论课程教学大纲课程名称：精细化工概论学时（周数）：４5 学时学分：___________2.5学分_____ _《精细化工概论》课程教学大纲一、课程的性质和任务精细化工概论是化工生产技术类专业的一门专业限修课，是在学生学习了有机化学、物理化学、化工原理、化工反应过程及设备等专业课知识后的一门专业选修课程。
课程的任务是使学生通过精细化学品合成的基本理论、基本原理和典型产品的生产过程等知识的学习，并通过必要的专业训练，使学生初步获得精细化学品合成的基本理论、基本原理、典型工艺等知识，在原专业的基础上扩宽学生的专业面，为学生将来从事精细化学品生产的常规工艺、常规管理打下初步的基础。
二、课程教学目标1．知识目标：使学生初步掌握精细化工的特点，精细化学品的主要类别，精细化学品合成的基本理论、基本工艺计算，生产方法、安全生产及相关知识。
2．能力目标：使学生具有从事精细化工开发与生产的初步能力。
运用已学知识、搜集所需信息解决实际问题的能力。
3．素质目标：培养学生掌握一定的科学知识和科学理论，具有一定的逻辑思维能力、创新能力、技术应用能力和素质。
树立精细化工生产规范操作、安全生产、清洁生产的意识。
三、教学内容及学时分配第一章绪论教学目标：初步掌握精细化学品的含义；理解精细化工生产的特点；了解精细化工在国民经济中的重要地位和作用以及精细化工的前景。
重点、难点提示：精细化学品的含义、精细化工生产特点第二章表面活性剂教学目标：基本掌握表面活性剂的定义、性质、作用及乳化技术；理解各种表面活性剂的结构特点及应用特性；了解表面活性剂的发展、代表产品及制造工艺。
培养学生具有一定的选择、使用表面活性剂和典型产品的初步合成能力和安全保护、环境污染的意识。
重点、难点提示：表面活性剂应用性质产生的原因、表面活性剂的应用。
第三章食品添加剂教学目标：掌握食品添加剂的作用及有关概念；理解食品添加剂的作用原理；了解食品添加剂的分类、用途，食品添加剂代表产品的生产过程。
《《精细化工概论》课程教学大纲
《精细化工概论》课程教学大纲课程名称：《精细化工概论》课程编码：英文名称：Outline of industry of fine chemicals学时：30 其中实践学时：10 学分：1.5适应层次：高职专科开课学期：第5学期适用专业：石油化工生产技术课程类别：（理论+实践）课程性质：（必修课）先修课程：化工工艺概论、化工单元操作、有机化工生产技术学习形式：互动式讨论教学一、课程性质及目的《精细化工概论》是高职专科层次的石油化工生产技术专业的一门专业基础课程，要求学生了解精细化学品所涉及产品的主要生产方法、大致生产成本及未来的发展趋势，为学生学好相关专业和将来从事相关工作打好基础。
利用理论考试和实习考核相结合的方法，对学生课程学习的情况进行考核。
二、课程内容及学习方法本课程的主要内容包括：1、理论知识：本课程介绍了精细化工中无机精细化学品、表面活性剂、食品添加剂、胶黏剂、功能高分子、电子信息材料以及涂料、染料、农药、精细陶瓷等的主要生产方法，阐述了精细化工领域的更多信息和上述产品的生产所用原料、大致生产成本和未来的发展趋势。
具体章节及讲授内容如下：第一章：1、了解精细化工的定义与范畴；2、了解精细化工在现代化建设中的作用及发展趋势。
安排学时数为2学时。
第二章：1、了解无机精细化学品的种类；2、了解各无机精细化学品的作用，掌握常用无机精细化学品。
安排学时数为2学时。
第三章：1、了解表面活性剂的概念与分类；2、了解各类表面活性剂的概念、作用、机理，掌握常用表面活性剂品种。
安排学时数为2学时。
第四章：1、了解食品添加剂概念与分类；2、了解各各类防腐剂、抗氧化剂、食用色素、调味剂、其他呈味物质、乳化剂和增稠剂、营养强化剂、其他添加剂等的概念、作用、机理，掌握常用食品添加剂品种。
3、了解中国食品添加剂工业的发展趋势。
安排学时数为4学时。
第五章：1、了解胶黏剂概念与分类；2、了解胶接的基本原理、粘接工艺。
《精细化工概论》(丁志平版)第二章无极精细化学品第1节超细化教案
2014---2015学年第1学期课程名称精细化工概论任课教师王开明授课班级煤炭121煤炭121授课时间第1周第2周第周第周第周第周星期四星期一星期星期星期星期第3、4节第1、2节第节第节第节第节9月25日9月29日月日月日月日月日授课课题第二章无机精细化学品第1节超细化教学目的1.了解超细颗粒的种类和特点；2．掌握超细化工艺流程；3．熟悉几种超细化的应用举例。
教学重点超细颗粒的分类，超细化工艺种类。
教学难点超细化工艺流程教学用具备注第1页教学过程教学内容教学方法超细颗粒特性超细颗粒制备途径及优缺点超细化之气相法由于中超细颗粒和小超细颗粒很难制得，所以本节所述的超细颗粒材料均是指大超细颗粒。
超细颗粒与一般颗粒相比，由于“表面效应”和“体积效应”，具有熔点低、化学活性高、磁性强、热传导好、对电磁波的异常吸收等奇特性质，为其广泛应用开辟了美好的前景。
超细颗粒的粒径越细，熔点降低越显著。
如金、银、WC、SiC、BN等，在超细颗粒状态下烧结，可以节省能耗、降低制造工艺的难度，更可以获得优异性能。
超细颗粒的直径越小，其总表面积就越大，表面能相应增加，具有较高的化学活性，可以作为化学反应的高效催化剂，也可以用于火箭固体燃料的助燃添加剂。
如Ni和Cu-Zn合金、铝粉或镍粉等。
目前，超细颗粒的制备途径大体上有两个方面：一是通过机械力将常规粉末材料进一步超细粉化；一是借助于各种化学和物理的方法，将新形成的分散状态的原子或分子逐渐生长成或凝聚成所希望的超细颗粒。
前者难以得到微米级以下的粉末，这有待于技术的进一步发展来实现；后者是当今超细化的主要方法，其最大优点是容易制得超细粉末，具体方法很多，若按原料物质的状态分，可分为气相法、液相法和固相法。
优点缺点固相法（逐渐被淘汰）简单易行，成本低粒径大，粒度和组成不均匀，易混入杂质气相法（难以推广）产品粒径小，粒度和组成均匀，纯度高设备庞大，操作复杂，成本高液相法设备简单，易于操作，成本低产品质量的某些方面赶不上其他方法气相法目前分为：物理气相沉积(PVD)法和化学气相沉积(CVD)法两种。
《精细化工概论》课程教学大纲
《精细化工概论》课程教学大纲英文名称：Generality of Fine Chemicals课程类型：专业技能课课程要求：选修学时/学分：32/2适用专业：煤化工技术一、课程性质与任务进入21世纪，信息与微电子、生物、新材料、新能源、自动化、航空航天及海洋开发等高新技术的发展，为精细化工行业的发展提出了新的方向和课题，各种精细化学品生产新技术、新概念不断产生，新型精细化学品不断面世。
而当今社会不论是一般的工农业生产、人们的日常生活，还是高新技术领域都已离不开精细化学品，都与精细化工有着密切的相互促进和发展的关系。
因此，为了适应行业发展的需要，特地为煤化工技术专业学生开设了《精细化工概论》这门专业技能选修课。
通过本课程的学习，学生将初步了解精细化学品的概念、分类、特点及国内外发展现状；理解和掌握表面活性剂、日用化学品、胶黏剂、涂料、染料与颜料、功能高分子材料、食品添加剂和助剂等精细化学品的分类、性能及作用机理；了解和掌握各种精细化学品的制备及应用，以便拓宽学生的知识面，培养全面的化工专业人才。
二、课程与其他课程的联系本课程是在《无机与分析化学》、《有机化学》、《化工过程与设备》、《化工工艺设计》等课的基础上开课。
三、课程教学目标1.掌握精细化学品的定义、分类、特点，了解精细化工在国民经济中的地位、作用及国内外发展状况，具有初步分析和选用精细化学品的能力；2.通过对表面活性剂、日用化学品、胶黏剂、涂料、染料与颜料、功能高分子材料、食品添加剂和助剂等精细化学品性能、生产及应用的学习，使学生了解精细化学品工业生产的基本理论依据和工艺操作流程；3.通过学习胶黏剂和功能高分子材料的合成方法和工艺，熟悉国家对化工生产、设计、环境保护等方面的方针、政策和法规，掌握化工装置工艺与设备的设计方法，具备对现有企业的生产过程进行实际操作和革新改造的能力；4.通过撰写小论文的教学环节，使学生掌握文献检索、中英文资料查询获取有关技术资料等方式，培养学生使用现代工具获取和整理信息的能力；5.了解精细化学品的新工艺、新技术与新设备的发展动态，具有一定的自学能力。
《精细化工概论》教学大纲
《精细化工概论》教学大纲一、课程基本信息课程名称：精细化工概论英文名称：Fine Chemicals Industry课程编码：0801047B课程类型：专业选修课总学时：32总学分：2适用专业：化学先修课程：无机化学、有机化学、化工基础二、课程的性质、目标和任务《精细化工概论》课程是化学本科专业的一门专业选修课，是在学生学习了有机化学、无机化学、化工基础等专业课知识后的一门专业选修课。
课程介绍了传统精细化学品，如表面活性剂、食品添加剂、胶黏剂、涂料、染料等在当今的发展和作用，也介绍了精细化学品在生物、信息、航空航天、自动化、能源和新材料等高新技术领域的应用。
通过本课程的学习和必要的专业训练，使学生了解各类精细化学品的定义、分类、典型品种，熟悉各类精细化学品的用途，理解各类精细化学品的作用原理；掌握各类精细化工产品的化学结构特征、理化性质、代表性合成方法与生产工艺、用途；培养学生具备查阅文献、研究开发精细化学品的思路和方法，为学生将来从事精细化学品生产的常规工艺、常规管理打下初步的基础。
三、课程教学基本要求（一）教学目的使学生熟悉各类精细化工产品的定义、分类、品种；理解各类精细化工产品的作用原理；掌握各类精细化工产品的代表物的结构、制备、性质、用途；了解各类精细化工产品的发展趋势。
（二）教学要求通过课程教学培养学生理解精细化工的概念、特点及分类；精细化工所涉及的领域，精细化工生产的特点；精细化工的经济特性及其在国民经济中的作用。
（三）教学方法本课程遵循科学性、系统性、循序渐进、少而精和理论联系实际的教学原则，着重各类精细化工产品的定义、分类、作用原理；掌握各类精细化工产品的代表物的结构、制备、性质、用途；本课程以课堂讲授教学为主，教学环节还包括学生课前预习、课后复习，习题，答疑、期末考试等。
四、课程教学内容及要求第一章绪论（2学时）【教学目标与要求】1、教学目标：精细化学品的含义、范畴；精细化学品的特点2、教学要求：理解精细化学品的含义，了解精细化学品与专用化学品的区别；掌握中国对精细化学品的定义、范畴、分类及特点。
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金属醇盐是指金属置换醇中羟基的氢而生成
21
②醇盐法：
所谓醇盐法就是利用金属醇盐的水解制备超
细粉体材料的一种方法。
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金属醇盐的特性
①一般具有挥发性
②金属醇盐容易进行水解
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醇盐法应用举例
Ba（OC3H7）2 、Ti（OC5H11）4等分 子混合后，经水解过滤干燥后得到
BaTiO3 。
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市场预测：全年需5000吨
用于感光材料领域的nm-TiO2需50（t / a）； 用于防晒化妆品领域的nm-TiO2需200（ t / a ）； 用于气体传感器和湿度传感器领域的nm-TiO2需25（ t / a ）； 用于电子陶瓷领域的nm-TiO2需240--340（ t / a ）； 用于光催化剂和催化剂载体领域的nm-TiO2需300（ t / a ）； 用于高级汽车面漆领域的nm-TiO2需500（ t / a ）； 用于功能性化学纤维织物领域的nm-TiO2需1000（ t / a ）； 用于新型无机杀菌剂领域的 nm-TiO2需1000（ t / a ）； 用于新型塑料领域的nm-TiO2需1500（ t / a ）；
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均匀沉淀法举例
该法常用的试剂有尿素。其水溶液在
70℃左右发生分解反应：
（NH2）2CO＋3H2O→2NH4OH＋CO2 ↑
生成的NH4OH起到沉淀剂的作用。
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2、醇盐法
①金属醇盐： 的含M－O－C－键的金属有机化合物的总称。 化学通式为M（OR）n，M为金属，R代表烷 基或烯丙基。
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共沉淀法举例
利用该法可以制备含有两种以上金属元 素的复合氧化物超细粉。如向BaCl2和 TiCl4混合溶液中滴加草酸溶液，能沉淀 出BaTiO(C2O4)2· 4H2O,经过滤、洗涤和 加热分解等处理，即可得到具有化学计 量组成的、所需晶型的BaTiO3超细粉。
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共沉淀过程中的注意事项
在制备过程中，需要特别重视的是洗涤操作。
2、超细碳酸钙 3、纳米二氧化钛
Continue
27
白炭黑属于硅系白色补强型粉体材料，是合 成水合硅酸和硅酸盐的总称，包括沉淀二氧
化硅、气相二氧化硅、CaSiO3、MgSiO3、
Al2(SiO3)3等。由于它们具有与炭黑媲美的
性能和外观上为白色的特性，故统称为白炭
黑。不过通常讲的白炭黑大多是指SiO2而言。
PVD法是利用电弧、高频电场或等离子体等高温热源将 原料加热，使之气化或形成等离子体，然后通过骤冷， 使之凝聚成各种形态(如晶须、薄片、晶粒等)的超细粒子。
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该方法特别适合非氧化系（如金属、合金、氮 化物、碳化物等）的超细粉，粒径通常在0.1 微米(100纳米）以下，且分散性很好。
10
产品形态
此法制得的超细粉既有单晶和多晶，还有非
晶的。这主要是由制备条件决定的。其中多
晶粒子和非晶粒子在外形上一般呈球形，而
多数情况下生成的单晶粒子虽有棱角，但在 整体上也还是近似球状。
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§2.1.2 液相法
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液相法是目前实验室和工业上经常采用的制 备超细粉体材料的方法。该法的主要优点是 ①粒子的化学组成、形状、大小较易控制， ②易于均匀添加微量有效成分，在制备过程 中还③可以利用种种精制手段来提高纯度。 特别适合于制备组成均匀、纯度高的复合氧 化物超细粉体材料。液相法一般可分为物理 法和化学法两大类，其中化学法更常采用， 是一类应用广泛且实用价值较高的方法。
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炭黑有两个缺点：
一是生产能耗高，而且原料受能源的限制。 二是黑色不能满足人们对色彩的需要。
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超细白炭黑的应用
①白炭黑在橡胶中的应用：高补强填充材 料 。 ②在塑料中的应用：提高塑料的弹性强度 和耐磨性，以及硬度的热稳定性能。 ③在造纸工业中的应用：可提高纸张的白 度和不透明度，改进印刷性、耐油性、耐 磨性、手感及光泽度。
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超微细
超细 微细
超微粉
微粉
纳米二氧化钛是一种附加值很高，用途极广 的科技新型无机材料，在电子陶瓷、高档涂 料、防晒化妆品、催化剂及其载体、功能纤 维、光敏材料以及环保等领域有着极其广泛 的应用。
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纳米二氧化钛粒径仅为10—50nm，是具有屏
蔽紫外线功能和产生颜色效应的一种透明物 质。由于它透明性和防紫外线功能的高度统 一，使得它一经问世，便在防晒护肤、塑料 薄膜制品、木器保护、透明耐用轿车面漆、 精细陶瓷等多方面获得了广泛应用。
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图： nm-TiO2生产工艺流程图
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流程综述
由于偏钛酸中含有一定量 SO32- 、 SO42-离子，须用 氨水进行中和（生成(NH4)2SO4、 (NH4)2SO3 ）并经多 次洗涤除去SO 32- 、SO42-，得到中性或略偏碱性的湿 H2TiO3。 为避免湿H2TiO3微粒在随后的的干燥除水过程中产生 附聚助团。在乳化机中应加入少量的分散剂，对H2TiO3 粒子表面形成粒子保护层，防止成团。 经过滤器后的H2TiO3溶液经喷雾干燥，脱出其物理水。 由喷雾干燥过滤器出来的粉体经进一步热处理，一方面 脱除化学结合水，使H2TiO3=TiO2+H2O，生成TiO2。 另一方面，利用温度的高低，控制TiO2的晶型。 最后经气流粉碎和表面处理后，即得成品。
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工艺特点：
（1）H2TiO3原料来源广泛，无毒性和危险性， 价格低廉。 （2）制作工艺过程简单，投资少，操作易控 制，常温常压下液相反应，无腐蚀作用。 （3）废水、废气产生量少。 （4）产品质量稳定，纯度高。 （5）生产成本低，是烷基钛法生产成本的十 分之一。
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②表面能增加，具有较高的化学活性（高效催化
剂，火箭固体燃料的助燃添加剂）
③其他特性，如磁性强，热传导好，对电磁波的
异常吸收等
5
三、超细颗粒的制备方法 1、机械力
2、物理和化学方法
6
粉体的生产方法：
机械法
沉淀法 醇盐法 化学法 物理和 化学法 水热法
……
物理法
7
§2.1.1气相法（PVD和CVD） 1、物理气相沉积法（PVD法，physical vapor deposition）
态胎”（汽车可节油3%～5%）。
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超细碳酸钙是与白炭黑具有类似特点的又一
种补强填充材料。
33
碳酸钙粉体粒径的分类
类别 在制品中显示的 性能 粒径范围 具有透明或半透 <20nm 明的补强剂 20nm~100nm 补强剂 100nm~1000nm 半补强剂 半补强剂或增量 1μm~5μm 剂 >5μm 增量剂
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3、水热法
水热法是指在水溶液中或大量水蒸气存在下，
以高温高压或高温常压下所进行的化学反应
过程。
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二、物理法
物理法的主要过程是将溶解度大的盐的水溶
液雾化成小液滴，使其中的水分迅速蒸发， 而盐形成均匀的球状。如再将微细的盐粒加 热分解，即可制得氧化物超细粉。
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超细化应用举例
1、超细白炭黑
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(3) TiCl4火焰水解法：采用干法生产工艺，以 氯化法生产TiO2过程中的中间产物为原料， 其产品为锐钛矿和金红石混合物晶型TiO2， 光催化活性高。 (4) H2TiO3中和法：采用湿法生产工艺，以硫酸 法生产TiO2过程中的中间产物为原料，采用 解聚剂使TiO2解聚，通过不同的热处理温度， 控制产品的晶型。
18
（2）均匀沉淀法
在溶液中预先加入某种物质，然后通过控制
体系中的易控条件，间接控制化学反应，使 之缓慢地生成沉淀剂。只要控制好生成沉淀 剂的速度，就可以避免浓度不均匀现象，使 过饱和度控制在适当的范围内，从而控制粒 子的生长速度，获得粒径均匀、夹带少、纯 度高的超细粒子。这个方法就是均匀沉淀法。
因为原料溶液中的阴离子和沉淀剂中的阳离 子即使有少量没有清洗掉，也将会对产物超 细粉今后的烧结等性能产生不良影响。此外， 为防止干燥后的粉末聚结成团块，可用乙醇、 丙醇、异丙醇或异戊醇等分散剂进行适当的 分散处理。
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共沉淀法的缺点
在沉淀法的操作过程中，一般是向金属盐溶
液中直接滴加沉淀剂。这样势必造成沉淀剂 的局部浓度过高，使沉淀中极易夹带其它杂 质和粒度不均匀等问题。
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一、化学法
共沉淀法
沉淀法
均匀沉淀法
化 学 法
醇盐法
水热法
氧化、还原、分解、 合成、结晶等。
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1、沉淀法
（1）共沉淀法：沉淀法是在原料溶液中添
加适当的沉淀剂，使原料溶液中的阳离子形 成各种形式的沉淀物。如果原料溶液中有多 种成分的阳离子，经沉淀反应后，就可以得 到各种成分均一的混合沉淀物，这就是所谓 的共沉淀法。
第二章 无机精细化学品
1
理论基础
现代化学 物理学
分析方法 精密测试技术
更深层次的认识
由宏观认识深化到 原子和电子一级的 微观状态
量子化学 结晶化学 固体物理学
人 们 对 物 质 的 认 识 越 来 越 深 入
2
第一节 超细化
3
一、不同颗粒的粒径
二、超细颗粒的奇特性质
①低熔点:Ag(900℃→100℃）
30
④在涂料、油墨中的应用：白炭黑具有触变
性能，在涂料中加入少量的白炭黑，能消除 液滴的沉降现象 。
此外，白炭黑在农药、医药、粘合剂、牙膏
及日常化妆品中也有各种不同的使用和有益 的功能。
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例
白碳黑可用于轮胎胎面胶，侧胶及其他轮胎
部件中。
加入量达60%～80%——“绿色轮胎”、“生
如：真空蒸发法