近日,美国化学会(ACS)旗下化学教育领域国际权威期刊《Journal of Chemical Education》正式刊发了廖园副教授(共同通讯)等教师共同完成的教学研究论文,题为《Forward Osmosis Membrane Fouling in Oilfield Industry Wastewater Treatment with Fertilizer as the Draw Solution》(DOI: 10.1021/acs.jchemed.5c00030)。该期刊创刊于1924年,是全球化学教育领域的旗舰SCI期刊,在国际化学教育界具有极高的权威性和广泛影响力。本论文的成功发表,标志着我院在高水平教育教学研究领域取得又一重要突破。
传统的理论教学难以让学生深入理解实际工程中膜过程面临的挑战,尤其是膜污染这一制约技术应用的关键瓶颈。为此,由廖园老师带领的教学团队设计并实施了一项以科研为导向的综合性实验教学项目,将前沿的“肥料驱动正向渗透”(Fertilizer-Drawn Forward Osmosis, FDFO)技术引入课堂。该实验聚焦油田采出水处理这一典型环境问题,引导学生通过动手实践,系统探究正向渗透(FO)膜在处理含油废水过程中的膜污染行为与机理。
实验内容涵盖三大模块:
· 优化操作参数:学生通过调节流速、肥料种类与浓度等变量,研究其对水通量和反向盐通量的影响,掌握FO过程的核心调控机制;
· 观察与分析膜污染:利用真实油田废水开展过滤实验,直观感受膜污染导致的通量衰减现象,并尝试水力冲洗与渗透反冲洗等清洁方法,评估膜性能恢复效果;
· 膜材料表征实践:学生亲手操作傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等先进仪器,对污染前后膜表面的化学组成与形貌变化进行分析,深入理解膜污染的物理化学本质。
该教学实验巧妙地将理论知识、工程实践与科研训练融为一体,不仅帮助学生深化对膜分离技术的理解,更激发了他们对科学研究的兴趣与探索热情。此次成果的发表,是我院持续推进深化教育教学改革的又一重要体现。未来,我院将继续探索科教融合新路径,为培养具有创新精神和实践能力的高素质工程科技人才提供坚实支撑。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.jchemed.5c00030