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Q：氢的能力有哪些？A：氢医学领域的专家康志敏教授曾说过：“氢气可以选择性清除毒性自由基，氢气可以激活内源性抗氧化系统，通过以上两种方式发挥对各类疾病的保护作用。”研究表明，氢气可以清除羟自由基、亚硝酸阴离子等毒性自由基，而不会去破坏超氧阴离子、过氧化氢这种对于人体所需的有用的自由基，以此来减轻细胞的氧化损伤。另一方面，氢气还能激活内源性抗氧化系统。因为氢可以显著激活NRF2，而NRF2可以激活细胞防御化学反应，增强细胞对抗损伤的能力。康志敏教授表示：从抗氧化角度解释氢的作用，一方面氢气可以清除自由基，另一方面它能激活机体自身抗氧化活性，两者共同作用，从而达到帮助细胞对抗损伤，细胞表现为死亡减少，炎症反应减轻、开始增殖修复，逐渐恢复健康。Q：氢气能干预哪些疾病？A：康志敏教授说：一是对于各类危及生命的重症，比如心梗、脑中风、心跳骤停，在抢救过程中吸入氢气都可以很好地缓解严重程度，或者说可以救命的；二是对于各种疑难杂症，比如说肿瘤、类风湿、尿毒症、老年痴呆等等，通过吸氢都可以得到改善，吸氢可以减轻放化疗副作用，帮助抑制肿瘤复发转移，并且氢气介入的越早，对预防肿瘤疾病发生的价值越大。另外，有不少氢气医学领域的学术研究论文证明，氢气对糖尿病、心脑血管病等160多种疾病和损伤具有潜在的治疗价值。Q：氢气吸入浓度越高越好吗？A：当然不是！氢气的燃爆范围是4%-74%，我们需要将氢浓度控制在总呼吸气量的4%以下，高浓度的氢气吸入是有一定的爆炸风险的，试想一下如果没有控制好氢气吸入的比例，在冬日这种容易静电的日子，一个静电产生的电火花可能就能引发一场灾难。而且很多实验证据表明，高浓度的效果也并不比低浓度的好多少。安全使用氢气是我们一直倡导的核心观点。Q：氢安全吗？A：诺贝尔奖提名者贾斯·尼克森博士在一次采访中，曾经提到过氢是非常安全，他甚至用了四个非常来强调，氢的安全，无毒无副作用。而且在深海潜水领域，应用氢气作为呼吸的补充气体已经有100余年的历史，对潜水员及多代子女的跟踪调查研究也显示了氢气的超高的生物安全性。
可以中和来自体内和体外入侵的自由基，身体会变得更轻松与健康。从抗氧化角度解释氢的作用，一方面氢气可以清除自由基，另一方面它能激活机体自身抗氧化活性，两者共同作用，从而帮助细胞对抗损伤，炎症反应减轻、开始增殖修复，逐渐恢复健康。希望我的回答能帮到您！
吸氢气有什么好处,一：氢气对人体安全吗？氢气是一种内源性气体，体内肠道菌群中的厌氧菌代谢产生大量氢气，人体呼出和排除的气体中就含有氢气。因此，氢气对于人体是无毒的，但大量吸入会导致人体不能进行有氧呼吸，适量吸入有助于清理细胞内的自由基，效果比吃维生素二：氢气是如何被人体吸收的？“氢气”也就是“氢分子”，是宇宙中最小的分子，通过扩散作用直接渗透进入皮肤、粘膜、骨骼、血脑屏障等人体任何器官、组织、细胞以及细胞内结构包括线粒体和细胞核。三：氢气对人体有什么好处？氢气的生物学价值非常广泛，基本原理是氢气通过选择性抗氧化作用清除体内有害的恶性自由基，包括羟（qian）自由基和亚硝酸阴离子。选择性抗氧化作用具体表现为美容衰老、抗炎症、抗过敏、抗辐射、抗疲劳、抗细胞变异、抗细胞凋亡、代谢调节、免疫调节、平衡身体酸碱度，组织修复，长期使用起到非常好的抗氧化美容效果，慢性鼻炎的患者可以用富氢水冲洗鼻腔，干眼症和白内障的患者可以用富氢水洗眼睛，可有效防止多种疾病。氢分子很容易进入细胞通道，参与新陈代谢，从而促进细胞排毒，增加了细胞的水合作用，提升人体的免疫力。对胆结石的融化、心脑血管、脑动脉硬化、高血压、糖尿病、癌症、改善女性生理周期、肠胃循环、便秘、消除女性更年期症状、排除身体毒素等均有显著的治疗和预防的作用。氢分子除了吸入外，还可以做成富氢水，还是非常有效的保湿化妆水，对皮肤美容、祛除色斑特别有效。四：身体的氧化体现在哪些方面？人为什么会老?简单的说，老化是人体“氧化”的过程，皮肤问题、心脑血管问题、免疫力下降、恶性肿瘤以及衰老等等。现代医学认为物质的腐化是酸化（氧化）的过程，呼吸氧气、吸烟饮酒及环境内污染源等都会使人体内产生大量过氧自由基，它会肆意破坏细胞组织，造成疾病和机体五：氢气的抗炎症作用体现在哪些方面？长期吸氢和饮用富氢水可以缓解体内慢性炎症，同时提高免疫力，增强抗病力，少感冒发热或减轻感冒发热症状，包括中耳炎、牙龈炎、慢性支气管炎、慢性盆腔炎、类风湿性关节炎等等。六：氢气对过敏体质有作用吗？所谓的过敏体质大都是因为环境和年龄原因导致的免疫功能紊乱的状态，过敏本质上是免疫系统的问题。长期饮用富氢水可以大大缓解包括接触性皮炎、湿疹、荨麻疹、过敏性哮喘、过敏性鼻炎等等引起的过敏症状。七.代谢调节作用体现在哪些方面？可以减肥吗？长期吸氢和饮用富氢水可以促进脂质代谢、调节血压、血糖，从而减轻高血压糖尿病并发症、缓解代谢综合征。实验证明，氢气通过促进肝脏FGF21因子分泌从而促进脂质代谢，起到减肥的功效。 很多使用者反馈，每天坚持吸氢以及喝2L富氢水，一个月减重3-5斤。八．调节血压的具体效果如何？很多高血压患者吸氢3个月，血压下降20-30mmHg，坚持饮用一年以上，血压可以调至正常水平，部分患者逐渐停药。有些三联用药仍然无法控制血压的患者，吸氢半年，在用药不变的情况下，血压可逐渐调至正常范围。九．对其它代谢性疾病包括糖尿病、痛风的具体效果如何？对糖尿病并发症的改善比较快，一般吸氢一个月，并发症即开始减轻甚至消失。三个月左右血糖开始下降，坚持吸氢1年以上，可逐渐减药。对糖尿病引起的勃起功能障碍也有明确的效果。痛风患者一般饮用三个月左右痛风不再发作，半年至一年血尿酸值恢复至正常水平。十．什么人群适合吸氢以及饮用富氢水？所有人都可以吸氢和富氢机，特别是压力大的白领、亚健康人群、运动员、爱美人士、孕妇以及有保健抗衰需求的人群。结语：氢能对各种症状有治疗辅助效果，是因为氢能去除人体不良自由基。十一.目前国内外氢气研究情况如何？到目前为止，国内外发表的氢分子医学论文已经有900余篇，其中国内论文占四分之一。目前，已经被实验验证并发表论文的氢气有治疗或改善作用的疾病包括代谢综合征，二型糖尿病、类风湿性关节炎、肥胖症、动脉粥样硬化、宿醉、勃起功能障碍等等60多种。十二.有那些权威的教授发表过关于氢的文章。国内：国内氢医学第一人，第一军医大教授孙学军，出版过《氢分子医学》，其主办的公众号《氢思语》跟踪了国内外的氢医学成就。孙学军在一次公开的访谈中，肯定了日本发现氢分子作用的发现，称日本的发现意义非常重大，这一发现有可能会问鼎诺贝尔医学奖，因为自由基几乎是百病之源，很多难以根治的慢性病都是由恶性自由基引起的，而现在氢分子是具有超过维生素C、胡萝卜、卵磷脂等所有人类已知抗氧化物的抗氧化性，对过敏性皮炎、便秘、高血压、糖尿病、癌症、乙肝、血管粥样硬化等由自由基引起的各类症状都有强大的防治作用。但话又说回来，世界上没有一种药或者方法可以治疗所有人，治疗所有病。
最简单的一个点，氢气的抗氧化特性，人体衰老的原因之一是实时刻刻都在不断地氧化当中，就好像刚切好的苹果，暴露在空气中几分钟就被氧化变黑了，但是如果把切好的苹果放在富氢水里，可以明显发现苹果能保持刚切好时的状态，这就是氢气的抗氧化特性，而人体坚持吸氢，氢分子到到达我们体内会清除人体不良的恶性自由基，从而达到调理健康的目的。
预防肠道寄生虫的方法1、不喝冷水， 不吃生食和不洁瓜果。由于大多数肠道寄生虫病是由于不良的饮食习惯所引起的，因此，建议家长朋友应该要避免让孩子吃一些未经消毒的瓜果和蔬菜， 喝一些生水，冷水，待食物彻底煮熟以后再食用。2、饭前便后要洗手、 勤剪指甲。饭前、 便后不洗手等都可能会使虫卵通过食物、水源、食具等而进入肠道，虫卵或蚴虫进入人体以后，就会逐渐发育为成虫，然后进行繁殖，成为传染源，所以我们应该要教育孩子改掉吃手指、 咬指甲的习惯。3、加强水源管理， 避免水源污染。寄生在人体肠道的成虫经粪便排出卵以后，就会污染水源或者是土壤，或施肥有时候也会直接或间接地污染到蔬菜、瓜果等，因此我们应该要加强水源管理，避免水源受到污染，不随地大小便， 加强粪便无害化处理， 不直接使用新鲜的粪便施肥。4、针对性的治疗。大多数肠道寄生虫感染与自身的卫生条件、生活习惯、健康意识、经济水平等多种因素有关，因此建议患者朋友应该要及时的到正规医院查清病源，由于病源不同，所以在治疗的时候，所使用的驱虫药也应该也是不同的，我们应该要根据医生的指示进行有针对性的治疗。为了减少和避免肠道寄生虫病的传染源，希望大家应该要将这一疾病保持高度的警惕，做好相应的预防措施，在日常生活，注意个人和公共卫生，勤洗手，勤剪指甲，伴有吃一些未经消毒的瓜果和蔬菜，这样就会大大降低肠道寄生虫病的感染率。
这种问题恐怕没有人能答，因为肠道寄生虫很多种，其生活史和传播途径不一样，怎么回答呢？建议你分开问。肠道寄生虫病有多少种？寄生虫病大致分为蠕虫病和原虫病，其流行与贫困相伴，因而高发地区主要在农村，感染率达50％～80％。我国幅员辽阔，环境或水源污染较重，南北气候和居民的饮食起居不同，致使寄生虫种类较多。(1)蛔虫病：多见于5～15岁儿童。轻者可无症状，稍重者有食欲不振、腹泻、便秘、上腹或肚脐周围疼痛、营养不良；严重者可引起胆道蛔虫或扭结成团而造成肠梗阻。(2)钩虫病：虫卵随大便排出后，发育成感染期蚴虫，次蚴虫钻进皮肤，通过小静脉或淋巴管入血，依次到心、肺、支气管、咽喉、小肠上段，3～4周后发育为成虫。成虫叮咬在小肠壁上吸血，一面吸血一面排血，导致钩虫性贫血。(3)蛲虫(线白虫)病：传播途径是由肛门-手-口，雌虫常在夜间爬出，在肛门或会阴部产卵而引起奇痒。卵经手、食物、空气等途径入口，在十二指肠或小肠发育为成虫寄生于盲肠。蛲虫病多见于幼儿，症状较轻，主要为肛周奇痒，尤在夜间更甚，其他有腹泻、恶心、消瘦、厌食等症状。如仔细查找肛周，有时可见到白色线头样的蛲虫。(4)绦虫病：有猪、牛肉绦虫两种。猪肉绦虫的虫卵或妊娠节片随粪便排出体外，污染了饲料被猪吞食后，虫卵进入猪的小肠，经孵化后在横纹肌上发育成囊尾蚴，人若吃了未煮熟的含有囊尾蚴的猪肉，囊尾蚴便在人小肠内脱壳并发育，引起猪肉绦虫病。绦虫病有胃肠症状；眼囊虫病可影响视力，甚至失明；脑囊虫病可致癫痫、瘫痪，甚至死亡。(5)姜片虫病：生食附有姜片幼虫的荸荠、菱角、莲藕等水生植物后，幼虫则进入小肠发育为成虫，并在肠内产卵，随大便排出，在水中变成蚴虫，继续污染水生植物。姜片虫病的症状为胃肠不适、恶心、营养和发育不良等。
数千年前，被广泛认为是现代医学之父的希腊医生希波克拉底写下了他和他的学生观察和治疗的疾病，包括肠道寄生虫。
现代学者怀疑医学文献“Hippocratic Corpus”中描述的寄生虫实际上是蛔虫、蛲虫和绦虫，但没有物理证据支持这一点。
然而，考古学家最近发现了支持历史学家关于希波克拉底的诊断能力理论的古代粪便的残余物。
粪便-现在已经分解成土壤-被发现附着在希腊基亚岛的一个墓地的骨盆骨上，那里保存着公元前4000年左右的遗骸公元330年的新石器时代。研究人员报告说，研究人员发现，粪便残留物中含有两种肠道寄生虫——鞭虫和蛔虫——的卵，这为希波克拉底2500年前的古代诊断提供了现代名称，也为古希腊人民的寄生虫提供了最早证据。[神话还是真理？研究合著者、英国剑桥大学的生物人类学家埃维莉娜·阿纳斯塔西奥在一份声明中说：“在希腊，早在新石器时代就发现肠道寄生虫的卵是我们研究领域的一个重要进展。”，通常有三个术语用来描述寄生虫：Helmins strongyle描述的是“一条大圆虫”，Helmins plateia指的是“一条扁虫”，而蛔虫是“一条小圆虫”。学者怀疑这些名称指的是目前被称为蛔虫（蛔虫）的寄生虫，研究人员在研究报告中写道，绦虫属的绦虫和蛲虫（蛲虫属）的绦虫。
为了研究这一解释，科学家们分析了25个长达4000年的墓葬，去除了含有人类粪便腐烂痕迹的沉淀物。他们在四个人身上发现了蛔虫或鞭虫卵的证据，证实希波克拉底可能在2500年前的医学文献中提到了蛔虫。
“古希腊文献中的Helmins strongyle蠕虫很可能是指蛔虫，正如在Kea发现的那样，这项研究的主要作者、剑桥大学生物人类学讲师皮尔斯·米切尔在一份声明中说：
然而，研究人员提出，希波克拉底可能把两种常见的寄生虫混为一谈。
“古代医学文献中描述的蛔虫很可能是指两种寄生虫。”“寄生虫，蛲虫和鞭虫，后者在基亚被发现，”米切尔补充道，“在研究中使用的
解释了为什么只有鞭虫和蛔虫卵能在时间的考验中存活下来，它们强健的外膜能保护卵免于破坏。与此同时，研究人员报告说，钩虫和蛲虫等其他肠道寄生虫的更为脆弱的卵被分解，
先前的研究表明，鞭虫和蛔虫在人类进化过程中一直寄生在人类身上，当第一批定居者抵达希腊的基亚岛时，科学家们在新的研究中解释说，这些肠道寄生虫很可能与它们一起到达。除了证实希波克拉底对蛔虫的描述外，他们的发现还表明，鞭虫在几千年前作为寄生虫存在于该地区，研究作者报道，
到目前为止，我们只从历史学家那里得到估计，在古希腊医学文献。米切尔说：“我们的研究证实了历史学家的一些想法，但也增加了一些史学家没有预料到的新信息，例如鞭虫的存在。这项研究表明，我们可以将考古学和历史结合起来，帮助我们更好地理解早期医学工作者的发现。”“还有科学家，”他补充道，
这一发现今天（12月14日）在《考古科学杂志：报告》在线发表。
关于生命科学的原始文章。
一、不可滥食野味，野生动物含有大量寄生虫，有不少寄生虫人体消化道自身无法杀灭，且耐高温能力强，耐酒精醋等调料的能力也很强，因此，要吃野生动物，也要彻底煮透，不可生食。来源不明的肉类，在卫生防疫上很不可靠，尽量不要生食。二、寄生在蔬菜上的寄生虫往往无法危害人体，因此，越来越多的人群喜欢生吃蔬菜。而事实上，蔬菜上也很可能携带动物寄生虫幼虫或是虫卵，尤其是使用农家肥或是城市生活污水灌溉的蔬菜，更是携带大量寄生虫源，此外，蔬菜流通过程中也可能携带上寄生虫源。三、生熟食品要严格分开，经过多年来的科普，人们普遍在切菜和盛装碗碟的时候，都能做到了，但有的家庭在冰箱保存食物方面没有做到。不少人迷信家用冰箱的冷冻室杀菌能力，认为低温能杀灭一切寄生虫和病菌，把生肉跟水果、即食品等混放一起，甚至生吃冷冻肉。四、低温确实能杀灭寄生虫和细菌，但家用冰箱普遍制冷能力有限，很多冰箱的制冷温度极限在零下十八度以上，这个温度无法杀灭所有的寄生虫和细菌，不少寄生虫卵和幼虫能在这种温度环境下存活，因此，在冰箱存放食物上，也要彻底执行生熟严格分离。五、生吃海鲜一直都有传统，很多人认为吃了几千年都没事，因此，越来越多人跟风生吃。事实上，很多海鲜也是一样携带有寄生虫的，即使是很多商家吹捧的深海水产，也是一样有携带寄生虫的可能。为了避免寄生虫感染，还是建议尽量少吃生海鲜。
浅谈重金属检测传感器技术的应用论文
摘要： 随着经济的迅猛发展和社会的日新月异, 人们对重金属的开采及加工越来越频繁, 这使得不少重金属存在于大气水以及土壤中, 在很大程度上加重了环境污染, 科学技术的迅猛发展为重金属检测传感器技术的研究提供了很好的途径。针对上述背景下, 对重金属检测传感器技术研究与应用进行合理性阐述, 以促进重金属检测传感器技术的进一步发展。
关键词： 重金属检测; 传感器技术; 环境污染;
重金属污染是环境污染的一个重要组成部分, 重金属在自然界中广泛存在, 随着人类的开采、冶炼、加工活动而使得重金属转变成化学状态或化学形态广泛分布于大气、水、土壤中, 随着时间的积累而不断留存、迁移, 从而引发严重的环境污染问题;重金属甚至还会随着废水的排出而流入海洋中, 对鱼和贝类造成严重的危害;重金属还会附着在人类的鼻腔和食物上, 造成人类呼吸道感染和重金属中毒[1]。重金属具有沉积性和不可降解性, 是一种非常危险的污染源, 因此对于重金属的研究与检测是十分关键的。通过调查与研究, 发现重金属检测传感器技术主要分为离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术四个方面, 本文通过对这四种传感器技术在重金属检测中的研究与应用作简要分析, 以推动重金属检测传感器技术的发展。
1 离子选择性电极传感器技术。
离子选择性电极传感器技术是一种操作简单、性价比高、准确有效的重金属检测传感器技术。离子选择性电极传感器技术因为不需要提前对样品进行操作而被广泛应用于重金属的在线检测中。目前, 国内外学者对离子选择性电极传感器技术进行了大量的研究, 发现选择性高、经济简单的离子选择性电极主要分为基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极和基于流系玻璃膜的离子选择性电极两种[2]。
基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极。
目前在对基于聚氯乙烯膜的离子选择性电极的研究中, 主要是对离子选择性电极的重金属离子的识别以及聚氯乙烯膜的结构和性能进行研究, 同时, 对不同的载体和膜增塑剂对离子选择性电极性能的影响作简要分析, 从而提高对重金属的识别能力。
基于流系玻璃膜的离子选择性电极。
基于硫系玻璃膜的离子选择性电极良好的红外线透过性是其他离子选择性电极无法相提并论的。许多发达国家都通过购买硫系玻璃膜的离子选择性电极来用于重金属检测工作。
2 光纤化学传感器技术。
对于光纤化学传感器技术的研究比离子选择性电极传感器技术的研究还要早, 光纤化学传感器技术的研究始于美国研究所, 从那以后, 许多国家都在实验室中对光纤化学传感器技术进行研究, 并应用到重金属检测中。陈雷等人对基于聚氯乙烯膜的光纤传感器进行研究并应用到铜离子的检测中, 取得了良好的效果[3]。李学强等人将注册分析法和激光激发荧光光谱技术应用到对金属离子传感器的研制中, 使我国饮用水中的重金属检测工作取得了很大的进展。
3 生物传感器技术。
第一个生物传感器始于Red String仪器公司。之后, 又在多个公司相继推出, 这些生物传感器主要是对人类血糖和尿糖中的重金属物质进行检测。重金属物质在人体中的留存和迁移会对人体的健康造成极大的威胁, 生物传感器可以与人体生物识别因素相互影响, 以达到对人体中的重金属含量进行检测, 从而预防重金属中毒的目的。通过研究发现, 生物传感器主要分为蛋白质为基础的'生物传感器以及整个细胞为基础的重金属传感器两种。
蛋白质为基础的生物传感器。
生物识别因素主要是促进消化的酶、防止病毒入侵的抗体、增强体质的金属键键合蛋白以及脱辅基酶蛋白质。以这几种生物识别因素为基础制作蛋白质为基础的生物传感器, 用来检测铜离子、锌离子、汞离子以及铅离子等金属离子。传统的生物传感器存在灵敏度低、选择性差等一系列缺点, 因此必须研制出选择性高的新型传感器来实现对重金属离子的检测, 这种新型传感器被称为蛋白质为基础的生物传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器。
整个细胞为基础的重金属传感器可以实现对微型有机体生物标识的检测, 它具有所受干扰因素少、反应速度快等一系列优点, 可以实现对苔藓、海藻、酵母等海洋生物中的重金属的检测。随着生物医学和环境工程的蓬勃发展, 可以通过改进主传感器的途径来解决重金属检测过程中的干扰问题, 即在基因层次上设计细胞器。
4 结语。
综上所述, 本文通过对重金属检测传感器技术研究与应用进行分析, 主要从离子选择性电极传感器技术、光纤化学传感器技术、生物传感器技术以及微电极矩阵传感器技术这四个方面作简要分析, 为传感器检测技术在重金属中的研究与应用提供理论支持, 以减少重金属污染现象的发生。
参考文献
[1]张涛, 苏倡, 刘艳, 等.泥蚶 (Tegillarca granosa) 重组铁蛋白富集重金属离子的特性及化学传感器的研究[J].海洋与湖沼, 2017, 48 (4) :870-876.
[2]吕攀攀, 肖芳兰, 严锡娟, 等.构建一种基于双启动子模型的特异性检测镉离子的大肠杆菌传感器[J].生物工程学报, 2015, 31 (11) :1601-1611.
[3]贾朔.边超, 佟建华, 等.基于纳米金Core-satellites等离子体耦合增强效应的汞离子光纤传感器的研究[J].分析化学, 2017, 45 (6) :785-790.
氢气医学研究到现在已经有10多年历史，专家学者发现氢气对近200种疾病有治疗作用，发表科学研究报道1200多篇，申请国家自然基金70多项，人群研究报道50多篇，有六位院士专家参与氢医学研究并发表论文。据研究，氢气对疾病的治疗作用虽然被认识时间不长，但氢气的生物安全性是早就被广泛研究的内容，几十年前潜水医学研究就证明，连续多日呼吸高压氢气对潜水员不会造成任何毒性损伤。迄今为止，几乎所有氢氧潜水研究的课题均涉及氢气安全性这一问题。特别是瑞典、法国等成功进行的系列人体氢氧潜水实验，如1988-1989年间，法国进行人体氢氧潜水的时间就长达7200小时，进一步说明，人体呼吸氢和氢氧潜水是安全的。既然呼吸高压氢气是无毒，那么常压下的氢气摄入就更加安全。随着氢气生物学研究的不断增加，关于氢气的临床研究也逐渐增多，到目前为止，没有任何证据表明氢气对人体存在危害性。欧盟和美国政府出版的关于氢气生物安全性资料显示，常压下氢气对人体没有任何急性或慢性毒性。国家卫健委于2014年12月发布了氢气作为食品添加剂的国家标准，GB31633-2014《食品安全国家标准食品添加剂氢气》。
放心，氢气本身没有毒，但是很容易燃烧，所以玩的时候要注意不要接触到明火或其他高温物体，一旦碰到很可能发生爆炸的危险，是很容易爆炸，避开这些就不存在什么危险了。 氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体，和氟气、氯气、氧气、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险，氢气虽无毒，在生理上对人体是惰性的，但若空气中氢气含量增高，将引起缺氧性窒息。与所有低温液体一样，直接接触液氢将引起冻伤。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧，并有可能和空气一起形成爆炸混合物，引发燃烧爆炸事故。与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。因此，无论是在工业生产中还是在生活中，我们都需要对使用场所的氢气泄漏进行防范。 我们知道氢气广泛用于农业，化工、冶金、食品、电力、煤矿等多个行业，由于氢气气的大量使用，就会有氢气气泄漏的危险，员工的健康安全受到威胁，及公司财产安全也会受到威胁。为了保障员工能在一个安全放心的环境下工作，也为了减少因为氢气泄露给企业造成的损失，配备专业的氢气检测仪变得十分重要。
氢气有毒的。氢气，化学式为H2，分子量为，常温常压下，是一种极易燃烧。无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气的密度只有空气的1/14，即在1标准大气压和0℃，氢气的密度为。所以氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。氢气是相对分子质量最小的物质，还原性较强，常作为还原剂参与化学反应。氢气 （H2） 最早于16世纪初被人工制备，当时使用的方法是将金属置于强酸中。1766–1781年，亨利·卡文迪许发现氢元素，氢气燃烧生成水（2H2+O2点燃=2H2O），拉瓦锡根据这一性质将该元素命名为 “hydrogenium”（“生成水的物质”之意，“hydro”是“水”，“gen”是“生成”，”ium"是元素通用后缀）。19 世纪50 年代英国医生合信（）编写《博物新编》（1855 年）时，把“hydrogen”翻译为“轻气”，意为最轻气体。工业上一般从天然气或水煤气制氢气，而不采用高耗能的电解水的方法。制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。氢气分子可以进入许多金属的晶格中，造成“氢脆”现象，使得氢气的存储罐和管道需要使用特殊材料（如蒙耐尔合金），设计也更加复杂。
（绿色合成具有优异光解水性能的三元催化剂） 湖南日报·新湖南客户端3月21日讯(通讯员 赵园园)近日，由湘大土木工程与力学学院张平教授、尹久仁教授和丁燕怀教授组成的团队在光解水方面的研究取得了突破性进展，相关成果以“Solid-state, Low-cost and Green Synthesis and Robust Photochemical Hydrogen Evolution Performance of Ternary TiO2/MgTiO3/C Photocatalysts”发表于国际期刊iScience。 该期刊属于Cell的综合性子刊，主要关注自然科学各个领域最前沿的研究工作。杨忠美博士和蒋运鸿博士为论文共同第一作者，丁燕怀教授和张平教授为本文的共同通讯作者(论文链接： )。 （TiO2/MgTiO3/C的低倍TEM图及其不同光照条件下光催化产氢的视频截图） 团队利用一种绿色、低成本方法制备了一种高效三元催化剂TiO2/MgTiO3/C用于光解水产氢，整个制备过程不涉及任何有机溶剂和有毒副产物，其在一个模拟太阳光下产氢效率高达∙h-1∙g-1, 较商品化的P-25 TiO2提高了四倍以上,其在纯可见光下的产氢效率也达到∙h-1∙g-1。光电化学测试结果表明该催化剂在紫外光区的IPCE(the incident photon to charge carrier generation efficiency)效率接近90%，而在400nm~ 470nm的IPCE效率也有较大程度的提高。迄今为止，在已报道的克级制备的同类型催化剂材料中其光催化产氢效率最高，相关成果已经申请发明专利保护。 该研究工作得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅重点项目、湖南省研究生创新基金、力学国家重点学科、化工模拟与增强国家级工程中心的支持和资助。张平教授、尹久仁教授和丁燕怀教授课题组长期从事交叉学科的研究，课题组成员具有力学、材料学、计算模拟等方面的研究背景，近来年课题组成员在Energy & Environmental Science, Nature Communications, Journal of Materials Chemistry A，Nanoscale，Carbon，Journal of Membrane Science和中国科学等知名期刊发表论文20余篇，申报国家专利10余项。 [责编:曹漾] [来源:湖南日报·新湖南客户端]
论文英文摘要氢能是高密度、洁净、可再生的二次能源,发展氢能已成为缓解我国能源供应压力、保障能源安全、促进环境保护的能源战略之一。目前,氢能大规模商业应用首要解决的问题就是如何高效地制备大量廉价的氢气。由于制氢技术的多样性和整体发展的不均性,迫切需要开展与氢能系统评价相关的研究。 本文在对制氢技术特点作深入分析的基础上,运用生命周期评价理论,构建出适用于制氢技术系统评价体系的模型。建立了共性的生命周期分析评价模型和支撑数据库,对系统边界、能源消耗、环境影响指标、决定系统环境性和制氢成本等重要参数进行了讨论。 本文重点研究了煤气化制氢、天然气水蒸气重整制氢、水电解制氢和生物质超临界水气化制氢四种各具特色的制氢技术。煤气化制氢的资源丰富、原料价格低；天然气制氢法工艺流程短,操作简单；水电解制氢法过程无污染、氢气纯度高。但按照本文所构建的制氢技术全生命周期评价模型,从物耗、能耗、环境和经济性四方面对四种制氢技术做出评价,最终得出生物质超临界水气化制氢的综合效益最高,应作为优选发展的制氢技术。论文贯穿生命周期的思想建立了较为完整的制取氢气的系统评价体系,对于制氢技术的改进、优化和发展具有重要的参考价值。
1前言 石油和天然气两种处于自然状态的烃类化合物能源具有不可再生性，随着化石燃料耗量的日益增加，终将要枯竭，这就迫切需要寻找一种不依赖化石燃料、储量丰富的新的能源。氢能 就是这种能源，且氢能的研究同时还迎合了工业化国家日趋严格的环保政策，因而各国对氢能的研究变的日益活跃起来。 氢原子序数为1，常温常压呈气态，超低温、高压下又可成为液态。作为能源， 氢有以下特点： 1）氢是构成了宇宙质量的75％，存储量大。 2）氢的发热值高，是汽油发热值的3倍。 3）氢燃烧性好，点燃快，3％－97％范围内均可燃。 4）氢循环使用性好，燃烧反应生成的水可用来制备氢，循环使用。 5）氢利用形式多，可以产生热能、可用于燃料电池，或转换成固态氢作结构材料。 美国著名石油专家埃克诺米迪斯博士预测：主宰未来世界的能源将是氢能。 2氢能的主要应用领域 二航天 早在M战期间，氢即用作A－2火箭液体推进剂。1970年美国”阿波罗”登月飞船使用的起飞火箭也是用液氢作燃料。 目前科学家们正研究一种”固态氢”宇宙飞船。固态氢既作为飞船的结构材料，又作为飞船的动力燃料，在飞行期间，飞船上所有的非重要零部件都可作为能源消耗掉，飞船就能飞行更长的时间。 交通 在超声速飞机和远程洲际客机上以氢作动力燃料的研究已进行多年，目前已进人样机和试飞阶段。据欧洲空客公司预测，到2004年，欧洲生产的飞机将部分采用液氢为燃料。德国戴姆勒一奔驰航空航天公司以及俄罗斯航天公司从1996年开始试验，其进展证实，在配备有双发动机的喷气机中使用液态氢，其安全性有足够保证。 美、德、法等国采用氢化金属贮氢，而日本则采用液氢作燃料组装的燃料电池示范汽车，已进行了上百万公里的道路运行试验，其经济性、适应性和安全性均较好。美国和加拿大计划从加拿大西部到东部的大铁路上采用液氢和液氧为燃料的机车。 ：民用 除了在汽车行业外，燃料电池发电系统在民用方面的应用也很广泛。氢能发电、氢介质储能与输送，以及氢能空调、氢能冰箱等，有的已经实现，有的正在开发，有的尚在探索中。燃料电池发电系统的开发目前也开发的如火如茶：以PEMFC为能量转换装置的小型电站系统和以SOFC为主的大型电站等均在开发中。 ：其它 以氢能为原料的燃料电池系统除了在汽车、民用发电等方面的应用外，在军事方面的应用也显得尤为重要，德国、美国均已开发出了以PEMFC为动力系统的核潜艇，该类型潜艇具有续航能力强，隐蔽性好，无噪声等优点，受到各国的青睐。 3 氢能应用的主要问题 ：氢气制备 氢气能否广泛使用，制氢工艺是基础，目前主要的制氢工艺主要包括： 1）采用矿物燃料、核能、太阳能、水能、风能及潮汐能等方式电解水制备氢气是目前的主要研究方向，其中以利用太阳能制氢的研究最多也最有前途； 2）热化学循环分解水制氢方法是在水反应系统中加人中间物，经历不同的反应阶段，最终将水分解为氢和氧，且中间物不消耗； 3）光化学制氢是在有光照催化剂作用下，促使水解制得氢气； 4）矿物燃料制氢是利用化学方法将矿物中的氢元素提取出来的方法，如煤的焦化、煤的气化等； 5）生物质制氢是在将生物体中的氢元素通过裂解或者气化的方法提取出来的方法； 6）各种化工过程副产品氢气的回收，如氯碱工业、冶金工业等。水电解制氢、生物质制氢等制氢方法，现已形成规模，其中，低价电解水制氢方法在今后仍将是氢能规模制备的主要方法，目前应用中尚需要降低电耗。 ：氢气一运输 工业实际应用中大致有五种贮氢方法，即： (1)常压贮存，如湿式气柜、地下储仓； （2）高压容器，如钢制压力容器和钢瓶； （3）液氢贮存：采用液氢贮存，就必须先制备液氢，生产液氢一般可采用三种液化循环，其中带膨胀机的循环效率最高，在大型氢液化装置上被广泛采用；节流循环，效率不高，但流程简单，运行可靠，所以在小型氢液化装置中应用较多。氦制冷氢液化循环消除了高压氢的危险，运转安全可靠，但氦制冷系统设备复杂，故在氢液化中应用不多。 （4）金属氢化物：当用贮氢合金制成的容器冷却和压人氢时，氢即被储存；加热这一贮存系统或降低其内部压力，氢就会释放出来。 目前金属氢化物合金体系主要有：l）LaNi5系合金；2）MnNi5系合金等；3）TiMn系合金；4）TiMn系合金（ABZ）；5）镁系合金；6）纳米碳等。 （5）除管道输送外，高压容器和液氢槽车也是目前工业上常规应用的氢气输送方法。 金属氢化物贮氢装置的开发 在氢的制备和贮存、输送问题解决后，下一步的研究就是氢化物贮氢装置的开发，目前主要包括以下两类： 固定式贮氢装置 固定式贮氢器其服务场合多种多样，容量则以大中型为主。美国开发的以合金为基体中型固定式贮氢器；日本则用贮氢合金开发了叠式固定装置；德国用TiMn2型多元合金开发的贮罐是由32个独立贮罐并联而成，容量为目前世界上最大的；我国浙江大学分别用（MmCaCu）（NiA1）5增压型贮氢合金、MINi4. 5 Mn0. 5合金分别开发了两种固定式装置。 移动式贮氢装置 移动式贮氢器除了携带运输氢气外，还可用于燃料电池氢燃料的存储。作为移动式装置要兼顾贮存与输送，因此要求重量轻、贮氢量大等问题。其中金属氢化物贮氢器不需附加设备（如裂解及净化系统），安全性高，适于车船方面应用；用常温型合金，质量贮能密度与 15 M Pa高压钢瓶基本相同，但体积可小得多。如德国海军的混合推进系统在潜艇，氧以液氧形式贮存，氢则以TIFe合金贮存。 目前工作的方向 在PEMFC已有技术基础上，除继续加强大功率PEMFC的关键技术研究外，还应注意PEMFC系统工程关键技术开发和系统技术集成，这是PEMFC发电系统走向实用化过程的关键。 在航空领域则要是解决氢能的贮存和生产成本问题，目前的一个研究趋势是开始将传统的机翼设计成为可以容纳更多液态氢的新型构造。 在汽车领域的问题主要是存在贮氢密度小和成本高两大障碍：以储氢合金贮氢为动力的汽车连续行驶的路程受限制，而以液氢为动力的主要是由于液氢供应系统费用过高而受到限制。 氢在航天动力方面已广泛应用，例如大容量镍氢电池等，但氢能的大规模的应用还有待解决以下关键问题：l）廉价的制氢技术；2）安全可靠的贮氢和输氢方法。 4 未来氢能经济社会的特色 随着科学技术的进步和氢能系统技术的全面进展，氢能应用范围必将不断扩大，氢能将深人到人类活动的各个方面，因而我们可以勾勒出未来氢能经济社会的一副大致图画： l）、化石能源（石油、煤炭、天然气）封存，留作化工原料； 2）、建立居家小型电站，取消远距离高压输电，通过管道网，送氢气至千家万户。 3）、各种类型空气一氢燃料电池成为普遍采用的发电工具。 4）、取缔内燃机动力，汽车、火车、飞机改用燃料电池，消灭了一切能源污染隐患和内燃机车噪音源。 5）、每个城市和家庭有能源供应和回收的完善循环系统。 6）取消火力发电，核电站、水利发电站、风力发电站、潮汐发电完成正常的电力供应后，剩余电力用于电解水制氢，作为储备能源。 5 我国发展氢能的对策 氢能的研究和应用是历史不可逆转的潮流，各国政府目前均对此展开了大量的研究，我国在这方面也投入了不少的人力、物力、财力，并取得了一定的成果，但我们也应该看到目前我们与工业化国家的差距，根据我国的国情制定相应的氢能发展战略，个人认为应包括以下的几点： (1)电解水制氢是获取氢源的重要途径，目前因耗电量大、电价高导至氢气成本高，推广使用受到限制，开发新型电解水制氢工艺，降低能耗也是一个重要的议题。 (2)各种新的制氢方法如从HZS制氢、从生物质制氢及用热化学法水分解制氢以及化工产品中副产品氢气的回收等应予以重视； (3)储氢材料的研究国内进行了较多的研究，但是目前很少有实用化的报道，因而开展科技成果的转化以及新型储氢和输氢装置的研究也尤为重要； (4)氢能未来应用的主要领域还是在燃料电池方面，我国开展这方面的研究也已经有一定基础，但主要是集中在研究燃料电池组件方面，对于系统集成等研究报道不多，同时由于资金和技术方面等因素，目前与国外还是有较大的差距，因而应加大投资力度，迎头赶上。 (5)氢能开发最有前景的方式是与太阳能结合，因而对于太阳能电池系统及材料的研究也应当引起足够的重视。 6结语 就环境保护和市场需求而言，洁净和成本是两个关键参数，光有洁净而成本过高就没有市场，因而目前降低氢能的利用成本成为当务之急，各工业化国家对这方面的研究都十分重视，其中美国政府决定今后五年为开发氢能拨款 17亿美元，力争到 2040年以前使每天的石油消耗量减少 1100万桶。世界上40家重要的汽车厂商中，已有25家决定考虑采用氢能，以适应日益严格的环保政策。因而虽然目前困难重重，但在不久的将来我们可以预见氢能的利用一定能够走进我们生活的方方面面。
我也不会啊，我现在急需一篇3000字的化学探究性小论文｛学生角度｝
在化学史上，人们把氢元素的发现与“发现和证明了水是氢和氯的化合物而非元素”这两项重大成就，主要归功于英国化学家和物理学家卡文迪许（Cavendish，）。 18世纪的英国化学家卡文迪许 卡文迪许是一位百万富翁，但他生活十分朴素，用自己的钱在家里建立了一座规模相当大的实验室，一生从事于科学研究。曾有科学史家说：卡文迪许“是具有学问的人中最富的，也是富人当中最有学问的。”他观察事物敏锐，精于实验设计，所做实验的结果都相当准确，而且研究范围很广泛，对于许多化学、力学和电学问题以及地球平均密度等问题的研究，都作出了重要发现。但他笃信燃素说，这使他在化学研究工作中走过一些弯路。他在五十年中只发表过18篇论文，除了一篇是理论性的外，其余全是实验性和观察性的。在他逝世以后，人们才发现他写了大量很有价值的论文稿，没有公开发表。他的这些文稿是科学研究的宝贵文献，后来分别由物理学家麦克斯韦和化学家索普整理出版。 在化学史上，有一个与这些论文稿有关的有趣的故事。卡文迪许1785年做过一个实验，他将电火花通过寻常空气和氧气的混合体，想把其中的氮全部氧化掉，产生的二氧化氮用苛性钾吸收。实验做了三个星期，最后残留下一小气泡不能被氧化。他的实验记录保存在留下的文稿中，后面写道：“空气中的浊气不是单一的物质（氮气），还有一种不与脱燃素空气（氧）化合的浊气，总量不超过全部空气的1/12.一百多年后，1892年，英国剑桥大学的物理学家瑞利（Ragleigh，）测定氮的密度时，发现从空气得来的氮比从氨氧化分解产生的氮每升重克，百思不得其解。化学家莱姆塞（Ramsay，）认为来自空气的氮气里面能含有一种较重的未知气体。这时，化学教授杜瓦（Dewar，）向他们提到剑桥大学的老前辈卡文迪许的上述实验和小气泡之迷。他们立即把卡文迪许的科学资料借来阅读，瑞利重复了卡文迪许当年的实验，很快得到了小气泡。莱姆塞设计了一个新的实验，除去空气中的水汽、碳酸气、氧和氮后，也得到了这种气体，密度比氮气大，用分光镜检查后，肯定这是一种新的元素，取名氩。这样，卡文迪许当年的工作在1894年元素氩的发现中起了重要作用。从这个故事可看出卡文迪许严谨的科研作风和他对化学的重大贡献。1871年，剑桥大学建立了一座物理实验室，以卡文迪许的名字命名，这就是著名的卡文迪许实验室，它在几十年内，一直是世界现代物理学的一个重要研究中心。 氢的发现和氢的性质的研究 在18世纪末以前，曾经有不少人做过制取氢气的实验，所以实际上很难说是谁发现了氢，即使公认对氢的发现和研究有过很大贡献的卡文迪许本人也认为氢的发现不只是他的功劳。早在16世纪，瑞士著名医生帕拉塞斯就描述过铁屑与酸接触时有一种气体产生；17世纪时，比利时著名的医疗化学派学者海尔蒙特（van Helmont，）曾偶然接触过这种气体，但没有把它离析、收集起来。 波义耳虽偶然收集过这种气体，但并未进行研究。他们只知道它可燃，此外就很少了解。1700年，法国药剂师勒梅里（Lemery，）在巴黎科学院的《报告》上也提到过它。最早把氢气收集起来，并对它的性质仔细加以研究的是卡文迪许。 1766年卡文迪许向英国皇家学会提交了一篇研究报告《人造空气实验》，讲了他用铁、锌等与稀硫酸、稀盐酸作用制得“易燃空气”（即氢气），并用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来，进行研究。他发现一定量的某种金属分别与足量的各种酸作用，所产生的这种气体的量是固定的，与酸的种类、浓度都无关。他还发现氢气与空气混合后点燃会发生爆炸；又发现氢气与氧气化合生成水，从而认识到这种气体和其它已知的各种气体都不同。但是，由于他是燃素说的虔诚信徒，按照他的理解：这种气体燃烧起来这么猛烈，一定富含燃素；硫磺燃烧后成为硫酸，那么硫酸中是没有燃素的；而按照燃素说金属也是含燃素的。所以他认为这种气体是从金属中分解出来的，而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时，“它们所含的燃素便释放出来，形成了这种可燃空气”。他甚至曾一度设想氢气就是燃素，这种推测很快就得以当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万（Kirwan，）等的赞同。由于把氢气充到膀胱气球中，气球便会徐徐上升，这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“论证”燃素具有负重量的根据。但卡文迪许究竟是一位非凡的科学家，后来他弄清楚了气球在空气中所受浮力问题，通过精确研究，证明氢气是有重量的，只是比空气轻很多。他是这样做实验的：先把金属和装有酸的烧瓶称重，然后将金属投入酸中，用排水集气法收集氢气并测体积，再称量反应后烧瓶及内装物的总量。这样他确定了氢气的比重只是空气的9%.但这些化学家仍不肯轻易放弃旧说，鉴于氢气燃烧后会产生水，于是他们改说氢气是燃素和水的化合物。 水的合成否定了水是元素的错误观念在古希腊：恩培多克勒提出，宇宙间只存在火、气、水、土四种元素，它们组成万物。从那时起直到18世纪70年代，人们一直认为水是一种元素。1781年，普利斯特里将氢气和空气放在闭口玻璃瓶中，用电火花引爆，发现瓶的内壁有露珠出现。同年卡文迪许也用不同比例的氢气与空气的混合物反复进行这项实验，确认这种露滴是纯净的水，表明氢是水的一种成分。这时氧气业已发现，卡文迪许又用纯氧代替空气进行试验，不仅证明氢和氧化合成水，而且确认大约2份体积的氢与1份体积的氧恰好化合成水（发表于1784年）。这些实验结果本已毫无疑义地证明了水是氢和氧的化合物，而不是一种元素，但卡文迪许却和普利斯特里一样，仍坚持认为水是一种元素，氧是失去燃素的水，氢则是含有过多燃素的水。他用下式表示“易燃空气”（氢）的燃烧： （水＋燃素）＋ （水－燃素）─→水 易燃空气（氢） 失燃素空气（氧） 1782年，拉瓦锡重复了他们的实验，并用红热的枪筒分解了水蒸汽，才明确提出正确的结论：水不是元素而是氢和氧的化合物，纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年，他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“H-ydrogne”（氢），意思是“产生水的”，并确认它是一种元素。
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卡文迪什不仅是一名伟大的物理学家，他还是一名杰出的化学家，在化学上作出了许多突出的成就。1766年，他证明了氢气的存在，并且验证了氢气能够燃烧，这在他的论文《人造空气》中有详尽的阐述。他还对二氧化碳作了研究。1783年，他弄清了大气的成分。1784年到1785年，他确定了水是一种化合物。后来，卡文迪什还对硝酸的组成、空气中存在惰性气体等问题作出了富有成果的研究。甚至在今天，只要提到卡文迪什的名字，化学界人士无人不知，无人不晓，对这样一个学物理的人在化学上取得的成就感到由衷钦佩。