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活性炭制备方法的研究论文

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活性炭制备方法的研究论文

环境工程开题报告范文

在查阅文献基础上,通过科学实验结合综合理论分析得出合理的结果和结论,找出最佳工艺条件和最优化的活化剂。下面是我为大家整理的环境工程开题报告范文,欢迎参考~

论文题目: 农业秸秆制备活性炭及其性能研究 学 院:生物与环境工程学院

专业班级:xx环境工程一班

一 选题依据

1.设计题目:农业秸秆制备活性炭及其性能研究

2.研究领域:固体废弃物处理与处置

3.设计工作的理论意义和应用价值:

我国农业在我国产业结构中处于基础地位,在农业生产过程中也不乏废弃物的产生,其中秸秆就是农业生产的主要固体废弃物,这就需要我们对其进行处理。焚烧秸秆现象不仅严重污染环境,还存在严重的安全隐患,特别是造成烧伤甚至死亡,更是得不偿失。因此,我们利用农业秸秆制备活性炭,既将农业秸秆有效的处理了,减少了固体废弃物,节约了资源,也制备了具有良好吸附性能、也可以作为燃料的活性炭,满足了人们对活性炭的需求。处理了固体废弃物,较好的保护了环境,减少了环境污染。

4.目前研究的概况和发展趋势:

目前,利用农业秸秆类废料制备活性炭是一种既可以减少环境污染,又可以拓宽能源渠道的新模式。制备活性炭的秸秆有:玉米杆、稻壳、稻杆、剑麻杆、黄麻杆、蚕豆杆等。不同的秸秆可以使用不同的方法来制备活性炭。如稻壳类活性炭的制备方法包括:NaOH法、磷酸法、氯化锌法。稻杆类活性炭的制备方法有:化学方法、微波辐照法。近几年来,利用廉价易得的农业废弃物—秸秆来制备活性炭在国内外得到了大量的研究。制得的活性炭具有吸附性,还可以作为燃料来燃烧。

虽然我国拥有巨大的农业秸秆类资源,但现阶段对其应用还十分有限,对于很多秸秆制备活性炭还处于实验研究阶段,对于真正的大规模工业化生产和利用,还需要不断地探索和推进。利用农业秸秆制备活性炭,不仅可以扩大废弃资源的利用,而且可以保护环境,真正实现“建设环境友好型、资源节约型社会”。活性炭在生产和人类生活中应用越来越广泛,如何制备质优低廉的活性炭变得越来越重要。随着科技的发展,研究的深入,将来可能生产出更优质的低廉的活性炭。

二 毕业设计研究的内容

1.重点解决的问题:

(1)制备工艺的选取,活化剂的选择

(2)活性炭性能的研究

(3)活性炭灰份去除

2.拟开展研究的'几个方面:

(一)、使用何种活化剂

(二)、活性炭的性能研究

(三)、采用哪种方法

(四)、最佳工艺条件

3.本设计预期取得的成果:

制得具有吸附性能和可以作为燃料的活性炭,将秸秆有效的利用,减少了固

体废物,减少了环境污染,保护了环境。

三、设计工作安排:

1.拟采用的主要研究方法:

在查阅文献基础上,通过科学实验结合综合理论分析得出合理的结果和结论,找出最佳工艺条件和最优化的活化剂。

2.毕业论文(实验/论文)进度计划

第一周:下达任务书,毕业实习。

第二周:毕业实习,查阅文献资料。

第三周:毕业实习,查阅文献资料,拟定实验方案。

第四周:毕业实习,整理文献资料,确定实验方案,撰写开题报告。

第五周:实验阶段的初期准备(实验材料、装置、仪器与分析方法)。

第六至十三周:开展实验研究工作。

第十三、十四周:实验结果分析与讨论,撰写论文初稿。

第十五周:论文修改。

第十六周:毕业答辩。

四、阅读的参考文献

[1]郑秋生,李龙,胡雪玉.农作物秸秆用于制备活性炭的进展研究[J] .西安工程大学纺织与材料学院,2010,18(3):69-82

[2]沈铁焕,时运铭.磷酸法麦秆活性炭的研制[J]中小企业科技,2001(10):11.

[3]张利波,彭金辉,涂建华等.氯化锌活化烟杆制造活性炭研究及孔结构表征[J]炭素技术,2005,24(3):14-19

[4]张生明.青稞秸秆氯化锌法制备活性炭[J].青海科技,2008(5):38-39

[5]张世润,李海朝,张丽君等.稻壳活性炭的研制[J].林产科技,2001,26(1):36-38

[6]李玥,陈正行.稻壳制备活性炭的研究[J].山西食品工业,2004(3):15-19

[7]韩彬,周关华,荣达.稻草秸秆活性炭的制备及其表征[J].农业环境科学学报,2009,28(4):828-832

[8]  王守疆, 王孝恩,东玉武.氯化钙活化法从玉米芯生产活性炭[J].山东化工,1994(1):4-5

[9]  蒋应梯.麦秸用磷酸法制粉末活性炭的研究[J].浙江林业科技,2000,20(6):31-33

[10]  卢春兰,徐绍平,刘淑琴等.烟杆制活性炭的工艺研究[J].林产化学与工业,2007,27(4):127-130

[11]  O Ioannidou A residues as precursors for activated carbon production-a review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2007,11(9):1966-2005

给你一个煤质活性炭的生产工艺参考下!

百度文档:

1、破碎,用活性炭粉碎设备将原料木炭在破碎机中破碎。2、清洗,将已破碎完毕合乎净化包规格的木炭粒(绿豆大小)用水清洗,去除泥沙及水溶杂质。3、去杂质,把清洗后的木炭 粒放入蒸汽柜中,利用高温高压的蒸汽除去其所有可分解物。4、将过了蒸汽柜干燥的 木炭送入活化炉中,在 800-1000 摄氏度的温度条件下和水蒸气反应,产生丰富的孔隙结构 及巨大的比表面积,使活性炭具有很强的吸附力。完成其活化过程,制成成品。5、用包装袋分装,密封,制成成品。

由于我国工业生产力度持续加大,产生的废气污染问题也更加严重。工业有机废气的排放除了会对生态环境造成破坏,还会严重影响人们的身体健康。比如,含有苯类的有机废气会对人的中枢神经造成损害,从而影响神经系统功能的正常运行。而含有戊醇的有机废气会引起人的头痛腹泻等症状。所以,对于有机废气进行治理刻不容缓。活性炭吸附技术由于造价成本较低和可行性强等优点,在废气治理中得到了有效的应用。1、常见的有机废气处理方法概述冷凝法该方法主要是按照有机气体的实际冷凝温度,通过加压、降温等不同的措施来实现废气的液化,然后再对液态气体进行有效的回收。因为液态废气能够被再次利用,所以应用冷凝法除了可以改善环境污染问题,还具有一定的经济性。但是在应用冷凝法时,对于温度、浓度等具有一定的要求,为了获得较佳处理效果,应该保持低温高浓,否则很难获得理想的净化效果。液体吸收法该方法主要是通过液态药剂来实现对有机废气的处理,吸收剂的种类较多,包括:水、石油类物质等。液体吸收法可以分为物理和化学两种方法,通过物理方法进行吸收的应用范围十分有限,一般仅适用于部分特征污染物。而运用化学方法进行吸收主要是利用药剂,使之与吸附气体产生一系列的化学反应,以此来实现对有机废气的处理。但是在利用这两种方法时均需要及时更换吸收液,如果在检测后发现吸收液已经处于饱和状态,则应该立即更换,防止废气出现超标排放等问题。吸附法除了上述两种方法外,吸附法也是比较常见的废处理方法,主要通过吸附剂来完成对有机废气的处理。出于对经济成本的考虑,主要选取价格较低且去除效果较好的吸附剂,如:沸石、活性炭等。活性炭吸附由于适用范围较广且效果比较稳定,在业内受到好评。2、活性炭吸附装置的工艺流程吸附有机废气通过过滤器除去固体颗粒,然后进人吸附罐(一般以固定床吸附为主,包括单、双等不同床制),有机物被活性炭捕集、吸附并浓缩,净化的空气从罐体下部经主风机排入大气。解吸在活性炭吸附有机物达到饱和状态后,就会停止吸人有机废气。通过活性炭床向上送人蒸汽进行吹脱,将有机物自活性炭中逐出。热风干燥和冷却通过蒸汽解吸后的活性炭中,留有大部分蒸汽凝液,填充了活性炭内孔,降低了碳层活性。因此,通过热空气对碳层进行干燥。然后关闭蒸汽阀门,再通入常温空气,活性炭就会恢复如初,可以进行循环使用。有机溶剂回收若吹脱的高浓废气中的有机物可以进行再次利用,则可通过冷凝方式进行回收处理。利用有机物露点温度较高的特点,将:蒸汽和有机废气的混合物引入冷凝器,使其冷凝,冷凝液经疏水阀进入分离器,利用溶剂比水轻的特点,分离回收。3、活性炭吸附装置在不同行业中的应用活性炭吸附装置可以应用于诸多行业当中,包括:印刷、涂装等,除了可以实现有效的净化,还可以减少经济成本,易于操作。比如在涂装喷漆时应用活性炭吸附技术,可以对多种有机废气进行有效的处理,对二甲苯等有机废气有较好的吸附效果。而且许多吸附装置应用板材厚实,可以应用较长时间,价格低廉,效果良好。而对于印刷行业等,应用活性炭吸附装置同样可以达到比较理想的净化效果。同时为确保有机废气处理效果,可选用活性炭吸附+催化燃烧的处理装置。先通过活性炭充分的吸附废气,在即将到达饱和状态时停止吸附,利用热气流在活性炭上进行脱附,使得活性炭可以再生;经过脱附的有机物被浓缩,然后再运输至催化燃烧室,燃烧后的尾气可达标排放至大气。综上所述,活性炭吸附技术具有很多显著的优点,如:经济成本较小、效果良好、易与其他处理工艺相结合等,因此在相关领域得到了大范围的推广和应用。但是需要注意的是,废旧活性炭具有一定的危险性,需要进行专项处理,防止出现意外问题。

活性炭最新研究论文

参考文献作为安全管理论文中不可缺少的组成部分,引用参考文献往往是决定安全管理论文质量的重要因素之一。下文是我给大家带来的安全管理论文参考文献的内容,欢迎大家阅读参考!

[1] 刘宇. 高级氧化-生物活性炭-膜滤优化组合除有机物中试研究[D]. 哈尔滨工业大学 2014

[2] 刘起峰. 密云水库水的预氧化及强化混凝研究[D]. 中国地质大学(北京) 2007

[3] 韩宏大. 安全饮用水保障集成技术研究[D]. 北京工业大学 2006

[4] 赵建伟. 富营养化原水中微囊藻毒素分析与去除 方法 及氧化降解机制研究[D]. 西安建筑科技大学 2006

[5] 刘起峰. 密云水库水的预氧化及强化混凝研究[D]. 中国地质大学(北京) 2007

[6] 程庆锋. 高铁锰氨氮地下水净化工艺优化及菌群结构研究[D]. 哈尔滨工业大学 2014

[7] 苗杰. 电化学无氯预氧化安全净水新技术研究[D]. 北京化工大学 2014

[8] 王娜. 腐殖质在混凝与预氧化工艺中的特性及对水处理效能的影响研究[D]. 哈尔滨工业大学 2012

[9] 唐阳. 功能导向的电化学体系建立与碳基复合电极的设计和制备[D]. 北京化工大学 2013

[10] 王琼杰. 基于新型磁性强碱离子交换树脂净化的水源水深度处理技术研究[D]. 南京大学 2014

[11] 周娟. 负载型Pd基催化剂对饮用水中消毒副产物的催化加氢还原[D]. 南京大学 2014

[12] 张怡然. 预臭氧化消毒副产物生成特性和控制技术研究[D]. 南开大学 2014

[13] 吴云. 澄清池膜过滤用于饮用水处理的工艺研究[D]. 天津大学 2009

[14] 李金成. 负载锰氧化物滤料对高锰地下水处理技术研究[D]. 中国海洋大学 2011

[15] 刘志泉. 水中铜绿微囊藻与硝基苯复合污染的特征和作用机制[D]. 哈尔滨工业大学 2012

[1] 姜再兴,黄玉东,刘丽. 粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响[J]. 化学与粘合. 2007(05)

[2] 张国权,杨凤林. 蒽醌/聚吡咯复合膜修饰电极的电化学行为和电催化活性[J]. 催化学报. 2007(06)

[3] 范新庄. 石墨电极的电化学改性制备方法与准电容特性研究[D]. 中国海洋大学 2011

[4] 杨旭,孙承林,谢茂松,杜远华,王贤高. 用电-多相催化技术处理油田废水[J]. 工业水处理. 2002(12)

[5] 陶龙骧,谢茂松. 电催化和粒子群电极用于处理有机工业污水[J]. 工业水处理. 2000(09)

[6] 吴庆,陈惠芳,潘鼎. 炭纤维表面处理综述[J]. 炭素. 2000(03)

[7] 杨旭,孙承林,谢茂松,杜远华,王贤高. 用电-多相催化技术处理油田废水[J]. 工业水处理. 2002(12)

[8] 吴海燕. 单线态氧与不饱和化合物的反应及其过氧化产物的化学发光研究[D]. 江南大学 2012

[9] 陶龙骧,谢茂松. 电催化和粒子群电极用于处理有机工业污水[J]. 工业水处理. 2000(09)

[10] 吴庆,陈惠芳,潘鼎. 炭纤维表面处理综述[J]. 炭素. 2000(03)

[11] 周抗寒,周定. 用涂膜活性炭提高复极性电解槽电解效率[J]. 环境科学. 1994(02)

[12] 谢茂松,王学林,徐桂芬,杨旭,安铁军. 治理难降解有机工业废水新技术--电-多相催化作用[J]. 大连铁道学院学报. 1998(02)

[1] 张芳芳,张永成,骆汉宾. 房地产企业施工阶段安全保障体系研究[J]. 土 木工 程与管理学报. 2013(04)

[2] 卢阳. 谈我国建设工程 安全生产 管理问题与对策研究[J]. 山西建筑. 2012(30)

[3] 曾力勇. 不确定条件下房地产企业投资决策模型研究[D]. 湖南大学 2007

[4] 马建军,陈凤林. 论以企业安全发展伦理为重点的企业安全 文化 建设[J]. 中共银川市委党校学报. 2012(04)

[5] 刘卡丁,郑兰兰,周诚. 我国城市轨道交通安全保障体系研究[J]. 土木工程与管理学报. 2011(04)

[6] 田原. 房地产开发企业安全管理[J]. 现代职业安全. 2011(08)

[7] 曾力勇. 不确定条件下房地产企业投资决策模型研究[D]. 湖南大学 2007

[8] 吴贤国,张立茂,余宏亮,余明辉. 基于知识集成的地铁施工安全风险识别专家系统研究[J]. 施工技术. 2012(13)

[9] 陈必安. 房地产企业综合竞争力分析与提升策略研究[D]. 天津大学 2009

[10] 张孟春. 建筑工人不安全行为产生的认知机理及应用[D]. 清华大学 2012

[11] 张登伦. 机电安装工程项目施工安全风险管理研究[D]. 中国矿业大学(北京) 2013

[12] 王原博. 日本煤矿安全监察与管理理念[J]. 陕西煤炭. 2011(02)

[13] 姚崎. 房地产建设施工现场的安全管理[J]. 企业技术开发. 2011(01)

[14] 余建强,周晓冬. 我国建筑工程安全标准体系的现状分析[J]. 工程管理学报. 2010(03)

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环境专业开题报告

开题报告,就是当课题方向确定之后,课题负责人在调查研究的基础上撰写的报请上级批准的选题计划。下面是环境专业开题报告,欢迎参考阅读!

论文题目:农业秸秆制备活性炭及其性能研究

学 院:生物与环境工程学院

专业班级:08环境工程一班

一 选题依据

1.设计题目:农业秸秆制备活性炭及其性能研究

2.研究领域:固体废弃物处理与处置

3.设计工作的理论意义和应用价值:

我国农业在我国产业结构中处于基础地位,在农业生产过程中也不乏废弃物的产生,其中秸秆就是农业生产的主要固体废弃物,这就需要我们对其进行处理。焚烧秸秆现象不仅严重污染环境,还存在严重的安全隐患,特别是造成烧伤甚至死亡,更是得不偿失。因此,我们利用农业秸秆制备活性炭,既将农业秸秆有效的处理了,减少了固体废弃物,节约了资源,也制备了具有良好吸附性能、也可以作为燃料的活性炭,满足了人们对活性炭的需求。处理了固体废弃物,较好的保护了环境,减少了环境污染。

4.目前研究的概况和发展趋势:

目前,利用农业秸秆类废料制备活性炭是一种既可以减少环境污染,又可以拓宽能源渠道的新模式。制备活性炭的秸秆有:玉米杆、稻壳、稻杆、剑麻杆、黄麻杆、蚕豆杆等。不同的秸秆可以使用不同的方法来制备活性炭。如稻壳类活性炭的制备方法包括:NaOH法、磷酸法、氯化锌法。稻杆类活性炭的制备方法有:化学方法、微波辐照法。近几年来,利用廉价易得的农业废弃物—秸秆来制备活性炭在国内外得到了大量的研究。制得的活性炭具有吸附性,还可以作为燃料来燃烧。

虽然我国拥有巨大的农业秸秆类资源,但现阶段对其应用还十分有限,对于很多秸秆制备活性炭还处于实验研究阶段,对于真正的大规模工业化生产和利用,还需要不断地探索和推进。利用农业秸秆制备活性炭,不仅可以扩大废弃资源的利用,而且可以保护环境,真正实现“建设环境友好型、资源节约型社会”。活性炭在生产和人类生活中应用越来越广泛,如何制备质优低廉的活性炭变得越来越重要。随着科技的发展,研究的深入,将来可能生产出更优质的低廉的活性炭。

二 毕业设计研究的内容

1.重点解决的问题:

(1)制备工艺的选取,活化剂的.选择

(2)活性炭性能的研究

(3)活性炭灰份去除

2.拟开展研究的几个方面:

(一)、使用何种活化剂

(二)、活性炭的性能研究

(三)、采用哪种方法

(四)、最佳工艺条件

3.本设计预期取得的成果:

制得具有吸附性能和可以作为燃料的活性炭,将秸秆有效的利用,减少了固体废物,减少了环境污染,保护了环境。

三、设计工作安排:

1.拟采用的主要研究方法:

在查阅文献基础上,通过科学实验结合综合理论分析得出合理的结果和结论,找出最佳工艺条件和最优化的活化剂。

2.毕业论文(实验/论文)进度计划

第一周:下达任务书,毕业实习。

第二周:毕业实习,查阅文献资料。

第三周:毕业实习,查阅文献资料,拟定实验方案。

第四周:毕业实习,整理文献资料,确定实验方案,撰写开题报告。

第五周:实验阶段的初期准备(实验材料、装置、仪器与分析方法)。

第六至十三周:开展实验研究工作。

第十三、十四周:实验结果分析与讨论,撰写论文初稿。

第十五周:论文修改。

第十六周:毕业答辩。

四、阅读的参考文献

[1]郑秋生,李龙,胡雪玉.农作物秸秆用于制备活性炭的进展研究[J] .西安工程大学纺织与材料学院,2010,18(3):69-82

[2]沈铁焕,时运铭.磷酸法麦秆活性炭的研制[J]中小企业科技,2001(10):11.

[3]张利波,彭金辉,涂建华等.氯化锌活化烟杆制造活性炭研究及孔结构表征[J]炭素技术,2005,24(3):14-19

[4]张生明.青稞秸秆氯化锌法制备活性炭[J].青海科技,2008(5):38-39

[5]张世润,李海朝,张丽君等.稻壳活性炭的研制[J].林产科技,2001,26(1):36-38

[6]李玥,陈正行.稻壳制备活性炭的研究[J].山西食品工业,2004(3):15-19

[7]韩彬,周关华,荣达.稻草秸秆活性炭的制备及其表征[J].农业环境科学学报,2009,28(4):828-832

[8]  王守疆, 王孝恩,东玉武.氯化钙活化法从玉米芯生产活性炭[J].山东化工,1994(1):4-5

[9]  蒋应梯.麦秸用磷酸法制粉末活性炭的研究[J].浙江林业科技,2000,20(6):31-33

[10]  卢春兰,徐绍平,刘淑琴等.烟杆制活性炭的工艺研究[J].林产化学与工业,2007,27(4):127-130

[11]  O Ioannidou A residues as precursors for activated carbon production-a review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2007,11(9):1966-2005

一、 选题意义

1、课题来源概况

本课题题目为北京市名门宾馆空调设计。本次毕业设计的任务要求是完成建筑物冷、热源空调系统负荷设计计算;分析并确定空调系统设计方案和主要设备的选型;完成管路系统的设计计算等;不低于规定要求的工程图纸设计任务;撰写毕业论文。要求各项设计计算正确,论文条例清晰,图纸符合国家要求,按时完成各项设计任务。

2、研究设计意义

随着现代科学技术的发展和我国市场经济的大发展,各地都在兴建高标准的宾馆。宾馆的建筑水准和设备水准是一个国家现代化程度和技术水平的标志,而其空调方式应能适应宾馆的功能需求,因此搞好宾馆空调设计是至关重要的。在此设计中采用中央空调系统,满足室内工作人员的舒适感。【2】

二、调研综述

在现代宾馆建筑的空调中,中央空调与局部空调相结合的方式成为主流。而中央空调方式中,由于旅馆建筑中数量多是客房,采用半集中式空调为数较多,客房的空调方式几乎公认首选风机盘管加新风的半集中式空调系统。国内以往设计旅馆大部分采用定水量系统,但在目前节能趋势下,外资或合资宾馆已较多

的应用变水量系统。【5】

旅馆建筑中的公共用房如餐厅,商场和多功能厅等场所,一般采

用全空气低风速单风道系统,而对于负荷和人流变化均大的采用变风量系统,但是其初投资较高没有能推广使用。【6】另外,为了满足一些建筑过度季节或冬季内部区供冷,周边区供暖的要求,采用内部区变风量或单风道集中方式,外部区用双水管风机盘管加新风的半集中方式。

同时,还有一种水源热泵系统,属于半集中局部方式,用同一系统按照不同房间的不同要求分别供冷或供热,且热泵效率较高,能大幅度的节省一次能源,但其初投资和运行经常费比较高,只能在有条件的场合推广使用。对于办公室采用分散式或个别空调方式,其中,全空气系统的下送风空调方式的应用正越来越广泛。

由于受工程多变,施工技术水平参差不齐,设计者力求安全等因素的支配,对于设备的选型,往往取大,造成系统的使用效率过低,或者空调工程不能满足变工况的使用要求造成过冷或过热,即调节性差。 【7】

三、基本内容及技术路线

1、主要设计内容及具体步骤:

(1)确定室内外参数;

(2)房间冷(热)负荷计算;

(3)确定送风状态及送风量;

(4)确定新风量;

(5)确定空气处理方案;

(6)空气处理设备的选择确定气流组织;

(7)风管路、水管路的水力计算;

(8)机组选择与计算;

(9)消声减震要求;

(10)风机盘管加新风机组系统的有关要求;

(11)防火排烟;

(12)全年运行方案的确定;

(13)说明书部分;

(14)空调平面图;

(15)空调剖面图;

(16)空调系统图;

(17)相关必要的详图。

2、方法:

通过实习参观掌握工程实际操作,资料翻阅、搜集,小组探讨,指导老师指导来完成本次设计。

四、毕业设计报告(论文)提纲

第一部分 绪论;

第二部分 设计内容;

第三部分 空调方案;

第四部分 空调设备的选择与计算;

第五部分 水力计算;

第六部分 结束语;

第七部分 参考文献;

第八部分 谢辞;

第九部分 附录。

五、进度安排

熟悉图纸、明确设计任务、收集资料  周

空调负荷计算 周

设计方案选择、设备选型计算  周

水、风系统水力计算 周

绘制施工图周

编制说明书及修改设计周

外文翻译  周

答辩周

六、主要参考文献

【1】单寄平,《空调负荷实用计算方法》,北京,中国建筑工业出版社,。

【2】钱以明,《高层建筑空调节能》,上海,同济大学出版社,。

【3】赵荣义,《空气调节》,北京,中国建筑工业出版社,。

【4】范存养、金东哲 译,《空气调节手册》,北京,中国建筑工业出版社,。

【5】顾兴蓥,《民用建筑暖通空调设计技术措施》,北京,建设部建筑设计院,。

【6】樊高定、截世龙,《我国制冷空调主要能效现状分析》,《制冷与空调》,北京,中国制冷空调工业协会,2009年第01期。

【7】许宏褉、万嘉风,《上海四季酒店暖通空调设计》,《暖通空调》,北京,中国建筑工业出版社,2008年第06期。

【8】余晓平、付祥钊,《室内相对湿度对夏热冬冷地区新风耗冷量的影响》,《建筑热能通风空调》,北京,机械工业出版社,2001年第02期。

【9】周学文,《地源热泵竖直地埋管换热器的热平衡问题及解决方案》,《建筑节能》,北京,中国建材工业出版社,2009年第01期。

【10】刘源全等,《空调节能泵应用的节能效果》,《建筑节能》,北京,中国建材工业出版社,2008年第12期。

液晶的制备方法研究论文

一.工艺流程简述: 前段工位: ITO 玻璃的投入(grading)—— 玻璃清洗与干燥(CLEANING)——涂光刻胶(PR COAT)——前烘烤(PREBREAK)——曝光(DEVELOP) 显影(MAIN CURE)——蚀刻(ETCHING)—— 去膜(STRIP CLEAN)—— 图检(INSP)——清洗干燥(CLEAN)——TOP 涂布(TOP COAT)—— UV 烘烤(UV CURE)—— 固化(MAIN CURE)——清洗(CLEAN)—— 涂取向剂(PI PRINT)——固化(MAIN CURE)—— 清洗(CLEAN)——丝网印刷(SEAL/SHORT PRINTING)—— 烘烤(CUPING FURNACE)—— 喷衬垫料(SPACER SPRAY)—— 对位压合(ASSEMBLY)—— 固化(SEAL MAIN CURING) 1. ITO 图形的蚀刻:(ITO 玻璃的投入到图检完成) A. ITO 玻璃的投入:根据产品的要求,选择合适的ITO 玻璃装入传递篮具中,要求ITO 玻璃的规格型号符合产品要求,切记ITO 层面一定要向上插入篮具中。 B. 玻璃的清洗与干燥: 将用清洗剂以及去离子水(DI 水)等洗净ITO 玻璃,并用物理或者化学的方法将ITO 表面的杂质和油污洗净,然后把水除去并干燥,保证下道工艺的加工质量。 C. 涂光刻胶: 在ITO 玻璃的导电层面上均匀涂上一层光刻胶,涂过光刻胶的玻璃要在一定的温度下作预处理:(如下图) D. 前烘:在一定的温度下将涂有光刻胶的玻璃烘烤一段时间,以使光刻胶中的溶剂挥发,增加与玻璃表面的粘附性。 E. 曝光:用紫外光(UV)通过预先制作好的电极图形掩模版照射光刻胶表面,使被照光刻胶层发生反应,在涂有光刻胶的玻璃上覆盖光刻掩模版在紫外灯下对光刻胶进行选择性曝光:(如图所示) F. 显影:用显影液处理玻璃表面,将经过光照分解的光刻胶层除去,保留未曝光部分的光刻胶层,用化学方法使受UV 光照射部分的光刻胶溶于显影液中,显影后的玻璃要经过一定的温度的坚膜处理 G. 坚膜:将玻璃再经过一次高温处理,使光刻胶更加坚固。 H. 刻蚀:用适当的酸刻液将无光刻胶覆盖的ITO 膜蚀掉,这样就得到了所需要的ITO 电极图形, 注:ITO 玻璃为(In2O3 与SnO2)的导电玻璃,此易与酸发生反应,而用于蚀刻掉多余的ITO,从而得到相应的拉线电极。 I. 去膜:用高浓度的碱液(NaOH 溶液)作脱膜液,将玻璃上余下的光刻胶剥离掉,从而使ITO 玻璃上形成与光刻掩模版完全一致的ITO 图形。(即按客户要求进行显示的部分拉线蚀刻完成,如图) J. 清洗干燥:用高纯水冲洗余下的碱液和残留的光刻胶以及其它的杂质。 2. 特殊制程:(TOP 膜的涂布到固化后清洗) 一般的TN 与STN 产品不要求此步骤,TOP 膜的涂布工艺是在光刻工艺之后再做一次SiO2 的涂布,以此把刻蚀区与非刻蚀区之间的沟槽填平并把电极覆盖住,这既可以起到绝缘层的作用,又能有效地消除非显示状态下的电极底影,还有助于改善视角特性等等,因此大部分的高档次产品要求有TOP 涂布。 3. 取向涂布(涂取向剂到清洗完成) 此步工艺为在蚀刻完成的ITO 玻璃表面涂覆取向层,并用特定的方法对限向层进行处理,以使液晶分子能够在取向层表面沿特定的方向取向(排列),此步骤是液晶显示器生产的特有技术。 A. 涂取向剂:将有机高分子取向材料涂布在玻璃的表面,即采用选择涂覆的方法,在ITO 玻璃上的适当位置涂一层均匀的取向层,同时对取向层做固化处理。(一般在显示区) B. 固化: 通过高温处理使取向层固化。 C. 取向摩擦:用绒布类材料以特定的方向摩擦取向层表面,以使液晶分子将来能够沿着取向层的摩擦方向排列。如TN 型号摩擦取向:45 度 D. 清洗: 取向摩擦后的玻璃上会留下绒布线等污染物,需要采取特殊的清洗步骤来消除污染物。 4. 空盒制作:(丝网印刷到固化) 此步工艺是把两片导电玻璃对叠,利用封接材料贴合起来并固化,制成间隙为特定厚度的玻璃盒。制盒技术是制造液晶显示器的最为关键的技术之一。(必须严格控制液晶盒的间距) A. 丝印边框及银点:将封接材料(封框胶)用丝网印刷的方法分别对上板印上边框胶和和下板玻璃印是导电胶。 B. 喷衬垫料: 在下玻璃上均匀分布支撑材料。将一定尺寸的衬垫料(一般为几个微米)均匀分散在玻璃表面,制盒时就靠这些材料保证玻璃之间的间距即盒厚。 C. 对位压合: 按对位标记上与下玻璃对位粘合,将对应的两片玻璃面对面用封接材料粘合起来。 D. 固化: 在高温下使封接材料固化。固化时一般在上下玻璃上加上一定的压力,以使液晶盒间距(厚度保持均匀)。 后段工位: 切割(SCRIBING)—— Y 轴裂片(BREAK OFF)—— 灌注液晶(LC INJECTION)—— 封口(END SEALING)——X 轴裂片(BREAK OFF)—— 磨边—— 一次清洗(CLEAN) ——再定向(HEATING) ——光台目检(VISUAL INSP)—— 电测图形检验(ELECTRICAL)——二次清洗(CLEAN)—— 特殊制程(POLYGON)——背印(BACK PRINTING)—— 干墨(CURE)—— 贴片(POLARIZER ASSEMBLY)—— 热压(CLEAVER)—— 成检外观检判(FQC) ——上引线(BIT PIN)—— 终检(FINAL INSP)——包装(PACKING)—— 入库(IN STOCK) 参考资料 请原谅啊,我也是拷贝的,网页有详细说明。

显示用液晶材料是由多种小分子有机化合物组成的,现已发展成很多种类, 例如各种联苯腈、酯类、环己基(联) 苯类、含氧杂环苯类、嘧啶环类、二苯乙 炔类、乙基桥键类和烯端基类以及各种含氟苯环类等。人们通常根据液晶形成 的条件,将液晶分为溶致液晶( Lyot ropic liquid crystal s ) 和热致液晶( Thermot ropic liquid crystal s) 两大类。 溶致液晶 将某些有机物放在一定的溶剂中,由于溶剂破坏结晶晶格而形成的液晶,被 称为溶致液晶。比如:简单的脂肪酸盐、离子型和非离子型表面活性剂等。溶致 液晶广泛存在于自然界、生物体中,与生命息息相关,但在显示中尚无应用。 热致液晶 热致液晶是由于温度变化而出现的液晶相。低温下它是晶体结构,高温时则 变为液体,这里的温度用熔点( Tm) 和清亮点( Tc ) 来标示。 液晶单分子都有各自 的熔点和清亮点,在中间温度则以液晶形态存在。目前用于显示的液晶材料基本 上都是热致液晶。在热致液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相 (Smectic) 、向列相(Nematic) 和胆甾相(Cholesteric) 。 1. 2. 1 胆甾相液晶 这类液晶大都是胆甾醇的衍生物。胆甾醇本身不具有液晶性质,其中只有当 O H 基团被置换,形成胆甾醇的酯化物、卤化物及碳酸酯,才成为胆甾相液晶。并 且随着相变而显示出特有颜色的液晶相。胆甾相液晶在显示技术中很有用, TN、 STN 等显示都是在向列相液晶中加入不同比例的胆甾相液晶而获得的。另外, 温度计也应用于此液晶。 1. 2. 2 近晶相液晶 虽然目前液晶显示技术中主要应用的是向列相液晶,而近晶相液晶黏度大, 分子不易转动,即响应速度慢,被认为不宜作显示器件。但是向列相液晶显示模式 几乎已接近极限,从TN 到STN 直至FSTN(Formulated Super Twisted Nematic) 格式化超级扭曲向列,对其应用没有新的理论模式。因而,人们将目光重新转移到 了近晶相液晶上,目前各近晶相中的手性近晶C 相,即铁电相引起人们广泛兴趣。 铁电液晶具备向列相液晶所不具备的高速度(微秒级) 和记忆性的优异特征,它 们在最近几年得到大量研究。 1. 2. 3 向列相液晶 向列相液晶又称丝状液晶。在应用上,与近晶相液晶相比,向列相液晶各个分 子容易顺着长轴方向自由移动,因而黏度小,富于流动性。向列相液晶分子的排列 和运动比较自由,对外界作用相当敏感,因而应用广泛。向列相液晶与胆甾相液晶 可以互相转换,在向列相液晶中加入旋光材料,会形成胆甾相,在胆甾相液晶中加 入消旋光向列相材料,能将胆甾相转变成向列相。 2 液晶显示中所用液晶材料的主要分类 液晶材料介于晶体与液体之间性质,兼有液体与晶体的特性,一方面,液晶具 有流体的流动特性;另一方面,液晶又呈现出晶体的空间各向异性,包括介电特性、 磁极化、光折射率等空间各向异性。液晶分子的部分有序排列还使得液晶具有 类似晶体的、能承受扰乱这种秩序的切变应力。即使液晶具有切变弹性模量。 对于实际显示器件性能的影响,液晶材料有许多技术参数,包括光电参数与物性 参数,主要有介电各向异性Δε、双折射率Δn 、体积黏度η、弹性常数K、相 变温度Tm/ Tc (熔点\ 清亮点) 和液晶电阻率ρ等。根据液晶的上述特性产生出 来的光电效应,把液晶对电场、磁场、光线和温度等外界条件的变化在一定下装 换成可视信号,就可以制成显示器,即液晶显示器件。 目前,各种形态的液晶材料基 本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的有各种向列相液晶、聚合物分散液 晶、双(多) 稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中,开发 最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模 式, 常见向列相显示就有TN (扭曲向列相) 模式、H TN (高扭曲向列相) 模式、 STN (超扭曲向列相) 模式、TF T (薄膜晶体管) 模式等。其中TF T 模式是近10 年发展最快的显示模式。 TN ( Twist Nematic) 扭曲向列型液晶材料 2. 1 TN 型液晶材料的发展起源于1968 年,当时美国公布了动态散射液晶显示 (DSM2LCD) 技术。但由于提供的液晶材料的结构不稳定性,使它们作为显示材 料的使用受到极大的限制。1971 年扭曲向列相液晶显示器( TN2LCD) 问世后, 介电各向异性为正的TN2液晶材料便很快开发出来;特别是1972年相对结构稳定 的联苯腈系列液晶材料由Gray G等合成出来后,满足了当时电子手表、计算器和 仪表显示屏等LCD 器件的性能要求,从而真正形成了TN2LCD 产业时代。 TN2LCD 用的液晶材料已发展了很多种类。 它们的特点是分子结构稳定,向列相 温度范围较宽,相对黏度较低。不仅可以满足混合液晶的高清亮点、低黏度,而且 能保证体系具有良好的低温性能。联苯环类液晶化合物的△n 值较大,是改善液 晶陡度的有效成分。嘧啶类化合物的K33/ K11 值较小,只有0. 60 左右,在 TN2LCD 和STN2LCD 液晶材料配方中,经常用它们来调节温度序数和△n 值。 而二氧六环类液晶化合物是调节“多路驱动”性能的必需成分。TN 液晶一般分 子链较短,特性参数调整较困难,所以特性差别比较明显。 2. 2 STN( Super TN) 超扭曲向列相型液晶材料 自1984 年发明了超扭曲向列相液晶显示器(STN2LCD) 以来,由于它的显 示容量扩大,电光特性曲线变陡,对比度提高,要求所使用的向列相液晶材料电光 性能更好,到80 年代末就形成了STN2LCD 产业,其代表产品有移动电话、电子 笔记本、便携式微机终端。STN 型与TN 型结构大体相同,只不过液晶分子扭曲 角度更大一些,特点是电光响应曲线更好,可以适应更多的行列驱动。STN2LCD 用混晶材料的主要成分是酯类和联苯类液晶化合物,这两类液晶黏度较低,液晶 相范围较宽,适合配制不同性能的混晶材料。另外为了满足STN 混晶的大K33/ K11 值和适度△n 的要求,通常需要在混晶中添加炔类、嘧啶类、乙烷类和端烯 类液晶化合物。调节混晶体系的△n 通常用炔类单体、嘧啶类单体乙烷类单体 等。K33/ K11 值对STN2LCD 的阈值锐角有很大影响, 较大的K33/K11 值使显 示有较高的对比度。为了提高K33/K11 值,往往需要在混晶中添加短烷基链液晶 化合物和端烯类液晶化合物。 2. 3 TFT( Thin Film Transistor) 薄膜晶体管显示型液晶材料 由于采用薄膜晶体管阵列直接驱动液晶分子,消除了交叉失真效应,因而显 示信息容量大;配合使用低黏度的液晶材料,响应速度极大提高,能够满足视频图 像显示的需要。因此, TF T2LCD 较之TN型、STN 型液晶显示有了质的飞跃。 TF T2LCD 用液晶材料与传统液晶材料有所不同。除了要求具备良好的物化稳 定性、较宽的工作温度范围之外, TF T2LCD 用液晶材料还须具备以下特性:低 黏度、高电压保持率、与TF T2LCD 相匹配的光学各向异性( △n) 。目前针对 TFT2LCD 用液晶材料的合成设计趋势集中于以下几个方面: (1) 以氟原子或含 氟基团作为极性端基取代氰基; (2) 在液晶分子侧链、桥键引入氟原子来调节液 晶相变区间、介电各向异性等性能参数; (3) 含有环己烷,尤其是双环己烷骨架的 液晶分子得到广泛重视; (4) 乙撑类柔性基团作桥键的液晶。在液晶显示材料中, 液晶材料大都是由几种乃至十几种单体液晶材料混合而成。向列相液晶和胆甾 相液晶目前已具有非常广泛的应用,尤其是在液晶平板显示器上的应用,市场极 大。随着液晶化合物种类的不断增加,液晶化合物的结构与性能之间的关系逐渐 为人们所认识。反过来,由性能- 结构之间的关系又可以指导具有新型结构、具 备特定功能的液晶分子的合成。单一的化合物难以满足实际应用中的苛刻要求, 通过将不同的液晶单体进行科学混配,则可以弥补相互性能上的不足之处。这样, 通过合成出在某些性能上具有独到之处的液晶化合物,并将其应用于混合液晶配 方中,也能达到提高显示性能的目的。 二 胆甾 液晶 自1992 年发现胆甾相液晶具有零场下多稳定相态织构现象以来,反射式胆 甾相液晶显示(Cholesteric liquid crystal display ,简称:Ch2LCD) 已发展成为一种 新型显示模式。最突出的优点是具有零场记忆特性,在零电场时,能长期保持显示 内容,其能耗只有TFT2LCD 的1/ 8 左右。由于不需要偏振片和背光源,具有高反 射能力和宽视角,能够实现类似纸般的阅读效果,特别适用于电子书籍阅读器、商 业广告等领域。美国、日本、欧洲和中国等国家投入了大量人力、物力从事这 方面的基础研究和应用开发工作,发展很快。 2000 年开发出黄绿模式胆甾相液晶 电子书籍 ,2001 年开发出黑白模式电子书籍2003 年已发展到全彩色模式 e2book ,成为近几年液晶显示领域的一个热点。显示用胆甾相液晶材料是由宽温 向列相液晶组合物(Nematic liquid crystal components) 和手性组合物(Chiral components) 配制而成,具有平面织构(Planar Texture) 、焦锥织构(Focal Conic 与其他液晶材料相比,胆甾相液晶材料的螺 Texture)等多种稳定相态的液晶材料。 距较短、双折射率大、手性组分含量高。 1 胆甾相液晶材料的性能要求 胆甾相液晶材料独特的螺旋结构决定了它特殊的光学特性[7 ] 。对于反射 式液晶显示,其液晶材料必须满足Bragg 方程(1) ,即中心反射波长(λ0) 与液晶 材料的螺矩( p) 及其平均折射率(n )成正比:λ0 = .n p (1)由于液晶材料具有介电 各向异性、折射率ne 和no ,平均折射率(n ) 为( ne + 2 no ) / 3。例如,若一液晶的 ne = 1. 70 , no = 1. 50 ,为了反射出波长λ=550nm 的可见光,其螺矩应约为 350nm。另一方面,液晶显示的反射光谱波带(Δλ) 是与液晶材料的螺矩( p) 及 双折射率(Δn = ne - no)成正比:Δλ = pΔn (2)从公式(2) 中可见,当p 值一定时, 在满足Bragg反射(即Δλ值一定) 的前提下, 提高胆甾相液晶材料的Δn ,有利 于改善液晶反射效果。液晶材料的螺距p 和手性掺加剂的螺旋扭曲力常数 (Helical Twisting Power ,简称HTP 值) 及其在液晶组合物中的含量Xc 关系是:p = [ (HTP) Xc ] - 1 (3)胆甾相液晶材料的HTP 值是由手性分子自身性质决定。 当p 值一定时,手性分子的HTP 值越大,在其液晶材料中的含量( Xc)相对越少,越有利 于胆甾相液晶的性能改善。由于不同Ch2LCD模式具有不同的螺矩,只有通过调 节不同HTP 值的手性组分及其在液晶材料中的含量来改变螺矩和反射波长(或 显示屏颜色) 。在胆甾相液晶材料中,其Δn 、介电各向异性(Δε) 是由向列相 液晶组合物性能决定,其粘度是由向列相液晶组合物和手性组合物共同决定。要 改善胆甾相液晶显示性能,降低工作电压、增加亮度、提高响应速度和工作温度 范围、实现黑白或全色彩的高对比度显示,除了改进显示方法外,必须在提高液晶 材料的双折射率、扩大介电各向异性、降低粘度、减少手性组分含量等方面解 决问题。因此,设计与合成新型高HTP 值的手性化合物分子,开发低粘度、高Δn 值、高Δε值液晶分子已成为近几年的重要新课题。 2 胆甾相液晶的合成 自 18 88 年液晶被发现后人们对其特殊性质的认识不断深入。它具有力、 光、电、声、热、气等多种效应,这些与众不同的性质使之作为一种新材料被越 来越广泛地应用到各个领域。 胆固醇脂类液晶在一定条件下随温度、磁场、电场、机械应力、气体浓度 的变化发生色彩的变化,可用于制作液晶温度计、气敏元件、电子元件、变色物 质等,还可用于无损探伤、微波测量、疾病诊断、定向反应等化学、化工、冶金、 医学领域,其新的合成和应用报道层出不穷,合成方法也不断改进。 本文用羧酸酰氯与胆固醇反应合成胆甾型液晶。 许多文献在反应中都加入了氯化氢吸收剂,如 N,N 一二甲基苯胺、毗吮等, 我们在实践中观察到该法有时分离纯化麻烦、收率不高,但改进后的蒸出氯化氢 法效果良好,并用该法成功地合成了 Z 一 51 一二十四碳烯酸胆固醇脂。 三 实验部分 熔点测定使用 APPAREIL、 MONAND 一 JOUAN 熔点测定仪,温度计未较 正;红外光谱使用岛津一 45 0 型红外光谱仪(除标明外均为嗅化钾压片);D SC 曲 线使用岛津一 40 综合热分析仪;薄层检测使用硅胶 G F 25 4(200 一 62 0 目,上海 化学试剂采购供应站);柱层析使用 60 一 10 目硅胶;二十四碳烯酸自己合成;其余 药品均为化学纯商品。 胆固醇丙酸脂的合成 在 250 m l 三颈瓶中加入 9( 3 6m o l)丙酸、 9( m o l)新蒸 7 氯化亚矾、几滴 N,lN 一二甲基甲酞胺,水浴回流 2~3 h,再向反应瓶中加入 4 1 9( m o l)胆固醇、13 0m l( m o l)N,N 一二甲基苯胺,水浴回流 3h。以 30 份石油醚和一份乙醚混合液为展开剂薄层检测反应终点反应完后取上层蒸出 20℃以下的馏份,冷却后乙醇重结晶 3 次 ,得白色固体 9,产率 f 值为 (石油醚:乙醚一 30:1),熔点见表 l(下 同)。 胆固醇苯甲酸醋的合成 采用胆固醇与苯甲酸脂的摩尔比为 1:2 的用量仿上操作,产率“%,R f 值 为 (展开剂同上) 胆固醇壬酸脂的合成 在 2 50 m l 三颈瓶中加入 9( o l)壬酸、1 9( m o l)新 蒸氯化亚讽、几滴 N,N 一二甲基甲酞胺,水浴回流 3 h,减压蒸去低沸点物质,然后 加入 10 g( mol)胆固醇,通氮气,120℃左右回流 l h,同时驱赶 HC I,薄层检测反 应终点(同上展开剂)。反应完后无水乙醇重结晶 3 次,得白色晶体 g,产率 f 值为 6。 胆固醇丁酸脂的合成 制丁酸氯时让丁酸过量少许,不再减压蒸馏,其余仿 操作。 产率 17%,R f 值为 。 胆固醇油醇碳酸脂的合成 胆固醇油醇碳酸脂的合成 光气的制备 在 250 m l 的三颈瓶中加入 20g50%的发烟硫酸,水浴加热,以 1 滴/5s 的速 度滴入四氯化碳即可产生连续稳定的光气。 胆固醇氯甲酸脂的制备 把 15g( mol)胆固醇溶于干燥的 200lm 乙醚中,并倾入 250 ml 的三颈 烧瓶,通入连续稳定的光气至成黄色溶液,再持续 1~2 h,用氮气驱尽残余光气,薄 层检测反应终点(用 7 份石油醚和 l 份乙醚的混合液为展开剂),反应完后蒸去含光 气的乙醚,丙酮重结晶 1 次,得白色产品 ,产率 。 熔点 117℃ 文献值 118~119℃ R f 值为 0(石油醚:乙醚~7:1) 胆固醇油醇碳酸脂的合成 在装有冷凝管滴液通氮气导管的 250 m l 的三颈烧瓶中放入 ( mol 胆固醇氯甲酸脂,20 ml 无水苯溶之,再加入 ( mol)油醇,通氮气,搅拌 下滴加由 ( mol)毗咙和 3 0 m l 成的溶液滴加完毕继续搅拌 Z h,滤去白 色沉淀,滤液蒸出苯得粗制品,用 10 份石油醚和 1 份乙醚组成的洗脱剂柱层析,收 集 R f 值为 的物质,蒸去溶剂得稠状物,产率 50%。 I R(液膜,V,max:,cm 一’):1740(C =O)、1250(C 一 O 一 C) 胆固醇二十四碳烯酸脂的合成 把 15 g( mol)Z 一 1 5 一二十四碳烯酸 g( mol)新蒸氯化亚 矾、 几滴 N,N 一二甲基甲酞胺加入到 250 ml 的三颈烧瓶中,水浴反应至无气泡产 生后再持续半小时,减压蒸去低沸点物质,然后加入 g( mlo)胆固醇, 水浴 回流 10 mni 再通氮气并加热至 130℃反应 l h,薄层检测反应终点,反应完后冷却, 以石油醚:乙醚~30:1 的溶液为洗脱剂用硅胶进行柱层析,收集 Rf 值为 的物 质,蒸去溶剂,放里数天,得白色蜡状固体 产率 熔点:℃ 清亮点:℃

液晶材料的分类、应用及其发展状况摘要介绍了液晶材料的种类及其分类性能,论述了液晶材料的应用和发展情况。关键词液晶材料;介晶相;应用1.液晶的简介和分类液晶是一些化合物所具有的介于固态晶体的三维有序和无规液态之间的一种中间相态,又称作介晶相,是一种取向有序流体,既具有液体的易流动性,又有晶体的双折射等各向异性的特征。1888年奥地利植物学家Reinitzer首次发现液晶,但直到1941年Kargin提出液晶态是聚合物体系的一种普遍存在状态,人们才开始了对高分子液晶的研究。近二十多年来液晶材料获得迅速的发展,这是因为液晶材料的光电效应被发现,因此被广泛地应用在需低电压和轻薄短小的显示组件上,因此它一跃成为一热门的科学研究及应用的主题,目前已被广泛使用于电子表、电子计算器和计算机显示屏幕上,液晶逐渐成为显示工业上不可或缺的重要材料,液晶高分子的大规模研究工作起步更晚,但目前已发展为液晶领域中举足轻重的部分。如果说小分子液晶是有机化学和电子学之间的边缘科学,那么液晶高分子则牵涉到高分子科学、材料科学、生物工程等多门科学,而且在高分子材料、生命科学等方面都得到了大量应用。溶致型液晶有些材料在溶剂中,处于一定的浓度区间内会产生液晶,这类液晶我们叫它溶致液晶。如可以利用溶致型液晶聚合物的液晶相的高浓度低黏度特性进行液晶纺丝制备强度高模量的纤维。溶致型液晶材料广泛存在于自然界、生物体中,与生命息息相关,但在显示中尚无应用。热致型液晶热致型液晶分子会随温度上升而伴随一连串相转移,即由固体变成液晶状态,最后变成等向性液体,在这些相变化的过程中液晶分子的物理性质都会随之变化,如折射率、介电异向性、弹性系数和粘度等。在热致型液晶中,又根据液晶分子排列结构分为三大类:近晶相、向列相和胆甾相。近晶型液晶近晶相除有沿分子长轴的取向有序外,有一个沿某一方向的平移有序,近晶型液晶在所有液晶聚合态结构中最接近固体晶体,通常含有C=N或者N=N键及苯环结构,分子是厂棒状。目前各近晶相中的手性近晶C相,即铁电相引起人们广泛兴趣。铁电液晶具备向列相液晶所不具备的高速度(微秒级)和记忆性的优异特征,它们在最近几年得到大量研究。向列型液晶向列相仅有沿分子长轴的取向有序,液晶分子呈棒状形刚性部分平行排列,该种液晶分子运动自由度大,是流动性最好的液晶,此类型液晶的粘度小,应答速度快,是最早被应用的液晶,普遍地使用于液晶电视、笔记本电脑以及各类型显示元件上。胆甾型液晶这类液晶大都是胆甾醇的衍生物,胆甾醇本身无液晶性质,而它的衍生物均具有液晶特性,次类型液晶是由多层相列型液晶堆积所形成,为向列相液晶的一种,也可以称为旋光性的向列相液晶,因分子具有非对称碳中心,所以分子的排列呈螺旋平面状的排列,面和面之间为相互平行,而分子在各平面上为向列相。2.液晶的应用及发展状况液晶材料在显示器的应用回顾液晶的发展史可以发现,尽管液晶早在19世纪60年代已经被发现,然而在相当长一段时间里,虽然液晶的许多有价值的现象早被揭露,但液晶始终只是实验室中的珍品而已。只有当液晶被用于显示器开始,它的研究才有了前所未有的动力。在这最近的几十年时间里液晶显示器有了长足的进步,目前液晶显示器已是整个领域中的佼佼者,只要稍加留意,不难发现市场上用液晶显示器的仪器仪表、计算器、计算机、彩色电视机等不仅品种越来越多,而且显示品质亦越来越高,价格越来越便宜。目前,各种形态的液晶材料基本上都用于开发液晶显示器,现在已开发出的各种向列相液晶、聚合物分散液晶、双(多)稳态液晶、铁电液晶和反铁电液晶显示器等。而在液晶显示中,开发最成功、市场占有量最大、发展最快的是向列相液晶显示器。按照液晶显示模式,常见向列相显示就有T N(扭曲向列相)模式,H T N(高扭曲向列相)模式、S T N(超扭曲向列相)模式、T F T(薄膜晶体管)模式等。其中TFT模式是近10年发展最快的显示模式。

获得聚合物分散液晶膜的方法通常有五种:(1)TIPS(Temperature induced phase separation)温度分相法;(2)SIPS(Solvent induced phase separation)溶剂分相法;(3)PIPS(Polymerization induced phase separation)聚合分相法;(4)MP(Microencapsulation process)微胶囊分散法;(5)空穴法。前三种方法主要是使高聚物和LC混合物的均相体系产生相分离,形成LC微粒分散在高聚物的连续相中,是目前制备聚合物分散液晶膜的主要方法,而最后一种方法是通过高聚物和LC混合物产生非均相乳液,LC微粒以微胶囊方式分散而实现。 在TIPS过程中,热塑性树脂首先被加热至熔点以上,然后加入所需含量的LC,使两者混合均匀,把均匀溶液在保温状态涂于导电玻璃上,然后按所需的速度冷却到室温,当混合物温度低于一定程度即发生相分离,LC微粒即可形成。在这个过程中,控制冷却速度可以控制LC微粒的尺寸大小及分布,而这最终要影响到PDLC膜的电光性能。使用TIPS方法制备PDLC膜的优点在于比较简便,但是制得的膜其温度微粒依赖性强,当使用温度偏离预先设定的温度,会使LC在树脂中的溶解度增加,温度可改变PDLC中LC的粒径和分布,只有重复原来的制备过程才可以得到恢复,要增加PDLC的温度稳定性,必须使用高熔点的聚合物。对于温度偏差比较大的场合,使用热固性树脂制得的PDLC膜性能较差,但热固性树脂通常不能用TIPS来加工。这一制备方法要求聚合物必须是热塑性的,而且它的熔点必须低于它的分解温度。首先升高聚合物和液晶的混合物的温度,使其形成均相溶液,然后以一定的冷却速度使其发生相分离,同时聚合物冷却固化,将LC液滴固定在其网络中。LC液滴的尺寸取决与冷却速度,同时也依赖于所选原材料的物理化学性质。快速冷却得到小尺寸液晶微滴,且尺寸大小均匀;慢速冷却,得到两种统计尺寸的液晶,尺寸分布范围广。这种方法可控制LC液晶的尺寸,多用于研究PDLC形貌的影响因素。TIPS相图过程如图 对于无法用热加工的树脂(其熔点高于分解温度),不能用TIPS法制备PDLC膜,可以找一个聚合物和LC的共溶剂,加热溶解制成均相的溶液体系,通过去除溶剂和降低温度达到相分离,形成的LC小微粒分散在高聚物连续相中,在这种方法中,小微粒的尺寸和分布可由除去溶剂的降温速度所控制。使用SIPS制备PDLC膜的过程中,需用极性溶剂,溶剂的回收困难,同时溶剂易造成环境污染,整个过程和TIPS相比较,操作要复杂得多。溶剂挥发法同样要求聚合物是热塑性的,他是将液晶与聚合物溶解在同一溶剂中形成均相溶液,然后通过溶剂挥发促使两相分离和聚合物固化。相分离法制备PDLC的影星因素比较多,对于不同的体系,必须摸索其特定的实验条件,以控制LC液滴的尺寸和形貌。 高聚物预聚体和LC按比例混合均匀,在固化过程中,随着高聚物基质分子量的增长,LC在高聚物中的溶解度不断减小,最终实现相分离形成LC微粒。这个过程中使用的高聚物可是热塑性的,也可是热固性的。影响LC微粒的尺寸及其分布的主要因素是固化速度,以及固化温度,当超过一定速度固化时可能不会形成LC微粒,温度主要通过影响溶解度,反应速度及反应动力学参数来影响链扩散机理和链结构以致影响到LC微粒的尺寸和分布。PISP法是制备PDLC最简便的一种方法。它是将预聚物与液晶混合均匀奥均相溶液,通过缩聚反应、自由基聚合或直接光引发聚合,使预聚物分子量增加,当达到临界分子尺寸时,两者的相互溶解性降低,直至发生相分离,形成液晶微滴,并逐渐长大,最后液晶形态被固化的聚合物所固定。液滴的尺寸和形貌取决与从液滴成核到聚合物固化时它的生长时间,它可由聚合速度来控制。而聚合速度可由热固化的温度或光固化的光强来控制。此外,原材料的比例,所选液晶与预聚物的物理参数,如粘度、扩散速度和液晶在聚合物中的溶解性等也是影响LC液滴尺寸和形貌的重要因素。光固化可独立的控制温度和聚合速度,更有利于研究聚合物动力学对PDLC形态的影响。对于引发聚合的光源研究最多的是紫外光和激光。经紫外光照射的PDLC膜,单体在整个照射面积上发生聚合,形成两相双连续形貌。光照处单体光聚合,未照处单体则沿浓度梯度向光照处扩散,这样就得到具有光栅结构的PDLC膜。而选用双束激光作为光源,将样品放于双束激光的干涉处,同样可以得到聚合物和液晶交替的周期性变化光栅。和TIPS和SIPS两种方法相比较,用PIPS法制备PDLC需要对分子量增长机理和动力学过程有比较好的了解,在一定的程度上,高聚物的选择比较受限制,在分相过程中,一部分齐聚物和未交联的单体要溶解在液晶中,同样LC要溶解在高聚物中,是PDLC的性能受影响。PIPS的固化分相过程可以有几种方式来实现,最常用的方法主要是环氧交联法和光敏交联法,他们各具特色,环氧交联法不需要太多的特殊装置,在实验室比较容易完成,只要控制温度就可以控制其动力学过程;光敏交联法比较容易控制,当紫外光照射时反应才发生,可人为地开始固化和停止固化。 在载体的作用下,聚合物和LC混合,强烈搅拌下,LC在聚合物中形成微胶囊。与SIPS法相比较,此法在整个过程中不形成均相溶液,其LC微粒的尺寸一般由搅拌速度决定。和SIPS一样,此方法也需要载体,但前者是使用溶剂,一般容易除去,而后者通常使用水,除去水较困难,需要很长时间,要影响产率,同时水的存在可能要引起LC的电化学降解。Suh采用溶液共分散法将氟化的小分子液晶溶胀到单分子的聚甲基丙烯酸酯胶囊中,制备出电光性能优异的PDLC膜。微胶囊中LC液滴的尺寸随LC的浓度的增加而增大,它的阀值电压和驱动电压均低于聚合引发相分离法制备的PDLC膜,但微胶囊法较相分离法制备过程复杂,研究较少。 这种制备方法首先是将无机或有机的微球沉积在基板上,通过控制微球溶液的浓度或旋涂速度得到单层或多层规则排列的微球,然后在其上旋涂光固化的预聚物或水溶性聚合物的水溶液,通过光固化或干燥将聚合物固化后,用有机溶剂除去微球,这样在聚合物上就留下规则排列的球形空穴;然后以液晶填充,覆以导电玻璃片,这样就得到尺寸均匀、规则排列的PDLC膜。相同成分的聚合物和液晶以此法制备较以聚合物引发相分离法制备得到的PDLC膜的阀值电压高。

研究纳米材料的制备方法论文

浅谈纳米技术及其在机械工业中的应用摘要:主要介绍了纳米技术的内涵、主要内容及纳米技术在微机械和包装、食品机械工业中的应用,并研究预测了纳米技术在未来机械工业中的发展前景。关键词:纳米技术;微机械;机械工业;发展前景1纳米技术的内涵纳米是长度单位,原称“毫微米”,就是10-9(10亿分之一)米。纳米科学与技术,有时简称为纳米技术,是研究结构尺寸在1~100纳米范围内材料的性质和应用。纳米科技与众多学科密切相关,它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。若以研究对象或工作性质来区分,纳米科技包括三个研究领域:纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础;纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志;纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点,去设计制造具有特殊功能的产品。2纳米技术的主要内容(1)纳米材料包括制备和表征。在纳米尺度下,物质中电子的放性(量子力学学性质)和原子的相互作用将受到尺度大小的影响,如能得到纳米尺度的结构,就可能控制材料的基本性质如熔点、磁性、电容甚至颜色。而不改变物质的化学成份。(2)纳米动力学主要是微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统(MEMS),用于有传动机械的微型传感器和执行器、光纤通讯系统,特种电子设备、医疗和诊断仪器等。MEMS使用的是一种类似于集成电器设计和制造的新工艺。特点是部件很小,刻蚀的深度往往要求数十至数百微米,而宽度误差很小。这种工艺还可用于制作三相电动机,用于超快速离心机或陀螺仪等。在研究方面还要相应地检测准原子尺度的微变形和微摩擦等。虽然它们目前尚未真正进入纳米尺度,但有很大的潜在科学价值和经济价值。(3)纳米生物学和纳米药物学,如在云母表面用纳米微粒度的胶体金固定DNA的粒子,在二氧化硅表面的叉指形电极做生物分子间相互作用的试验,磷脂和脂肪酸双层平面生物膜,DNA的精细结构等。有了纳米技术,还可用自组装方法在细胞内放入零件或组件使构成新的材料。新的药物,即使是微米粒子的细粉,也大约有半数不溶于水;但如粒子为纳米尺度(即超微粒子),则可溶于水。(4)纳米电子学包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光/电性质、纳米电子材料的表征,以及原子操纵和原子组装等。当前电子技术的趋势要求器件和系统更小、更快、更冷。“更快”是指响应速度要快。“更冷”是指单个器件的功耗要小。但是“更小”并非没有限度。3纳米技术在机械工业中的应用3.1纳米技术在微机械领域中的应用随着纳米技术应用途径的不断拓宽,微机械的开发在全世界方兴未艾。例如,进入人体的医疗机械和管道自动检测装置所需的微型齿轮、电机、传感器和控制电路等。制造这些具有特定功能的纳米产品,其技术路线可分为两种:一是通过微加工和固态技术,不断将产品微型化;二是以原子、分子为基本单元,根据人们的意愿进行设计和组装,从而构筑成具有特定功能的产品。3.1.1采用微加工技术制造纳米机械(1)微细加工。日本发那科公司开发的能进行车、铣、磨和电火花加工的多功能微型精密加工车床(FANUCROBO nano Ui型),可实现5轴控制,数控系统最小设定单位是1nm(10-3μm)。该机床设有编码器半闭环控制,还有激光全息式直线移动的全闭环控制。编码器与电机直联,具有每周6 400万个脉冲的分辨率,每个脉冲相当于坐标轴移动0.2 nm,编码器反馈单位为1/3 nm,故跟踪误差在±1/3 nm以内。直线分辨率为1 nm,跟踪误差在±3 nm以内。CNC装置采用FANUC-16i,实现AInano轮廓控制。并用FANUCSERVOMOTORαi伺服电机装上高分辨率检测装置及αi系列伺服放大器,实现了微细加工。(2)微型机器人。在工业制造领域,微型机器人可以适应精密微细操作,尤其在电子元器件的制造方面。美国迈特公司的研究人员最近设计出一种用于组装纳米制造系统的微型机器人,这种机器人的长度约为5mm。研究人员称,假设能利用纳米制造技术使这种机器人的体积不断缩小,其最终的体积不会超过灰尘的微粒。日本三菱公司也开发了一种微型工业机器人,该机器人采用了5节闭式连杆机构,以实现手臂的轻量化与高刚性,其动作速度及精度完全可以赶上专用机器人。往复上下方向25 mm,水平方向100 mm的拾取动作,所需时间缩短到0.28 s。另外,通过采用闭式连杆机构与高刚性减速机,实现了比以往机器人高10%的位置重复精度(±5 nm),可适用于精密微细操作。我国在微型机器人的研制方面也取得了可喜的成绩。据媒体报道,由哈尔滨工业大学研制的机器人,其操作精度达到了纳米级,可以应用于分子生物学基因操作,能够对细胞和染色体进行“手术”,并能在微电子、精密加工等精度要求较高的领域一显身手。(3)微型电机。美国俄亥俄州克利夫西卡塞大学已建立了一所纳米级微型电机实验室,专门研究纳米技术及其超微机电系统。美国加利福尼亚大学伯克利分校研制的微型电动机,小到只能在显微镜下才能看得见。德国汽车零件制造商博士公司正在研制纳米技术传感器,这种传感器将为人们提供关于汽车上每个零部件在三维空间中运动的精确信息。当微型传感器探测到速度骤减时,就会自动释放安全气囊。3.1.2采用自组装技术制造纳米机械(1)生物器件。以分子自组装为基础制造的生物分子器件是一种完全抛弃以硅半导体为基础的电子器件。将一种蛋白质选作生物芯片,利用蛋白质可制成各种生物分子器件,如开关器件、逻辑电路、存储器、传感器以及蛋白质集成电路等。美国密歇根韦思大学医学院生物分子信息小组,利用细菌视紫红质(简称BR蛋白质)和发光染料分子研制具有电子功能的蛋白质分子集成膜,这是一种可使分子周围的势场得到控制的新型逻辑元件。美国锡拉丘兹大学也利用BR蛋白质研制模拟人脑联想能力的中心网络和联想式存储装置。(2)纳米分子电动机。美国IBM公司瑞士苏黎士实验室与瑞士巴塞尔大学的研究人员发现DNA能够被用来弯曲直径不及头发丝的五十分之一的硅原子构成的“悬臂”。上下弯曲,顶端则粘有单股DNA链。DNA自然形成双螺旋结构,双链被分开后,它们会力图重新组合。当研究人员将带有单股DNA链的“悬臂”置于含有与之对应的单股DNA链的溶液中,这两个链就会自动配对结合在一起,小“悬臂”在这种力的作用下开始弯曲。研究人员利用这种生物力学技术制造带有纳米级阀门的微型胶囊(纳米分子电动机)。通过控制这种驱动力来控制阀门的开合,可以将精确剂量的药物传送到身体的需要部位来达到治疗的目的。3.2纳米技术在包装机械领域中的应用采用纳米材科技术对包装机关键零部件(如轴承、齿轮、弹簧等)进行金属表面纳米粉涂层处理,可以提高设备的耐磨性、硬度和寿命。碳纳米管还具有较高的机械强度和较高的热导率。由于具有非常大的长度—直径比,可以制造出任何复杂形状的零件,是复合材料理想的增强纤维。目前,用价格低廉的纳米塑料制成的齿轮、陶瓷轴承、纳米陶瓷蚊辊、电雕辊等印刷包装机械零件已走进企业,开始代替金属材料。现代胶印机上应用着很多传感器.如控制飞达纸堆的自动升降、气泵供气时间检测、合压时间检测、空张检测、墨量控制等。纳米陶瓷具有良好的耐磨性、较高的强度及较强的韧性可用于制造刀具、包装和食品机械的密封环、轴承等以提高其耐磨性和耐蚀性,也可用于制作输送机械和沸腾干燥床关健部件的表面涂层。3.3纳米技术在食品机械领域中的应用纳米SiC、Si3N4在较宽的波长范围内对红外线有较强的吸收作用,可用作红外吸波和透波材料,做成功能性薄膜或纤维。纳米Si3N4非晶块具有从黄光到近红外光的选择性吸收,也可用于特殊窗口材料,以纳米SiO2做成的光纤对600 nm以上波长光的传输损耗小于10 dB/km,以纳米SiO2和纳米TiO2制成的微米级厚的多层干涉膜,透光性好而反射红外线能力强,与传统的卤素灯相比,可节省15%的电能。经研究证明,将30~40 nm的TiO2分散到树脂中制成薄膜,成为对400 nm波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料,可作为食品杀菌袋和保鲜袋最佳原料。纳米SiO2光催化降解有机物水处理技术无二次污染,除净度高,其优点是:①具有很大的比表面积,可将有机物最大限度地吸附在其表面;②具有更强的紫外线吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力,可快速将吸附在其表面的有机物分解掉。这为污水处理量较大的食品企业提供了有力的技术支持。介孔固体和介孔复合体是近年来纳米材料科学领域较引人注目的研究对象,由于这种材料较高的孔隙率(孔洞尺寸为2~50 nm)和较高的比表面,因而在吸附、过滤和催化等方面有良好的应用前景。对纯净水、软饮料等膜过滤和杀菌设备又提供了一个广阔的发展空间。橡胶和塑料是包装和食品机械应用较多的原材料。但通常的橡胶是靠加入炭黑来提高其强度、耐磨性和抗老化性,制品为黑色,不适宜用在食品机械上。纳米材料的问世使这一问题迎刃而解。新的纳米改性橡胶各项指标均有大幅度提高,尤其抗老化性能提高3倍,使用寿命长达30年以上,且色彩艳丽,保色效果优异。普通塑料产量大、应用广、价格低,但性能逊于工程塑料,而工程塑料虽性能优越,但价格高,限制了它在包装和食品机械上的大范围应用。用纳米材料对普通塑料聚丙烯进行改性,达到工程塑料尼龙-6的性能指标,且工艺性能好、成本低,可大量采用。4纳米技术在机械行业中的发展前景(1)机械及汽车工业的滑配原件如:轴承、滑轨上应用纳米陶瓷镀膜能产生超底的磨擦界面,大大减低磨损并能提高负载。(2)塑胶流道的低粘应用:例如T型模、拉丝模、套筒和热胶道,可有效减少积料碳化的产生几率。(3)射出成型时发生的粘模、包封短射、镜面雾化及拖痕均具有革命性的改善,尤其是在滑块及顶针上所展现的干式润滑,更是任何金属所无法表现的优异性。(4)IC封装胶、橡胶及发泡塑料由于具有极高的粘着性,因此必须借助大量脱模剂来帮助脱模,纳米陶瓷的荷叶效应可减少脱模剂的使用及模具清理时间。(5)纳米陶瓷的低摩擦、低沾粘特性使塑胶在模具内的流动性大幅提升,特别是高精度模具例如薄光板、塑胶镜片、汽车聚光灯罩等模具应用后对产品的不良率上均有明显的改善。5结语综上所述,纳米技术是近十多年来逐步发展起来的一门前沿性与综合性交叉的新学科,是现代科学和现代技术相结合的产物,它的迅猛发展将引发21世纪新的工业革命。美国商业通讯公司研究报告称,未来五年,用于橡胶产品和油墨生产的碳黑填充料将继续高居纳米材料需求榜首。今后几年,全球纳米材料的需求将以2.7%年增长速度增长,到2010年将达到1 030万t,所以纳米包装具有较大的市场发展潜力。过去,我国机械包装工业的一些先进设备、先进技术,大多是依靠进口。纳米技术的出现,将对我国机械包装行业的技术创新带来新的发展机遇。相信在不远的将来,纳米技术将广泛应用于机械工业的各个领域,它给机械工业带来的变化将是巨大的。参考文献1向春礼.纳米科技及其发展前景[J].新材料产业,2001(4)2王新林.金属功能材料的几个最新发展动向[J].新材料产业,2001(4)3唐苏亚.纳米技术在微机械领域中的应用[J].微电机,2002(5)4万乃建.21世纪数控技术新面貌[J].机械制造,2001(20)5杨大智.智能材料与智能系统[M].天津:天津大学出版社,2000

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。下面是我整理的纳米材料科技论文,希望你能从中得到感悟!

纳米材料综述

【摘要】 本文综述了纳米材料的发展、种类、结构特性、目前应用状况和相关的应用前景,并对我国和国际目前的研究水平和投入做了对比分析。

【关键词】 纳米、纳米技术、纳米材料、纳米结构

1 引言

著名科学家费曼于1959年所作的《在底部还有很大空间》的演讲中,以“由下而上的方法”出发,提出从单个分子甚至原子开始进行组装,以达到设计要求。他说道,“至少依我看来,物理学的规律不排除一个原子一个原子地制造物品的可能性。”并预言,“当我们对细微尺寸的物体加以控制的话,将极大得扩充我们获得物性的范围。”[1]

1974年,科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年,科学家发明研究纳米的重要工具――扫描隧道显微镜,使人类首次在大气和常温下看见原子,为我们揭示一个可见的原子、分子世界,对纳米科技发展产生了积极促进作用。1990年7月,第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔的摩举办,标志着纳米科学技术的正式诞生。[2]

2 纳米技术

纳米技术是在单个原子、分子层次上对物质的种类、数量和结构形态进行精确的观测、识别和控制的技术,是在纳米尺度范围内研究物质的特性和相互作用,并利用这些特性制造具有特定功能产品的多学科交叉的高新技术。其最终目标是人类按照自己的意志直接操纵单个原子、分子,制造出具有特定功能的产品。

3 纳米材料

纳米材料的概念

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料,这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。从尺寸大小来说,通常产生物理化学性质显著变化的细小微粒的尺寸在微米以下,即100纳米以下。因此,颗粒尺寸在1~100纳米的微粒称为超微粒材料,也是一种纳米材料。

纳米材料具有一定的独特性,当物质尺度小到一定程度时,则必须改用量子力学取代传统力学的观点来描述它的行为,当粉末粒子尺寸由10微米降至10纳米时,其粒径虽改变为1000倍,但换算成体积时则将有10的9次方倍之巨,所以二者行为上将产生明显的差异。

纳米材料的分类

纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟,是生产其他三类产品的基础。

(1)纳米粉末

纳米粉末又称为超微粉或超细粉,一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒,是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。可用于:高密度磁记录材料;吸波隐身材料;磁流体材料;防辐射材料;单晶硅和精密光学器件抛光材料;微芯片导热基片与布线材料;微电子封装材料;光电子材料;先进的电池电极材料;太阳能电池材料;高效催化剂;高效助燃剂;敏感元件;高韧性陶瓷材料(摔不裂的陶瓷,用于陶瓷发动机等);人体修复材料;抗癌制剂等。

(2)纳米纤维

纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。可用于:微导线、微光纤(未来量子计算机与光子计算机的重要元件)材料;新型激光或发光二极管材料等。静电纺丝法是目前制备无机物纳米纤维的一种简单易行的方法。

(3)纳米膜

纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起,中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。可用于:气体催化(如汽车尾气处理)材料;过滤器材料;高密度磁记录材料;光敏材料;平面显示器材料;超导材料等。

(4)纳米块体

纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。主要用途为:超高强度材料;智能金属材料等。

4 纳米材料的应用

由于纳米材料是由相当于分子尺寸甚至是原子尺寸的微小单元组成,也正因为这样,纳米材料具有了一些区别于相同化学元素形成的其他物质材料特殊的物理或是化学特性例如:其力学特性、电学特性、磁学特性[8]、热学特性等,这些特性在当前飞速发展的各个科技领域内得到了应用。

5 纳米材料的前景

纳米科学是一门将基础科学和应用科学集于一体的新兴科学,主要包括纳米电子学、纳米材料学和纳米生物学等。纳米材料的应用涉及到各个领域,21世纪将是纳米技术的时代。纳米科学技术的诞生,将对人类社会产生深远的影响,并有可能从根本上解决人类面临的许多问题,特别是能源、人类健康和环境保护等重大问题。

21世纪初的主要任务是依据纳米材料各种新颖的物理和化学特性,设计出各种新型的材料和器件。通过纳米材料科学技术对传统产品的改性,增加其高科技含量以及发展纳米结构的新型产品,目前已出现可喜的苗头,具备了形成21世纪经济新增长点的基础。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星展现在新材料、能源、信息等各个领域,发挥举足轻重的作用。随着其制备和改性技术的不断发展,纳米材料在精细化工和医药生产等诸多领域会得到日益广泛的应用。

6 结束语

纳米材料在21世纪高科技发展中占有重要地位。纳米材料由于其无可挑剔的优越性,已成为世界各国研究的热点。其应用已渗透到人类生活和生产的各个领域,促使许多传统产业得到改进。世界发达国家的政府都在部署未来10~15年有关纳米科技研究规划。我国对纳米材料的研究也取得了令世界瞩目的、具有前沿性的科技成果。纳米技术的开发,纳米材料的应用,推动了整个人类社会的发展,也给市场带来了巨大的商业机遇。

参考文献

[1]孙红庆.科技天地―计划与市场探索[M],2001/05

[2]肖建中.材料科学导论[M].北京:中国电力出版社,2001,43~50.

[3]吴润,谢长生.粉状纳米材料的表面研究进展与展望[J].材料导报.2000,14(10):43~46.

纳米材料与应用

摘要 :简要介绍了纳米材料的分类以及它的基本效应,讲解了纳米材料的特殊性能。分析了新型能源纳米材料中光电转换、热点转换、超级电容器及电池电极的纳米材料;环境净化纳米材料中的光催化、吸附、尾气处理等;较具体的讲述了纳米生物医药材料中纳米陶瓷材料、纳米碳材料、纳米高分子材料、纳米复合材料。

关键词 :纳米材料 性能 应用

纳米是一个长度单位,1nm=10ˉ9m。纳米材料是指在结构上具有纳米尺度调制特征的材料,纳米尺度一般是指1~100nm。当一种材料的结构进入纳米尺度特征范围时,其某个或某些性能会发生明显的变化。纳米尺度和性能的特异变化是纳米材料必须同时具备的两个基本特征。

按材质,纳米材料可分为纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料。其中纳米非金属材料又可细分为纳米陶瓷材料、纳米氧化物材料和其他非金属纳米材料。

悬浮于流体的纳米颗粒可大幅度提高流体的热导率及传热效果,例如在水中添加5%的铜纳米颗粒,热导率可以增大约倍,这对提高冶金工业的热效率有重要意义。纳米颗粒可表现出同质大块物体不同的光学特性,例如宽频带、强吸收、蓝移现象及新的发光现象,从而可用于发光反射材料、光通讯、光储存、光开光、光过滤材料、光导体发光材料、光学非线性元件、吸波隐身材料和红外线传感器等领域。

纳米颗粒在电学性能方面也出现了许多独特性。例如纳米金属颗粒在低温下呈现绝缘性,纳米钛酸铅、钛酸钡等颗粒由典型得铁电体变成了顺电体。可以利用纳米颗粒制作导电浆料、绝缘浆料、电极、超导体、量子器件、静电屏蔽材料压敏和非线性电阻及热电和介电材料等。纳米粒子的粒径小,表面原子所占比例很大,表面原子拥有剩余的化学键合力,表现出很强的吸附能力和很高的表面化学反应活性。新制备的金属粒子接触空气,能进行剧烈氧化反应或发光燃烧(贵金属除外)。

纳米材料还广泛应用于环境保护中,它具有能耗低、操作简便、反应条件温和、可减少二次污染等突出特点。纳米材料在生物学性能也有广泛应用,用纳米颗粒很容易将血样中极少的胎儿细胞分离出来,方法简便,成本低廉,并能准确判断胎儿细胞是否有遗传缺陷。人工纳米材料由于其所具有的独特性质能满足人类发展中的多样化需求,近年来获得迅速的发展。目前,越来越多的人工纳米材料已被投放市场,给人们的生活带来巨大的变化和进步。

来自美国加州大学洛杉矶分校和中国天津大学的研究人员们合作,将导电性能良好的碳纳米管和高容量的氧化钒编织成多孔的纤维复合材料,并将该复合材料应用到超级电容器的电极上,获得了新型的具有高能量密度和高循环稳定性的超级电容器。这种超级电容器是非对称的,包含复合材料的阳极和传统的阴极,以及有机的电解质。其中电极薄膜的厚度要比之前的报道高很多,可以达到100微米上,从而使其可以获得更高的能量密度。由于其制备过程与传统的锂离子电池和电容器的生产过程近似,研究人员们认为这种新型电容器的可以比较容易地投入大规模生产。同时,他们也相信该项研究成果向同行们展示了纳米复合材料在高能量、高功率电子设备中的应用前景。

通过先进碳材料的应用,综合了人造石墨和天然石墨做为锂离子电池负极材料活性物质的优点,克服了它们各自存在的缺点,是满足先进锂离子电池性能要求的新一代碳贮锂材料。具有下列优点:微观结构稳定性好,适合大电流充放电;表观性状相容性好,适合形成稳定的SEI膜;粒子形貌、粒径分布适应性强,适合不同的加工工艺要求。适用于先进锂离子电池(液态、聚合物)对下列性能的要求:更高的比能量(体积比、重量比);更高的比功率;更长的循环寿命;更低的使用成本。

应用纳米TiO2泡沫镍金属滤网及甲醛、氨、TVOC吸附改性活性炭等新材料,以及采用惯流风扇取代传统的离心风扇结构,提高空气净化器的性能。光催化泡沫镍金属滤网的特性;镍金属网是用特殊的工艺方式将金属镍制作成具有三维网状结构的金属滤网。它具有:空隙加大,一般大于96%;通透性好,流体通过阻力小;其实际面积比表观面积大很多倍的特性。镍金属网是将纳米级的TiO2以特殊工艺镶嵌在泡沫状镍金属网上,从而将光催化材料的杀菌、除臭、分解有机物的功能和镍的超稳定性很好的结合在一起。它有效的解决了其他光催化材料在使用中存在的有效受光面积小、流体和光催化材料接触面积小、气阻大以及因光催化材料在光催化作用下的强氧化性致使其附着基材易老化和光催化易脱落而使其寿命短的缺陷。活性炭改性工艺及增强性能;活性炭是一种多孔性的含碳物质,它具有高度发达的空隙构造,是一种优良的空气中异味吸附剂。

纳米TiO2具有巨大的比表面积,与废水中有机物更充分地接触,可将有机物最大限度地吸附在它的表面具有更强的紫外光吸收能力,因而具有更强的光催化降解能力可快速降息夫在其表面的有机物分解。此外,在汽车尾气催化的性能方面以及在空气净化中广泛应用。

常规陶瓷由于气孔、缺陷的影响,存在着低温脆性的缺点,它的弹性模量远高于人骨,力学相容性欠佳,容易发生断裂破坏,强度和韧性都还不能满足临床上的高要求,使它的应用受到一定的限制。而纳米陶瓷由于晶粒很小,使材料中的内在气孔或缺陷尺寸大大减少,材料不易造成穿晶断裂,有利于提高材料的断裂韧性;而晶粒的细化又同时使晶界数量大大增加,有助于晶粒间的滑移,使纳米陶瓷表现出独特的超塑性。许多纳米陶瓷在室温下或较低温度下就可以发生塑性变形。纳米陶瓷的超塑性是其最引入注目的成果。传统的氧化物陶瓷是一类重要的生物医学材料,在临床上已有多方面应用,主要用于制造人工骨、人工足关节、肘关节、肩关节、骨螺钉、人工齿,以及牙种植体、耳听骨修复体等等。

由碳元素组成的碳纳米材料统称为纳米碳材料。在纳米碳材料中主要包括纳米碳纤维、碳纳米管、类金刚石碳等;纳米碳纤维除了具有微米级碳纤维的低密度、高比模量、比强度、高导电性之外,还具有缺陷数量极少、比表面积大、结构致密等特点,这些超常特性和良好的生物相容性,使它在医学领域中有广泛的应用前景,包括使人工器官、人工骨、人工齿、人工肌腱在强度、硬度、韧性等多方面的性能显著提高;此外,利用纳米碳材料的高效吸附特性,还可以将它用于血液的净化系统,清除某些特定的病毒或成份。

目前,纳米高分子材料的应用已涉及免疫分析、药物控制释放载体、及介入性诊疗等许多方面。免疫分析作为一种常规的分析方法,在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析上发挥着巨大的作用。在特定的载体上,以共价结合的方式固定对应于分析对象的免疫亲和分子标识物,将含有分析对象的溶液与载体温育,通过显微技术检测自由载体量,就可以精确地对分析对象进行定量分析。在免疫分析中,载体材料的选择十分关键。纳米聚合物粒子,尤其是某些具有亲水性表面的粒子,对非特异性蛋白的吸附量很小,因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。

近年来,组织工程成为一个崭新的研究领域,吸引了众多学科研究者的关注。在工程化的方法培养组织、器官的过程中,用于细胞种植、生长的支架材料是一个关键的因素,能否使种植的细胞保持活性和增殖能力,是支架材料应用的重要条件。据报道,将甲壳素按一定的比例加入到胶原蛋白中可以制成一种纳米结构的复合材料,与以往的胶原蛋白支架相比,其力学强度得到增强,孔径尺寸增大,表明这种具有纳米结构的复合材料作为细胞生长的三维支架,在力学、生物学方面有很大的优越性和应用潜力。在硬组织修复与替换的研究中,纳米复合材料也开始逐步显示出其优异的性能。用肽分子和两亲化合物的自组装可以得到一种类似细胞外基质的纤维状支架,这种纳米纤维可以引导羟基磷灰石的矿化,形成纳米结构的复合材料,研究发现,这种纳米复合材料内部的微观结构与自然骨中胶原蛋白/羟基磷灰石晶粒的排列结构一致。

参考文献:

[1] 陈飞. 浅谈纳米材料的应用[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊). 2009(03)

[2] 张桂芳. 纳米材料应用与发展前景概述[J]. 黑龙江科技信息. 2009(16)

本论文共分六章.第一章为文献综述部分,第二章至第六章为实验研究部分.(略)一章几种纳米氧化物半导体光催化剂的制备和性能及二氧化钛的光催化与超亲水性(略)年来几种纳米氧化物半导体光催化剂在制备和性能方面的研究成果,阐述了纳米氧化物半导体材料的光催化原理.详细评述了二氧化钛纳米粒(略)光催化降解作用,讨论了几个影响光催化反应的重要因素.介绍了二氧化钛薄膜的光催化与超亲水特性及应用进展.展望了纳米氧化物半导体光催化材料的发展方向和应用前景.第一章铁酸锌的制备、表征及光催化性质本部分以燃烧合成法制备了铁酸锌(Zn(略)4)纳米晶.该法是在还原条件下,以相应的金属硝酸盐的放热反应为基础从而产生了超细粉末,然后通过加热使其转化为纯的ZnFe_2O_4相.该法操作简单,过程容易实现,所用试剂价廉.将这种方法制得的样品通过XRD、AFM、IR和TEM等方(略)显微结构进行了研究.结果表明,所得超细粉末为具有尖晶石结构的ZnFe_2O_4,其粒径范围在15-25nm之间.通过姜黄素溶液的降解实验对纳米ZnFe_2O_4...

活性炭最新研究论文怎么写

环境工程开题报告范文

在查阅文献基础上,通过科学实验结合综合理论分析得出合理的结果和结论,找出最佳工艺条件和最优化的活化剂。下面是我为大家整理的环境工程开题报告范文,欢迎参考~

论文题目: 农业秸秆制备活性炭及其性能研究 学 院:生物与环境工程学院

专业班级:xx环境工程一班

一 选题依据

1.设计题目:农业秸秆制备活性炭及其性能研究

2.研究领域:固体废弃物处理与处置

3.设计工作的理论意义和应用价值:

我国农业在我国产业结构中处于基础地位,在农业生产过程中也不乏废弃物的产生,其中秸秆就是农业生产的主要固体废弃物,这就需要我们对其进行处理。焚烧秸秆现象不仅严重污染环境,还存在严重的安全隐患,特别是造成烧伤甚至死亡,更是得不偿失。因此,我们利用农业秸秆制备活性炭,既将农业秸秆有效的处理了,减少了固体废弃物,节约了资源,也制备了具有良好吸附性能、也可以作为燃料的活性炭,满足了人们对活性炭的需求。处理了固体废弃物,较好的保护了环境,减少了环境污染。

4.目前研究的概况和发展趋势:

目前,利用农业秸秆类废料制备活性炭是一种既可以减少环境污染,又可以拓宽能源渠道的新模式。制备活性炭的秸秆有:玉米杆、稻壳、稻杆、剑麻杆、黄麻杆、蚕豆杆等。不同的秸秆可以使用不同的方法来制备活性炭。如稻壳类活性炭的制备方法包括:NaOH法、磷酸法、氯化锌法。稻杆类活性炭的制备方法有:化学方法、微波辐照法。近几年来,利用廉价易得的农业废弃物—秸秆来制备活性炭在国内外得到了大量的研究。制得的活性炭具有吸附性,还可以作为燃料来燃烧。

虽然我国拥有巨大的农业秸秆类资源,但现阶段对其应用还十分有限,对于很多秸秆制备活性炭还处于实验研究阶段,对于真正的大规模工业化生产和利用,还需要不断地探索和推进。利用农业秸秆制备活性炭,不仅可以扩大废弃资源的利用,而且可以保护环境,真正实现“建设环境友好型、资源节约型社会”。活性炭在生产和人类生活中应用越来越广泛,如何制备质优低廉的活性炭变得越来越重要。随着科技的发展,研究的深入,将来可能生产出更优质的低廉的活性炭。

二 毕业设计研究的内容

1.重点解决的问题:

(1)制备工艺的选取,活化剂的选择

(2)活性炭性能的研究

(3)活性炭灰份去除

2.拟开展研究的'几个方面:

(一)、使用何种活化剂

(二)、活性炭的性能研究

(三)、采用哪种方法

(四)、最佳工艺条件

3.本设计预期取得的成果:

制得具有吸附性能和可以作为燃料的活性炭,将秸秆有效的利用,减少了固

体废物,减少了环境污染,保护了环境。

三、设计工作安排:

1.拟采用的主要研究方法:

在查阅文献基础上,通过科学实验结合综合理论分析得出合理的结果和结论,找出最佳工艺条件和最优化的活化剂。

2.毕业论文(实验/论文)进度计划

第一周:下达任务书,毕业实习。

第二周:毕业实习,查阅文献资料。

第三周:毕业实习,查阅文献资料,拟定实验方案。

第四周:毕业实习,整理文献资料,确定实验方案,撰写开题报告。

第五周:实验阶段的初期准备(实验材料、装置、仪器与分析方法)。

第六至十三周:开展实验研究工作。

第十三、十四周:实验结果分析与讨论,撰写论文初稿。

第十五周:论文修改。

第十六周:毕业答辩。

四、阅读的参考文献

[1]郑秋生,李龙,胡雪玉.农作物秸秆用于制备活性炭的进展研究[J] .西安工程大学纺织与材料学院,2010,18(3):69-82

[2]沈铁焕,时运铭.磷酸法麦秆活性炭的研制[J]中小企业科技,2001(10):11.

[3]张利波,彭金辉,涂建华等.氯化锌活化烟杆制造活性炭研究及孔结构表征[J]炭素技术,2005,24(3):14-19

[4]张生明.青稞秸秆氯化锌法制备活性炭[J].青海科技,2008(5):38-39

[5]张世润,李海朝,张丽君等.稻壳活性炭的研制[J].林产科技,2001,26(1):36-38

[6]李玥,陈正行.稻壳制备活性炭的研究[J].山西食品工业,2004(3):15-19

[7]韩彬,周关华,荣达.稻草秸秆活性炭的制备及其表征[J].农业环境科学学报,2009,28(4):828-832

[8]  王守疆, 王孝恩,东玉武.氯化钙活化法从玉米芯生产活性炭[J].山东化工,1994(1):4-5

[9]  蒋应梯.麦秸用磷酸法制粉末活性炭的研究[J].浙江林业科技,2000,20(6):31-33

[10]  卢春兰,徐绍平,刘淑琴等.烟杆制活性炭的工艺研究[J].林产化学与工业,2007,27(4):127-130

[11]  O Ioannidou A residues as precursors for activated carbon production-a review[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2007,11(9):1966-2005

科学是发现并公认的普遍真理或普遍定理的运用,已系统化和公式化了的知识。下面是由我整理的获奖初中科学论文1000字,谢谢你的阅读。 获奖初中科学论文1000字篇一 除甲醛最有效方法 活性炭除甲醛是一种比较廉价和实用的方法,特点是物理吸附,吸附彻底,不易造成二次污染。活性炭的物理作用除臭,去毒;无任何化学添加剂,对人体无影响。 除甲醛最有效方法 我们都知道,甲醛对人体伤害很大。但是我们应该如何除甲醛呢?为帮助大家更清楚认识各种除甲醛的方法,先简单分析各种除甲醛方法如下: 活性炭吸附 活性炭除甲醛是一种比较廉价和实用的方法,特点是物理吸附,吸附彻底,不易造成二次污染。活性炭的物理作用除臭,去毒;无任何化学添加剂,对人体无影响。 土招 300克红茶泡热茶两脸盆水,放入居室中,并开窗透气,48小时内室内甲醛含量将下降90%以上,刺激性气味基本消除。 纳米技术吸收分解法 装修后的方法是使用具有强大捕捉、吸附及消除甲醛功能的产品。利用高科技的纳米和纳米改性技术,经过多重筛癣组方与活化改性,将数种天然纳米级原料与常规氧化剂结合,能有效清除居室环境中甲醛、氨、苯、一氧化碳等有害气体。不仅仅是针对甲醛更能有效的去除氨、苯、TOVC等有害物质。30平米放一个中度超标可选用此方法。 通风法去除甲醛 通过室内空气的流通,可以降低室内空气中有害物质的含量,从而减少此类物质对人体的危害。冬天,人们常常紧闭门窗,室内外空气不能流通,不仅室内空气中甲醛的含量会增加,氡气也会不断积累,甚至达到很高的浓度。 植物除味法中低度污染可选择植物去污:一般室内环境污染在轻度和中度污染、污染值在国家标准3倍以下的环境,采用植物净化能达到比较好的效果。根据房间的不同功能、面积的大小选择和摆放植物。一般情况下,10平方米左右的房间,米高的植物放两盆比较合适。(推荐室内污染治理方法:通风+活性炭+除甲醛植物,适用于中低度污染。) 除甲醛产品有哪些 防止甲醛危害要注意以下几点: 1、注意室内甲醛的检测和净化。根据室内空气中的甲醛污染程度,请室内环境监测中心的专家提供有效的治理方案,特别是家中有老人、儿童和过敏性体质的家庭,更要注意。 2、用人造板制作的衣柜,使用时一定要注意,尽量不要把内衣、睡衣和儿童的服装放在里面。 3、在室内和家具内采取一些有效的净化措施,可以降低家具释放出的有害气体,例如活性炭或者是室内净化器。 同时在防止甲醛危害时可以选择专业的净化产品: 1、甲醛强力清除剂,可以去除装修板材中的甲醛污染,具有较强的吸附能力。 2、甲醛清除剂(家具型)是用于已经油漆的家具,不仅可以去除家具里的甲醛而且对家具表面无任何损伤。 3、苯、氨、氡快速检测管,是上海维保生率先研制出来的专业除甲醛产品,消费者仅需花几十元就可自己动手科学准确检测居室污染。 获奖初中科学论文1000字篇二 蝴蝶翅膀的颜色 “张开蝴蝶的翅膀,闪烁在美丽的花中,花香飘飞在那个美丽姑娘心上……”当谭维维这样漫不经心地唱着的时候,不会有人觉得有什么问题:花香自有蝴蝶来,蝴蝶翻飞花翅膀。 这仿佛成了人们眼中美景、心中舒畅的标配。再忧伤一点的,会想到为爱至死不渝的梁山伯与祝英台,几百年的传说一直流传到今天,影响了音乐、戏剧等一切可能进入我们生活的艺术,没有谁去深究那些花花绿绿的翅膀究竟是我们的想象,还是一种炫目的假象。是蝴蝶就该五彩斑斓,这和是显微镜就该被用来观察入微一样成了铁的定律。然而,当蝴蝶的翅膀遇到冷冰冰的显微镜时,会发生什么?结果是:原本色彩斑斓的蝴蝶翅膀在显微镜下竟然失去了色彩,显现出奇妙的凹凸不平的结构。原来,蝴蝶的翅膀本是无色的,只是因为具有特殊的微观结构,才会在光线的照射下呈现出缤纷的色彩……这不是狗血的剧情桥段,也不是异想天开的科幻穿越,不论你如何失望,这都是无法更改的现实。在梁山泊上迎风招展的杏黄大旗,“替天行道”四个大字往往让江湖好汉热血贲张,“上梁山去”、“梁山才是道义的火种”成了有理想、有抱负、有身手的练家子们相互激励的口号,也成了二龙山、少华山等小山头们归依的对象,他们本以为可以就此行侠仗义,“一刀一枪拼个封妻荫子”。 到了梁山才发现,理想很丰满,现实很骨感——除了大碗喝酒、大块吃肉外,他们能做的,就是在宋江的带领下朝着招安的方向努力迈进。原来,“道”不过是宋江迂回投靠朝廷的幌子,是光线照耀下呈现出的缤纷色彩。真相总是那么令人迷茫。如同无数历史烟云,只有大潮退去,才看出是谁在裸泳。就像有些整天底气十足地在台上大讲反腐的官员,极具气势的排比句道尽反腐的意义,痛心疾首的语气表明了自己和腐败行为的势不两立,结果是,刚刚结束义正词严的报告,门口已经有几名纪委的官员等着请他去“喝茶”。谁能说他们的讲话不是绚烂的蝴蝶翅膀,如果不是东窗事发,谁能把身陷囹圄的官员和台上做指示的他画一个等号,谁又能想到他们的作态也不过是光线照耀下呈现出的缤纷色彩。 问题在于,不是每个人手中都有一部显微镜,也很少有人能够剔除一切被用来伪装的光线干扰,让看到的表象放置于显微镜下原形毕露,更何况,越是精心的伪装,越具有煽动性和欺性,因为,任何一只蝴蝶都不愿褪去色彩成为一只令人生厌的扑棱蛾子。 于是,如果不能具备一双慧眼,就该努力养成一颗慧心,不轻信,不盲从,不激进。要看到一座大山的原貌,不仅要登至山顶,最好还要耐心冷静地等到寒冬,那时,草木落叶,色彩隐退,山的真容才能呈现于眼前。 看了“获奖初中科学论文1000字”的人还看: 1. 初中科学论文获奖1000字 2. 高中科学论文1000字 3. 高中科学论文1000字以上 4. 1000字以上的初一科学论文 5. 7年级科学论文1000字

在现代技术中,理化检验是指借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”。下面是我精心推荐的一些理化检验技术论文,希望能对大家有所帮助!理化检验技术论文篇一:《试谈理化检验质量控制考核中有关技术》 【摘要】 随着最近几年国家科学技术的飞速发展,各项科研工作也不断扩大。理化检验是我国进行科学研究检测的重要组成部分,尤其是在卫生监督管理方面。而理化研究由于其高要求的精密性而要求在检测的过程中必须提高检测的准确率,质量控制是一种提高准确率非常行之有效的方式,对于不同的检测,质控控制的技术也不一样。 【关键词】 理化检验;质量控制;技术分析;物理;化学 理化检验就是借助一些测量工具进行物理、化学方面的测试和检验,因而又称“器具检验”,这种测量工具或器具都是非常精密,比如说一般常用的测量工具有千分尺、千分表、验规、显微镜等等。随着我国对于卫生行业的改革和对卫生监督管理的加强,卫生部门在进行检测的时候就提出了更高的要求,而理化检验是卫生检测的一种重要手段,它为监督执法提供更加精确的检测数据,在劳动卫生监督管理工作中具有重要作用。 1 理化检验质量控制考核中有关技术 根据多年来众多研究者不断的探索发现和 总结 ,理化检验质控考核主要可以分为以下几个方面。 滤膜上沉着的金属含量分析 这种技术就是运用化学 方法 ,通过添加相关化学剂使其沉淀然后过滤,对过滤金属进行类型、含量多少等分析。滤膜沉着的金属样品的稳定性比较高,在正常环境下不会随着自然环境的变化而发生损失,在进行滤膜上沉着的金属含量分析的过程中需要注意防止灰尘的污染,提取考核样品的时候应注意对工具的消毒、干燥处理,以免发生污染,致使考核结果数据不准确。考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 固体盐中金属含量分析 顾名思义,这中理化检验考核技术就是通过对固体盐类中的金属含量和类型进行考核,同滤膜沉着的金属样品一样,固体盐中金属样品也具有较好的稳定性。在提取样品的时候应注意样品量不宜过多,在提取样品前一定要对其进行干燥处理,干燥的时间至少在一个小时以上,考核完成后要将样品放入洁净的干燥器中。 活性炭管吸附有机毒物含量分析 这种技术考核原理是化学亲和力的作用,因为活性炭管的吸附有机会具有很强的吸附能力,如果运用物理办法则不容易对其进行分离,用化学亲和力将其分离和样品考核分析。在日常的样品保存中要注意防尘和防潮。因而,活性炭管吸附有机毒物样品不适宜保存在冰箱里。 水溶液中毒物含量分析 水溶液中待检测的毒物考核样品很多,比如:水溶液中氯化氢含量、水溶液中三氧化铬含量等,水溶液中待检测的毒物考核样品的稳定性比较差,在正常自然状态下会随着环境的变化而发生变化,比如当环境温度升高了,就会增大样品水分的自然蒸发,在样品保存的时候,如果水溶液瓶盖密闭不严也会导致水分蒸发。所以,考核水溶液样品的保存非常重要,在保存的时候要注意放在温度不会发生变化的环境里,冰箱或者冷藏箱就是很好的方式,同时还要注意样品瓶是否密封好。 2 样品考核过程中应注意的问题 样品考核流程要严格按照规范标准 对于理化检验的质量考核,国家出台了相关的流程规范标准。因此,在实际的操作中要严格按照规范标准,以防出现错误或者测试不准。在考核前应将操作分析的计划详细书写清楚,按照相关指标和标准配置试剂,同时要取少量的考核样品先试验分析,主要是检测其浓度,以决定分析所用考核样品的取样量。在实际的考核过程中,首先做好标准曲线,包括空白点共五个点,每点做六份,计算变异系数小于百分之二,列出回归方程,计算回归系数。为了提高考核的准确率,应该取考核样品3份按标准曲线同样的方法进行操作,然后计算这三次测定的平均值作为最终测定结果,注意还要计算其相对标准值,标准值应小于百分之五,否则就说明误差过大,数据不能作为测定结果。注意书写过程中各种格式及单位等要严格按照标准格式。 考核过程中各器具及试剂运用的注意事项 首先是实验所用的吸液管,要求必须使用取得计量认证的单位生产的标准计量器具,或者是经过了考核人员本人的校正,因为吸液管的指标参数也会影响着测试的准确性。整个分析考核样品的过程中,要特别注意吸取标准试剂和考核样品溶液的剂量。其次是对实验所用的蒸馏水的注意,样品分析过程中,蒸馏水的质量会深深影响着化学分析铅的空白值,最终影响着分析结果。而分析试剂的纯度也会对分析结果造成很大的影响。因此,在实际考核中,为了保证考核样品结果的准确性,应使用重蒸馏水和分析纯以上试剂,气相色谱的考核用GR级色谱纯试剂。 3 结 语 理化检验质量控制考核并非一项复杂的工程,但是由于其检测结果的重要性就要求了检测结果必须更加的精确,因此在考核过程中必须要保证各项操作严格按照标准规范进行,保护样品不受污染,检测结果 报告 一定按照相关格式要求,全面、准确。通过各方面的规范操作来加强理化检验的质量控制。 参考文献 [1] 黄家钿,李诚,杜宏,张茵,方辰.卫生检验与检疫技术专业实践教学新模式的构建[A].浙江省医学会.2012年浙江省医学 教育 学学术年会论文集[C].浙江省医学会,. [2] 关于举办全国材料理化测试与产品质量控制学术研讨会暨《理化检验》创刊40年庆典活动的征文通知(第一号)[J].理化检验(物理分册),2012,02:92. [3] 张云霞,蔡望伟,周代锋.以素质教育为导向,深化医学院生物化学实验教学改革[J].海南医学,2011,15:135-137. [4] 张秀丽,廖兴广,张蒙,高葆真.2010年河南省食品卫生微生物检验质量控制考核结果的评价与分析[J].中国卫生检验杂志,2011,07:856-857. 理化检验技术论文篇二:《浅谈茶叶理化检验样品制备技术》 摘要:本文初步分析研究了茶叶理化检验样品的制备技术,并且从挑选与加工新鲜叶子、预处理与磨碎毛茶、均匀混合与分装磨碎样品、检验样品的均匀稳定性、检测特性数值等方面对茶叶理化检验样品制备技术进行了分析,最终提出了对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向实验室所提供的检测相关数据等发展建议,希望可以为我国的茶叶质检事业发展添砖加瓦并且奉献自己的力量。 关键词:茶叶 理化检验 制备样品 全球三大饮料之一便是茶叶,与 其它 饮料相比茶叶更加的实惠和经济,因此茶叶的饮用范围也在逐渐的扩大,拥有越来越大的消费人群,并且已经成为了21世界健康饮品的首先选择对象。可是,伴随着迅速发展壮大的商品经济,日益激烈的市场竞争环境,出现了各种各样的伪劣产品,茶叶也不能被排除之外。为了能够满足商品市场的要求,对各种形式的假茶叶进行严厉打击,有效整顿非常混乱的茶叶市场,迫切需要对茶叶进行理化检验。 一、茶叶理化检验标准化样品概述 对茶叶进行检测的内容包含了检验茶叶的品质、理化标准以及卫生标准等。其中,理化检验程序重点是对出物水浸、水分、茶多酚、咖啡碱等指标进行检验;卫生检验则是对存在于茶叶中的六六六成分等各种残留农药实施检测,以及重金属与微生物等项目的科学检验。 标准化样品具体是指一种或是各种均匀充足以及特点价值已经确定了的物质材料,主要用途是对设备仪器、评测方式以及材料具有的赋值进行校准。当前,通过国家生态环境科学研究院等有关单位研究制作、并且由我国标准物质机构特定销售的是存在于茶叶中的具备赋值特点的无机元素的茶叶标准样品。其它能够对茶叶理化各个指标体现的赋值标准化样品始终没有地方购买。为了可以有效提升全国检测茶叶机构的工作能力,加强检测机构对数据进行测定的可靠性,势必要设计针对茶叶理化各个指标所产生复制标准化样品,这也成为了各个检测单位对实验室检测茶叶项目技术水平客观了解的事实根据。 二、茶叶理化检验标准化样品制备技术 (一)挑选与加工新鲜叶子 影响茶叶理化指标数值的因素主要包括茶树的种类、产茶的时间、原材料的鲜嫩程度以及加工环节等。要想从根本上对原材料整体质量进行控制就需要挑选相同的种类、相同的茶园、根据一致的采摘要求对鲜叶实施采摘。并且在相同的步骤下加工生产等级相同的毛茶样品。需要关注两个方面:一方面是对毛茶所含水平有效控制。保证茶叶品质的重要因素就是茶叶所含的水分,毛茶样品要想成为标准化的茶叶样品,其含有的水分应当在以下。另一方面是对原材料的鲜嫩程度进行合理控制。加工茶叶使用鲜嫩程度良好的茶叶,不仅消耗较高的成本,同时出现较多的绒毛也对制备均匀样品非常不利。制作茶叶标准化样品,最好选择一芽的对夹叶或者三四叶的新鲜叶子作为原材料,使用二级或者二级以下作为毛茶的原材料。曾经根据以上的要求制作了一些茶叶的相关样品,已经被实验室国家认可组织作为了验证茶叶能力的标准化样品。不但具有较低的成本,并且在开始就已经对其均匀性获得了保障。 (二)预处理与磨碎毛茶 刚刚加工出来的毛茶通常会包含一些杂物。为了能够确保整批毛茶统一的质量标准,迫切需要挑剔全部茶叶,同时除去茶梗与石粒等,可以避免这些杂物对指标 产生的影响。国际相关标准对茶叶理化检验样品进行了规定必须使用磨碎之后的茶叶,因此,在预处理的前提条件下,必须磨碎处理毛茶的样品。磨碎之前,首先要清理干净磨碎设备,其次放入一小部分样品实施磨碎,并且清理掉这些磨碎样品。最后开始对样品正式进行磨碎,选择孔径在毫米到1毫米之间的筛子对磨碎样品进行筛选并且将其作为制备样品。 (三)均匀混合与分装磨碎样品 制备标准化的样品与平常检测使用的样品不同。制备一次样品的数量比较大,为了能够确保样品具有较高的均匀性,必须在进行分装操作之前充分混合均匀筛选后的磨碎样品。样品在混合均匀之后分别盛放在干燥清洁的设备中,盖紧瓶盖,为保存茶叶样品提供一个密闭、干燥、避免阳光照射的环境。 (四)检验样品的均匀稳定性 随机在整体样品中选择超过10个样品后检验其均匀性。检验均匀性可以使用待测项目,选择具有代表性或者对不均匀样品产生敏感的项目。对每一个抽取的样品,通过相同的检测人员在不变的环境条件下测试2次以上。应用单因子方差对检验结果进行分析,充分验证样品之间不会存在显著的差异性,只有这样才能证明其是均匀的样品。在验证茶叶能力所需样品的均匀性检验工作中,选择了总灰分和粗纤维等相关项目检验均匀性。由于前期制备均匀样品工作操作正确,应用单因子方差对上述检验均匀性结果进行验证表明其具有均匀性。上述茶叶项目在密闭与干燥的环境中状态稳定,因此,上述项目应用的样品可以不进行稳定试验。 (五)检测特性数值 检测某一个特性数值,通过需要具备检测茶叶能力的几十家实验室,根据国家规定的检测方法,应用各个实验室之间的联合检测方法,联合定值对应的特质数值。也就是根据相关准则规定的方法,统计和计算各个实验室获得检测结果,最终确定标准化样品各个特性数值体现出的测量的不确定性。 三、茶叶理化检验样品的发展 我国当前正在努力对各种能力开展计划验证,在验证茶叶能力的各项活动中,参与单位具有极高的积极性,参加个别项目的实验室超过了百家。开展工作的过程中,工作人员深刻的意识到制备大量样品非常不容易,在制备样品过程中,怎样保证样品具有均匀性以及对其进行有效检验等工作耗费了较多的财力与精力。因此,相关工作人员认为可以凭借验证茶叶能力这个机会,增加制备验证样品的数量。由于每一次验证茶叶能力之后剩余的样品都已经通过了均匀性检验,同时在验证能力过程中进一步获得确认;通过验证能力又可以产生一些具有较高技术水平的优秀实验室。所以,对标准化样品进行定值时,可以把定值根据转向这些实验室提供的检测相关数据。比如:可以将某种样品相关项目所需的标准数值规定为各个实验室得出的测定数值中的中位值,把标准化的IQR定义为标准偏差。假如能够科学有效的应用这些资源,不但能够大量减少制备与验证茶叶标准化样品所需的成本,同时也促使定值的结果更加无限接近真实数值,符合了各个质检单位对茶叶理化检验标准样品产生的要求。 结束语 目前,在制备茶叶标准样品工作上,茶叶工作者具备了丰富专业的茶叶背景优势,可是要想将验证茶叶能力提升为茶叶的标准化样品,还要对相关的研究程序作出进一步的分析理解,以便可以制备出具有稳定结果、准确定值、均匀样品同时充分发挥法律效力的茶叶标准化样品,也为我国发展茶叶质检工作贡献自己的力量。 参考文献: [1]GB/T8303―2002.茶磨碎试样的制备及其干物质含量测定[M].中华人民共和国国家标准,2009. [2]CNAS-GL03.能力验证样品均匀性和稳定性评价指南[M].中国合格评定国家认可委员会2008. 理化检验技术论文篇三:基于工作过程的《食品理化检验技术》课程教学过程设计 食品理化检验技术作为食品营养与检测专业的一门重要的核心课程之一,该课程的教学会直接影响到学生的培养质[]量,因此,需要对课程进行教学过程的设计,来培养学生学习的积极性、主动性和创造性,调动学生的学习兴趣,从而提高教学的课堂效果,教学过程是知识、 经验 、方法、能力的整体综合体现,教学过程既要体现做事的方式方法,又要重视知识的掌握和应用[1-2]。为了搞好该课程的教学工作,本文对《食品理化检验技术》课程进行教学过程设计,通过教学过程设计来保证课堂的教学效果,达到合乎企业要求的人才培养目标。 一、食品理化检验技术课程开发 食品理化检验技术课程的开发是以企业的理化检验的工作过程为导向进行的,将理化检验的工作过程设计成企业岗位需要的工作任务,并以该工作任务为载体设计学习情境,确定开发的流程,具体为首先对食品营养与检测专业进行调研,写出 调研报告 ,分析企业理化检验工作岗位所要求的职业能力和工作能力,根据职业能力和工作能力的要求,分析食品理化检验技术的课程结构,优化出该课程的课程体系,从而分析出课程的教学内容,制定出课程标准和实验实训指导书,然后进行教学设计。 二、教学内容的选择和课程内容结构 在食品理化检验技术课程的教学内容选取上,根据国家和地方食品企业行业发展以及高职食品营养与检测专业的培养目标,按照食品理化检验的工作岗位对学生知识、能力、素质的要求,根据“够用、必需”原则来选取教学内容,按照职业性、实践性的原则选取食品理化实训教学项目。 三、食品理化检验技术教学过程的设计 食品理化检验技术课程的教学过程采用具体的工作任务来引领学生学习的整个过程,按照食品理化检验工作岗位的流程进行设计该课程的教学过程,从工作岗位所需的工作任务来选择理化检验项目,检验项目选择完成后,学生根据检验项目查找资料进行方案设计,方案设计确定出来后,需要教师和学生共同进行反复讨论、修改,通过后才能实施,根据确定的方案,学生在教师的指导下完成实验实训的各项准备工作,然后开始进行实训操作,操作完成,对实训的结果进行分析,再广泛收集教师和学生们的意见,最后教师把问题反馈给学生,避免学生下次出现同类错误。《食品理化检验技术》课程的教学过程设计见图1。 图1 食品理化检验技术教学过程的设计 四、推行基于工作过程的项目导向、任务驱动教学法

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