优秀精细化工论文范文

医药化工生物技术的现状与产业化方向 来源：学习中国网 点击： 更新：2006-7-1 3:21:39 生物化工已成为国外著名化学公司争夺的热点。生物技术从医药、农业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Jjn-v过程转移。目前西方各国较大的化工企业，如美国杜邦、孟山都、道化学公司，德国赫司特、拜尔公司，英国ICI公司等都投入巨资和庞大的科技力量进行生物技术研究，并取得了许多重要成果。1．1高价位产品的发展速率高于低价位产品目前，全球生物化工年销售额在4OO亿美元左右，每年约以7％-8％的速率增长。从产品结构来看，生物化工领域生产规模范围极广，市场年需求量仅为千克级的干扰素、促红细胞生长素等昂贵产品(价格可达数万美元／g)与年需求量逾万吨的抗生素、酶、食品与饲料、日用与农业化制品等低价位产品(部分价格不到l美元，g)。高价位的产品市场份额在50％一60％，低价位的产品市场份额在40％～50％。而且，根据近年来生物化工的发展趋势及人们对医药卫生的重视来看，高价位产品的发展速率高于低价位产品。1．2 生物倦化成为生物化工的技术核心生物催化因其有转化条件温和、选择性高、生物催化剂制造成本低等优势，已发展成为化学工业重要技术之一。以催化作用为基础的化学品占化工产品的60％，其技术渗入量占目前化工生产技术的90％ 。生物催化剂为生物催化的核心，已经成为各国学者及工程技术人员研究的重要内容。生物催化的主要前沿领域有手性催化、极端菌研究、生物能源、生物新材料等。1．2．1手性化合物的研究利用生物催化酶、微生物等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。手性化合物是国外生物技术的主要产品。应用手性技术最多的是制药领域，包括手性药物制剂，手性原料和手性中间体。手性药物不同的对映体作用不同，从疗效和安全性出发，单一对映体的分离和定性合成十分必要。如巴比妥药DMBB与MPPB左旋(一)一异构体均具有抗惊厥性，而右旋(+)一异构体的功能则是促惊厥。合成手性药物的生物转化反应可分为两类：一类是把外消旋体拆分为两个光活性的对映体；另一类是从外消旋或手性前体出发，通过催化反应得到不对称的光活性产物。手性化合物研究一个成功的例子是：生物法合成头孢菌素。生物法生产利用了酶的对映体催化专一性，只用两步就可以替代传统的化学法生产，从而减少了工艺流程，提高了产量和纯度。近期研究发现，当以外消旋化合物进行酶催化反应时，反应底物可以在反应的同时不断进行外消旋化，从而得到超过50％的对映体纯的异构体。1．2．2 极端菌的研究近年来，人们发现一些菌在高温、高盐浓度等条件下仍然可以生存。对这些极端菌进行研究，有望逐步改善工业生物催化剂对温和环境依赖等缺陷，从而提高酶在高温、高压等条件下的催化活性，增加酶对底物和反应物抑制作用的抵抗程度，从而拓宽生物催化剂使用的范围。极端菌包括喜高温菌、喜低温菌、喜盐菌、耐pH值等。近期的研究集中在与工业生物催化相联系的极端的认定上，它们包括了酯酶，且旨肪酶、糖苷酶、缩醛酶、腈水解酶／酰胺酶、磷酸酶以及消旋酶。喜高温菌主要应用于食品工业和洗涤剂工业，喜低温菌主要应用于提高热敏性产品的产量，喜盐菌由于在高盐浓度下稳定而被用于低含水体系的催化剂。1．3 传统发酵工业已由基因重组菌种取代或改良许多传统的发酵工程产品如柠檬酸、青霉素等都已开始采用基因工程手段进行改造，大大地提高了产量，在以基因工程为主导的现代生物技术产品中，医药生物技术产品占75％左右。xuexicn.com2 医药生物技术的现状我国医药消费水平与国际水平相比差距很大，1997年全国人均年消费仅为l16．87元，每年以16％的幅度增长；医药销售总额约1400亿元(医药七大类)，每年以21％-22％速度增长，但进口药、合资药和国产药在国内市场的占有率基本上是三分天下。我国将成为原料药的出口基地和成品药的销售市场，其危机在加入WTO以后将越来越突出。因此，加速研制、开发、生产新药是我国的重要国策。l基因工程药物中国已经批准上市的基因工程药物有：重组人干扰素alb(商品名为干扰灵、赛若金)，重组人干扰素a2a(商品名为福康泰、莱福隆、因特芬、迪恩安、贝尔芬)，重组人干扰素et2b(商品名为利芬能、安福窿、安达芬、安福莱、隆化诺)，重组人干扰素，重组人白介素-2(商品名为安特鲁克、德路生、辛洛尔、因路英、悦康仙、欧耐特、因特康)，重组人粒细胞集落刺激因子(商品名为吉粒芬、促粒素、吉粒强、金磊赛强、粒生素、苏粒素)，重组人巨噬细胞粒细胞集落刺激因子(商品名为特立尔、吉立强、格宁、里亚尔、利白多)，重组链激酶rSK，重组人红细胞生长素(商品名为宁红欣、益比奥、依普定、EPO、爱血宝、依倍能)，碱性成纤维细胞生长因子(商品名为贝复济)，重组表皮生长因子。目前国内正在研究的产品有神经生长因子类NGF，CNTF，GDNF，BDNF，SOD，瘦素(LE吣，抗溶凝栓药物设计，IGF一1，hGH拮抗剂，人胰岛素C肽，水蛭素，降钙素，葡激酶，人IL-6，Fit3配体，人肿瘤血管生长抑制因子，bFGF，血小板生成素，治疗老年性痴呆基因工程新药96718，表皮生长因子，胰岛素，生长激素，链激酶。2．2徽生物发酵(奠棚药基因工程医用抗生素进行了丙酰螺旋霉素、麦迪霉素、丝裂霉素、麦白霉素等多种抗菌素的研究。青霉素、Ve是我国重要发酵产品。固定化青霉素酰化酶和青霉素酰化酶基因工程菌用细胞膜反应器实现了工厂化大规模裂解青霉素C生产6一氨基青霉烷酸(6一APA)。自行构建的基因工程菌发酵生产头孢菌素C，发酵单位提高到2800单位以上，已经广泛使用。7一ACA是半合成头孢霉素的母核，1997年进口额为4亿元，用二步酶法将头孢菌素C转化和水解为7一ACA，已成功克隆出2种酶的基因工程菌，对CPC钠盐转化率达73．4％ ，7一ACA纯度达9o％以上。此外，还开发了几种抗生素，如：妥布霉素、利福霉素SV、丝裂霉素C、泰乐霉素等；尼克霉素X、宁南霉素、庆大霉素、农用抗生素66oB等。抗感染药物销售在全球仅次于心血管药，居第二位，而我国抗感染药一直居第一位，在开放农村市场后尤为突出。随着人体抗药性增强，新的抗菌要求将越来越迫切。2．3 动、植物来源镧药’这是传统制药的一个重要领域，除了药物还有生物制品、预防药品和营养品，目前该行业存在分离技术落后、收率低、生产分散等问题。引人生物技术进行改进有了一些新进展，如：中药现代化中，对天然植物的基因、酶和生化、构效进行分析研究，用生物技术方法提取植物有效成分，用植物细胞反应器培养工厂化生产紫杉醇、银杏内酯、青蒿素、紫草宁、麻黄素等；用动物细胞反应器培养生产单克隆抗体、干扰素、生长激素、生长因子、酶等生物药物。3 生物制药正在发展的领域随着肥胖及老龄化问题的加剧，除心血管药物外，减肥降脂药、糖尿病药、抗老年痴呆症药成了畅销药。随着生活节奏的加快，竞争的剧烈，形势的多变，世界主要国家精神病发病率迅速上升，已成为严重影响人们生活质量的新问题，因此研发与生产心血管药、抗癌药、艾滋病药、糖尿病药、防老年痴呆症药及精神病药成为重点。对于大多数城市而言，建立生物药物生产企业，尚缺乏上游研究机构，但从战略考虑，需用一二个”五年计划”建立龙头研究机构、龙头开发机构和龙头生物制药企业。教育部和国家计委批准36所高校建立的”国家生命科学与技术人才培养基地”提出的”四个结合，四个创新，两个配套”的总体思路(即：上下游结合、产学研结合、国内外结合、不同学科交叉结合；体制创新、机制创新、模式创新；政策配套、投人配套)值得借鉴。3．1基因组学和蛋白质组学药物基因组学(pharmnacogenomics)是利用人类基因信息指导新药开发的一个领域，该领域是研究遗传多样性的个体差异对用药的特异性，用已知的基因理论研究用药的个性化和进行优化药物的设计，在临床上发现具有潜在效应式毒性的化合物，对市场上低效和高毒性药物通过药物基因组学加以改善。人类基因组计划完成后，基因组学能为人类提供xuexicn.com基因活性和疾病的相关性的有力证据，但实际上大部分疾病并不是因为基因改变所造成，且基因表达方式错综复杂，同样一个基因在不同条件下，不同时期可能会起到完全不同的作用，这是基因组学无法回答的， 因而产生了后基因组学和蛋白质组学(proteomics)。完成生命功能过程是：DNA-+mRNA_十蛋白质，在此过程中一个基因可能编码出几个、几十个各异蛋白质。基因转录产生一个蛋白前体，再进行加工、修饰成为活性蛋白，通过一系列的运输、定位才能发挥正常的生理作用，蛋白质组学是研究”一种基因所表达的全套蛋白质”。通过对正常个体及病体个体的蛋白组比较分析，我们可以找到”疾病特异性的蛋白质分子”成为新药设计的分子靶点。3．2药物的筛选和组合化学药物筛选是指从众多的化合物中挑选出具有生物活性的化合物过程，其中以特定的生物学指标为依据找到的第一个化合物为先导化合物。新药筛选分两类：一是随机筛选(普筛)，即从完全未知的化合物群中寻找先导化合物；二是定向筛选，即根据已知的先导化合物定向设计新化合物以筛选出药效更好的化合物。天然化合物、动植物、中药经验是我们进行药物筛选的有利条件。组合化学(combinatorial chemistry)是把化学合成、电脑设计、计算机技术结合为一体，能同时产生许多结构相关但变化有序的化合物，然后用高灵敏度的生物方法对这些化合物同时进行筛选，从中确定具有生物活性的物质，再经结构测定，以期找到全新的先导化合物。组合化学包括分子多样性化合物库的建立、群集筛选(分固、固／液两相)，确认活性分子结构。33 基因诊断和基因治疗基因诊断主要是针对病原体、肿瘤和遗传病的基因检测，现代化城市的优生、疑难病(与基因及遗传相关)的控制是先进的标志之一，有关产前诊断基本空白，由此起步建立基因诊断，在服务社会的同时积累数据为基因治疗做好准备。基因治疗(gene therapy)是把功能基因导人病人体内使之表达，其表达产物一蛋白质发挥功能使疾病得以治疗。基因变异或缺陷可导致各种疾病，也可能遗传给后代。基因治疗是给基因做一次手术，又称为“分子外科”。体细胞基因治疗是当前的研究主流。3．4基因剔除、转基因动物和生物反应器基因剔除gene knock out)是指对一个结构已知但功能未知的基因，从分子水平上设计实验，将该基因去除(包括引人定点突变)，然后从整体观察动物，推测相应的功能，其技术主要包括构建重组基因载体、转人受体细胞核内、筛选已击中细胞，将细胞转人胚胎使其生长成为基因剔除的动物。转基因动物是用实验导入方法使外源基因在染色体基因组内稳定整合，亦能遗传给后代的一类动物。1974年美国学者首次用显微注射法获得了转基因小鼠，转基因动物已广泛用于基础研究、疾病动物模型的建立、药用蛋白的生产、农业(转基因家畜的生产，如无毛鸡)等各个领域。3．5 生物芯片和生街传感器生物芯片是利用微电子、微机械、化学、物理技术、计算机技术、样品检测、分析过程连续化、集成化、微型化。包括芯片实验室(Lab—on—a—chip)、基因芯片(DNAchip)、蛋白芯片(protein chip)、细胞芯片(cellchip)、组织芯片等。生物芯片技术包括芯片方阵的结构、样品制备、生物分子反应和信号检测及分析，主要用于疾病诊断、药物筛选、基因测序，此外在农业、食品监督、环境保护、司法鉴定等方面都将做出重大贡献。生物传感器具有检测专一、灵敏、响应快等特点，可用于许多生物产品代谢、中间产物的测定，可测定非生物化学物质。生物传感器使用的酶和细胞可以反复使用。生物传感器利用酶、免疫系统、组织、细胞器或完整细胞作为催化剂，制成固定化膜与物化仪器化学、热、光、声波)相连，将生理信号转变为物化信号输出，可制备成微型传感器和多参数传感器。美国每年投人约l3亿美元用于生物传感器技术及产品开发研究。生物工程与计算机工程结合发展颇具工业前景。3．6 组织工程和器官移植组织工程是应用生物学和工程学原理，研制和开发能够修复和改善组织损伤或缺失功能的人造组织或器官的一门新兴学科。软骨、骨、肌腱、皮肤等组织再造成功，血管、气管等复合组织再生，胰、肝脏等组织再生研究取得不同程度进展，其他组织如输尿管、尿道、食管、小肠、肾脏、血管和血细胞等组织工程也取得了某些进展。3．7 药物新拊型治疗、预防和诊断用的药物都以一定的剂型服务于人类，权威的观点认为”提供新型的药物传输方法与提供新药几乎同等重要”。药物必须制成一定的剂型，以制剂的形式应用于治疗、预防或诊断，而制剂的xuexicn.com4 医1l5 匕工有效性、安全性、合理性和精密性等都反映了医药的水平，决定了用药的效果。提高药物的疗效、降低药物的毒副作用和减少药源性疾病，对药物制剂不断提出了更高的要求，药物的新剂型和新制剂技术也正发挥愈来愈大的作用。4 生物制药的产业化问题由于欧美等发达国家药品市场渐趋饱和，加之目前一些受专利保护的畅销药物专利期将至，以及新的专利药物开发速度缓慢等原因，国际药品市场结构发生了十大变化：生物技术药物异军突起；通用名药品(专利期已过的药品)在处方药品中的销售额比例激增，远高于世界整个制药工业的平均年增长速度；非处方药(OTC)的增长速度也不断加快；在药品开发方面，胆固醇控制、充血性心力衰竭、精神分裂症、老年记忆衰退、老年性痴呆症、糖尿病、艾滋病以及各种癌症等治疗领域，研究开发速度加快，市场前景广阔；在药物制剂和剂型方面，透皮吸收、控缓释药物制剂前景广阔；为减少住院病人，缓解住院病床负担，节约医疗费用，将住院治疗改为门诊治疗的新药不断面市；老年病及妇女儿童用药的市场发展迅速；预防性药物、保健、营养滋补药的发展将持续升温；天然药物发展潜力巨大；新药研究开发的难度越来越大。生物制药具有高投入、高效益、高风险、长周期的特征，一个生物药品，前期开发需投入大的资金、技术、人力，并历经数年。药品的审批、临床试验也要数年，所以生物药品的成功率仅为5％-10％。但与传统制药相比，又有便于大规模生产、利润高、生产工艺简单、人力投入少、无污染、生产周期短等优点，新药一旦开发成功利润巨大。据Ernst-yong公司分析，有0o种生物技术新药处于后期临床实验阶段，到2007年将有240个新药上市。基因工程药物开发和产业化有以下几个问题需特别重视：(1)选择好项目新生物技术商品化竞争剧烈，因此除人类基因组计划中部分成果无专利外，所有新发现均申请了专利，如何获得专利的使用权，是新药开发必须首先研究的；其次是市场评估，有的基因药物适于全世界，有的只能适用于某些区域，对企业而言，只有可掌握的市场才有意义；三是项目的可行性，包括成熟程度(有药证不一定代表成熟)、是否能工业化、工艺成本是否低以及环保问题等，也要考虑接受后的再开发投入。基因工程药物的发展方向：①开发针对神经系统、肿瘤、心血管系统、艾滋病及免疫缺陷等重大疾病的多肽、蛋白质和核酸等新生物技术产品。此方面开发重点将主要是干扰素、生长激素与T-PA等。②选择一批市场前景好的生物技术产品及疫苗、诊断用单克隆抗体进行开发，我国在这方面已有一定基础，开发重点是乙肝基因疫苗与单克隆抗体诊断试剂。③开发靶向药物主要是开发抗肿瘤药物。目前治疗肿瘤药物存在一个”敌我不分”的问题，在杀死癌细胞的同时，也杀死正常细胞。导向治疗就是针对这个问题提出来的，所谓导向治疗就是利用抗体寻找靶标，如同导弹的导航器，把药物准确引入病灶，而不伤及其他组织和细胞。④人源化的单克隆抗体的研究开发。抗体可以对抗各种病原体，亦可作为导向器，但目前的单克隆抗体多为鼠源抗体，注入人体后会产生抗体(抗抗体)或激发免疫反应。目前国外已研究噬菌体抗体技术、嵌合抗体技术、基因工程抗体技术以解决人源化抗体问题。⑤血液替代品的研究与开发仍然占重要地位。血液制品是采用大批混合的人体血浆制成的，由于人血难免被各种病原体所污染，如艾滋病病毒及乙肝病毒等，通过输血而使患者感染艾滋病或乙型肝炎的案例时有发生，因此利用基因工程开发血液替代品引人注目。(2)理好t、中、下游的关系人类基因组计划意义巨大，影响深远，随着”人类基因组计划”初具成果，一个更加令人振奋的后基因组计划的蛋白质工程研究时代即将到来。首先得益的是服务于人类健康的预防、治疗药物与服务。基因工程药物将会蓬勃发展，但必须处理好上、中、下游的关系。(3)建立好先进的工程技术平台①药物筛选平台～ 新药的发现；②药物中试转化平台；③ 动物实验平台。(4)加强生物药物开发中的生化工程技术保证人类健康的诊断和治疗新药的发现与制备就是通过生物大分子的相互作用与识别的研究，通过外源药物与外场作用及生物信息的传递与调控，进行有效合成和生物转化，将发现的有用活性物质经制备、提取、分离和纯化获得有益于人类健康的产品。xuexicn.com(5)智能化的生化过程工程生化工程的研究包括基础生物反应的模拟，生物表面和界面，传质、传热、动量传递、信号分子传输和反应，复杂生物系统的工程分析等。生物化工朝智能化工的方向努力，应主动吸收现代物理、数学、生物学、计算机、信息学等最新成就。智能化工是针对广义化工过程，精心设计新产品及其反应、分离提高选择性和过程调优控制，利用现代计算机、智能仪器、系统工程等新技术，密切组合计算机控制、有关模型和专家系统、局部检测点和执行器，使传统化工实现微型化、模块化和非集中化。即通过对化工过程多尺度研究集成和智能操作，以解决物质转化过程中宏观层次的工程与技术中的科学问题。(6)充分发挥国家生化工程中心的桥粱和孵化器作用国家计委和国家科技部抽出一部分资金建立中游(中试放大和工程化)研发机构一国家工程技术中心。1996年科技部在北京、上海、南京、深圳分别建立生物技术产业孵化器一国家生化工程技术研究中心。深圳国家生化中心针对国内外基因工程药物成熟的实验室成果争夺激烈并要价极高，进行的中试放大试验的改进工作量大等因素，运用中心的设备和人才条件，建立起基因工程实验室进行的源头项目研究工作，即节省了大量资金，又充分发挥了现有设备的潜力，更加速了项目开发的速度，有利于赶上国际先进水平和市场的需求，也有利于中心的发展。(7)发展CliO服务产业对于生物技术以及制药公司来说，把新药推向市场并不容易。一个典型新药申请至少需要4000例临床试验，有时需要进行多达50项不同的试验。由于候选药物数目愈来愈多，公司的负担不断增加，为了减少每个药物上市时间上的压力，许多生物技术和制药公司开始整合外部资源进行药物开发。委托研究机构(Contract Research Organization，CRO)具有生物技术及制药公司所需要的特殊专长，全球化、高质量的临床试验管理能力，可以满足这些公司对新药上市时间上的要求。CRO主要面对医药、生物技术公司，提供与药物开发有关的各种专业服务。现已扩展到前期药物先导化合物的发现，一直到新药上市后的一系列服务。如药物发现、临床前研究、药物基因组学、I～Ⅲ期临床、信息学、临床文件、政策法规咨询、生产和包装、推广、市场、产品发布和销售支持、药物经济学以及商业咨询等。主要参考文献1．河北化工。2004(4)：1-52．现代化工，2004(6)：13．精细与专用化学品，2004，12(2)：1-3

在材料学科上，要求学生掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，了解材料科学的发展前沿。下文是我为大家搜集整理的有关材料学的论文范文的内容，欢迎大家阅读参考!

论高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

石墨烯是一种二维单原子层碳原子SP2杂化形成的新型碳材料，因其非凡的导电性和导热性、极好的机械强度、较大的比表面积等特性，引起了国内外研究者极大的关注.石墨烯已经被探索应用在电子和能源储存器件、传感器、透明导电电极、超分子组装以及纳米复合物[8]等领域中.而rGO因易聚集或堆叠而导致电容量较低(101 F/g)[9]，这限制了其在超级电容器电极材料领域的应用.

另一方面，PANI作为典型的导电高分子之一，由于合成容易，环境稳定性好和导电性能可调等特性备受关注.具有纳米结构的导电材料，由于纳米效应不但能提高材料固有性能，并开创新的应用领域.PANI纳米结构的合成取得了许多的成果.PANI作为超级电容器电极材料因具有高的赝电容，其电容量甚至可高达3 407 F/g[10];然而，当经过多次充放电时PANI链因多次膨胀和收缩而降解导致其电容损失较大.碳材料具有高的导电性能和稳定的电化学性能，为了提高碳材料的电化学电容和PANI电化学性能的稳定性，人们把纳米结构的PANI与碳材料复合以期获得电容较高且稳定的超级电容器电极材料[11].

作为新型碳材料的石墨烯和PANI的复合引起了极大的关注[12].但是用Hummers法合成的GO直接与PANI复合构建PANI/GO复合电极因导电率低而必须还原GO，化学还原剂的加入虽然还原了部分GO而提高了导电性能，但也在一定程度上钝化了PANI [13]，另外排除还原剂又对环境造成一定程度的污染.因而开拓一条简单且环境友好的制备PANI/rGO复合材料作为超级电容器的电极路线仍然是一个难题.

基于以上分析，首先使PANI和GO相互分散和组装，借助水热反应这一绿色环境友好的还原方法制备PANI/rGO复合材料，以期获得高性能的超级电容器电极材料.

1实验部分

1.1原材料

苯胺(AR， 国药集团)，经减压蒸馏后使用;氧化石墨烯(自制);过硫酸铵(APS， AR， 湖南汇虹试剂);草酸(OX， AR， 天津市永大化学试剂);十六烷基三甲基溴化铵(CTAB， AR， 天津市光复精细化工研究所).

1.2PANIF的制备

PANIF的制备按我们先前提出的方法 [14]，制备过程如下：把250 mL去离子水加入三口烧瓶后，依次加入1.82 g CTAB，0.63 g 草酸以及0.9 mL苯胺，在12 ℃水浴上搅拌8 h;随后，往上述溶液中一次性加入20 mL含苯胺等量的过硫酸铵水溶液，同样条件下使反应保持7 h.所制备的样品用大量去离子水洗涤至滤液为中性，随后30 ℃真空干燥24 h. 1.3GO的制备

采用Hummers法制备GO，具体过程如下：向干燥的2 000 mL三口烧瓶(冰水浴)中加入10 g天然鳞片石墨(325目)，加入5 g硝酸钠固体，搅拌下加入220 mL浓硫酸，10 min后边搅拌边加入30 g高锰酸钾，在冰水浴下搅拌120 min，再将三口烧瓶移至35 ℃水浴中搅拌180 min，然后向瓶中滴加460 mL去离子水，同时将水浴温度升至95 ℃，保持95 ℃搅拌60 min，再向瓶中快速滴加720 mL去离子水，10 min后加入80 mL双氧水，过10 min后趁热抽滤.将抽干的滤饼转移到烧杯中，加大约800 mL热水及200 mL浓盐酸，趁热抽滤，随后用大量去离子水洗涤直至中性.所得产品边搅拌边超声12 h后5 000 r/min下离心10 min，得氧化石墨烯溶液.

1.4PANIF/rGO复合材料制备

按照一定比例将含一定量的PANIF液与一定量的6.8 mg/mL 的GO溶液混合，使混合液总体积为30 mL， GO在混合液中的最终浓度为0.5 mg/ mL，磁力搅拌10 min后，将混合液转移到含50 mL聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行水热反应，在180 ℃保温3 h;待反应釜自然冷却至室温后取出，用去离子水洗涤产物直至洗液无色后，于60 ℃真空干燥24 h，待用.按照上述步骤制备的PANIF与GO的质量比分别为5，10以及15，相应命名为PAGO5，PAGO10和PAGO15，对应的PANIF质量为75 mg，150 mg和225 mg.

1.5仪器与表征

用日本日立公司S4800场发射扫描电镜(SEM)分析样品的形貌;样品经与KBr混合压片后，用Nicolet 5700傅立叶红外光谱仪进行红外分析;用德国Siemens公司Xray衍射仪进行XRD分析;电化学性能测试使用上海辰华CHI660c电化学工作站.

电极制备和电化学性能测试：将活性物质(PANIF或PANIF/rGO)、乙炔黑以及PTFE按照质量比85∶10∶5混合形成乳液，将其均匀地涂在不锈钢集流体上，在10 MPa压力下压片，之后烘干得工作电极.在电化学性能测试过程中，使用饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，铂片(Pt)作为对电极，在三电极测试体系中使用1 M H2SO4作为电解液进行电化学测试，电势窗为-0.2～0.8V.

比电容计算依据充放电曲线，按式(1)[15]计算：

Cs=iΔtΔVm.(1)

式中：i代表电流，A;Δt代表放电时间，s;ΔV代表电势窗，V;m代表活性物质质量，g.

2结果与讨论

2.1形貌表征

图1为PANIF和PAGO10形貌的SEM图.低倍的SEM(图1(a))显示所制备PANIF为大面积的纳米纤维网络;高倍的图1(b)清晰地显现该3D纳米纤维网络结构含许多交联点.PANIF和PAGO10混合液经过水热反应后，从低倍的SEM(图1(c))可以看出，PAGO10复合物具有交联孔状结构;提高观察倍数(图1(d)和图1(e))后可以发现样品中rGO 与PANIF共存;而高倍的图1(d)清晰地显示出了rGO与PANIF紧密结合，且合成的褶皱rGO因层数较少而能观察到其遮盖的PANIF.从图1可知：成功合成了大面积的PANIF以及互相均匀分散的PANIF/rGO复合材料.

2.2FTIR分析

图2为PANIF，GO以及PAGO10 3种样品的FTIR图.图2中a曲线在1 581 cm-1，1 500 cm-1，1 305 cm-1，1 144 cm-1，829 cm-1等波数处展现的尖锐峰为PANI的特征峰，它们分别对应醌式结构中C=C双键伸缩振动、苯环中C=C双键伸缩振动、C-N伸缩振动峰、共轭芳环C=N伸缩振动、对位二取代苯的C-H面外弯曲振动.图2中b曲线为GO的红外谱图，在3 390 cm-1， 1 700 cm-1的峰分别对应-COOH中的O-H，C=O键振动，1 550～1 050 cm-1范围内的吸收峰代表COH/ COC中的C-O振动[16]，可以看出，GO中存在大量的含氧官能团.图2中c曲线为PAGO10复合物红外吸收谱图，与GO，PANIF谱图比较， 可以发现PAGO10中的GO特征峰不太明显而PANI的特征峰全部出现，这个结果归结于GO含量少以及GO经水热反应后形成了rGO，另外也表明水热反应对PANI品质无大的影响.

2.4电化学性能分析

图4为样品的CV曲线，其中图4(a)为不同样品在1 mV/s扫描速率下的CV图，可以看出，4个样品均出现明显的氧化还原峰，这归因于PANI掺杂/脱掺杂转变，表明PANIF以及复合物显示出优良的法拉第赝电容特性.图4(b)为PAGO10在不同扫描速率下的CV曲线，由图可知PAGO10电极的比电容随着扫描速率减小而稳步增加，在扫描速率为1 mV/s时，PAGO10电极的比电容为521.2 F/g.

图5为PANI，PAGO5，PAGO10和PAGO15的充放电曲线以及交流阻抗图.图5(a)为电流密度为1 A/g时样品的放电曲线图，由图可知：4种样品均有明显的氧化还原平台，这与前述CV分析中的结果相吻合.根据充放电曲线，借助式(1)，计算了4种样品在不同电流密度下的比电容，结果如图5(b)所示，很明显，相同电流密度下PAGO10比电容最大，当电流密度为1 A/g时，其比电容为517 F/g，这个结果表明PAGO10的电化学性能明显优于PANI/石墨烯微球和3D PANI/石墨烯有序纳米材料(电流密度为0.5 A/g时，比电容分别为 261和495 F/g)[18-19]， 而PANIF比电容最小，仅为378 F/g;且在10 A/g电流密度下PAGO10的比电容仍保持在356 F/g 左右，这表明PAGO10电极具有优异的倍率性能.该复合材料比电容以及倍率性能得到极大提高源于rGO与PANIF两组分间的协同效应.在充放电过程中连接在PANIF间的rGO为电子转移提供了高导电路径;同时，紧密连接在rGO上的PANIF有效阻止水热还原过程中石墨烯的团聚，增加了电极/电解质接触面积，从而提高了PANIF的利用率而使得容量增加. 为了更清晰地了解所制备材料的电子转移特点以及离子扩散路径，对样品进行了交流阻抗测试，图5(c)为4个样品的Nyquist图.从图5(c)可知：在高频区、低频区均分别具有阻抗弧半圆、频响直线.在高频区，电荷转移电阻Rct大小顺序为RPAGO5

值说明rGO的加入提高了电极材料的导电性.在低频区，直线形状反映了样品电化学过程均受扩散控制，并且PAGO5所展现的直线斜率最大，说明其电容行为最接近理想电容，即频响特性最好，这也是源于rGO的加入提高了材料导电性以及复合物的独特微观结构.

氧化还原反应的发生，导致PANIF具有十分高的赝电容，但由于在大电流充放电过程中高分子链重复膨胀和收缩，导致其循环稳定性差而限制了其实际应用.为此，对ANIF和PAGO10进行循环稳定性分析.图6显示，PAGO10在5 A/g电流密度下经过1 000次充放电后，电容保持率为77%，而不含rGO的PANIF电极在2 A/g电流密度下充放电1 000次电容保持率仅为54.3%，这个结果表明PANIF循环稳定性较差;另外，rGO的加入形成的PANIF/rGO紧密的连接，降低了PANI链在充放电过程中的膨胀与收缩，使得链段不容易脱落或者断裂，从而PAGO10具有出色的循环稳定性.

3结论

采用自组装的方法，经水热反应，制备了PANIF/rGO复合电极材料.研究发现，rGO与PANIF紧密连接;而且，当PANIF与GO质量比为10∶1时，复合材料展现了最佳的电化学性能，当电流密度为1和10 A/g时，其比电容分别为517， 356 F/g.从上可知：合成的PAGO10具有高的比电容、较好的倍率性能和稳定性能，从而有望作为超级电容器电极材料在实践中应用.

浅谈水泥窑用新型环保耐火材料的研制及应用

1 概述

随着新型干法水泥生产技术在我国的迅速普及，我国水泥工业得到飞速发展，2012年，水泥总产量达21.8亿吨，占世界总产量55%左右。在20世纪六、七十年代，镁铬质耐火材料因具有良好的挂窑皮和抗水泥熟料的化学侵蚀性能，而被广泛应用于新型干法水泥窑的烧成带[1]，并取得了良好的使用效果，但由于镁铬砖在使用过程中砖内的Cr2O3组分与窑气、窑料中的碱、硫等相结合，形成有毒的Cr6+化合物[2]。再加上原燃料中所带入的硫，碱与硫共存时形成另一种水溶性Cr6+有毒性致癌物质：R2(Cr，S)O4。水泥窑在正常运转中，其窑衬中镁铬砖内的一部分Cr6+化合物随着窑气和粉尘外逸，飘落在厂区及周边环境中，造成厂区大气的污染; 另一部分则残留在拆下的废砖中，废弃的残砖一遇到水就会造成地下水的污染;更直接的危害是在水泥窑折砖和检修作业时，窑气和碎砖粉尘中的Cr+6会给现场人员造成毒害，据有关专家论证，Cr6+腐蚀皮肤，使人易患上大骨病，进而致癌。因此，镁铬质耐火材料作为水泥窑内衬会对环境和人类造成长期污染和公害。

发达工业国家在水源、环境和卫生方面有着一系列配套的规范，其中德国对水泥厂预防“铬公害”的规定最普遍，执行也是最严格的，具体内容如表1所示：

我国于1988年4月颁布国家标准GB3838-88，对地面水中Cr6+含量进行明确规定，如表2所示：

这就使得水泥企业在使用镁铬砖做水泥窑内衬投入的环保费用加大，特别是用过镁铬残砖处理费用非常昂贵，因此，水泥窑用耐火材料无铬化是必然的发展趋势。

2 水泥窑烧成带新型环保耐火材料的研制

2.1 研制思路

目前，用于水泥回转窑烧成带的无铬环保耐火材料主要有镁白云石砖和镁铝尖晶石砖。镁白云石砖对水泥熟料具有良好的化学相容性和优良的挂窑皮性，但是抗热震性差，抗水化性差;镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性和抗侵蚀性，但是挂窑皮性差[3，4]。镁砖中引入铁铝尖晶石制成的第二代新型环保耐火材料―新型环保耐火材料，结构韧性好，抗碱盐及水泥熟料侵蚀能力强，具有良好的挂窑皮性能，在烧成带能有效延长使用寿命，是目前适合我国国情的新一代水泥窑烧成带用无铬耐火材料。但该产品的关键是铁铝尖晶石原料的合成、加入量、加入方式及有关工艺条件对制品性能的影响。

2.2 试验与研究

2.2.1 铁铝尖晶石的合成。铁铝尖晶石是一种自然界少有的矿物，化学分子式为FeAl2O4，其中含58.66%A12O3和41.34%FeO。铁铝尖晶石为立方体结构，二价阳离子占据四面体位置，三价阳离子填充在由氧离子构成的面心立方中。其理论密度为4.39g/cm3，莫氏硬度为7.5。要形成铁铝尖晶石，必须保证氧化亚铁(FeO或FeOn)是处于其稳定存在的条件下。只有在FeO能稳定存在的区域内，才能保证与Al2O3形成的化合物是FeO? Al2O3尖晶石，而在FeO稳定存在的区域以外的条件下，铁的氧化物与Al2O3作用得到的产物很难说是FeO?Al2O3尖晶石，而可能是含有大量或主要是Fe2O3-Al2O3的固溶体[5]。FeOn- Al2O3的系相图如图1所示：

为了得到高质量的合成铁铝尖晶石，我们特聘请了欧洲知名耐材专家进行专业技术指导，经过大量试验，掌握了烧结合成铁铝尖晶石的关键技术，为生产达到国际水平的新型环保耐火材料打下了良好的基础。在生产中把FeO与Al2O3按一定比例混合均匀后压制成荒坯，在保证“FeO”稳定存在的气氛下，经高温烧成，制得FeO? Al2O3尖晶石含量为97%以上的烧结铁铝尖晶石。产品衍射如图2所示：

2.2.2 原料与制品的性能 ①原料的选择。根据我们的生产经验，结合水泥窑烧成带对耐火材料的要求，我们选用优质镁砂、合成尖晶石为原料，并加入特殊添加剂来强化制品的性能，研制生产出第二代无铬镁尖晶石砖―新型环保耐火材料。所用原料理化指标如表3所示。②制品的性能。将原料破碎成所需的粒度，采用四级配料，经强力混碾、高压成型、高温烧成。产品的显微结构见图3，产品理化指标与国外同类产品对比情况如表4所示。

2.2.3 铁铝尖晶石对制品性能的影响 ①铁铝尖晶石加入量对制品耐压强度的影响。从图4可以看出：随着铁铝尖晶石增加制品的耐压强度呈现出先升后降的趋势，这是由于铁铝尖晶石与镁砂互溶的结果，铁铝尖晶石的加入量在10%时，制品的强度达到最大值。②铁铝尖晶石加入形式对制品抗热震性能的影响。从实验结果表5可以看出：以颗粒形式加入铁铝尖晶石制品的抗热震性比以细粉形式加入铁铝尖晶石制品相对较好。

2.3 产品的性能

2.3.1 结构韧性好、热震稳定性优良。新型环保耐火材料在烧成及使用过程中Fe2+离子扩散进入周边的氧化镁基质中，同时部分Mg2+离子扩散进入铁铝尖晶石颗粒，与铁铝尖晶石分解残留的氧化铝反应生成镁铝尖晶石，这一活化效应使制品在烧成或使用过程中，内部形成大量的微裂纹，重要的是铁铝尖晶石的分解过程、Fe2+离子和Mg2+离子的相互扩散在高温下持续进行，使得MgO-FeAl2O4耐

火材料在整个高温使用过程中，可以形成大量的微裂纹，这些微裂纹的存在有利于缓冲热应力、提高制品的结构柔韧性和热震稳定性。

2.3.2 强度高。从制品显微结构可以看出：制品内部铁铝尖晶石与高纯镁砂互溶，结构非常均匀致密，晶粒发育良好，颗粒与基质间通过晶间尖晶石相连接，结合良好，明显的提高了砖的密度和高温强度。

2.3.3 具有良好的粘挂窑皮性能。在使用过程中，制品中的Fe2O3与Al2O3都易与水泥熟料中的CaO反应生成C2F、C4AF等低熔点矿物，该矿物具有一定的粘度，可牢固粘附在新型环保耐火材料的热面，形成稳定的窑皮。我们把新型环保耐火材料和直接结合镁铬砖分别制成40mm×40mm×60mm样块，用90%水泥生料+5%煤粉+5%K2SO4，压制成Φ30×10mm圆饼，把圆饼放在两个样块中间，放入电炉内加热，温度升到1500℃，保温3小时，冷却后测其抗折强度，二者基本相同。由此可见，新型环保耐火材料粘挂窑皮性能优良。

2.4 产品的应用

新型环保耐火材料自2012年研制成功投放市场以来，通过河北鹿泉曲寨水泥公司、宁夏瀛海天琛水泥公司、内蒙古哈达图水泥公司、陕西尧柏水泥集团、北方水泥集团、河南锦荣水泥公司、新疆天基水泥公司、安阳湖波水泥公司等二十多家大型水泥企业2500t/d、5000t/d、6500t/d水泥窑烧成带应用，寿命周期均达到12个月以上，受到用户认可。

3 结论

随着全球经济的发展和现代工业的日新月异，人们对工业生产设备的自动化水平、对自动化产品的综合功能及可靠性、对新产品的上市速度、对根据客户和市场要求修改配方的灵活性均提出了更高的要求。在这样的大环境下，批量(Batch)控制管理软件作为一个十分重要的产品，在越来越多的工业控制过程(尤其是精细化工、制药和食品行业)中得到了广泛的应用。本文以Invensys集团旗下的美国Foxboro公司的I/ABatch软件在国内某一精细化工厂的生产装置上的应用为例，介绍了该控制管理软件的全貌及其应用要点。纵观Foxboro的I/ABatch发展历史，可以追溯到1969年首个冗余批量控制器的发布。早在上世纪90年代前，伴随着不同的DCS系统发展阶段，Foxboro的批量控制软件也分别经历了LargeScaleBatch、EasyBatch、BatchPlantManager、R-Batch4个不同时期。一直到1992年，基于Unix平台并和I/A系统集成在一起的Foxbatch才诞生，被称为核心BatchV1.0。1996年开始，著名的工业软件公司Wonderware开始为Foxbatch编写具有更友好客户界面的批量软件。该软件基于WindowsNT平台，可以和工厂管理软件集成在一起使用，亦可以同时被Foxboro公司I/A系统外的其他控制系统使用。1998年，Foxbatch正式更名为I/ABatch，之后分别经历了Ver6.2、Ver7.1等，直到现在被广泛运用于WindowsXP平台上的I/ABatchVer8.1。I/ABatch是一套具有很大灵活性的批量生产管理软件，是针对生产过程中的建模和实现批量生产的自动化控制而设计的，完全符合ISAS88.01标准，具有模块化的特点。用I/ABatch软件，用户可以很方便地1引言2I/ABatch的发展回顾及主要特点创建配方，用批量离线组态环境模拟新配方的运行过程，查询到有关产品的历史数据，并得到一些产品物料汇总信息。可以说它是一个“成品化”的批量控制引擎，如果和I/ADCS系统联合使用，还有参数自动连接生成、便于组态集成等特点。3精细化工装置的工艺流程及控制要求I/ABatch具有十分广阔的应用范围，小到一个最简单的加料混合过程，大到十几条批量生产线几十个反应釜的生产过程，均可以用这套软件来组态实现。以某精细化工装置为例，共有两条生产线并行生产两种相关联的化工产品A和B。由于该化工产品具有很强的季节性，在连续生产两三个月后要清洗设备，重新更换原料(包括调整原料比)，生产另两种相关产品C和D。其中前两者的基本工艺过程是一致的。整套装置有两个进料贮槽、两个反应釜、两个成品槽，有模拟量输入100点、模拟量输出50点、数字量输入200点、数字量输出250点。从同时投入生产的两条生产线来看，在A线进入到该线反应釜初始阶段前，必须检查B线是否已经正常完成KOH的进料，并且反应釜内的压力、温度达到了工艺工程师预定的值。每条生产线的每一生产步骤中都有很严格的反应条件检测，一旦有连锁发生，工艺会要求控制程序根据不同的连锁原因转入到不同的子步骤中去，直到连锁条件完全解除，继续该条生

化学是基础教育的重要组成部分，在化学教学中培养学生的创新精神对深化基础教育改革，提高学生素质具有重要作用。下面是我为大家整理的化学综述论文，供大家参考。

前言

化学工业推动着人类社会和物质文明的快速发展，也为人类社会作出了重大的贡献，同时伴随而来环境污染问题越来越严重，因此化学工业表现出的“贡献”和“环境污染问题”的两重性对化学工业领域的科研工作者和生产人员提出了挑战。用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺是绿色化学工程与工艺所提出的思想，通过在化学工业生产过程中，在无毒、无害的反应条件下去采用无毒、无害的原料来进行反应，同时使整个反应具有高选择性，进而能够最大限度地减少副产物的生成。要达到此目的，必须在化工行业推行清洁生产，实现零排放，把污染消灭在生产过程中。文章针对传统化学工业的发展问题，通过对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行探讨，从而在我们国家今后的化学工业生产中环保性和节能性提供参考依据。1绿色化学工业概念绿色化学又称“环境无害化学”“、环境友好化学”“、清洁化学”，绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。其研究目的在于寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。绿色化学工业是把绿色化学的思想引入传统化学工业生产中，并此基础上产生对人类健康、社区安全、生态环境无害的化学工业过程。

2绿色化学工程与工艺的开发

早期人们对化学工业所引起的环境污染常常采用的办法是“末端治理”，开发了多种环境保护手段，如：水处理技术、大气污染防治技术、固体废弃物处理技术和噪声治理技术等，对生态环境的保护作出了重要贡献。但随着人类社会和物质文明的不断发展和进步，环境污染的速度远远快于治理环境污染速度，并且治理环境污染的费用不断增加，而且治标不治本。而绿色化学工程与工艺是用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺，采用无毒、无害的原料，在无毒、无害的反应条件下进行，使反应具有高选择性，最大限度地减少副产物的生成。从而在化工行业推行清洁生产，实现零排放，实施绿色化工生产，从污染的源头防止污染的发生。绿色化学工程与工艺在化学工业中具体实施方法主要有以下几种。

2.1原料的绿色化

在化学产品生产中，原料的选择是决定化学生产过程和生产工艺的主要因素之一，绿色化学工程与工艺以无毒无害的原料作为绿色化学工业重点研发目标，选用可再生资源作为绿色化学原料，如生物质资源包括植物、农作物、林产物、海产物(各种海草)和城市废弃物(报纸、天然纤维)采用生物转化法通过一系列的反应转化得到醇、酮、酸类等常见的化工原料，在转化过程中依赖各种微生物在细胞内产生出我们所需要的各种化学品，整个过程清洁无污染，这都是绿色原料应用的典型。

2.2催化剂的绿色化

近几年来，随着化学工业的快速发展，采用合理的化学反应应用在化工生产过程中成为了现代化学工业可持续发展的重要因素之一。在常规的化学反应中都离不开催化剂的使用，正确合理的使用催化剂不仅可以加速反应进程，改善化学反应的选择性和提高转化率，提高产品质量、降低加工成本，而且从根本上减少或消除副产物的产生，减少环境污染，最大限度地利用各种资源，保护生态环境。目前，针对化学反应催化研究已经研发出各种催化剂，例如，在精细化工生产中，已使用安全的固体催化剂分子筛、杂多酸等来替代有害的液体催化剂浓硫酸，从而简化了工艺过程，减少“三废”的排气量。

2.3溶剂和助剂的绿色化

在化学工业生产过程中，无论是化学反应过程，还是化学产品的分离过程，都会使用大量的溶剂或者助剂来克服反应或分离过程中的特殊障碍，但是这些溶剂和助剂都是有毒的，往往会对人类健康和社会环境造成负面影响，所以开发出无毒无害的溶剂和助剂也是绿色化学工业重点研发目标之一。合适的绿色的溶剂和助剂不仅仅能使反应加速进行，也能使反应能耗低、效果更好、选择性更高以及产品更容易分离，更有利于环境保护。例如，现已开发出各种离子液体来应用于化学工业生产过程中的化学反应提供新的反应环境，也应用在化学工业生产过程中的分离过程进行产品与副产物的分离。

2.4能源的绿色化

在化学工业中，从获取的化学原料到发生的化学反应以及反应产物的分离和纯化等各个环节均伴随能量的产生和消耗，而且耗能巨大。然而，在化工生产的化学反应中，若反应是吸热的，则需要在反应开始时加入热量来使反应进行完全;若反应是放热的，则需要冷却以移出热量来控制反应进行。同样在化工过程的分离与纯化中，可通过精馏、萃取、再结晶、超滤等操作来实现，也需要消耗大量能量。所以找到合适的能源也是绿色化学工业重点研发目标。例如，比较清洁的能源有电能、光能、微波以及超声波等能量，其中电能是运用较多的一种，在利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂的电催化反应中可以实现在温和中性条件下的自由基环氧化。

3绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排中的促进作用

近些年来，在国内的化学工业中，绿色化学工程与工艺主要应用在以下几个方面。

3.1清洁生产技术的应用

在化工行业清洁生产包括清洁生产过程、清洁的产品以及清洁的能源等三个方面。而在化学工业节能减排中，主要以清洁生产过程为主。清洁生产过程是指在生产中尽量少用和不用有毒有害的原料，采用少废、无废的新工艺和高效设备，改进常规的产品生产工艺;尽量减少生产过程中的各种危险因素，如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强震动等;采用可靠、简单的生产操作和控制。已有的化学工业中清洁生产技术应用案例为：磷肥工业清洁生产工艺、铬酸酐生产工艺的绿色化改造、环氧丙烷的清洁生产、对苯二甲酸二甲酯氧化尾气的回收利用、二氯苯胺的清洁生产以及苯甲醛的清洁生产工艺等，这些清洁生产技术对化学工业节能减排有促进作用，实现了化学工业的绿色化，对人类健康和生态环境的保护作出了重要的贡献。

3.2与生物技术相结合的应用

在化学工业生产中，绿色化学工程与工艺常常与生物技术相结合，采用生物炼制技术将可再生资源转化化学原料，进而合成出所需要的化学品。通过这种技术得到的化学原料相对于一般的工业原料来讲，反应效果和催化效率较好，反应产生的污染物和废弃物较少，还具有良好的无污染性、高效性、节能性。生物炼制是开拓创新型技术，是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。例如，全作物生物炼制方法以油菜、大豆、甘蔗、玉米等为原料，采用发酵技术，用基因组合方法在有氧条件下生成1，3-丙二醇重要的化工中间体。

3.3环境友好型的化学品的应用

大力发展绿色化学工程与工艺可以使化学工业为我们生产出更符合社会、自然环境可持续发展的环境友好型产品，在生活中有许多具体应用实例。例如，已被联合国列为新一代环保制冷剂含杂原子N、Si的三氟碘甲烷(FIC-1311)来替代传统制冷剂氟利昂，FIC-1311不损耗臭氧层，温室效应可以忽略，对环境破坏作用较小;2005年美国环境保护署已批准的新型熏蒸气体杀虫剂硫酰氟来替代溴甲烷，杀虫效果比溴甲烷好，对坚果和干果气味无影响，同时对臭氧耗损潜能值为零，对大气臭氧层无影响。

4结束语

在化学工业生产的过程中运用绿色化学工程与工艺的思想，从化工生产的源头上采用无毒无害的原料、催化剂、溶剂等，使用节能减排的生产工艺，采用清洁生产的技术，能够降低化学工业生产过程中能源消耗，实现人与自然的和谐，保护生态环境。因此，开发和应用绿色化学工程与工艺对现代化学工业的发展至关重要，也是促进现代化学工业可持续发展的重要前提条件。

基础有机化学实验是高等学校理工类、化工类、环境类、材料类以及生物、检验专业的必修课程之一，对培养学生动手操作能力、思维训练等有着重要的影响。随着经济、社会的发展，有机化学在人们的生产、生活中发挥越来越重要的作用。基础有机化学实验作为有机化学的基础课程，发挥着奠定学生未来发展的作用。然而，笔者在实验教学中，发现有机化学实验教学在教学理念、方法上存在诸多问题，结合笔者自身的教学经验，提出了新的教学理念与方法策略，为基础有机化学实验教学提供参考。

1有机化学的重要性及与日常生活的联系

有机化学与人们生产生活等各个方面有着密切的关系，主要体现在以下三个方面：首先，人类的生命就是一个有机体，由各种各样的有机物组成，如蛋白质、核酸、糖类等，这些物质构成生命的基本单位，同时也参与体内的各种合成代谢。其次，人类的衣食住行离不开有机物，如我们穿的各种衣服，都是由各种合成纤维构成，饮食中少不了各种有机蛋白质、有机营养物质。最后，有机化学提升了我们的生活质量，如有机化学合成的各种药物，不仅治愈了人类多种疾病，并且提高了人类的寿命。1965年，人类合成的第一个人工胰岛素——结晶牛胰岛素，在我国诞生，为糖尿病病人带来了福音。

2基础有机化学实验对学生的意义

(1)训练学生动手操作及理论联系实际的能力。有机化学是一门实践性非常强的学科，单独以老师为主体的理论教学无法将整个有机化学知识点融会贯通，而有机化学实验就为学生提供了动手操作的机会，解决了学生上课时对不明白知识点的困惑。例如，在学习有机物萃取时，很多学生在理论课时对萃取的过程以及注意事项都是死记硬背，而实验课时学生通过自己的独立完成或者协作完成，将会彻底领悟到萃取的原理，并掌握分液漏斗的正确使用方法。有机化学同时也是一门实用性非常强的学科，例如阿司匹林的制取，阿司匹林是一种解热镇痛药，在人类的药物发展史中有着不可替代的地位，对此药物进行合成可以使学生明白有机合成的重要性，同时也能对重结晶提纯法进行巩固。

(2)训练学生科研思维与专研精神。有机化学实验由于其操作性强、专业性强等特点，对学生的综合素质提出了考验，同时也有助于培养学生的科研思维与专研精神。诸多著名的化学家如居里夫人、门捷列夫等，他们之所以能够取得如此大的成就，就是凭借实验训练带给他们的科研思路以及实验成果。本科阶段的化学实验要注重的是实验的热情，因此将他们的热情鼓舞起来后，他们才能够真正投入到专研当中。

(3)为学生步入未来工作岗位打基础。有机化学实验是有机化学专业相关人才进入未来工作岗位的必要条件，只有掌握基本操作的技能才能够胜任工作岗位的需求。我国大学生越来越多，就业形势越来越严峻，市场和人才培养方向的脱节主要原因就是学生操作技能差，理论考试都能得高分，而一到具体应用就措手不及。然而，对于那些不从事化学相关专业工作的专业来说，有机化学实验是一门基础性的实验，对未来工作岗位相关的知识都是一种重要的铺垫。

3目前基础有机化学实验教学存在的主要问题

(1)实验方法落后、实验设备陈旧。有机化学实验教材内容一般是那些已经完成被认可的基础性实验，这些实验虽然很经典，但由于实验方法落后导致实验耗时长、操作繁琐，有的实验要6个小时以上才能结束，这使得一些本来对有机化学感兴趣的同学望而却步。而实际上有机化学经过几十年的发展，实验手段也不断在进步，采用先进的实验方法可大大缩短实验时间，这非常有助于提高同学们的学习兴趣。另外，我国诸多高校在有机化学实验设备上都存在着设备过于老旧的问题，很多实验无法开展下去的重要原因就是实验设备的短缺，一般都是几个学生用一个实验台或者一台操作仪器。在实验方法上，除了传统的基本内容外，没有将社会上用的新技术引进去，学生不知道学完后用在哪里，自然无法激发他们的热情。而很多现代社会根本用不到的理论仍体现在实验教材上，这不仅耗费了学生和老师的宝贵时间，同时也不利于学生适应未来的工作。

(2)实验过程中存在安全隐患。实验的安全性隐患包括三个方面：①我国目前很多高校在实验室安全方面都存在一定的隐患，例如缺乏实验安全操作柜，实验试剂过期或者不合格等现象屡屡出现。②一些有机实验本身存在安全性隐患，比如乙酰乙酸乙酯的制备，该实验要使用钠砂，金属钠遇水即燃，在热熔钠块并震荡使之变成砂粒的过程中，如果操作不当，钠会从瓶子里喷出来，非常危险。而事实上笔者在从事这么多年的有机合成研究过程中从未使用过钠砂。③在实验操作过程中很多学生都缺乏安全意识，没有带口罩和眼罩，一旦发生意外事件如试剂喷射到眼里，或者身上，则无法进行有效及时的处理。

4对基础有机化学教学的看法

(1)明确基础有机化学实验教学的目的。目前我国基础有机化学实验教学中存在诸多问题的重要原因，就是没有真正明确其实验教学的真正目的。我国大学现在开展的是素质教育而不是二十年前的精英教育，因此将过多的要求投放在学生身上，将会导致他们厌学或者恐惧。有很多学生还没有进行实验就被那些高难度的要求吓得退却，不能激发他们的实验热情、钻研热情。笔者认为，本科阶段的有机化学实验教学主要目的应该是激发学生学习的热情，只有他们有学习的热情与渴望，才可能进一步地钻研，也才可能克服怕苦怕累的思想。

(2)因地制宜制定本科教学的培养策略。有机化学实验教学应该采取针对不同的学生采取不同的策略，对于化学专业的同学和相关专业的同学应该制定不同的目标，不能一概而论，否则有机化学实验课将对那些基础理论学习少的同学产生很大的负担。本科教育注重的是素质教育，因此着重在于培养他们的实验热情，只有奠定热情的基础上，才能够进一步地实验和攻读研究生。

5改革基础有机化学实验教学的策略

(1)改革实验教学的理念与目标。本科阶段的有机化学实验其本质上的问题是教学理念与目标的偏差。因此，教育部门应该彻底改革现有的教育体制，不能将二十年前的目标与理念用于现在。制定的理念与目标应该结合学生和学校的实际，同时也应该结合社会市场的需求。笔者认为本科阶段基础有机化学实验教学的理念与目标应该是：着重培养学生的实验热情，提升素质教育。

(2)根据社会需求，改进实验方法、设备。现阶段我国本科有机化学的实验不能与时俱进，没有跟上社会需求的潮流。因此，应该引进那些社会工作中需要的实验、删除那些社会不需求或者用不到的实验，改进实验方法的前提就是要有充足的资金购买实验设备，因此可以采用和企业联合办学的策略，由企业投资引进设备，同时企业排除专门人士进行指导，带领学生参观公司，只有了解到所学知识的有用性，才能激发学生的学习热情，同时也为学生的就业带来了保障。同时也要尽量使用现代的有机合成方法和手段，增加实验的实用性，还可以找一些现象明显、容易成功、能显著提升学生兴趣的实验，以替换危险、气味大的实验。

(3)分阶段教学的培养方案。在本科阶段主要分为以下三个阶段培养策略：首先，培养学生的学习热情，可以是老师带领学生参观化学应用公司或者大型科研院所，也可以是老师通过简单的实验激发学生动手的热情。其次，对那些有实验操作热情的同学，可以引进到老师的科研队伍中，开拓学生的视野，同时也提升学生的实验设计、操作以及钻研的能力。最后，结合同学自身的情况，给出不同的建议。例如对那些具有刻苦钻研精神的同学，可以将其作为保研的对象，对于那些实际操作能力强的同学，可以将其推荐到合作的企业当中去。

6结束语