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本人从智网上找的 有PDF格式 这是从上面转下来的 统磁体以单原子或离子为构件,三维磁有序化主要来自通过化学键传递的磁相互作用,其制备采用冶金学或其一、引 言他物理方法;而分子磁体以分子或离子为构件,在临界 作为一种新型的软材料,分子基材料(molecule2based温度以下的三维磁有序化主要来源于分子间的相互作materials)在近年来材料科学的研究中已成为化学家、物用,其制备采用常规的有机或无机化学合成方法.由于理学家以及生物学家非常重视的新兴科学领域[1].分子在分子磁体中没有伸展的离子键、共价键和金属键,因基材料的定义是,通过分子或带电分子组合出主要具有而很容易溶于常规的有机溶剂,从而很容易得到配合物分子框架结构的有用物质.顾名思义,分子基磁性材料的单晶,有利于进行磁性与晶体结构的相关性研究,有(molecule2based magnetic materials) ,通称分子磁性材料,利于对磁性机制的理论研究.作为磁性材料,分子铁磁是具有磁学物理特征的分子基材料.当然,分子磁性材体具有体积小、相对密度轻、结构多样化、易于复合加工料是涉及化学、物理、材料和生命科学等诸多学科的新成型等优点,有可能作为制作航天器、微波吸收隐身、电兴交叉研究领域.主要研究具有磁性、磁性与光学或电磁屏蔽和信息存储的材料.导等物理性能相结合分子体系的设计、合成.我们认为, 分子磁性研究始于理论探索.早在 1963 年McCo2分子磁性材料是在结构上以超分子化学为主要特点的、nnel[2]就提出有机化合物可能存在铁磁性,并提出了分在微观上以分子磁交换为主要性质的、具有宏观磁学特子间铁磁偶合的机制.1967 年,他又提出了涉及从激发征并可能应用的一类物质.态到基态电子转移的分子离子之间产生稳定铁磁偶合 分子铁磁体是具有铁磁性质的分子化合物,它在临的方法[3].同年,Wickman[4]在贝尔实验室合成了第一个界温度(Tc)下具有自发磁化等特点.分子磁体有别于传分子铁磁体.之后,科学家们相继报道了一些类铁磁性统的不易溶解的金属、金属合金或金属氧化物磁体.传质的磁性化合物,但直到1986年前,这些合成的磁性化·15 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 专题综述Ziran Zazhi 合物没有表现出硬铁磁所具有的磁滞特征.1986 年,材料理论的精确预言和计算是相当困难的,而且,分子Miller等人[5]将二茂铁衍生物[Fe(Cp3)2](Cp3为五甲基磁性材料中包含的原子和分子基团更多,空间结构的基环戊二稀)与四氰基乙烯自由基(TCNE)经电荷转移合对称性更复杂,局部的磁交换的途径也体现出多样性,成了第一个分子铁磁体[Fe(Cp3)2]+[TCNE] ,其转换温使得目前的研究还处于实验经验的积累和定性的解释度 T上.尽管如此,科学家们对分子磁交换的机制进行了大c= K.与此同时,Kahn 等人[6]报道了具有铁磁性的MnCu(pbaOH)·(H量的研究,提出了许多近似理论模型,并基于这些模型2O)3分子化合物.从此,分子磁体的研究引起了人们的广泛关注,分子基磁性材料也应和大量的实验数据,在磁性与结构的关系研究中取得了运而生.一定的进展.对于一些对称性较高的体系,根据自旋相 开始,由于分子间的磁相互作用较弱,分子磁体的互作用的 Hamilton可由量子力学求出磁化率的解析形转换温度式T,然后根据实验数据计算出磁偶合系数 J 值,探索随c通常远远低于室温,难于达到应用的要求.结构的变化关系.对于对称性较差及组成较为复杂的体但是,第一个室温分子磁体V(TCNE)2·xCH2Cl2在1991系,自旋 Hamilton 的解析解很难求出.此时可用 Monte年由Manriquez[7]报道出后,虽然是一个不稳定的电荷转Carlo方法对物理过程进行模拟,求出磁偶合系数 J[10].移钒配合物,但近年来,分子磁性的研究已取得了令人 根据产生磁性的具体类型,磁交换机制主要通过以鼓舞的进展,Verdauger[8,9]报道了 Tc高达340 K的稳定下途径来实现:类普鲁士蓝的分子铁磁体. (1) 磁轨道正交 根据 Kahn等人的分子轨道理论,顺磁离子A与B之间的磁相互作用(J)由两部分贡献组二、分子磁性中的物理基础成,即铁磁贡献和反铁磁贡献,J = JF+ JAF.当A中未成对电子所占据的磁轨道与B中未成对电子所占据的磁 分子磁体的磁性来源于分子中具有未成对电子离轨道互相重叠时,它们之间的相互作用为反铁磁偶合,子之间的偶合,这些偶合相互作用既来自分子内,也可重叠积分越大,反铁磁偶合越强;当A与B中未成对电来自于分子间.分子内的自旋- 自旋相互作用往往通过子所占据的磁轨道正交时,它们之间的相互作用为铁磁“化学桥”来实现磁超相互作用.所以,分子磁性材料兼偶合.如图(1)中(a)、(b)所示.如果铁磁偶合与反铁磁偶具磁偶极- 偶极相互作用和超相互作用,故该类材料的合同时存在,通常反铁磁偶合强于铁磁偶合,因此只有磁性比常规的无机磁性材料表现出更丰富多彩的磁学当 JAF为零时,A与B间才为铁磁偶合.如在CsNiⅡ[CrⅢ性质.(CN)6]·2H2O[9]中,CrⅢ的磁轨道具有t2g对称性,而NiⅡ 根据铁磁体理论,要使材料产生铁磁性,首先体系的磁轨道具有e的原子或离子必须是顺磁性的g对称性,二者互为正交轨道,因而呈现,其次它们间的相互作用铁磁性偶合( T是铁磁性的.对于分子磁性材料,一个分子内往往包含c=90 K).当磁轨道正交时,铁磁偶合的一个或多个顺磁中心,即自旋载体,按照 Heisenberg 理大小依赖于轨道间的距离.论,两个自旋载体之间的磁交换作用可用以下等效Ham2 (2) 异金属反铁磁偶合 对于两个具有不同自旋的ilton算符来表示:顺磁金属离子,SA≠SB若A与B间存在磁相互作用,有^H两种情况:当A与B 间的磁相互作用为短程铁磁偶合ex= - 2J^S1^S2(1)其中时,总自旋 SJ 为交换积分,表示两个自旋载体间磁相互作用的T= SA+ SB;当A与B间的磁相互作用为反类型和大小. J 为正值时为铁磁性偶合,自旋平行的状态铁磁偶合时,总自旋 Sr=| SA- SB| (如图1中(c) (d)所为基态;J 为负值时为反铁磁性偶合,自旋反平行为基示).顺磁离子A和B间的磁相互作用大多为反铁磁偶态.如对分子磁性材料:A- X- B 体系(A,B 为顺磁中合.当为反铁磁偶合时,若 Sr= SB,则 Sr=0;若 SA与心,X为化学桥) ,X作为超交换的媒介使A和B发生磁SB不相等,则有净自旋,当在转换温度以下,净自旋有性偶合,设 SA= SB=1P2,则当反铁磁偶合时,分子基态序排列,使体系呈现亚铁磁性.因此,利用异金属之间反用单重态和三重态的能量差来表示:J = E铁磁偶合是构建高自旋分子的另一条有效途径.如CsMnS- ET. 磁相互作用研究的目的在于了解磁交换的机理,寻[Cr(CN)6] ,Mn2+的自旋为 SA=5P2,而Cr3+的自旋为 SB找磁性与结构之间的关系,并反过来指导分子磁性材料=3P2,二者之间产生反铁磁偶合,净自旋 ST= SA- SB的设计和合成.和通常的磁性材料一样,对分子基磁性=1P2,在低于转换温度( Tc=90 K)时,配合物表现为亚1·6 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 自 然 杂 志 24卷1期专题综述铁磁性[11].以分为下面几类:1. 有机自由基分子磁体 化合物中不含任何带磁性的金属离子,大多由 C,H,O,N四种有机元素组成的磁体材料.其自旋载体为有机自由基,如氮氧自由基.McConnel 早在1963 年就提出有机化合物内存在铁磁偶合的机制[2].制备方法采用有机合成方法.由于它们具有有机材料特殊的物理、化学图性能,因而是更具应用前景的分子铁磁材料.但直到今1 相同自旋之间的偶合:(a) 铁磁偶合;(b) 反铁磁偶合; 不同自旋之间的偶合:(c) 铁磁偶合;(d) 亚铁磁偶合日,纯有机分子磁体的转换温度仍极低,和有机超导材料一样,在小于50 K的低温区.日本科学家在这方面的 (3) 电荷转移 对给体- 受体电荷转移类配合物,工作做得很好.目前,得到广泛研究并进行了结构标定如[FeCp32]+[TCNE]-,基态时,[FeCp32]+的自旋为1P2,的有机铁磁体主要有氮氧自由基及其衍生物[14]、C60[TCNE]-的自旋也为1P2.在这样一个系统中,由于电荷(TDAE)(TDAE为四(二甲胺基) - 1,2- 亚乙基)[15]等.转移,形成激发三重态.在[FeCp32]+与[TCNE]-交替排列形成的链中,阳离子与前后两个[TCNE]-等距离,它2. 金属- 有机自由基分子磁体的e2g电子可向前后两个[TCNE]转移,形成 S =1的激发 化合物中含有带磁性的过渡金属或稀土金属离子,态.基态激发态混合后,降低了体系能量,使自旋取向沿同时也含有机自由基的基团,故有两种以上的自旋载体着一条链形成.如果每个链的取向都是平行的,且链间存在,并发生相互作用,由这种金属或金属配合物与自和链内[FeCp32]+与[TCNE]-位置相当,那么e2g电子可由基两种自旋载体组装的化合物,也可以构建分子铁磁以在链间传递,从而进一步稳定了体系,导致了相邻链体.其中有些是有机金属与自由基形成的电荷 转移盐的自旋平行取向,产生宏观的铁磁性现象[12].体系. (4) 有机自由基与多自由基 自从1991 年日本京 美国的Miller和Epstein教授在这个体系中作出了卓都大学的 Takahashi 等[13]成功地合成了基于 C、H、O、N越的贡献,首先他们发现了[M(Cp32][TCNZ](Z=Q或四种元素组成的有机铁磁体,使人们认识到含有氮氧自E,TCNE为四氰基乙烯,TCNQ为四氰代对苯醌二甲烷,M由基的有机化合物也是制备分子铁磁体的一条有效途(C3p)2为环戊二烯金属衍生物)[12]. 如,[Fe(Cp3)2]径.氮氧自由基与金属配合物形成的磁偶合体系已成为[TCNZ]为一变磁体(它有一反铁磁基态,但在临界外场分子铁磁体研究领域的一个重要方面.为1500Oe时,转变为具有高磁矩的类铁磁态) ,它由[Fe(Cp3)2]+阳离子与[TCNQ]-阴离子交替排列形成平行三、分子基磁性材料的分子设计和目的一维链,每一个离子均有一未成对的电子自旋[16].磁 前热点研究体系有序要求在整体上的自旋偶合,因此,直径较小的[TC2NE]-将比[TCNQ]-有较大的电子密度,预期将有利于 分子磁体的设计与合成实质上是一个在化学反应自旋偶合.实际情况证明了这一点,[Fe(Cp3中分子自组装的过程.选择合适的高自旋载体(砖头) ,2)]+[TC2NE]-由阳离子与阴离子交替排列构成一维链,在 K这可以是金属离子或具有自旋不为零的有机自由基,通以下表现为磁有序过非磁性的有机配体等桥梁基团作为构筑元件(石灰),在 T=2 K时,其矫顽力为1 000Oe,,超过了传统磁存储材料的值[17]以一定的方式无限长地联接起来.为了提高磁有序温度,,如通过脱溶剂法处理、改变抗衡离子或改变配体等途径他们又开创了M[TCNE],形成分子内部间x·yS(M=V,Mn,Fe,Ni,Co;S为的强相互作用和单元间弱相互作用的超分子结构.通过溶剂分子) 另外一类电荷转换盐分子磁体的研究工调控无限分子P分子单元(或链、层)间磁相互作用的类型作[18].并发现第一个室温以上的分子磁体V[TCNE]x·和大小,组装成低维或三维铁磁体.但就目前来说,除选yCH2Cl2,其 Tc高达400 K.值得一提的是,在常温下它显择合适的高自旋载体和桥联配体外,控制分子在晶格中示出矫顽力超过无机磁体,薄膜材料也在积极的研究堆砌方式也十分重要.中,已接近应用.遗憾的是,这类化合物的结构至今仍是 按照自旋载体和产生的磁性不同,分子磁性材料可不清楚.近年来,Miller等对[MnⅢTPP]+[TCNE]-(H2TPP·17 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 专题综述Ziran Zazhi 为中心四苯卟啉)类分子磁体也进行了广泛的研究.有物在低温下,能够被光激发而发生从铁磁体到顺磁体的关的综述论文可参考文献[12]和[19].可逆转跃迁,是非常有实际应用的特性. Mn( Ⅱ) - 氮氧自由基链状配合物Mn(hfac)2(NIT2 草酸根桥联的双核或异双核金属配位物分子磁体Me)[20](hfac是六氟乙酰丙酮,NITMe 为2- 甲基- 4,4,一直吸引着人们的注意.具有D3对称性的[MⅢ(ox)3]3-5,5- 四甲基咪唑啉- 1- 氧基- 3- 氧化物自由基,Tc是一个非常有用的建造单元.它在3个不同的方向上都=7. 8 K) 及 Cu ( Ⅱ) 自由基配合物 [Cu (hfac)2]有“钩子”,能轻而易举地把别的金属离子拉进来而形成(NIT[21]多维的金属离子交替排列,从而成为二维或三维分子磁pPy)2(NITpPy为2- (2’吡啶 - 4,4,5,5- 四甲基咪唑啉- 1- 氧基- 3- 氧化物)是另一类的金属- 有体.如A[MⅡMⅢCr(ox)3](A =N(n - C4H9)+4、N( n -机自由基分子磁体.近年来,这类分子铁磁体的研究进C6H5)+4等) ,当MⅢ=Cr( Ⅲ) ,MⅡ为Mn(Ⅱ) ,Cu( Ⅱ) ,Co展很大,已由单自由基- 金属配合物扩展到多自由基-(Ⅱ) ,Fe( Ⅱ)和Ni( Ⅱ)时,其 Tc分别为6,7,10,12,14金属配合物.由于多自由基较单自由基有更多的自旋中K[26];当MⅢ=Fe( Ⅲ) ,MⅡ为Fe(Ⅱ) ,Ni(Ⅱ) ,Co( Ⅱ)时,心和配位方式,并且与金属配位更易形成多维结构的优Tc=30～50 K[27].点,多自由基—金属配位物的研究已成为分子磁体研究 草胺酸根合铜[Cu(opba)]2-、[Cu(pba)]2-及[Cu的热点之一[22].(pbaOH)]2-含有未配位基团,可作为形成多核配合物的前体.此前体具有两个桥基,易与Mn2+、Fe2+等阳离子3.金属配合物的分子磁体形成异双金属链而构成一维链状配合物,链内通过铁磁 金属配合物分子磁体是目前研究得最广泛、最深入或反铁磁偶合得到铁磁链或亚铁磁链,链间的铁磁或反的一类分子磁体,其自旋载体为过渡金属.在其构建单铁磁偶合导致材料的宏观磁性表现为铁磁或反铁磁性.元中,可以形成单核、双核及多核配合物.由这些高自旋这类分子磁体转变温度低,如由双草酰胺桥联的锰铜配的配位物进行适当的分子组装,可以形成一维、二维及合物MnCu(pbaOH)(H2O)3,Tc= K[28].三维分子磁体,可以形成链状或层状结构.根据桥联配 除此之外,近十年来化学家们对由三叠氮(N3)配体位体的不同,这类分子磁体主要包括草胺酸类、草酰胺桥联的多维化合物产生了极大的兴趣,这是因为三叠氮类、草酸根类、二肟类、氰根类等几种类型.配体主要以两种方式连接金属离子,见图2,分别对应反 报告的第一个这种类型的分子磁体是中间自旋 S =铁磁偶合和铁磁偶合,便于对分子磁性的设计.单独由3P2的FeⅢ(S2CNEt2)2Cl[4],在温度为 K以下表现为三叠氮配体桥联或混入其他有机桥联配体,可构成一磁有序,但无磁滞现象.接着便是基于双金属的低温铁维,二维和三维的配位聚合物,形成独特的磁学性质并磁有序材料[CrⅢ(NH3)6]3+[FeⅢCl6]3-( Tc= K和在一定温度下构成分子磁体[29].这方面,我国的南京大亚铁磁有序材料[CrⅢ(NH3)6]3+[CrⅢ(CN)6]3-( Tc=2.学和南开大学也做出了很好的工作[30,31].85 K) ,它们同样不具有磁滞现象[23,24]. 近年来,由法国科学家Verdaguer发现普鲁士蓝类配合物所表现出的较高的转换温度,大的矫顽力,使得普鲁士蓝类磁性配合物越来越吸引人们的注意[25].普鲁士蓝类分子磁体是基于构筑元件M(CN)k-6与简单金属离子通过氰根桥联的类双金属配合物,双金属离子均处于八面体配位环境,并通过氰桥连接成三维网络.其组成形式为 Mk[M’(CN)6]l·nH2O 或 AMk[M’(CN)6]l·nH2O(M和M’为不同的顺磁性,化合物为铁磁体,如图2 三叠氮配体和金属离子以及对应的磁交换Cu3[Cr(CN)6]2·15H2O( Tc= 66 K) 、Cu3[Fe(CN)6]2·12H4. 单分子磁体(Single2Molecular Magnets)2O(Tc=14 K) 、Ni3[Cr(CN)6]2·14H2O( Tc=23 K)均为铁磁体.若两个金属离子磁轨道重叠,它们之间的磁 以上情况都是分子被连接成聚合物后产生非常强偶合为反铁磁性,化合物为反铁磁体或亚铁磁体,如的分子间相互作用.从另一个角度,若分子间相互作用(Net4)[V(CN)6]·2H2O( Tc=230 K) 、CrⅡ3[CrⅢ很小可忽略,则分子被隔离成一个个独立的磁分子.当(CN)6]2·10H2O( Tc=240 K)[25].有价值的是,这类化合分子内含有多个自旋离子中心并发生磁偶合时,则总分1·8 ·? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 自 然 杂 志 24卷1期专题综述子的磁矩决定于磁偶合后的最低能态,这时就可能出现域.如在本文中提到的:转换温度超过室温的分子基铁基态为自旋数较高的稳定态,在磁场的作用下产生准连磁和亚铁磁体材料的发现;具有高自旋的多核配合物在续的激发态能级.所以整个分子的磁矩在外场下,沿外低温下表现出磁性的单分子磁体的发现;在室温以上具场的方向偏转时需要克服一个较大的势垒,这种势垒来有大的磁滞现象的自旋交叉配合物的发现;分子基磁体自零场分裂的磁各向异性.有时也称这种现象为自旋阻的光磁、热磁效应;以及分子基磁体的 GMR、CMR效应挫(spinfrustration)[32].这种依赖于外磁场的双稳态(bist2等.所有这些成果都预示着分子磁性材料光明的未来.ability)被看作是新一代信息材料应用的基础.目前所发 相比于传统的磁性材料,由于广泛的化学选择性,现的单分子磁体主要包括Mn12和Mn14离子簇、Fe8离子可以从分子级别上对分子磁性材料进行修饰和改良;作簇和 V为磁性材料4离子簇等三类,如基态为 S = 10 的 Mn12O12,分子铁磁体具有体积小、相对密度小、能耗(O[33]小及结构的多样化等优点,其制备的方法大多为常规的2CMe)16(H2O)4.有意义的是,当这种单分子体积大到一定值时,可被认为是一种尺寸单一的可磁化的纳化学方法,便于做成各种形态的产品,所体现的性质有米材料,具有不可估量的应用前景.些是传统的磁性材料不可替代的.已发现这类新物质可能成为各类高科技材料,特别是新一代的信息存储5. 自旋交叉配合物材料. 众所周知 当然,当配合物分子内的自旋离子中心减少到,作为一种新生的材料,有很多方面仍需要进仅一个时一步研究和改进,这也是我国科学家在基础研究和应用,分子间的相互作用又很小,配合物显示出独立离子的特性科学走向世界前列的良机.可以预见,在未来的发展中,,为近似理想的顺磁性.具有3d4- 3d7电子配置的过渡金属配合物分子基磁性材料将可能在:①高,在八面体配位结构下,电子Tc温度的分子磁体;②在五个d电子轨道上的排布,可能会受到配位场e提高材料的物理稳定性;③透明的绝缘磁体;④易变、易g和t2g加工的分子磁体轨道之间的能隙Δ大小的影响;⑤和其他物理性能结合的复合磁性材,当Δ平均电子对能p相料近时;⑥超硬和超软磁体; ⑦液体磁体等方面着重探索和,化合物的自旋态可能由于某些外界条件的微扰,得到发展可呈现高自旋态与低自旋态的交叉转变[34].(.最典型的是2000年8月29日收到)一些Fe(Ⅱ)配合物,发生高自旋态5T1 Alivisatos A. P. ,Barbara P. F. ,Castleman A. W. ,et. al. Adv. Ma22(S =2,顺磁性)与ters. ,1998;10:1297低自旋态1A1(S =0,抗磁性)的转变,伴随自旋相变,化2 McConnel . J. Chem. Phys. ,1963;39:1910合物可能有结构甚至和颜色的变化.有一些的转变温度3 McConnel . Proc. . Welch Found. Chem. ;11:144还在常温区,如[Fe(Htrz)4 Wickman . ,Trozzolo . ,Williams . ,et. al. Phys. Rev. ,3- 3x(NH2trz)3x](ClO4)2·H2O1967;155:563(trz=1,2,4 三唑类) ,在常温下从紫色(低自旋)随温度5 Miller . ,Calabrese . ,Epstein . ,et. al. J. Chem. Soc. ,上升转为白色(高自旋).成为另一种新的可利用的双稳Chem. Commun,1986;10266 Pei Y. ,Verdauger M. ,Kahn O. ,et al. J. Am. Chem. Soc. ,1986;态现象[35].1984年,Decurtins等人首次观察到光诱导自108:7428旋交叉效应[36],并随后在低温下利用光对自旋态的激发7 . ,Yee . ,Mclean . ,et al. Science,1991;252:和调控进行了深入研究,期望能用作纳秒级的快速光开14158 FerlayS. ,Mallsah T. ,Ouahes R. ,et al. Nature,1995;378:701关和存储器[34].我国在自旋交叉研究方面也取得了可喜9 Mallah T. ,Thiebaut S. ,VerdaguerM. ,et al. Science,1993;262:1554的成绩[37],如发现温度回滞宽度近55 K的自旋交叉化10 Zhong . ,You X. Z. ,Chen T. Y. Annual Sci Rept—suppl of J of合物[Fe(dpp)Nanjing Univ. ,, Nov19942(NCS)2]py(dpp =二吡嗪(3,2,2-,3-)邻11 Griebler . ,Babel . ,NaturforschB. Anorg. Chem. ,1982;37B菲罗啉,py=吡啶)[38],而且首次发现在快速冷却下仍保(7) :832持高自旋亚稳态,实现了不通过光诱导也能得到低温下12 . ,. Chem. Int. Ed. ,1994;33:38513 Takahashi M. ,Turek P. ,NakazawaM. ,et al. PhysLett,1991;67:746的双稳态[39].14 Chiarelli R. ,. ,Rassat A. ,et al. Nature,1993;363:14715 Allemand . ,Khemani . ,Koch A. ,et al. Science,1991;254:301四、展 望16 . ,. ,Reiff . ,et al. J. Phys. Chem. ,1987;91:4344 分子基磁性材料作为一种新型的材料,近十年来,17 . ,. ,. ,et. al. J. Am. Chem. Soc. ,1987;109:769在化学家和物理学家的努力下,在很多方面已经取得了18 Zhou P. ,. ,. ;181:71突破性的进展,迅速发展成为一门材料学科的前沿领19 . Inorg. Chem. ,2000;39:4392估计效果很不好 如果想要的话，留个邮箱，给你发过去
聚乳酸是由生物发酵生产的乳酸经人工化学合成而得的聚合物，但仍保持着良好的生物相容性和生物可降解性，具有与聚酯相似的防渗透性，同时具有与聚苯乙烯相似的光泽度、清晰度和加工性，并提供了比聚烯烃更低温度的可热合性，可采用熔融加工技术，包括纺纱技术进行加工。因此聚乳酸可以被加工成各种包装用材料，农业、建筑业用的塑料型材、薄膜，以及化工、纺织业用的无纺布、聚酯纤维、医用材料等等。适合的加工方式有：真空成型、射出成型、吹瓶、透明膜、贴合膜、保鲜膜、纸淋膜，融溶纺丝等。聚乳酸（PLA）的原料主要为玉米等天然原料，降低了对石油资源的依赖，同时也间接降低了原油炼油等过程中所排放的氮氧化物及硫氧化物等污染气体的排放。为了摆脱对日趋枯竭的石油资源的依赖，大力开发环境友好的可生物降解的聚合物，替代石油基塑料产品，已成为当前研究开发的热点。根据我国可持续发展战略，以再生资源为原料，采用生物技术生产可生物降解的聚乳酸（PLA）市场潜力巨大。将粮食产品深加工，生产高附加值的产品是实现跨越式经济发展的重大举措。国内聚乳酸市场分析：我国是一个生产塑料树脂材料及消费大国，年生产各类塑料制品近1900多万吨。大力开发生产对环境友好的EDP塑料制品，势在必行，这有益于减少石油基塑料制品所带来的环境污染和对不可再生石油资源的依赖及消耗。目前，国内有多家企事业单位从事“聚乳酸〔PLA〕”聚酯材料的研究及应用工作，国家和省及部委也将PLA开发项目列入“九五”、“十五”、“863”、“973”、《火炬计划》、《星火计划》、“十一五”和《国家中长期科学科技发展规划》重点科研攻关项目。但是，目前国内PLA产业化步伐缓慢，产品经过多年的研发仅有浙江海正集团和上海同杰良生物技术有限公司等较有实力的企事业单位较有成效，江阴杲信也开发了粒子，纤维和无纺布等产品，PLA聚酯材料主要依赖国外进口，由于PLA原料进口价格比较昂贵，这也限制了PLA高分子材料在我国的应用和发展。随着我国加入世贸组织，先进的生产技术和设备及新产品大量进入国内市场，这也促使国内一些企事业单位和集团公司及乳酸生产厂家着手建立PLA产业，以国内丰富的资源优势和科研院校的技术优势及人力资源优势与国外PLA产品抗衡，并使国内能顺利的形成以PLA产品为代表的消费市场，并且能够出口创汇。经济学家及环保人士指出，在我国发展以高性能EDP材料作为治理环境污染措施之一，正在逐步取得政府的支持。国家已将EDP塑料列入国家优先发展高新技术产业重点领域（包装材料、农业应用材料、医用材料等），《中国21世纪议程》也将发展EDP塑料包装材料列入发展内容之一，生物质塑料正在推向市场、开拓市场，无论在农业用、包装用、日用、医用等领域都具有较大的市场潜力。2005年中国塑料包装材料需求量将达到550万吨，按其中1/3为难以收集的一次性塑料包装材料和制品计算，其废弃物将达到180万吨；据农业部预测，2005年地膜覆盖面积将达亿亩，所需地膜加上堆肥袋、育苗钵，农副产品保鲜膜、片、盒等需求量将达到120万吨；垃圾袋等一次性日用杂品、建筑用网、无纺布、医用卫生材料中一部分也是难以收集或不宜收集的，预计废弃物将达到440万吨，若其中50%采用EDP塑料代替的话，则EDP塑料市场需求量将达到220万吨，再加上作为资源补充替代的产品，则2005年国内EDP塑料总需求量将达到260万吨。另一方面，我国EDP塑料产品由于品质有保障，而成本相对较低。近年来澳大利亚、日本、韩国等一些国家从减量化措施出发，对我国高淀粉含量的聚烯烃部分生物降解塑料市场看好，而纷纷来华洽谈贸易和协作，目前进入国际市场的出口量达到2万吨，预计2005年出口量将达到20万吨。据此，2005年EDP塑料国内外市场总需求量将达到2800万吨，在塑料制品总计划产量（25000万吨）中占。这与国外发展趋势是基本相符的。因此，EDP塑料是一个正在发展而市场潜力巨大的新兴行业，2005年～2010年需求量年均增长率按20%计算，2010年市场需求量将达到690万吨。据专家预测，目前我国为实现可持续资源发展战略，已计划建立国家级生物质塑料生产基地。在今后5～10年内，我国国内将形成一个由PLA降解塑料为主的销售大市场，并且年产值几百亿元。在药物控制释放材料和骨固定材料及人体组织修复材料等方面，如能以其成功的制成几种药物控制释放系统和骨固定材料及微创导管材料并进入市场，年产值将至少也有几十亿元。在生态纤维制品方面，能开发并生产出优质的纤维制品，将有年产值100亿元的市场销售空间。在降解塑料制品方面，我国消费市场空间更大，年销售额将达到上百亿元。在一次性医疗制品方面，如能开发出既能功能性自毁又能环境分解消毁的环保一次性使用医疗器械产品，那么市场空间和利润将是巨大的，其意义更加深远。聚乳酸(PLA)是一种对人体没有毒害作用的聚酯类材料，具有良好的生物相容性、生物降解性和生物可吸收性。在各种药学和生物医学应用方面，聚乳酸与聚乙醇酸(PGA)、乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)等可以酶降解或化学降解，在完成其目标任务后不需要外科手术除去，因此广泛用作药物缓释、手术缝合线及骨折内固定材料等生物医用高分子材料。聚乳酸在常温下性能稳定，其降解产物为环境可再生资源——乳酸，不会对环境造成污染，也用作环保高分子材料，可采用通用的塑料加工方法，如挤出、注塑、中空成型等，制成薄膜、片材、泡沫塑料、注塑制品、中空吹塑瓶等。目前，聚乳酸合成方法有两种，一种是由乳酸直接缩聚合成聚乳酸(PC法)，采用的聚合方法通常为熔融缩聚法、熔融缩聚-固相聚合法、溶液缩聚法；另一种是开环聚合法(ROP法)，即先将乳酸单体经脱水环化合成丙交酯(3，6-二甲基-1,4-二氧杂环己烷-2,5-二酮)，然后丙交酯开环聚合得到聚乳酸，该法可以得到相对分子质量高的聚乳酸。聚乳酸有极大的应用前景，但是其物理上的缺陷，如脆性和慢结晶速度等会阻碍PLA加工成型。国外已经有许多关于聚乳酸及其改性物的研究。近些年，我国也大力着手于聚乳酸的研究。本文对最近聚乳酸的合成方法和改性研究进行详细评述。1 聚乳酸合成方法 聚乳酸直接合成法 原理直接合成法是采用高效脱水剂和催化剂使乳酸或乳酸低聚物分子间脱水缩合成高分子质量聚乳酸，图1(略)是聚乳酸直接合成过程。采用直接法合成的聚乳酸，原料乳酸来源充足，大大降低了成本，有利于聚乳酸材料的普及，但该法得到的聚乳酸相对分子质量较低，机械性能较差，这就抑制了该法得到的聚乳酸的实际应用。直接聚合法的关键是把原料和反应过程中生成的小分子(水)除去，并控制反应温度。因为反应温度提高虽然有利于反应的正向进行，但当温度过高时，低聚物会发生裂解环化，解聚为乳酸的环状二聚体——丙交酯。在高真空状态下，水分子被带走的同时，也会带走解聚生成的丙交酯，这就促使反应向着解聚方向进行，不利于高分子质量聚乳酸的生成。所以，反应一方面要除去水分子，另一方面要抑制丙交酯的流失，这就是关键所在。 熔融缩聚法反应体系温度高于聚合物的熔点，反应在熔融状态下进行，是没有任何介质的本体聚合反应，所形成的副产物(水、丙交酯等)通过惰性气体携带或借助于体系的真空度而不断排除。优点是产物纯净，不需要分离介质；缺点是熔融缩聚法得到的产物相对分子质量不高。因为随着反应的进行，体系的黏度越来越大，小分子难以排出，平衡难以向聚合方向进行。在熔融聚合过程中，催化剂、反应时间、反应温度及真空度对产物相对分子质量的影响很大。同济大学任杰等发明了一种直接熔融制备高分子聚乳酸的方法。在惰性气体保护的环境下，向聚乳酸预聚体中加入含有两个活性官能团的扩链剂，一个官能团易与羟基反应，另一个官能团易与羧基反应，如1,2-环氧辛酰氯、环氧氯丙烷、2,4-甲苯二异氰酸酯、四甲基二异氰酸酯等，然后通过反应挤出制备聚乳酸，从而使反应得到的聚乳酸的特性黏度由预聚体的提高到。东华大学余木火等发明了一种熔融缩聚制备高分子质量聚乳酸的方法。通过以乳酸、脂肪族二元酸为起始原料，制得两端为羧基的乳酸预聚物，然后再加入一定比例的环氧树脂，于一定温度、压力条件下制得高分子质量的聚乳酸。通过优化条件可以得到粘均分子质量为13万-22万的高聚物。在催化剂的选用方面，常用的酯化反应催化剂有中强酸H2SO4、H3PO4等；过渡金属及其氧化物、盐，如Sn、Zn、SnO2、ZnO、SnCl2、SnCl4等；金属有机物，如辛酸亚锡、三乙基铝等。本课题研究组采用易与产物分离的稀土氧化物Y2O3、Nd2O3、Eu2O3催化乳酸，直接缩聚合成了粘均分子质量为×103g/mol的聚乳酸。在后续研究中又采用稀土固体超强酸SO42-/TiO2-Ce4+催化剂直接催化合成聚乳酸，得到粘均分子质量(×104g/mol)较高的聚乳酸。 熔融缩聚-固相聚合法该法是首先使反应物单体乳酸减压脱水缩聚合成低分子质量的聚乳酸，然后将预聚物在高于玻璃化温度但低于熔点的温度下进行缩聚反应。在低分子质量的乳酸预聚体中，大分子链部分被“冻结”形成结晶区，而官能团末端基、小分子单体及催化剂被排斥在无定形区，可获得足够能量通过扩散互相靠近发生有效碰撞，使聚合反应得以继续进行。通过真空或惰性气体将反应体系中的小分子副产物冰)带走，使反应平衡向正方向移动，促进预聚体分子质量的进一步提高。由于反应是在比较缓和的条件下进行，可以避免高温下的副反应，从而提高聚乳酸的纯度和质量。邢云杰等首先将L-乳酸熔融缩聚得到低分子质量的L-乳酸预聚物，预聚物在等温结晶后可以保持其在较高温度下的固相聚合条件下不融化，聚乳酸的解聚反应在固相聚合时大为抑制。在分子筛存在的条件下，真空固相聚合，得到重均分子质量在10万-15万的聚乳酸。 溶液缩聚法溶液缩聚是反应物在一种惰性溶剂中进行的缩聚反应，优点是反应温度相对较低，副反应少，容易得到较高分子质量的产物，但反应中需要大量的溶剂，因此需要增设溶剂提纯、回收设备。同济大学任杰等发明了一种用于溶液缩聚的反应装置，该装置可以达到溶剂的反复回流使用，既可用于溶剂密度小于水的反应，也可用于溶剂密度大于水的反应，大大降低了反应成本。在反应过程中，溶剂可以有效降低反应体系的黏度，吸收反应放出的热量，使反应过程平稳；溶剂可以溶解原料单体乳酸，使正在增长的聚乳酸溶解或溶胀，以利于增长反应的继续进行；溶剂还可以与缩聚时产生的小分子副产物水等形成共沸物而及时带走小分子。复旦大学钟伟等使用苯甲醚作为溶剂合成聚乳酸；黎丽等采用二甲苯作溶剂，溶液共沸合成高分子质量聚乳酸；华南理工汪朝阳等以二异氰酸酯为扩链剂、四氢呋喃为溶剂进行扩链反应合成聚乳酸，均取得了较为满意的结果。 聚乳酸开环聚合法图2(略)为聚乳酸开环聚合法的合成过程。首先，乳酸分子间脱水生成低分子质量聚乳酸；然后，在180-230℃的温度下低聚物解聚生成环状丙交酯(LA)；最后，丙交酯开环聚合生成高聚物。该法可以得到相对分子质量为70万～100万的聚乳酸。常用的聚合方法主要有三种：阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合。其中，用于阳离子聚合的引发剂有质子酸，如RSO3H等；路易斯酸，如SnCl2、MnCl2、Sn(Oct)2等；烷基化试剂，如三氟甲基磺酸(CF3SO3CH3)等多种酸性化合物。在LA的阴离子聚合中，应用于反应的阴离子催化剂一般具有较强的亲核性和碱性，如碱金属烷氧化物等。Kasperczyk等人使用叔丁氧锂催化聚合rac-LA并研究rac-LA聚合的立构可控性。LA的配位开环聚合常用的引发剂为羧酸锡盐类、异丙醇铝、烷氧铝或双金属烷氧化合物等。其中，羧酸锡盐类，尤其是辛酸亚锡[Sn(Oct)2]，投入工业生产中，易处理，在LA聚合中可与有机溶剂和熔融LA单体互溶，所以催化活性高，并且辛酸亚锡经美国FDA认定，已可作为食品添加剂。为了使PLA在生物医学领域应用更加广泛，科学家研制了一系列含生物可吸收金属的相关催化剂，比如Mg、Ca、Fe、Zn等金属催化剂，用于LA的活性聚合研究和工业化生产中，尤其是Zn盐化合物。到目前为止，乳酸锌是锌化合物中效果最佳的LA聚合催化剂，它可以更好地控制PLA的分子质量，并且LA转化率高，聚合分散度(PDI)较窄。Oota等在丙交酯开环聚合聚乳酸时，采用环状亚胺，如琥珀酰亚胺、戊二酰亚胺、苯邻二甲酰亚胺等作为聚合引发剂，在氮气流保护、较低反应温度(100-190℃)、低催化剂含量(辛酸亚锡摩尔百分含量)的反应条件下，有效地合成了聚乳酸，从而避免了以往合成的聚乳酸由于反应温度较高(180-230℃)而导致颜色较重，并且重金属催化剂含量较高，做成的食品包装制品对人体有害等一系列问题。2 聚乳酸改性研究 聚乳酸的共聚改性E•A•弗莱克斯曼发明了一种包含缩水甘油基的无规乙烯共聚物增韧的热塑性聚乳酸组合物，使得聚乳酸组合物容易熔融加工成各种具有可接受韧性的制件。所述乙烯共聚物，是指来自乙烯和至少两种其他单体的聚合物。改性聚乳酸中的共聚单体也可以选用乙交酯、乙醇酸的二聚环酯、ε-乙内酯等。这种共聚改性的方法是利用两种单体活性相近，极性也相近的性质，将两种单体混合，通过自由基共聚合，得到无规共聚物。如果两种单体活性相近，而极性相反，且竞聚率r1→0或r2→0，将两种单体混合，通过自由基聚合，可得到交替共聚物。张倩等合成一种生物医用高分子材料交替共聚乙丙交酯，兼有聚乙交酯(PGA)和PLA两种聚酯材料的优良特性。近年来，通过聚合物的化学反应制备嵌段共聚物或接枝共聚物得到人们的关注。Kazuki Fukushima等合成了高分子质量的有规立构嵌段D,L-聚乳酸：首先，熔融缩聚合成较低分子质量的D-聚乳酸和L-聚乳酸；然后将这两种构型的聚乳酸1：1等量熔融状态下混合，以形成立体配合物；最后，使熔融态的立体配合物降温进行固相聚合反应，非晶态的聚乳酸链延长为高分子质量的有规嵌段外消旋聚乳酸。研究表明，使用淀粉与D,L-丙交酯合成的淀粉D,L-丙交酯接枝共聚物能够被酸、碱和微生物完全降解，并且机械性能更佳。由于淀粉来源充足，价格便宜，因此大大降低了合成接枝共聚物的成本，有利于该材料的普及。 聚乳酸的共混改性单独的聚乳酸机械性能、柔性较差，限制了其应用的范围，而其他一些重要的聚酯，如聚(ε-2己内酯)(PCL)、聚氧化乙烯(PEO)、聚羟基脂肪酸丁酯(PHB)、聚乙醇酸(PGA)等，任何一种都有限制其广泛应用的缺陷，但共混改性材料可以弥补他们各自应用上的限制。共混改性材料兼有几种材料的优点，从而扩大了聚酯类材料的应用范围。Huiming Xiong等合成了表面密度较大的L-聚乳酸(L-PLA)-聚苯乙烯(PS)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)三元共混聚合物。他们首先在乳液中合成羟基功能化PS-PMMA复合物，然后以该复合物为分子引发剂、三乙基铝为催化剂，插入L-丙交酯，进行聚合，从而使聚合物韧性大大提高。冉祥海发明了一种三元复配聚乳酸型复合材料。该材料由聚乳酸、聚丙撑碳酸酯(PPC)、聚3-羟基丁酸酯(PHB)和各种助剂共混制成。以这种三元复配聚乳酸型复合材料为母料制备的热塑性复合材料，改善了聚乳酸制品的成型加工性、耐热性、撕裂强度及制品的尺寸稳定性。 聚乳酸的复合改性聚乳酸的脆性问题是抑制其作为骨科固定材料的重要原因之一，将聚乳酸与其他材料复合进行改性，可以使聚乳酸的脆性问题得到解决。羟基磷灰石(Hydroxyapatite)是一种胶体磷酸钙，在人体内主要分布于骨骼和牙齿中，因此可以作为骨缺损修复材料和骨组织工程载体材料，但是单独的羟基磷灰石的力学性能不适合作为骨移植材料。将表面进行过改性处理的羟基磷灰石(HA)与聚乳酸通过热煅法、热压法、流延法等进行复合，可以获得力学性能优良的HA/PLLA复合材料。上海交通大学孙康等发明了一种改性甲壳素纤维增强聚乳酸复合材料，将由湿法纺丝成形工艺制备得到的酰化改性甲壳素纤维通过含有聚乳酸胶液的浸胶槽，用缠绕机缠绕成无纬预浸布，而后将干燥、适当裁剪后的预浸料片模压成型。该复合材料界面结合、生物相容性好，相对于聚乳酸而言，降低了降解速率，具有更好的强度保持性，可更好地满足骨折内固定材料的使用要求。 聚乳酸的增塑改性增塑聚乳酸就是通过加入生物相容性的增塑剂来提高聚乳酸的柔韧性和抗冲击性能。对增塑后的聚乳酸进行热分析和机械性能表征研究其玻璃化转变温度(Tg)、弹性模量、断裂伸长率等的变化，从而来确定增塑剂的效能。Bo-Hsin Li在L-聚乳酸中混入二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯(MDI)，从而使聚乳酸的热性质和机械性能得到改善。通过差示扫描量热分析和热重分析，当MDI的-NCO与L-聚乳酸的-OH的摩尔比为2：1时，聚乳酸的玻璃化转变温度由55℃提高到64℃，拉伸强度由改性前的提高到。3 结语综上所述，国外对聚乳酸及其改性聚合物的研究和材料应用方面已经比较成熟，我国尚属起步阶段。聚乳酸材料虽然有无毒无害、环保等优点，但在我国并没有大量应用，主要是由于聚乳酸的生产成本居高不下，相对同类材料在价格上没有优势。因此，研究的主要方向是要降低聚乳酸的生产成本，以使这种环保材料能真正应用于我们的生活及医疗事业上。虽然丙交酯的开环聚合法可以得到高分子质量聚乳酸，但该法工艺较复杂，成本较高，所以，开发成本较低的乳酸直接合成法，有利于聚乳酸真正的实现应用于人们的生产生活中。同时，聚乳酸的合成工艺过程将直接影响聚乳酸的性能，因此，今后的研究方向主要是优化聚乳酸的合成工艺条件，寻找新的、可以回收利用的、毒性低的、高催化活性的催化剂。此外，单纯的聚乳酸机械性能较差、易破碎，制约了其应用的范围，所以通过共聚、共混、复合的方法改善聚乳酸的机械性能、热性能等也是聚乳酸研究的一个主要方向。我国大部分有关聚乳酸的研究主要集中在合成高分子质量的聚乳酸上，并且合成的分子质量分布较宽。高分子质量聚乳酸可用来做高机械强度的制品，如作为骨内固定材料；而药物传输系统载体——药物缓释剂，则需要低分子质量聚乳酸，所以在聚乳酸的可控聚合研究上需加强研究力度，通过对催化剂、引发剂、聚合时间和温度、溶剂等的选择，制备分子质量范围较窄并且分子质量可控的聚乳酸，以扩大并优化聚乳酸材料的应用希望对你有点帮助！！！！！
工业制法 1.利用电解饱和食盐水产生氢气，如2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2.工业上用水和红热的碳反应 3.用铝和氢氧化钠反应制取: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ 补充：实验室制法 1.用强酸与活泼金属反应，如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2.用碱金属与水反应，如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑制取氢气的新方法 盛有氢气的集气瓶的放置方法 1.用氧化亚铜作催化剂从水中制取氢气。 2.用新型的钼的化合物从水中制取氢气。 3.用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。 4.陶瓷跟水反应制取氢气。 5.生物质快速裂解油制取氢气。 6.从微生物中提取的酶制氢气。 7.用细菌制取氢气。 8.用绿藻生产氢气。 9.有机废水发酵法生物制氢气。 10.利用太阳能从生物质和水中制取氢气。 利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、不需要开采、运输。怎样制取氢气的成本就大大降低。 11.用二氧化钛作催化剂,在激光的照射下,让水分解成氢气和氧气.利用太阳能从生物质和水中制取氢气-------一种利用太阳能从生物质和水中制取氢气工艺方法，该工艺方法包括有固态碳转化步骤，固态碳在600℃－1000℃中，常压下与水蒸气反应生成一氧化碳、二氧化碳和氢气；和液态烃类的转化步骤，该转化步骤通过催化裂解法，并与水蒸汽反应后生成氢气、一氧化碳、二氧化碳，该工艺方法还包括有净化工艺步骤，该净化工艺步骤是将上述两个转化步骤中生成的转化气体及一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气进行除固体杂质、脱硫、脱二氧化碳和一氧化碳变换的净化处理，最后得到纯度为97－99％的氢气，其特征在于上述转化步骤中的固态碳；一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气；液态烃类是从生物质和水制成，其过程为：将生物质放在生物质转化塔中，在温度为200℃－1000℃范围内，压力为常压条件下分解成三种形态的物质：固态物质、液态物质、气态物质，该液态物质、气态物质经冷却分离塔冷却处理后得到上述的一氧化碳、二氧化碳、氢气的混合气和液态烃类，该固态物质为上述转化步骤中所需的固态炭，并且该工艺方法使用的所有的热能都来自于太阳能；一.用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气 通常，用电解水生产氢的方法比较昂贵。过去，也曾有人研究过用氧化亚铜催化剂从水中制取氢的方法，但在实验中氧化亚铜在阳光的作用下很容易还原成金属。日本研究人员发现，将氧化亚铜制成粉末，可以避免发生这个问题。他们的具体方法是，将克氧化亚铜粉末添加入200立方厘米的蒸馏水中，然后用一盏玻璃灯泡中发出的460纳米～650纳米的可见光进行照射，在氧化亚铜催化剂的作用下，水分解成氢和氧。日本的研究人员利用这项技术共进行了30次实验，从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。试验中发现，如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡，水的分解过程就减慢。氧化亚铜粉末的使用寿命可达1900小时之久。东京技术研究所计划进一步研究如何提高氢的产生效率，同时研制能够在波长更长的可见光照射下发挥活性的催化剂，该研究所正在试验一种新的含铜铁合金的氧化物。 二、用新型的钼的化合物从水中制氢气 西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制取氢的方法。他们对催化转化器进行改造，使水分解时仅需很少的成本。他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂，而不使用电能。他们说，如果用氢作原料，从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶633公里。 三、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法 60年代末，日本两位科学家发现二氧化钛经光（紫外线）照射可分解水的现象。他们本拟应用这一方法制氢，但由于氢和氧的生成量较少，在经济上不合算而中断了这一研究。最近，据《日本工业新闻》报道，日本明星大学元田久志教授等人同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法把水完全分解。这种“超声波光催化剂反应”所以能使水完全分解，是由于在超声波的作用下，水可被分解为氢和双氧水，而双氧水经光催化反应又可分解成氧和氢。不过超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果，但氧的生成量却较少。在添加二氧化锰后，再用超声波照射，二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中，使双氧水产生大量的氧。 四、陶瓷跟水反应制取氢气 日本东京工业大学的科学家在300 ℃下，使陶瓷跟水反应制得了氢。他们在氩和氮的气流中，将炭的镍铁氧体（CNF）加热到300 ℃，然后用注射针头向CNF上注水，使水跟热的CNF接触，就制得氢。由于在水分解后CNF又回到了非活性状态，因而铁氧体能反复使用。在每一次反应中，平均每克CNF能产生2立方厘米～3立方厘米的氢气。 五、甲烷制氢气 1.日本京都大学教授乾智行用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂，使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:。其制备过程是，先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解，然后导入氨气，使熔解物成为凝胶状，再进行干燥、热处理。这种催化剂微粒孔径为2纳米～100纳米，具有很高的催化活性。乾智行教授将该催化剂装进反应塔，然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸气。结果，在常压及550 ℃～600 ℃条件下，生成物为氢气和一氧化碳，升温至650 ℃，其转化率为80%；温度为700 ℃时，转化率几乎达到100%。 2.用C60作催化剂从甲烷制氢气 日本工业技术院物质工学工业技术研究所用C60作催化剂，从甲烷制得氢气。 在现阶段，C60在高温条件下才能发挥功能，不能立刻达到实用，必须加以改良，制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。他们开发的催化剂，是在碳粉里掺10%的C60。在加热到1000 ℃的容器里，放入克催化剂，以1分钟流入20毫升甲烷的速度作实验，结果90%的甲烷分解成氢和碳。C60用作催化剂，可用水洗净表面，除去附着的残存碳素，理论上可半永久使用。由于形状独特，粒子表面面积为活性炭的5倍到10倍，因而作催化剂用时功能较强。 六、从微生物中提取的酶制氢气 1.葡萄糖脱氧酶。美国橡树岑国家实验室从热原体乳酸菌中提取葡萄糖脱氧酶。热原体乳酸菌首先是在美国矿井中的低温干馏煤渣中发现的。葡萄糖脱氧酶在磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADP）的帮助下，能从葡萄糖中提取氢。在制取氢的过程中，NADP从葡萄糖中剥取一个氢原子，使剩余物质变成氢原子溶液。 2.氢化酶。这种酶是从曾在海底火山口附近发现的一种微生物中提取的。氢化酶的作用是使NADP携载的氢原子结合成氢分子，而NADP还原为它原来的状态继续再次被利用。除美国发现这种酶外，俄罗斯的科学家也在湖沼里发现了这种微生物。他们把这种微生物放在适合于它生存的特殊器皿里，然后将微生物产出的氢气收集在氢气瓶里。 七、从细菌制取氢气 1.许多原始的低等生物在其新陈代谢的过程中也可放出氢气。例如，许多细菌可在一定条件下放出氢气。日本已发现一种名为“红极毛杆菌”的细菌，就是制氢的能手。在玻璃器皿里，以淀粉作原料，掺入一些其他营养素制成培养液，就可以培养出这种细菌。每消耗5毫米淀粉营养液，就可以产生出25毫升的氢气。 2.美国宇航部门准备把一种光合细菌—红螺菌带到太空去，用它放出的氢气作为能源供航天器使用。 八、用绿藻生产氢气 科学家们已发现一种新方法，使绿藻按要求生产氢气。美国伯克利加州大学科学家说，绿藻属于人类已知的最古老植物之一，通过进化形成了能生活在两个截然不同的环境中的本领。当绿藻生活在平常的空气和阳光中时，它像其他植物一样具有光合作用。光合作用利用阳光，水和二氧化碳生成氧气和植物维持生命所需要的化学物质。然而当绿藻缺少硫这种关键性的营养成分，并且被置于无氧环境中时，绿藻就会回到另一种生存方式中以便存活下来，在这种情况下，绿藻就会产生氢气。科学家介绍，1升绿藻培养液每小时可以产生出3毫升氢气，但研究人员认为，绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍。 九、有机废水发酵法生物制氢气 最近，以厌氧活性溶液为生产原料的“有机废水发酵法生物制氢技术”在我国哈尔滨建筑大学通过中试研究验证。我国工程院院士李圭白教授介绍，该项研究在国内外首创并实现了中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术，是生物制氢领域的一项重大突破，其成果处国际领先地位。生物制氢思路1966年提出，90年代受到空前重视。从90年代开始，德、日、美等一些发达国家成立了专门机构，制定了生物制氢发展计划，以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究，在21世纪中叶实现工业化生产。但时至今日，研究进程并不理想，许多研究还都集中在细菌和酶固定化技术上，离工业化生产还有很大差距，迄今尚无一例中试结果。哈尔滨建筑大学的教授突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限，开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径，并首次实现了中试规模连续流长期持续产氢。在此基础上，他们又先后发现了产氢能力很高的乙醇发酵类型，发明了连续流生物制氢技术反应器，初步建立了生物产氢发酵理论，提出了最佳工程控制对策。该项技术和理论成果在中试研究中得到了充分验证：氢气产率比国外同类的小试研究高几十倍；开发的工业化生物制氢系统工艺运行稳定可靠，且生产成本明显低于目前广泛采用的水电解法制氢成本。你也可以看下面链接也有点儿 ·
不会。。。。。。
二氧化碳会溶于水，形成碳酸CO2＋H2O＝H2CO3
初中化学论文-浅谈初中化学课堂教学模式的研究学校的教育活动有百分之九十的时间以课堂教学形式进行的，研究课堂教学模式是教育、教学必革的重要课题。初中化学是九年义务教育的一部分，必需推进素质教育，启迪学生的思维，培养学生能力，研究初中化学课堂教学模式是十分重要。一、研究课堂教学模式的必要性21世纪的教育，应该是素质教育，教育学生学会生存、学会学习、学会关心。化学教育不能仅仅局限于化学知识的传授，而应当成为关于化学的广泛应用及社会价值的教育，要主动地适应受教育者的兴趣和目的多样性的需要。特别是初中化学属于义务教育阶段，是化学基础教育阶段，不仅仅要关心提高化学课程的理论水平。学科知识体系等学术性问题，还要特别关注每天都会接触到诸多社会生活中的化学问题，如水、食物、环境保护、能源和材料、资源等。初三化学是起始学科，仅仅设一学年，受中考（含预选）时间、分数、学校的条件等多方面因素的影响，初中化学教学时间短、任务重、适应慢、难度大，教学效果不尽人意。研究初中化学课堂教学模式，精心设计和选用一定的教学模式，精心设计和选用一定的教学模式，有利发挥教师的创造性，调动学生学习的积极性，师生共同活动，完成教学任务。二、课堂教学模式我国关于课教学模式的说法大致有三种。第一属于方法范畴，认为教学模式就是教学方法，或是多种教学方法的综合;第二、教学模式是各种教学方法在具体时间、地点在具体时间、地点和条件下表现为不同的空间结构和时间序列，从而形成不同的教学模式；第三、教学模式是人们在一定教学思想指导下，对教学结构作出的主观选择。综合各种认识下，我们所要研究的教学模式是教学过程的结构，在教学理论指导下，根据教学目标设计教学环节，配有相应教学策略和教学措施，并将教学模式具体转化为初中化学课堂教学模式。三、课堂教学模式的基本结构课堂教学模式研究的框架和主要流程：教学理论教学目标教学模式教学策略教学评价1、教学理论和教学思想任何教学模式都有一定的教学理论或教学思想为依据。教学理论和教学思想决定了教学环节的选择和教学策略和运用，明确了教学评价的指向，可以认为教模式是教学理论的一种简化形成。2、教学目标教学目标是教学活动所要达到的标准。教学目标是教学模式构成的核心因素，它对教学策略、教学程序、教学评价等起着制约作用。正确地制约作用。正确地制定教学目标，首先要转变观念，增强改革意识，树立正确的人才观。教育学生成为有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义接班人；教育学生有社会责任感；教学学生人格健全、身心健康，有合作意识和合作能力；教学学生独立自主，具有创新意识和创新能力，成为学习的主人；教育学生热爱社会主义祖国、热爱自已国家和民族的文化传统。3、教学程序教学程序是教学活动环节的顺序结构，确定教学活动中教师和学生先做什么，后做什么，应该完成的各项教学任务。4、教学策略教学策略是教学活动中为教学服务并体现教学手段和方法的原则。教学策略确定了在教学活动中师生生活动的方式、方法、任务、地位、关系等。教学策略一般可分为教师的策略，学生的策略。教学策略一般可分为演绎推理、归纳推理、联想推理、类比迁移、分层递进、形象比喻、摹仿操作、自主探究、激发支机、师生合作等 5教学评价教学评价是教学活动效果的测量。教学评价是以教学为中心，依据教学程序、教学策略、教师素质、师生活动、教学效果等方面进行评价，既要评教、评学，又要评价对课堂教学模式的应用。介绍几种课堂教学模式I、引导------探究教学模式1、教学理论布鲁纳的发现法学习理论认为：认识是一个过程，而不是一种产品。奥苏贝尔的同化理论认为:学生认知结构中新旧知识的相互作用导致新旧知识的同化,不仅使新知识获得了意义，而且知识也因得到了修饰而获得新的意义。用引导------探究的方式教会学会学生学习2、功能目标培养实事求是的科学态度，发扬探究精神，激发创造能力和可持续发展能学力。培养学生学会查阅资料、分析资料、测定和处理数据的科学方法 3、教学程序课题兴趣----素材疑问----点拔、假设、验证----评论、结论4、教学策略教的策略是分层递进，学的策略是自主探究。5、教学评价内部动机：直接经验的获得；知识只结构的形成；思维能力的培养。II、辅导------自学教学模式1、教学理论现代教学论认为大脑的情感边缘系统部分是通向持久记忆的大门，激发情感，会把学到的东西溶入记忆中去。2、功能目标调控学习过程，达到有效学习；从感知、理解、识记等方面逐步得到发展，从而达到双基落实和知识技能的提高。3、教学程序主题情感----目标阅读思考----设疑讨论质疑----反馈讲评4、教学策略教的策略：创设情境、激活思维、组织讨论、评价激励；学的策略：知识编码、有效记忆、集体效应、创造思维。5、教学评价教学目标多元化、学生从“学会”到“会学”，学习结果的检测等。 合肥市初中义务教育化学课堂教学模式卡片 设计人：朱世贤学校：安农大附中 章节：第五章第四节《二氧化碳的实验室制法》一、理论依据：学生学习知识的过程遵循“由感性到理性、由表及里、由浅及深、由此及彼”这一规律。教学思想：1、“教学主导，学生主体。”2、遵人认识规律，根据所教班级学生年龄牲和知识水平等具体情况进行教学安排。二、功能目标：充分调动学生学习化学的积极性和主动性，发展学生智力，培养自学能力（阅读、观察、思维、想象以及化学实验操作） 三、实施条件：1、学生已经获得了氢气和氢气的实验室制法初步知识，有过动手做实验的初步实践；2、本节教材的写法采用的是计论模式，便于学生学生自学；3、本节课演示实验操作简单易行，所需仪器药品均为中学化学实验常用物品。四、教学程序：1〖复习〗讨论氧气和氢气实验定制取垢比较，挂出小黑板表格：（二氧化碳为后来拼续部分）填表过程中鼓励差生发言。浅谈初中化学课堂教学模式的研究合肥市教委教研室蒯世定学校的教育活动有百分之九十的时间以课堂教学形式进行的，研究课堂教学模式是教育、教学必革的重要课题。初中化学是九年义务教育的一部分，必需推进素质教育，启迪学生的思维，培养学生能力，研究初中化学课堂教学模式是十分重要。一、研究课堂教学模式的必要性21世纪的教育，应该是素质教育，教育学生学会生存、学会学习、学会关心。化学教育不能仅仅局限于化学知识的传授，而应当成为关于化学的广泛应用及社会价值的教育，要主动地适应受教育者的兴趣和目的多样性的需要。特别是初中化学属于义务教育阶段，是化学基础教育阶段，不仅仅要关心提高化学课程的理论水平。学科知识体系等学术性问题，还要特别关注每天都会接触到诸多社会生活中的化学问题，如水、食物、环境保护、能源和材料、资源等。初三化学是起始学科，仅仅设一学年，受中考（含预选）时间、分数、学校的条件等多方面因素的影响，初中化学教学时间短、任务重、适应慢、难度大，教学效果不尽人意。研究初中化学课堂教学模式，精心设计和选用一定的教学模式，精心设计和选用一定的教学模式，有利发挥教师的创造性，调动学生学习的积极性，师生共同活动，完成教学任务。二、课堂教学模式我国关于课教学模式的说法大致有三种。第一属于方法范畴，认为教学模式就是教学方法，或是多种教学方法的综合;第二、教学模式是各种教学方法在具体时间、地点在具体时间、地点和条件下表现为不同的空间结构和时间序列，从而形成不同的教学模式；第三、教学模式是人们在一定教学思想指导下，对教学结构作出的主观选择。综合各种认识下，我们所要研究的教学模式是教学过程的结构，在教学理论指导下，根据教学目标设计教学环节，配有相应教学策略和教学措施，并将教学模式具体转化为初中化学课堂教学模式。三、课堂教学模式的基本结构 1、教学理论和教学思想任何教学模式都有一定的教学理论或教学思想为依据。教学理论和教学思想决定了教学环节的选择和教学策略和运用，明确了教学评价的指向，可以认为教模式是教学理论的一种简化形成。 2、教学目标教学目标是教学活动所要达到的标准。教学目标是教学模式构成的核心因素，它对教学策略、教学程序、教学评价等起着制约作用。正确地制约作用。正确地制定教学目标，首先要转变观念，增强改革意识，树立正确的人才观。教育学生成为有理想、有道德、有文化、有纪律的社会主义接班人；教育学生有社会责任感；教学学生人格健全、身心健康，有合作意识和合作能力；教学学生独立自主，具有创新意识和创新能力，成为学习的主人；教育学生热爱社会主义祖国、热爱自已国家和民族的文化传统。3、教学程序教学程序是教学活动环节的顺序结构，确定教学活动中教师和学生先做什么，后做什么，应该完成的各项教学任务。4、教学策略教学策略是教学活动中为教学服务并体现教学手段和方法的原则。教学策略确定了在教学活动中师生生活动的方式、方法、任务、地位、关系等。教学策略一般可分为教师的策略，学生的策略。教学策略一般可分为演绎推理、归纳推理、联想推理、类比迁移、分层递进、形象比喻、摹仿操作、自主探究、激发支机、师生合作等。5教学评价教学评价是教学活动效果的测量。教学评价是以教学为中心，依据教学程序、教学策略、教师素质、师生活动、教学效果等方面进行评价，既要评教、评学，又要评价对课堂教学模式的应用。 四、介绍几种课堂教学模式I、引导------探究教学模式1、教学理论布鲁纳的发现法学习理论认为：认识是一个过程，而不是一种产品。奥苏贝尔的同化理论认为:学生认知结构中新旧知识的相互作用导致新旧知识的同化,不仅使新知识获得了意义，而且知识也因得到了修饰而获得新的意义。用引导------探究的方式教会学会学生学习2、功能目标培养实事求是的科学态度，发扬探究精神，激发创造能力和可持续发展能学力。培养学生学会查阅资料、分析资料、测定和处理数据的科学方法。3、教学程序课题兴趣--→素材疑问--→点拔、假设、验证--→评论、结论4、教学策略教的策略是分层递进，学的策略是自主探究。5、教学评价内部动机：直接经验的获得；知识只结构的形成；思维能力的培养。II、辅导------自学教学模式1、教学理论现代教学论认为大脑的情感边缘系统部分是通向持久记忆的大门，激发情感，会把学到的东西溶入记忆中去。2、功能目标调控学习过程，达到有效学习；从感知、理解、识记等方面逐步得到发展，从而达到双基落实和知识技能的提高。3、教学程序主题情感--→目标阅读思考--→设疑讨论质疑--→反馈讲评4、教学策略教的策略：创设情境、激活思维、组织讨论、评价激励；学的策略：知识编码、有效记忆、集体效应、创造思维。5、教学评价教学目标多元化、学生从“学会”到“会学”，学习结果的检测等。合肥市初中义务教育化学课堂教学模式卡片设计人：朱世贤学校：安农大附中章节：第五章第四节《二氧化碳的实验室制法》一、理论依据：学生学习知识的过程遵循“由感性到理性、由表及里、由浅及深、由此及彼”这一规律。教学思想：1、“教学主导，学生主体。”2、遵人认识规律，根据所教班级学生年龄牲和知识水平等具体情况进行教学安排。二、功能目标：充分调动学生学习化学的积极性和主动性，发展学生智力，培养自学能力（阅读、观察、思维、想象以及化学实验操作）。三、实施条件：1、学生已经获得了氢气和氢气的实验室制法初步知识，有过动手做实验的初步实践；2、本节教材的写法采用的是计论模式，便于学生学生自学；3、本节课演示实验操作简单易行，所需仪器药品均为中学化学实验常用物品。四、教学程序：1〖复习〗讨论氧气和氢气实验定制取垢比较，挂出小黑板表格：（二氧化碳为后来拼续部分）填表过程中鼓励差生发言。 2、【板书】学习气体实验室制作法的思路和方法； （1）需要研究该气体实验室的化学反应原理；（2）需要研究制取该体所采取的实验装置；（3）需要研究如何验证该气体。3、【引题】通过对氧气实验室制取的比较可知：制取气体的人口选择取决于化学反应原理，收集气体的方法取决于该气体扔物理性质。下面我们要学习二氧化碳的实验室制法，请同学们运用上面所总结的学习思路和方法共同来研讨。【板书】第四节二氧化碳的实验室制法4、【讨论】已经的能够着重二氧化碳的化学反应有：木炭在空气或氧气中燃烧；加热石灰石；高温下木炭还原氧化铜；一氧化碳在空气中燃烧。【讲述】以上这些化学反应虽然都有二氧化碳产生，但在实验室里制取二氧化碳都不采用，为什么？这个问题留待课后去探讨，请同学们阅读课本93页内容：（一）实验室制取二氧化碳的化学反应原理；（二）、实验室制取二氧化碳的装置；（三）、实验室制取二氧化碳。阅读后带着下列问题观看演示实验：为什么不用普通漏斗？为什么长颈漏斗要插入液面下？回顾一下怎样证明集气瓶里已充满二氧化碳？【实验】先由教师演示检查装置的气密性操作，再请丙名化学成绩较好的学生上台做制取、收集和检验二氧化碳的实验。实验后及时讨论和讲评观察到的现象和实验操作。6、【小结】仍以表格方式用小黑板拼续在氧气和氢气的制取比较表的右面。强调制取二氧化碳的瓜原理，写化学方程式（此处是否介绍复分解反应，酌情掌握）要过细分析。7、【板书】泡沫灭火器原理（化学反应方程式）【实验】由教师演示泡沫灭火器实验，简要介绍人口装置。（若时间允许，最好能将一只报废的泡沫灭火器实物边拆边讲，以满足学生兴趣。）8、【布置作业】（1）课后思考讨论在实验室制取二氧化碳能不能用碳酸钙？在泡沫灭火器里能不能用石灰石？能不能用稀盐酸？（2）习题：课本96页2、3、4题：（3）酌情做家庭小实验。五、教学策略：综合运用讨论、启发、实验、联想、回忆等方法，突出重点，化解难点，既要活跃课堂气氛，又要兼顾课堂秩序和教学进度，在时间分配上要灵活掌握。六、教学评价：本节内容既是元素化合物知识也是实验课，是理论联系实际的好教材，教学中能利用初中生好奇、好动、最喜欢观看和亲自动手做实验的特点引导思考和讨论，对“实验室里制取二氧化碳，稀盐酸和大理石是理想的药品”和采用的是实验装置加深了理解。
二氧化碳（carbon dioxide），一种碳氧化合物，化学式为CO2，化学式量为[1]，常温常压下是一种无色无味[2]或无色无嗅而其水溶液略有酸味[3]的气体，也是一种常见的温室气体[4]，还是空气的组分之一（占大气总体积的[5]）。在物理性质方面，二氧化碳的熔点为℃，沸点为℃，密度比空气密度大（标准条件下），溶于水。在化学性质方面，二氧化碳的化学性质不活泼，热稳定性很高（2000℃时仅有分解），不能燃烧，通常也不支持燃烧，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因与水反应生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。[2][3]二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得，主要应用于冷藏易腐败的食品（固态）、作致冷剂（液态）、制造碳化软饮料（气态）和作均相反应的溶剂（超临界状态）等。[2]关于其毒性，研究表明：低浓度的二氧化碳没有毒性，高浓度的二氧化碳则会使动物中毒。[6]中文名二氧化碳外文名carbon dioxide别名碳酸气、碳酸酐、干冰（固态）等[7] 化学式CO2分子量[1] 快速导航分子结构 理化性质 产生途径 制备方法 主要应用 计算化学数据 安全措施 相关法规研究简史原始社会时期，原始人在生活实践中就感知到了二氧化碳的存在，但由于历史条件的限制，他们把看不见、摸不着的二氧化碳看成是一种杀生而不留痕迹的凶神妖怪而非一种物质。[10]3世纪时，中国西晋时期的张华（232年－300年）在所著的《博物志》一书记载了一种在烧白石（CaCO3）作白灰（CaO）过程中产生的气体，这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。[10]17世纪初，比利时医生海尔蒙特（即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）发现木炭燃烧之后除了产生灰烬外还产生一些看不见、摸不着的物质，并通过实验证实了这种被他称为“森林之精”的二氧化碳是一种不助燃的气体，确认了二氧化碳是一种气体；还发现烛火在该气体中会自然熄灭，这是二氧化碳惰性性质的第一次发现。不久后，德国化学家霍夫曼（即弗里德里希·霍夫曼，Friedrich Hoffmann，1660年－1742年）对被他称为“矿精（spiritus mineralis）”的二氧化碳气体进行研究，首次推断出二氧化碳水溶液具有弱酸性。[10]1756年，英国化学家布莱克（即约瑟夫·布莱克，Joseph Black，1728年－1799年）第一个用定量方法研究了被他称为“固定空气”的二氧化碳气体，二氧化碳在此后一段时间内都被称作“固定空气”。[11]1766年，英国科学家卡文迪许（即亨利·卡文迪许，Henry Cavendish，1731年－1810年）成功地用汞槽法收集到了“固定空气”，并用物理方法测定了其比重及溶解度，还证明了它和动物呼出的和木炭燃烧后产生的气体相同。[12]1772年，法国科学家拉瓦锡（即安托万-洛朗·拉瓦锡，Antoine-Laurent de Lavoisier，1743年－1794年）等用大火镜聚光加热放在汞槽上玻罩中的钻石，发现它会燃烧，而其产物即“固定空气”。同年，科学家普里斯特利（即约瑟夫·普里斯特利，Joseph Priestley，1733年－1804年）研究发酵气体时发现：压力有利于“固定空气”在水中的溶解，温度增高则不利于其溶解。这一发现使得二氧化碳能被应用于人工制造碳酸水（汽水）。[12]1774年，瑞典化学家贝格曼（即托贝恩·奥洛夫·贝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其论文《研究固定空气》中叙述了他对“固定空气”的密度、在水中的溶解性、对石蕊的作用、被碱吸收的状况、在空气中的存在、水溶液对金属锌、铁的溶解作用等的研究成果。[11]1787年，拉瓦锡在发表的论述中讲述将木炭放进氧气中燃烧后产生的“固定空气”，肯定了“固定空气”是由碳和氧组成的，由于它是气体而改称为“碳酸气”。同时，拉瓦锡还测定了它含碳和氧的质量比（碳占，氧占），首次揭示了二氧化碳的组成。[10] [11]1797年，英国化学家坦南特（即史密森·坦南特，Smitbson Tennant，1761年－1815年，[13] 又译“台耐特”[14] 等）用分析的方法测得“固定空气”含碳、含氧。[10]1823年，英国科学家法拉第（即迈克尔·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）发现加压可以使“碳酸气”液化。同年，法拉第和戴维（即汉弗里·戴维，Humphry Davy，1778年－1829年，又译“笛彼”）首次液化了“碳酸气”。[15] [16] [17]1834年或1835年，德国人蒂罗里尔（即阿德里安·让·皮埃尔·蒂罗里尔，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又译“蒂洛勒尔”、“狄劳里雅利”[18] 、“奇洛列”[19] 等）成功地制得干冰（固态二氧化碳）。[20] [21]1840年，法国化学家杜马（即让-巴蒂斯特·安德烈·杜马，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把经过精确称量的含纯粹碳的石墨放进充足的氧气中燃烧，并且用氢氧化钾溶液吸收生成的“固定空气”，计算出“固定空气”中氧和碳的质量分数比为：。此前，阿伏伽德罗（即阿莫迪欧·阿伏伽德罗，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）于1811年提出了假说——“在同一温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。”化学家们结合氧和碳的原子量得出“固定空气”中氧和碳的原子个数简单的整数比是2：1，又以阿伏伽德罗于1811年提出的假说为依据，通过实验测出“固定空气”的分子量为44，从而得出“固定空气”的化学式为CO2，与此化学式相应的名称便是“二氧化碳”。[11]
化石燃料的燃烧所带来的影响
摘要：夏代作为中国青铜时代的发展时期，其青铜器的审美特征突出地表现在酒器和兵器的造型形式和纹饰意蕴之中。尽管这一时期的青铜器仍然显得相对朴实，但其实用功能和形式美感兼具的造型，以及变化多样的几何纹和威严庄重的动物纹装饰，却凸显了其鲜明的时代审美风格：寓意象征性、庄严厚重性和整体适应性。这为商周青铜器鼎盛时代的到来，在审美的造型、纹饰和风格上均作了必要的铺垫。关键词：夏代青铜器;造型;几何纹;动物纹;寓意象征;庄严厚重Abstract: As the development time of Chinese Bronze Age, the esthetic characteristics of Xia Dynasty bronze utensil prominently is shown on modeling form and decorative design of drinking utensil and weapon. Although this time’s bronze utensil still appeared relatively simple, the modeling with practical function and form esthetic sense, as well as the changed diverse geometry decoration and the dignified grave animal decoration, actually display its bright time esthetic style: Implication symbolic, dignified massiveness and overall compatibility, which prepare both for the arrival of Shang and Zhou bronze prosperous time and the esthetic modeling, decorative design, word: The Xia dynasty’s bronze; modeling; geometry grain; animal grain; implication symbol; dignified早在6500年前，陕西临潼姜寨的仰韶文化先民铸造出了第一块铜片；随后，从马家窑文化到龙山文化时代，先民们又遗留下来了陶寺遗址的铜铃，登封王城岗遗址的残铜片、坩锅残片等；到了甘肃青海的齐家文化时代，他们则开始冶铸或冷锻出铜刀、凿、锥、钻头、斧、匕、指环以及小饰件和镜子等铜器。这些显示了中国文化由“铜石并用时代”向“青铜时代”的缓慢过渡。而到了夏代，青铜器工艺在总结新石器时代器物制造经验的基础上取得了长足的进步。偃师二里头遗址和夏县东下冯遗址这一片独特面貌的早期青铜文化区域，同中国历史记载的夏王朝统治的范围大致吻合；考古发掘的大量青铜器，又与夏人的一些史实——如夏禹的 “贡金九牧，铸鼎物象”（《左传•宣公三年》）、“以铜为兵”（《越绝书•记宝剑》），夏后启的采矿冶铜等，也是可以相互印证的。尤其是二里头遗址中发掘的炼渣、炼铜坩埚残片、陶范碎片，表明青铜器的冶炼作坊已初具规模。因此，“青铜器的大量铸造和使用是二里头文化的重要特征之一……二里头文化……已进入中国青铜时代的发展时期”[1]。夏代青铜器已经开始走出新石器时代青铜器制造的原始阶段，其大量的礼器和兵器形成了中国青铜器造型的基本格局，神秘的兽面纹开启了中国青铜器纹饰的主体图案，庄严厚重的审美感受更是代表了中国青铜器的整体艺术风格，这些均为商周青铜器艺术鼎盛时期的到来作了必要的铺垫。一 造型形式以二里头文化遗址为代表的夏代文明，其出土的青铜器主要有礼器中的酒器爵、斝、角、盉，饪食器鼎，兵器中的戈、钺、镞，乐器中的铃，以及镶嵌绿松石兽面纹铜牌饰和残存的圈足器等，从而奠定了中国青铜器以礼器和兵器为主要形制的造型格局。在众多的器形之中，仅就青铜爵而言，“二里头文化的青铜爵大体上有两种造型，一类是原始型的，即爵的样式基本上是模仿陶爵的，它的外形和二里头遗址中出土的手制陶爵有着相似的特征，细腰、平底、短足，呈荷叶状的边口部和流从口部的延伸不甚规整，外观颇像用手捏成的陶器。另一类造型是比较精致型的，器壁匀薄流狭长而线条优美精细，虽然同是细腰平底，显然是在陶范上事先作过细致修整的，三足细长而微呈曲线形”[2]。这种原始型和精致型的变化，实际上体现了从早期到晚期夏代青铜器造型由简单向复杂多样，由粗放向精致演变的审美历程。早期的青铜器形制主要受同时期的各类陶器的影响。如夏代早期作为食器的青铜三足云纹鼎，矮小、无柱、口沿平直，其祖型就是新石器时代的陶鼎；作为酒器的青铜束腰爵，素面无柱，形体单薄古拙，充满着浓厚的原始初创气息，其流的长短、俯仰以及爵身趋扁宽的形式也同龙山文化的豫西三里桥类型和豫北后岗类型陶器如出一辙，并没有摆脱陶爵的三条矮尖足附于器底的外侧、形体圆润以及没有棱角变化等浓重特征，更“没有形成青铜器所特有的准确造型和挺劲的轮廓线，也未经精工磨砺”[3]，这无疑是二里头青铜爵的最早形式。铜鬲的口沿也与陶鬲口沿的折沿式和侈沿式相对应，其足仍沿用规整圆锥体的陶鬲足。因而，这一时期的青铜容器“从其形制特征来讲，它们几乎全与同时的陶器相同，它们的发展演变也与相应的陶器同步”[4]。夏代早期的青铜器尚处于祖型于陶器的阶段，还没有形成自身独立的审美特征。到了夏代后期，青铜器则相对精巧，造型具有一定的审美价值。此时，青铜爵造型的陶器特征显著减退，在注重实用的同时，还十分讲究形式感，增设了距离很近且具有装饰性的两乳钉状柱，三足分布规矩，接近于等腰三角形，口沿呈凹弧流线型。另外，爵的侧面设一折弧形大鋬，鋬面上又加铸两个狭长的镂孔，既有效控制了鋬的厚度，又增饰了具有装饰效果的镂孔纹；1959年上海博物馆自废铜中抢救出来的乳钉纹管流爵，其一侧设斜置的流管，流上铸两个方折形饰物，造型别具一格，其鋬下有一圈较宽的假腹，其上铸用多个空心圆孔，形成镂空的装饰效果；尤其是二里头出土的乳钉纹长流爵，流特别细长，作狭槽状，尾与其对应，既平衡了重心，又显得修长而纤细，三足尖端呈弯弧线状而外撇，这些与扁平直立式样规整的橄榄形爵身搭配和谐，刚柔相济，已经脱离了夏代陶爵的体制，并成为中国酒具的形象代表。这时的青铜鼎，其腹部较为高深，配三只四棱锥形空心足，两耳立于口沿上，其中一耳与一足呈垂直线对应，另一耳则位于另外两足中间，整体造型兼具实用和审美的双重要求，给人一种规整中有生气，对比中显和谐的审美感受。同时，这一时期还出现了创新型的高颈扁腹直壁斝（二里头遗址六区M9：1），口沿上设两个三菱锥状矮柱，腹部鼓起，下承三个大空锥足，器壁很薄，其先进的设计直接是二里岗文化铜斝的原始祖型。夏代晚期处理器壁匀薄的技巧，也为商代青铜器物新颖造型的设计开创了先河。二 纹饰意蕴夏代青铜器的纹饰，一方面对同时期的灰陶和礼玉的纹饰有所继承，另一方面又结合当时专制社会形成阶段的特征对其纹饰作了一定的扬弃，所以无论是纹饰的结构特征，还是其表现方法，均形成了鲜明的时代特征。夏代青铜器纹饰多以乳钉或圆饼状的实心的连珠纹，以及弦纹、云雷纹等几何纹为主，虽然还没有发现像商代青铜器上直接铸刻的饕餮动物纹为主题的装饰，但在二里头遗址发掘的用绿松石镶嵌而成的动物头部图案的铜牌饰上，却已经形成了这一动物纹的基本模式，从而开启了中国青铜器动物纹的先河。（一）几何纹几何纹在新石器时代的彩陶上就早已出现，而到了夏代，青铜器则开始模仿陶器的各种几何纹饰类型，出现了一些简单的连珠纹、弦纹和云雷纹，从而开启了中国青铜器纹饰的先河。这些几何纹虽然相对单纯和平面化，却不仅具有形式上的变化和结构上的美感，体现了丰富的审美风尚和极具时代性的文化内涵。最早出现的连珠纹图案呈小圆珠状，有单排和双排两种横式排列，圆圈也有实心和空心之分，多饰在器物的肩上或器盖的边缘等部位，其形成也经历了一定的演变过程。如青铜器上的乳钉等，首先可能是防碰撞的实用功能和相对规则的装饰功能的统一，后来其实用功能退化，渐渐演化为专门的装饰性图案。二里头乳钉纹斝颈部突出的圆饼状乳钉纹（即连珠纹），作为青铜器上简单而原始的纹饰，就是在防滑的实用基础上而形成的。据考证，连珠纹是用一个管状器在陶范上印制的，圈与圈间距的疏密，横行排列的整齐，虽不很严格，却显得自然。如二里头铜爵上也饰有很不规矩的圆点纹，作单向或双向排列，类似的还有上海博物馆收藏的一件铜角，其杯体下部也铸有圆圈状的连珠纹。弦纹也是青铜器上简单的纹饰，为一根凸起的直或横的线条，简洁朴素。它一般与乳钉状连珠纹配合使用，并且多作为连珠纹的边框。如夏代晚期的乳钉纹管流爵的颈上也饰弦纹三道，其间夹杂疏密有致的双排乳钉纹，显得规整而又有变化；二里头出土的铜斝，与鋬相背的腰腹正面装饰有两道凸弦纹，中间则夹有一排五颗乳钉纹，从而在腹部形成了一周由凸弦纹与圈纹组成的宽带纹，显得简洁而利落，形成了夏代青铜器纹饰的特有形式，与青铜时代的其它阶段的纹饰风格迥异。云雷纹是夏代青铜器上最为典型的几何形图案，是用利器在陶范上刻划而成，圆柔形的云纹和方折形的雷纹连续出现，构成了回旋式线条，显得自然流畅。夏代青铜鼎的腹部一般多饰以云雷纹，较特殊的是二里头六区（KM3：2）青铜戈，其曲内后部也铸有凸起的云纹，纹间的凹槽内还镶嵌有绿松石，将相对神秘庄重的云雷纹打扮得楚楚动人，寓庄严与审美于一体。这种云雷纹的阳纹线条在纹饰中间均形成一个圆圈，颇似神秘而狞厉的斜角目纹，周围再搭配饰以抽象而富于变化的阳纹线条，整个构图简洁而生动，寓狞厉与生气为一体，很可能就是商周青铜鼎上兽面纹的胎形。除此之外，二里头文化中出现的几何纹还有近似水涡的涡纹；阳纹线条纵横交错而成的网格纹，如二里头遗址五区M1:1青铜鼎腹部饰有粗疏的带状网格纹；以及绿松石镶嵌十字纹，如1975年偃师二里头遗址出土的圆形青铜器上就饰有两头粗中间细的十字纹，另外一件夏代晚期的镶嵌十字纹方钺在其中心圆孔周围的正反两面也用形状规整的小绿松石片镶嵌成两周十字图案，并在其内外用绿松石片组成两个圆周将其围住，整个图案排列整齐有序，又富于变化。十字纹、圆圈纹与中心镂孔形成方圆，体现了虚实融合的和谐形式感。（二）动物纹到了夏代晚期，铜牌饰的出现才标志着中国青铜器中以夸张形式或以幻想中的动物头部为主体的抽象兽面图案，这也是迄今发现的青铜器上最早的动物纹。该纹饰的动物头部，除两眼之外的其他部分，均为抽象的，而不是具体表现实样的。这可以追溯到龙山文化遗址中石锛上怪异的动物纹饰，身上横条沟曲形的刻线与青铜兽面纹就极为相似，新寨二里头一期文化遗存中发现的陶器盖上也有类似的怪兽纹饰。夏代兽面铜牌上的兽面纹，图案设计简单质朴，特别突出兽目，后来逐渐发展成二里头玉柄形器上的饕餮图案，并成为早商及其以后青铜容器上兽面纹和饕餮纹的祖型。李学勤分析山东日照两镇的玉锛饕餮纹、河南偃师二里头铅的嵌绿松石青铜牌饰饕餮纹时，也指出了其审美过渡性：“山东龙山文化和二里头文化的饕餮纹确实可以看成良渚文化和商代这种花纹的中介”[5]。夏代也有部分铜酒器在器盖的边缘饰以变形的动物纹图案，并且特别突出骇人的双目，营造了一种威严的氛围，既与使用者的礼仪和等级地位相呼应，也与夏代关于龙的神话传说相印证。夏代青铜器上的动物纹装饰，当为商周同类青铜器纹样的滥觞，而且经过变形的动物纹图案也形成了后来青铜纹饰的主体。总之，夏代晚期的青铜器纹饰，一方面赋予了青铜器外在形式的华美与瑰丽，如青铜质料的器物表面，刻以单层平雕纹饰，且纹饰多作条带状，往往给人以既有力度和锐度的触觉感受，又有流畅和圆润的视觉感受，“灵活的线形纹饰弥补了青铜器体块特质的不足，赋予了凝重的青铜器以生命的气息”[6]，形成了刚柔相济的艺术审美韵味；另一方面又承载着特定的文化意味和精神特质，夏代先民把现实以及臆想的物象铸刻在象征权力、威仪和用以祭祀的青铜礼器上，如夏代九鼎的纹饰既满足了其宗教性的龙崇拜，也通过把天下各地的自然资源和财富绘制成图象，刻铸于鼎上，以此作为帝王享有灵物和征收贡赋的象征，突出其现实的攫取权力和树立威信的政治意义。三 艺术风格夏代青铜器由于工艺技术的演进而极大地促进了先民们审美理想的物化，在各类器物造型和纹饰的审美设计中，充分吸收夏王朝这个全新社会形态中的精神内涵和生活习俗，将社会各阶层，尤其是统治阶层的意识形态形象化抽象化地熔铸于这一高贵典雅的青铜器物之中，从而形成了独具时代特色的青铜艺术风格：寓意象征性、庄严厚重性、整体适应性。一是寓意象征性。夏代青铜礼器和兵器的特定功用及其造型纹饰的文化内涵是极具寓意象征性的，不仅寄寓着当时夏代贵族和下层民众对所谓自然力量的利用和膜拜，而且还直接象征着当时社会的政治权力和等级制度。青铜礼器和兵器造型庄重，纹饰逐渐走向神秘化，发挥着“钟鸣鼎食”的重要作用。《左传•宣公三年》载：“昔夏之方有德也，远方图物，贡金九牧，铸鼎象物，百物而为之备，使民知神奸”，夏代青铜九鼎的纹饰图案在象生的背后，仍然隐含着一定的表意性，用鼎的大小、轻重和不同形状、纹饰来象征各种事物和等级制度，既是天下各地自然资源和财富的体现，也是帝王享有灵物和征收贡赋的象征。夏代晚期出土的镶嵌十字纹方钺，根据其平直无锋刃的造型和镶嵌绿松石十字纹的纹饰判断，应该不是一件简单的兵器，“而可能作为仪仗用，是一种军事权力的象征，是现实所有者身份的特殊兵器”[3]，寄寓象征着夏代这一特定历史阶段的意识形态和精神内涵。同时，夏代青铜器的装饰性纹饰自此一改以往的仿生化形式模拟，更多地向着抽象化方向发展。如镶嵌十字纹方钺上的十字纹，是一种抽象的线条，二里头五区M4出土的青铜兽面牌饰，有突出的圆目，装饰性和抽象性特征较明显。夏代是一个充满残酷战争和奴役的时代，这种兽面纹饰“一方面是恐怖的化身，另方面又是保护的神祗。它对异氏族、部落是威惧恐吓的符号；对本氏族、部落则又具有保护的神力。这种双重性的宗教观念、情感和想象便凝聚在此怪异狞厉的形象之中”[7]，夏代青铜礼器的王权性象征在其纹饰尤其是在兽面纹中彰显无疑。因此，夏代社会生活内容和宗教礼仪的丰富，特别是青铜礼器和兵器的精神性特征，强化了夏代器物创造的寓意象征性。二是庄严厚重性。青铜器在夏代作为国家第一重器，其礼仪性比当时全社会普及的陶器要浓厚得多，无论是其坚硬的质地、凝重的色泽，还是独特的造型、别样的纹饰，都在陶器、玉器的基础上融入了审美形式的因素，呈现出威严而凝重的审美风格，形成一种独具时代气息的庄严厚重美。如夏代青铜爵改造了以往陶爵的基本造型，力求使器物的上中下各部位比例协调，左中右各部位保持平衡，以便器物的重心落在中心位置，从而取得沉稳的视觉效果。同时，流管等附件的安置，也在不破坏整体平衡的原则下进行，成为一种有效调节平衡的手段，显得规整而庄严；镶嵌绿松石兽面纹图案的双目以及周围的抽象化线条，装饰虽简洁，却突现出神秘动物的凶猛与残酷，且采用对称平衡的方式，更是给人一种庄严肃穆的审美感受。同时，夏代青铜器的社会政治功能性也极大地影响着青铜艺术的发展方向，几何式的方圆结构，长短大小的比例变化，器腹多为圆方造型，下面贯之以三足，与夏礼的规范性合拍。如青铜鼎在仿照新石器时代陶鼎造型的基础上进一步融入国家的理念，对称规整的双耳立于口沿之上，坚实浑厚的三足承于圆腹之下，营造了一种厚实而稳定的氛围，确实有“定鼎”的气度，成为国家的象征。厚重而不失其精致，形体规整而又显得大方，夏代器物在活泼愉快的自然美基础上形成了厚重而神秘的庄严美，而这种庄严厚重性蔚为夏代青铜艺术的主流，也是整个三代青铜器艺术的审美特质之一。因此，夏代青铜器整体风格的形成，一方面与青铜艺术本身内在求变的的传承与创新有关，另一方面外在的社会、政治、文化也在其演变中也充当着重要的角色，从而实现了器物整体造型和纹饰庄重风格和现实社会权力等级制度庄严氛围的完美统一。三是整体适应性。夏代青铜器尤其注重器物造型、纹饰及其功用的整体适应性。“青铜器的整体艺术造型，主要是器物的形象特点，各种附饰和纹饰的整体适应性水平”[8]，因而夏代青铜器的整体艺术造型也正是表现为其形制、装饰和功能的整体性和相应性，在表现形式、表现手法上，均讲究别致的形制与其特殊功能的紧密联系，讲究纹样及图案在各种不同器皿具体部位结合时的“适形造型”方式。如上海博物馆馆藏的一夏代钉形柱爵，其中腰极细，与上部伸出的流尾，以及下部外撇的锥足形成分段，既利于饮用，又方便摆放，形制与功用得到了完美的结合。此外，夏代青铜器的纹饰，也“布置严谨，意匠奇妙，虽是一种装饰艺术，但和器的形制是一致的，表现一个时代工艺美术的时代特征，也反映了当时人们的观念形态”[9]，并且这些纹饰形象随着不同时代的社会风俗和制作目的的不同，附着于不同的青铜式样上而表现出不同的精神内涵与艺术趣味，从而突显了夏代青铜器的纹饰与功用整体适应性的时代特征。如二里头遗址出土的呈盾牌状的铜牌饰，其凸面由各式形状的绿松石片粘嵌排列成浅浮雕式的兽体形象，多为龙的各种变体，且下体背侧有的还饰以卷云纹，飞龙在天的威严和自由，与夏代先民的龙崇拜思想以及铜牌饰的礼仪功能相得益彰，铜牌饰的纹饰与功用也就在夏代先民的想象中得到了整合。“中国真正进入青铜时代大约是从公元前21世纪开始的，从公元前21世纪至公元5世纪中叶，包括古代文献上记载的夏、商、西周和春秋几个历史时代是中国的青铜时代。时间长达1600年左右”[10]，而在这1600年的演变历程中，夏代青铜器中礼器和兵器的两大工艺造型，几何纹与兽面纹的工艺装饰，以及独具时代特征的庄严厚重的审美艺术风格，无疑具有举足轻重的作用，是我国青铜器工艺的源头，为商代和西周时代青铜铸造业的持续稳定发展奠定了坚实的物质和精神基础。参考文献：[1]张之恒 周裕兴.夏商周考古[M].南京：南京大学出版社，1995:32-33.[2]马承源.中国青铜器研究[M].上海：上海古籍出版社，2002:14-15.[3]陈佩芬.夏商周青铜器研究•夏商篇上》[M].上海：上海古籍出版社，2006: 7、16.[4]郑光.二里头陶器文化论略[J].二里头陶器集粹，中国社会科学出版社，1995: 24.[5]李学勤.良渚文化玉器与饕餮纹的演变[J].走出疑古时代，辽宁大学出版社，1997:90.[6]朱志荣 邵君秋：《商代青铜器纹饰的审美特征[J].安徽师范大学学报，2003，1: 99.[7]李泽厚.美的历程[M].天津：天津社会科学出版社，2001: 57.[8]马承源.中国青铜器[M].上海：上海古籍出版社，2003: 15.[9]容庚 张维持.殷周青铜器通论[M].北京：文物出版社，1984: 102.[10]李伯谦.中国青铜文化结构体系研究[M].北京：科学出版社,1998: 275.
东周青铜器的艺术特色传说夏铸九鼎, 奏响了中国青铜时代的序曲, 中国的青铜艺术经历了殷商、西周、东周三个时期从成熟走向鼎盛,创造了诸多不同艺术风貌的青铜器, 谱写了世界青铜时代最为瑰丽的篇章。“艺术是社会意识形态、社会价值最直接的反映。”东周的青铜艺术源于其社会政治, 思想、文化与前代的差异而显示了和殷商, 西周不同的风格特征。东周是中国历史上社会制度大转形的重要时期, 奴隶制崩溃, 封建制初立所带来的新旧对立、矛盾, 使社会处于“ 礼崩乐坏”的混乱状态。周王室衰微, 诸侯争霸, 诸子百家阐发的人与社会、人与自然关系的哲学思想, 把压抑于人们头顶的神权与等级的禁锢打破了, 对自身生活的体验, 对社会现实的关注促使东周青铜艺术产生了明显的地域性风格; 轻灵、多变、具有生活情趣的拟形器物增多了; 及前代未有的,叙事性、写实性的装饰纹饰的出现, 使东周的青铜艺术独具特色, 呈现出更多的人文性特征。一、东周青铜器呈现出明显的地域性风格东周后青铜器的铸造改变了由王室垄断、风格一统的现象, 不仅大小诸侯国可以铸造青铜, 甚至富商大贾也参与青铜铸造, 并可以以青铜为商品进行买卖。不同地域的青铜艺术因受本土文化、思想、风俗的影响, 装饰风格明显不同, 因此呈现出明显的地域性特征。南方楚地一直流传着较浓厚的巫术信仰, 楚地青铜器造型及纹饰中的神人怪兽较多, 形成了风格独特、神秘诡异的地方艺术风格。如1978 年湖北隋州擂鼓墩出土的战国早期的“ 曾侯乙怪兽形编磐座”, 怪兽由多种动物形体结合而成, 集龙首、鹤颈、鸟翅、兽身、鳖足为一体。还有“鹿立鹤”, 直立的仙鹤伸展翅膀, 引颈昂首的鹤头上却长出一对精致、夸张的鹿角。这些奇异的组合,体现出明显的神话巫术色彩。黄河流域、中原地带是以儒家、法家思想为主流, 其青铜器的造型, 纹饰生活气息浓郁, 战争题材较多。1988 年山西太原金胜村出土的“鸟尊”, 全器为一昂首挺立的秃鹫, 胖大的鸟身, 腹腔中空, 头顶有凤冠, 双目圆而外鼓, 脖颈前伸, 短粗而上隆的鸟喙, 不仅可以开合, 而且形象、夸张的突出了秃鹫的特征。鸟身羽毛和双翅采用装饰的手法层层排列, 羽纹刻画清晰。鸟背上置虎形提梁并设弧形盖, 盖与乌身羽毛浑然一体, 为了鸟尊的平衡稳定, 鸟尾部铸一前足蹬地, 倒立前扑的小虎。鸟尊少有秃鹫的凶悍, 而多显稚趣与憨态, 似如农家的胖母鸡, 摇摆、蹒跚而来。精巧的构思, 复杂的造型, 多种塑造手法的结合, 体现了中原地区精湛的青铜铸造工艺和对现实生活的热爱。北方游牧民族的青铜器上常用动物为装饰, 如在内蒙古出土的虎纹带饰, 在宁夏西吉陈阳川发现的虎噬羊带饰造型粗犷豪放, 有浓郁的草原生活的气息, 是北方游牧民族生活特色的反映。二、富有生活情趣的, 以写实手法表现的动物拟形器增多东周青铜器中富有生活情趣的动物拟形器增多, 器物造
青铜器是由青铜合金（红铜与锡的合金）制成的器具，从埋藏开始不断与土壤发生化学反应，生成各种绿色、蓝色、红色、黑色的锈蚀物。青铜器被锈蚀后吸收水分，加快了青铜本体的锈蚀速度，直至青铜本体全部变为铜锈。
青铜器在不同的存在环境中与周围的多种化学物质长期发生作用，在其表面生成的一层氧化膜，皮壳色泽温润，质感厚实，有枣皮红、绿漆古、黑漆古、黑绿、黄绿等多种皮壳。
出土的青铜器多数呈现出深浅不一的绿锈，也有一些青铜器表面的薄绿锈体中混杂有蓝锈、黑锈、土锈和红锈。绿色薄锈多出于青铜器窖藏，窖藏出土的青铜器由于没有与土壤直接接触，属于封闭环境中的大气腐蚀，而青铜器在缺氧的弱的和中等浓度的非氧化性酸中都是相当稳定的。
修复保养
1、焊接
对一件出土不完整的青铜器文物首先要焊接把青铜器拼接成一个完成的器物，焊接是传统修复技术中的重要环节，是修复破碎青铜器和复原器形的主要手段。
需要根据青铜性质、残破和腐蚀情况不同，而采用不同的焊接方法，即“大焊”和“小焊”。首先用矬子把焊口锉平，然后焊接是用电烙铁将锡融化注入要修复青铜器上。
2、补配
补配是传统青铜器修复技术中复原残缺部分的重要技术。补配就是残缺的青铜器不完整了，根据铜器种类、形状、残缺部位，打制补配和铸造补配。
补配要根据青铜器的纹饰先拓下来，然后通过纹饰制作补配的器形，然后拼出一件完成的青铜器文物。
很慢。铜丝腐蚀快慢，要看土质如何，一般的普通土壤中，铜会形成一种保护自身的氧化层，几千年都没有问题。黄铜在大气中腐蚀很慢，在纯净的淡水中腐蚀速率也不大（年），在海水中腐蚀稍快（年）。
铜由于其原子结构的最外层电子轨道没有被排满，而导致铜极容易失去电子被氧化，铜氧化后变色甚至发黑，由于氧化后的产物为氧化亚铜（砖红色），氧化铜（黑色），碱式碳酸铜（蓝绿色）。
防止铜材被氧化，即防止铜材被腐蚀、变色的方法有：
铜其实不太容易被氧化的，在空气中因为水分子和氧气、二氧化碳的作用下才反应。为了防止生锈可以刷油漆。
通过木炭还原氧化铜实验得到的结论：反应生成一氧化碳、二氧化碳和铜。
C+CUO=CO+CU木炭可以还原氧化铜为铜单质正二价铜离子被还原零价铜原子零价碳原子被氧化为正二价碳
木炭具有还原性；冶炼金属。
不是靠木炭的吸附性，而是要木炭消耗掉试管中的氧气，防止还原后的铜再次被氧化