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典型汽车涂装废水处理工艺 摘 要:本文针对汽车涂装废水中含有树脂、表面活性剂、重金属离子,Oil、颜料等污染物,特别是其中的电泳废水、喷漆废水成份复杂,浓度高,可生化性差的实际情况,采用分质处理、混凝沉淀、混凝气浮、砂滤等工艺对涂装废水进行处理,取得了良好效果:CODCr去除率大于80%。实际运行表明,该工艺在技术和经济上均是合理可行的。Treatment technics of representative coating wastewater of automobile manufacturing Abstract:In this article, in allusion to the contamination of coating wastewater of automobile manufacturing which contains resin, surface active agent, heavy metal ion, oil, paint, dyestuff etc, especially the ELPO wastewater and painting wastewater which is complex, and has high concentration. we use separated pre-treatment, coagulating sedimentation, air flotation and sand filtration to treat coating wastewater and obtains good results: the removal rate of CODCr could be higher than 80%. The operate of the set proved that under this condition, it would be practicable both in technology and economy. 关键词:涂装废水;分质处理;混凝沉淀;混凝气浮;砂滤;Fenton试剂 Keywords:coating wastewater;separated pre-treatment;coagulating sedimentation;air flotation;sand filtration;Fenton reagent翻译 汽车及其零部件的涂装是汽车制造过程中产生废水排放最多的环节之一。涂装废水含有树脂、表面活性剂、重金属离子,Oil、PO43-、油漆、颜料、有机溶剂等污染物,CODCr值高,若不妥善处理,会对环境产生严重污染。对此类废水,传统的方法是直接对混合废水进行混凝处理,治理效果不理想,出水水质不稳定,较难达到排放标准。特别是其中的喷漆废水,含大量溶于水的有机溶剂,直接采用混凝法处理效果很差。我们在上海某汽车厂经过实地勘查、大量分析调研和小试,针对涂装废水的特点,采用分质预处理再进行后续处理的二步处理的方法,并选择芬顿氧化—混凝沉淀,气浮物化工艺进行处理,达到了排放标准,CODCr去除率达到80%以上。1废水的来源和主要污染物 涂装废水的来源及有害物质 涂装废水主要来自于预脱脂、脱脂、表调、磷化、钝化等车身前处理工序;阴极电泳工序和中涂、喷面漆工序。 废水中含有的主要有毒、有害物质如下:涂装前处理:亚硝酸盐、磷酸盐、乳化油、表面活性剂、Ni2+、Zn2+。底涂:低溶剂阴极电泳漆膜、无铅阴极电泳漆膜、颜料、粉剂、环氧树脂、丁醇、乙二醇单丁醚、异丙醇、二甲基乙醇胺、聚丁二烯树脂、二甲基乙醇、油漆等。中涂、面涂:二甲苯、香蕉水等有机溶剂、漆膜、颜料、粉剂。 废水水质、水量 本工程设计处理水量60m3/h。 油漆车间排放的废水分为间歇排放的废槽液和连续排放的清洗水。 间歇排放废水主要来源于前处理槽的倒槽废液、喷漆工段排放的废液等,废水浓度高,一次排放量大,水质如表1所示。 表1 间歇排放废水的水质污 染物源来水废 CODCr mg/L Oil mg/L PO43- mg/L Zn2+ mg/L Ni2+ mg/L Cd2+ mg/L 碳黑 mg/L pH 其它 预脱脂槽、脱脂槽废槽液、后喷淋、浸渍槽废槽液 2500~ 4000 300~ 950 250~400 表调槽废槽液 15~30 磷化槽废槽液、后喷淋、浸渍槽废槽液 400~600 100~150 20~30 6 钝化槽废槽液、后喷淋、浸渍槽废槽液 50~100 1~3 4~5 电泳废槽液 3000~ 20000 81 7~9 中涂、面漆喷漆室水槽废液 3000 5~6 漆渣 连续排放废水主要来自于前处理工序的后喷淋、浸渍槽的溢流废水等,相对间歇排放废水,其浓度低、总排放水量大,其水质如表2所示。表2 连续排放废水的水质源 来水废污染物 CODCr mg/L Oil mg/L PO43- mg/L Zn2+ mg/L Ni2+ mg/L Cd2+ mg/L 碳黑 mg/L pH 脱脂后冲洗废水 300 25 10~20 7~8 磷化后冲洗废水 20~30 12 8 6 钝化后冲洗废水 10~15 5~6 DI水喷淋槽喷淋废水 3900 1~3 4 循环去离子清洗废水 400 6 自泳后水洗溢流废水 100~1000 8 7~9 2.涂装废水处理工艺设计 汽车涂装废水处理工艺的关键之一在于合理的清浊分质。对部分难处理或影响后续处理的废水,根据其性质和排放规律,先进行间歇的预处理,再和其它废水集中连续处理,这样不仅可以取得较好的和稳定的处理效果,而且在经济上也合理可行。 涂装废水处理工艺流程 涂装废水处理工艺流程如图1所示。 图1某汽车厂涂装废水处理站处理流程 间歇预处理 脱脂废液 对脱脂废液采用酸化法进行破乳预处理,向脱脂废液中投加无机酸将pH调至2~3,使乳化剂中的高级脂肪酸皂析出脂肪酸,这些高级脂肪酸不溶于水而溶于油,从而使脱脂废液破乳析油。 另外,加酸后使脱脂废液中的阴离子表面活性剂在酸性溶液中易分解而失去稳定性,失去了原有的亲油和亲水的平衡,从而达到破乳。经预处理后CODCr从2500~4000mg/L降低到1500~2400mg/L,去除率在40%左右;而含油量从300~950 mg/L降至50~70 mg/L,去除率高达90%~95%。 电泳废液 在阴极电泳废水中含有大量高分子有机物,CODCr最高可达20000mg/L,还含大量电泳渣,这些物质在水中呈细小悬浮物或呈负电性的胶体状。处理中加入适当的阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)和聚合氯化铝(PAC)作混凝剂,利用絮凝剂的吸附架桥作用来快速去除废水中的污染物。电泳废液在预处理时要求pH值在11~12之间,有较好的沉淀效果。反应后的出水CODCr在2000 mg/L左右。 喷漆废水 对喷漆废水先采用Fenton试剂(H2O2+FeSO4)对其进行预处理,使其中的有机物氧化分解,CODCr去除效率约在30%左右,再加入PAC和PAM对其进行混凝沉淀,经过此两步处理,CODCr的总去除率可达到60%~80%,由3000~20000mg/L降至1200~4000mg/L。出水排入混合废水调节池。 Fenton试剂具有很强的氧化能力,当pH值较低时(控制在3左右),H2O2被Fe2+催化分解生成羟基自由基(·OH),并引发更多的其他自由基,从而引发一系列的链反应[1]。通过具有极强的氧化能力的·OH与有机物的反应,使废水中的难降解有机物发生部分氧化、使废水中的有机物C—C键断裂,最终分解成H2O、CO2等,使CODCr降低。或者发生偶合或氧化,改变其电子云密度和结构,形成分子量不太大的中间产物,从而改变它们的溶解性和混凝沉淀性。同时,Fe2+被氧化生成Fe(OH)3在一定酸度下以胶体形态存在,具有凝聚、吸附性能,还可除去水中部分悬浮物和杂质。出水通过后续的混凝沉淀进一步去除污染物,以达到净化的目的[2]。 连续处理 经预处理的各类废水排入均和调节池中,与其它废水混合后进入连续处理流程。混合后的废水CODCr约为700~900mg/L。连续处理分为二级:混凝沉淀和混凝气浮。 在涂装废水中,油、高分子树脂(环氧树脂)、颜料(碳黑)、粉剂、磷酸盐等在表面活性剂、溶剂及各种助剂的作用下,以胶体的形式稳定地分散在水溶液中。可以靠投加化学药剂来破坏胶体的细微悬浮颗粒在水中形成的稳定体系,使其聚集成有明显沉淀性能的絮凝体,然后形成沉淀或浮渣加以除去[3]。 在废水中加入一定量的无机絮凝剂后,它们可中和乳化油或高分子树脂的电位,压缩双电层,胶粒碰撞促进凝集,完成脱稳过程,形成细小密实的絮凝物。这样可使涂装废水中的金属离子和磷酸根离子在碱性条件下生成的固体小颗粒形成沉淀物[4]。所以混凝处理可有效地去除汽车涂装废水中的油、高分子树脂、颜料和粉剂[5]。 重金属离子和磷酸盐中,由于Ni2+生成Ni(OH)2沉淀以及PO43-生成Ca3 (PO4) 2沉淀的最佳pH值是10以上;而Zn2+生成氢氧化物沉淀的最佳pH值范围是~,pH过高会形成ZnO22-而溶解。所以要分二级混凝反应以分别去除Ni2+,PO43-和Zn2+ 。同时,混凝反应后的固液分离分别采用的是斜板沉淀池和气浮池,这样既可以用斜板沉淀池来去除比重较大的重金属化合物沉淀,又可以用气浮池来去除比重较轻的有机物等。 混凝沉淀 第一级为混凝沉淀调节pH值为10~。 反应槽采用推流式反应槽,分为三格。第一格加碱将pH调高至10~,加入CaCl2,第二格加FeSO4,第三格加混凝剂PAM,反应后进入斜板沉淀池进行固液分离。三格停留时间分别为15min、15min、。斜板沉淀池表面负荷按2m3/m2·h设计。一级反应CODCr去除率为50%~60%。图2为一级反应槽示意图。图2 一级反应槽示意图 混凝气浮 二级反应的反应槽,也采用推流式反应槽,分为三格。第一格加酸将pH回调至~9,第二格加PAC,第三格加PAM,反应后进入气浮池进行固液分离。二级反应槽三格停留时间分别为10min、10min、5min。气浮池的溶气水按处理水量的30%设计。二级反应CODCr去除率为20%~25%,同时气浮也去除了Zn2+和一部分的表面活性剂。 深度处理 深度处理采用砂滤和活性炭过滤。从运行情况看,经砂滤后的出水即能达到排放标准(CODCr≤300mg/L)。砂滤装置的过滤速度控制在10~12m3/(m2·h)。反冲洗水由监测水箱中的水加压后提供,反冲洗强度控制在16~18L/(m2·s)。 砂滤后的出水已能达到排放要求,因此,活性炭过滤只是一个应急保证措施,一般情况下较少使用。 污泥处理 污泥处理的好坏,直接影响废水处理站的运行。由于污泥含油量高,直接进行压滤效果较差,在污泥浓缩槽中加入Ca(OH)2,pH调整至10左右,能达到较好的压滤效果。污泥含水率经板框压滤机后可由99%下降至75%~80%。 连续处理去除率分析 连续处理过程去除率如表3所示。表3 连续处理效率出水位置 CODCr去除率 斜板沉淀池出口 50%~60% 气浮池出口 20%~25% 砂滤出口 15% 3处理效果分析 该工程自2002年运行至今,处理效果稳定,表4为上海市环境监测中心2004年对该厂的监测分析报告数据汇总。监测时间为3天,每天取样12次(1小时取样一次,包括废水处理装置进口和出口)。表4 废水处理设施总排口监测数据监测 项目 废水处理装置进口* 废水处理装置出口 上海市《污水综合排放标准》(DB31/199–1997) 浓度最小值(mg/L) 浓度最大值(mg/L) 浓度平均值(mg/L) 浓度最小值(mg/L) 浓度最大值(mg/L) 浓度平均值(mg/L) pH 6~9 CODCr 434 759 625 73 132 300 三级标准 SS 93 351 204 21 145 29 350 三级标准 BOD5 36 145 87 4 83 150 三级标准 Oil 10 二级标准 Zn2+** - - - 二级标准 Mn2+** - - - 二级标准 Ni2+** - - - ND 第一类污染物排放标准 苯 ND ND ND ND ND ND 二级标准 甲苯 ND ND ND ND ND ND 二级标准 二甲苯 ND ND ND ND ND ND 二级标准 *废水处理装置进口指连续处理装置进口。** Zn2+、Mn2+、Ni2+本次监测未分析,表中所列为该厂废水处理站日常分析数据。 由上表可以看出,经处理后的废水以上海市《污水综合排放标准》(DB31/199—1997)进行评价,其中CODCr、BOD5、SS按三级标准评价(废水处理后排入安亭水质净化厂),其余采用二级标准及第一类污染物最高允许排放浓度,均能达到工程设计指标。 目前,处理装置运行稳定,出水均能达标。4.技术经济分析 工程造价和运行费用是人们在选用处理方法时所必须考虑和关心的问题。本工程采用分质处理后,与一般的集中物化处理比较,节省了加药量,污泥产量也有所减少,在一定程度上减少了运行费用,更重要的是保证了出水水质的稳定达标。本项目的技术经济指标见表5。表5 本处理工程技术经济指标总投资/万元 单位体积污水投资/万元 年运行费用/万元 单位体积污水处理费/元/m3 800 30 *年工作日按250天计,日处理水量为720 m3。5.结论 1、本工程采用分质处理、混凝沉淀、混凝气浮、砂滤等工艺对汽车涂装废水进行处理在技术和经济上是合理可行的。实际运行结果证明,此工艺对重金属、SS、Oil的去除效率超过90%,对CODCr的去除率大于80%。 2、汽车涂装废水水量和水质变化大,要特别的重视废水水量、水质均衡和分质预处理。根据工程实践证明,对脱脂废液,电泳废水、废液和喷漆废水这三股废水分别进行间歇预处理,这不仅有利于后续处理效率的提高,体现出技术和经济的统一,而且对整个系统的稳定运行和出水的稳定达标至关重要。参考文献:熊忠,林衍等 Fenton氧化法在废水处理中的应用[J] 新疆环境保护,2002,24(2):35~39 张林生,魏峰等 物理化学法处理汽车工业电泳涂装工艺中的超滤液废水[J] 给水排水,1999,25(10):33~36 刘绍根,汽车涂装废水处理技术[J] 工业用水与废水,2001,32(2):11~13 刘绍根,黄显怀 物化—生化法处理汽车生产废水[J] 给水排水,2001,27(12):53~56 廖亮,吴一飞等 磷化-喷漆线的废水处理工艺研究[J] 环境技术,2000,18,(4):18~21
、胶体的性质:能发生丁达尔现象,聚沉,产生电泳,可以渗析,等性质胶体的应用 :1、农业生产:土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土,腐殖质等常以胶体形式存在.2、医疗卫生:血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质.3、日常生活:制豆腐原理(胶体的聚沉)和豆浆牛奶,粥,明矾净水.4、自然地理:江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.5、工业生产:制有色玻璃(固溶胶),冶金工业利用电泳原理选矿,原油脱水等.什么是胶体?为了回答什么是胶体这一问题,我们做如下实验:将一把泥土放到水中,大粒的泥沙很快下沉,浑浊的细小土粒因受重力的影响最后也沉降于容器底部,而土中的盐类则溶解成真溶液.但是,混杂在真溶液中还有一些极为微小的土壤粒子,它们既不下沉,也不溶解,人们把这些即使在显微镜下也观察不到的微笑颗粒称为胶体颗粒,含有胶体颗粒的体系称为胶体体系.胶体化学,狭义的说,就是研究这些微小颗粒分散体系的科学. 通常规定胶体颗粒的大小为1~100nm(按胶体颗粒的直径计).小于1nm的几颗粒为分子或离子分散体系,大于100nm的为粗分散体系.既然胶体体系的重要特征之一是以分散相粒子的大小为依据的,显然,只要不同聚集态分散相的颗粒大小在1~100nm之间,则在不同状态的分散介质中均可形成胶体体系.例如,除了分散相与分散介质都是气体而不能形成胶体体系外,其余的8种分散体系均可形成胶体体系.(表1-1)见 习惯上,把分散介质为液体的胶体体系称为液溶胶或溶胶(sol),如介质为水的称为水溶胶;介质为固态时,称为固溶胶. 由此可见,胶体体系是多种多样的.溶胶是物质存在的一种特殊状态,而不是一种特殊物质,不是物质的本性.任何一种物质在一定条件下可以晶体的形态存在,而在另一种条件下却可以胶体的形态存在.例如,氯化钠是典型的晶体,它在水中溶解成为真溶液,若用适当的方法使其分散于苯或醚中,则形成胶体溶液.同样,硫磺分散在乙醇中为真溶液,若分散在水中则为硫磺水溶胶. 由于胶体体系首先是以分散相颗粒有一定的大小为其特征的,故胶粒本身与分散介质之间必有一明显的物理分界面.这意味着胶体体系必然是两相或多相的不均匀分散体系. 另外,有一大类物质(纤维素、蛋白质、橡胶以及许多合成高聚物)在适当的溶剂中溶解虽可形成真溶液,但它们的分子量很大(常在1万或几十万以上,故称为高分子物质),因此表现出的许多性质(如溶液的依数性、黏度、电导等)与低分子真溶液有所不同,而在某些方面(如分子大小)却有类似于溶胶的性质,所以在历史上高分子溶液一直被纳入胶体化学进行讨论。30多年来,由于科学迅速地发展,它实际上已成为一个新的科学分支——高分子物理化学,所以近年来在胶体表面专著(特别是有关刊物)中,一般不再过多地讨论这方面内容。
摘 要:以(R,R)—1,2环己二胺为手性源,与酒石酸反应对其进行拆分成(R,R)- 1,22环己二胺单-(+)酒石酸盐,用其与取代水杨醛缩合,再同Mn(CH3COO)2�6�14H2O及LiCl反应合成的salen Mn新型配体催化剂salen Mn(Ⅲ)配合物。然后再分别在以下3个方面:反应时间不同时,在不同的反应溶剂体系之中时,反应温度不同时,研究环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备所得到的转化率与选择性。从而考察出最佳反应溶剂体系,反应时间和反应温度。文章主要研究salen(Mn)催化剂的分子结构,考察最佳的制备条件等。关键词:环己二胺;salen(Mn)催化剂;负载;制备 1.实验仪器与药品 实验药品 实验仪器 2.实验步骤及方法 配合物复合体1的制备 环己二胺的拆分 在圆底烧瓶中加入L-(+)酒石酸(,),蒸馏水100 mL,室温下搅拌溶解后升温至65℃-68℃,滴加完毕,升温至85℃-88℃经恒压滴液漏斗滴加冰醋酸25 mL(滴加过程中有白色沉淀产生),剧烈搅拌,并冷却至室温后继续搅拌2h.用冰水浴冷却使之低于5℃,保持2h,抽滤,滤饼先后H2O(25mL),甲醇(5×25mL)洗涤,于40℃下真空干燥6h得白色固体(R,R)- 1,2环己二胺L-(+)酒石酸盐(1),产率72%。 环己二胺与3,5-二叔丁基水杨醛缩合反应 在圆底烧瓶中加入1(,56mmol),(112mmol)和蒸馏水75 mL,搅拌溶解后加入乙醇300 mL(出现白色絮状物),加热至回流(75℃~80℃)后在30min内经过恒压滴液漏斗均匀滴入(,115mmol)溶于125 mL乙醇,用乙醇25 mL洗涤滴液漏斗(反应液为黄色浆状物)。回流搅拌2h后停止加热,加入H2O(75mL),继续搅拌2h,冷却低于5℃保持1h,抽滤,滤饼溶于250 mLCH2Cl2中,先后用H2O饱和食盐水(50mL)洗涤,经Na2SO4干燥后真空除去溶剂,用乙醇重结晶得到黄色粉末(R,R)-N,N-二(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2环己二胺 (29g)。 salen Mn ( III)催化剂的合成 通入N2保护,然后加入230mmol的Mn(CH3COO)2�6�14H2O,在30℃下缓慢滴加1h,然后再搅拌1h,再升温到80℃。反应6h,反应完降到室温.然后另加LiCl。让其的温度升到50℃,反应4h,然后让其敞开冷却至30℃,再放置过滤,在40℃下旋转蒸发,然后再减压抽滤,最后放入真空干燥箱干燥,即得到Salen Mn配体. 离子液体的制备 1 -丙胺- 3甲基四氟离子液体合成按进行。首先,将100mmol1 -甲基咪唑和100 mmol三溴丙胺溶解在50毫升的无水乙醇中,然后搅拌。由此产生的混合物在氮气的保护下回流24h,除去乙醇后在真空条件下把固体残留物溶解在水中.用氢氧化钾把PH值是调整至10左右.所获得的溶液是集中真空条件下进行浓缩,用乙醇和四氢呋喃混合溶液进行萃取。四氟硼酸钠(110mmol)在乙醇/水两相液体中,在常温下离子交换48h。在溶剂被交换出去后,把由此产生的混合物过滤,滤液是真空条件下在80℃下制作成浅黄色粘稠液体1 -丙胺- 3 -甲基四氟硼酸盐(IL)( g,收益 65%)。 催化剂2(IL-CL1)的制备 合成手性的配体1 半成品( HL1 ) 在制作过程中, mmol(R,R)-1,2 –磷酸氢二胺环己烷,L-(+)酒石酸盐和碳酸钾在15ml的蒸馏水中,添加6毫升无水乙醇迅速搅拌。由此产生的混合物回流2小时.生成二胺用氯仿提取(4 × 5ml)。用20毫升含有氯仿11. 2mmol的3,5 -二叔丁基水杨醛(合成复合HL1)这两种物质是在20℃下边搅拌边滴加48h生成,过滤,沉淀收集再结晶,可生成浅黄色粉末的HL1(克,95 %)。 合成手性Salen配体(CL1) 在此过程中,8mmol先前合成的HL1(合成CL1)被溶解在20毫升无水乙醇.在常温下滴加20毫升含有8mmol的3 -叔丁基- 5 -(氯甲基)- 2 -甲醛的无水乙醇中.产生的混合物逐渐加热到60 ℃搅拌8小时,获得的物质冰水浴超过3小时,过滤,结晶,后是获得的固体过滤和结晶乙醇形成浅黄色粉末的CL1(,85%)。 合成IL - CL1 15毫升甲苯与5mmolCL1 被添加到IL。产生的混合物氮气保护下回流48 h。夜间以5 ℃冷却,获得的复合体用甲苯萃取出来,用正己烷洗涤几次,并在真空干燥获得黄色固体IL - CL1(,91% )。 离子液体功能化的Salen锰(III)催化剂2 制备催化剂2 。快速搅拌条件下,分别取 15毫升含有 8mmol的醋酸锰无水乙醇滴加至15毫升含4mmol手性Salen 配合体CL1无水乙醇溶液中(合成复合体2 ),氮气保护, 混合物在50 ℃回流5 h,室温冷却。10 ml含有 24mmol的氯化锂的乙醇在搅拌的同时加入到混合物中,用时3小时.经过鼓泡流与微弱气流2 h,混合物被暴露在空气中过夜,由此产生的粘稠物是在5℃进行2小时,过滤,用50 ml的水洗涤。由此获得了固体.40℃,真空干燥,生成啡色粉末离子液体官能手性Salen锰(III) 复合体的2 (,87 % ),合成步骤。 3.结果与讨论 反应时间对反应的影响 在反应条件为:催化剂(4%,1 ml二氯甲烷) ,苯乙烯() ,吡啶N -氧化物(1mmol) , mCPBA(1mmol)。反应温度为0℃.根据反应时间的不同环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备方面研究实验:得到的转化率, 由以上的实验结果数据可以得到当反应时间不同时,那么环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备�6�1有很大的影响,即当反应进行2 h,其转化率与选择性分别达到100%,99%。另根据表3还可以看出其转化率随着反应时间的增加而增加,当反应时间进行到2 h后,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备得到的选择性在时达到顶峰。 反应溶剂对反应的影响 在反应条件为:催化剂(4%mmol) ,苯乙烯() ,吡啶N -氧化物(1mmol), mCPBA (1mmol).反应时间和温度分别是2 h和0℃。根据反应溶剂的不同,而环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备方面:得到的转化率 由以上的实验结果数据可以得到当在不同的反应溶剂体系之中时,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备有很大的影响,其中反应溶剂是二氯甲烷时,其转化率与选择性分别达到100%,99%。它是所有实验使用反应溶剂当中得到最高的转化率与最高选择性的反应溶剂,因此在环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备时二氯甲烷是最好的反应体系。 反应温度对反应的影响 反应条件:催化剂(4%,1ml二氯甲烷) ,苯乙烯() ,吡啶N -氧化物(1mmol) , mCPBA(1mmol)。反应时间是2h,根据在不同的反应温度下,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备:转化率 由以上的实验结果数据可以得到当反应温度不同时,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备有很大的影响,即当反应在0℃,其转化率与选择性分别达到最高100%,99%。另外还可以得出其转化率与选择性随着反应温度的增加而递减,当反应温度在低于0℃后,环己二胺负载的Salen Mn(Ⅲ)催化剂的制备得到的转化率,选择性分别为100%,99%。
文献综述是对某一领域某一方面的课题、问题或研究专题搜集大量情报资料,分析综合当前该课题、问题或研究专题的最新进展、学术见解和建议,从而揭示有关问题的新动态、新趋势、新水平、新原理和新技术等等,为后续研究寻找出发点、立足点和突
约翰 W.克雷斯威尔(John W. Creswell)曾提出过一个文献综述必须具备的因素的模型。他的这个五步文献综述法倒还真的值得学习和借鉴。
克雷斯威尔认为,文献综述应由五部分组成:即序言、主题1(关于自变量的)、主题2(关于因变量的)、主题3(关于自变量和因变量两方面阐述的研究)、总结。
(1)序言告诉读者文献综述所涉及的几个部分,这一段是关于章节构成的陈述。
(2)综述主题1提出关于“自变量或多个自变量”的学术文献。在几个自变量中,只考虑几个小部分或只关注几个重要的单一变量。
(3)综述主题2融合了与“因变量或多个因变量”的学术文献,虽然有多种因变量,但是只写每一个变量的小部分或仅关注单一的、重要的因变量。
(4)综述主题3包含了自变量与因变量的关系的学术文献。这是我们研究方案中最棘手的部分。
这部分应该相当短小,并且包括了与计划研究的主题最为接近的研究。或许没有关于研究主题的文献,那就要尽可能找到与主题相近的部分,或者综述在更广泛的层面上提及的与主题相关的研究。
(5)总结强调最重要的研究,抓住综述中重要的主题,指出为什么我们要对这个主题做更多的研究。
一、文献综述的含义
文献阅读报告,即“文献综述”,英文称之为“survey”、“overview”、“review”.是在对某研究领域的文献进行广泛阅读和理解的基础上,对该领域研究成果的综合和思考。一般认为,学术论文没有综述是不可思议的。需要将“文献综述( Literature Review)”与“背景描述(Backupground Description)”区分开来。
我们在选择研究问题的时候,需要了解该问题产生的背景和来龙去脉,如“中国半导体产业的发展历程”、“国外政府发展半导体产业的政策和问题”等等,这些内容属于“背景描述”,关注的是现实层面的问题,严格讲不是“文献综述”,关注的是现实层面问题,严格讲不是“文献综述”.
“文献综述”是对学术观点和理论方法的整理。
其次,文献综述是评论性的( Review 就是“评论”的意思),因此要带着作者本人批判的眼光(critical thinking)来归纳和评论文献,而不仅仅是相关领域学术研究的“堆砌”.
评论的主线,要按照问题展开,也就是说,别的学者是如何看待和解决你提出的问题的,他们的方法和理论是否有什么缺陷?要是别的学者已经很完美地解决了你提出的问题,那就没有重复研究的必要了。
二、意义和目的
总结和综合该方向前人已经做了的工作,了解当前的研究水平,分析存在问题,指出可能的研究问题和发展方向等,并且列出了该方向众多的参考文献,这对后人是一笔相当大的财富,可以指导开题报告和论文的写作。
三、主要内容
(1)该领域的研究意义。
(2)该领域的研究背景和发展脉络。
(3)目前的研究水平、存在问题及可能的原因。
(4)进一步的研究课题、发展方向概况。
(5)自己的见解和感想。
四、分类
综述分成两类。
一类是较为宏观的,涉及的范围为整个领域、专业或某一大的研究方向。
一类是较为微观的,这类综述可以涉及到相当小的研究方向甚至某个算法,谈的问题更为具体与深入。前者立意高,范围广,面宽,故也不易深入,比较好读好懂。这对初入道者、欲对全局有所了解的读者而言很有参考价值。
然而,欲深入课题的研究,则希望能有后一类的综述为自己鸣锣开道,这会节约很多的时间与精力,但往往不能遂人意,于是只好旁征博引,由自己来完成该课题的综述。当写学位论文时,我们要写的也就是这类结合自己研究课题而写就的综述。
五、难点
一篇好的文献综述既高屋建瓴,又脚踏实地;既探?索隐,又如醍醐灌顶。文献综述顾名思义由“综”和“述”组成。前半部分的“综”不算太难,根据所查阅大量的文献进行综合的归类、提炼、概括即可做到的话。
后半部分的评“述”与分析则是一篇“综述”质量高下的分界线,这需要融入作者自己理论水平、专业基础、分析问题、解决问题的能力,在对问题进行合情合理的剖析基础上,提出自己独特的见解。
六、如何收集资料
虽说,尽可能广泛地收集资料是负责任的研究态度,但如果缺乏标准,就极易将人引入文献的泥沼。
技巧一:
瞄准主流。主流文献,如该领域的核心期刊、经典着作、专职部门的研究报告、重要化合物的观点和论述等,是做文献综述的“必修课”.而多数大众媒体上的相关报道或言论,虽然多少有点价值,但时间精力所限,可以从简。怎样摸清该领域的主流呢?
建议从以下几条途径入手:
一是图书馆的中外学术期刊,找到一两篇“经典”的文章后“顺藤摸瓜”,留意它们的参考文献。质量较高的学术文章,通常是不会忽略该领域的主流、经典文献的。
二是利用学校图书馆的“中国期刊网”、“外文期刊数据库检索”和外文过刊阅览室,能够查到一些较为早期的经典文献。
三是国家图书馆,有些上世纪七八十年代甚至更早出版的社科图书,学校图书馆往往没有收藏,但是国图却是一本不少(国内出版的所有图书都要送缴国家图书馆),不仅如此,国图还收藏了很多研究中国政治和政府的外文书籍,从互联网上可以轻松查询到。
技巧二:
随时整理,如对文献进行分类,记录文献信息和藏书地点。做博士论文的时间很长,有的文献看过了当时不一定有用,事后想起来却找不着了,所以有时记录是很有必要的。罗仆人就积累有一份研究中国政策过程的书单,还特别记录了图书分类号码和藏书地点。
同时,对于特别重要的文献,不妨做一个读书笔记,摘录其中的重要观点和论述。这样一步一个脚印,到真正开始写论文时就积累了大量“干货”,可以随时享用。
技巧三:
要按照问题来组织文献综述。看过一些文献以后,我们有很强烈的愿望要把自己看到的东西都陈述出来,像“竹筒倒豆子”一样,洋洋洒洒,蔚为壮观。仿佛一定要向读者证明自己劳苦功高。
我写过十多万字的文献综述,后来发觉真正有意义的不过数千字。
文献综述就像是在文献的丛林中开辟道路,这条道路本来就是要指向我们所要解决的问题,当然是直线距离最短、最省事,但是一路上风景颇多,迷恋风景的人便往往绕行于迤逦的丛林中,反面“乱花渐欲迷人眼”,“曲径通幽”不知所终了。
因此,在做文献综述时,头脑时刻要清醒:我要解决什么问题,人家是怎么解决问题的,说的有没有道理,就行了。
综述是你查阅相关文献的成果。
任何研究都要建立在前人的基础上,并且遵守学术传统,而不是空穴来风。
你需要告诉读者,关于这个问题前人研究到了何种地步,有什么缺陷,应该在哪些方面进行拓展。这一方面是对前人研究的尊重,另一方面也表明了你的文章价值何在。
任何与本文相关的重要成果都应当在综述中得到体现,并且在参考文献中列出。综述不是概述,不能泛泛地引用和概括,要有扬弃,特别是有批评。
否则,如果别人都做好了,要你写文章干嘛。
综述比较容易看出作者对该领域所下的工夫,因为作者需要广泛阅读,理解不同论文在关键假设和模型上的主要分歧。好的综述本身就是一篇独立的文章。
本科毕业设计(论文)文献综述院 (系):专 业:班 级:学生姓名: 学 号:年 月 日本科生毕业设计(论文)文献综述评价表毕业设计(论文)题目综述名称 注意综述名称(综述内容中不要出现本课题怎么样等等)评阅教师姓名 职称评 价 项 目 优 良 合格 不合格综述结构 01 文献综述结构完整、符合格式规范综述内容 02 能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果03 文字通顺、精练、可读性和实用性强04 反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等参考文献 05 中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求,格式符合规范06 围绕所选毕业设计(论文)题目搜集文献成绩综合评语:评阅教师(签字):年 月 日文献综述: 小四号宋空一行标题 二号黑居中空一行1 XXX 三号黑XXX 小四号宋,行距20磅 XXXX 小三号黑XXX 小四号宋,行距20磅 XXX 四号黑XXX 小四号宋,行距20磅空一行2 XXXX 三号黑(空1行)参 考 文 献(空1行)[要求按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写,例如:][1] 袁庆龙,候文义.Ni-P合金镀层组织形貌及显微硬度研究[J].太原理工大学学报,2001,32(1):51-53 .(宋体五号,行距固定值20磅)[2] 刘国钧,王连成.图书馆史研究[M].北京:高等教育出版社,1979:15-18,31.下面的是我的文献综述文献综述:FTO透明导电薄膜的溅射法制备1 前言为了更好的开展毕业论文及毕业实验工作,在查找和阅读与《DSSC用FTO透明导电玻璃的溅射法制备》相关的文献和资料,完成撰写了本文献综述。随着科技的日趋成熟,导电玻璃的制备方法也越来越成熟,种类也衍生得越来越多。本文章将对国内外的制备方法,种类,发展现状及趋势,工艺性能,退火处理对性能的影响等方面做一简要介绍。2透明导电玻璃的种类及制备方法简介透明导电玻璃的种类 .1 TCO导电玻璃TCO(Transparent Conductive Oxide)玻璃,即透明导电氧化物镀膜玻璃,是指在平板玻璃表面通过物理或化学镀膜方法均匀的镀上一层透明的导电氧化物薄膜而形成的组件.主要包括铟、锡、锌、铬的氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料。 ITO透明导电玻璃ITO透明导电玻璃全称为氧化铟锡(Indium-Tin Oxide)透明导电膜玻璃,多通过ITO导电膜玻璃生产线,在高度净化的厂房环境中,利用平面磁控技术,在超薄玻璃上溅射氧化铟锡导电薄膜镀层并经高温退火处理得到的高技术产品。 ITO玻璃产品广泛地用于液晶显示器(LCD)、太阳能电池、微电子ITO导电膜玻璃、光电子和各种光学领域。透明导电玻璃FTO透明导电玻璃为掺杂氟的SnO2导电玻璃(SnO2:F),简称为FTO。FTO玻璃可以做为ITO导电玻璃的替换用品,广泛用于液晶显示屏,光催化,薄膜太阳能电池基底等方面,市场需求极大. FTO玻璃因其特殊性,在染料敏化太阳能电池,电致变色和光催化方面对其透光率和导电率都有很高的要求,其综合性能常用直属FTC来评价:FTC=T10/RS。T是薄膜的透光率,RS是薄膜的方阻值;在光学应用方面,则要求其对可见光有好的透射性和对红外有良好的反射性。对其基本要求是:①表面方阻低,②透光率高,③面积大、重量轻,④易加工、耐冲击。透明导电玻璃制备方法FTO透明导电玻璃的制备方法有,物理方法:溅射法、真空蒸发镀膜法、离子辅助沉积镀膜法等;化学方法:喷雾热解法、溶胶-凝胶法和化学气相沉积法等。目前适合批量生产且研发较多的有真空蒸发镀膜法、磁控溅射法、化学气相沉积法和喷雾热解等方法![1]化学气相沉积法和真空镀膜法制备的薄膜和玻璃基板的结合强度不够,溶胶-凝胶法制备的导电薄膜电阻较高。适合于批量生产且已经形成产业的工艺,只有磁控溅射法和溶胶-凝胶法。特别是,溅射法由于具有良好的可控性和易于获得大面积均匀的薄膜。磁控溅射法镀膜:溅射镀膜(sputtering deposition)是指用离子轰击靶材表面,使靶材的原子被轰击出来,溅射产生的原子沉积在基体表面形成薄膜。溅射镀膜有二级、三级或四级溅射、磁控溅射、射频溅射、偏压溅射、反应溅射、离子束溅射等装置。目前最常用的制备CoPt 磁性薄膜的方法是磁控溅射法。磁控溅射法是在高真空充入适量的氩气,在阴极(柱状靶或平面靶)和阳极(镀膜室壁) 之间施加几百K 直流电压,在镀膜室内产生磁控型异常辉光放电,使氩气发生电离。氩离子被阴极加速并轰击阴极靶表面,将靶材表面原子溅射出来沉积在基底表面上形成薄膜。通过更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间,便可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。磁控溅射法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点。真空蒸发镀膜:真空蒸发镀膜(vacuum vapor deposition)是在工作压强低于10-2 Pa,用蒸发器加热物质使之汽化蒸发到基片,并在基片上沉积形成固态薄膜的一种工艺方法。真空蒸发的加热方式主要有电阻加热蒸发、电子束加热蒸发、高频加热蒸发和激光加热蒸发等。对于镀制透明导电氧化物薄膜而言,其真空蒸发镀膜工艺一般有三种途径:(1)直接蒸发氧化物;(2)采用反应蒸发镀,即在蒸发金属的同时通入氧气进行化学反应生成金属氧化物;(3)对蒸发金属镀膜进行氧化处理。溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法(so1-gel)是近年来发展起来的能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和许多固体薄膜材料的一种新方法。它将金属醇盐或无机盐经溶液、溶胶、凝胶而周化,再将凝胶低温处理变为氧化物的方法,是应用胶体化学原理制各无机材料的一种湿化学方法。溶胶-凝胶工艺是一种制备多元氧化物薄膜的常用方法。按工艺可分为浸涂法和旋涂法。浸涂法是将衬底浸人含有金属离子的前驱体溶液中,以均匀速度将其提拉出来,在含有水分的空气中发生水解和聚合反应,最后通过热处理形成所需薄膜;而旋涂法则是通过将前体溶液滴在衬底后旋转衬底获得湿膜。化学气相沉积法:化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应,生成固态薄膜沉积在加热的固态衬底表面,是一种重要的薄膜制各方法。CVD法所选的反应体系必须满足:(1)在沉积温度下,反应物必须有足够的蒸汽压;(2)化学反应产物除了所需的沉积物为固态外,其余必须为气态;(3)沉积物的蒸汽压应足够低,以保证能较好地吸附在具有一定温度的基体上,但此法因必须制各具有高蒸发速率的铟锡前驱物而使生产成本较高。影响化学气相沉积薄膜的工艺参数很多,包括基体温度、气压、工作气体流量和反应物及其浓度等。化学气相沉积技术的主要特点包括:设备及工艺简单、操作维护方便、灵活性强;适合在各种形状复杂的部件上沉积薄膜:由于设备简单,薄膜制备的成本也比较低。但是,薄膜的表面形貌很大程度上受到化学反应特性以及能量撒活方式的影响。喷雾热分解法:喷雾热分解法是化学法成膜的一种,其过程与APCVD法比较相似。它是将前驱体溶液在高压载气的作用下雾化,然后输送到基片表面,在高温作用下,前驱体溶液发生一系列复杂的化学反应,在基片表面上得到需要的薄膜材料。而反应副产物一般是通过气相形式排出反应腔。常用的高压载气主要有:压缩空气、氮气、氩气等等。但是由于压缩空气中常含有大量的水蒸气,所以用氮气作为载气的情形比较多。如果需要在基片表面上发生分解反应,基片温度一般在300℃以上,在玻璃上制备FTO薄膜的基片温度一般为500℃。影响最终薄膜性能的喷涂参数有:载气压力、前驱体溶液流量、基片温度、喷口与基片的距离、喷枪移动速度等等[2]。在成膜过程中基材的温度、液体的流速、压缩气体的压力以及喷嘴到基材的距离等参数均可实现精确控制[3]。3 FTO透明导电玻璃的研究现状、应用及发展趋势透明导电玻璃的研究现状自1907年Badeker首次报道了热氧化溅射的Cd薄膜生成半透明导电的CdO薄膜,引发了对透明导电氧化物(TCO)薄膜的研究。1950年前后出现了硬度高,化学稳定性好的SnO2基薄膜及综合光电性能优良的In2O3基薄膜,ZnO基薄膜的研究始于2O世纪80年代 。目前研究和应用较多的TCO薄膜主要有SnO2、In2O3。和ZnO基三大体系,其中以In203:Sn(ITO),SnO2 :F(FTO)和ZnO:Al(ZAO)最具代表性,这些薄膜具有高载流子浓度(1018~1021cm-3)和低电阻率(10-3~1O-4Ω•cm),且可见光透射率8O%~90%,使这些薄膜已被广泛应用于平面显示、建筑和太阳光伏能源系统中。[4] 已经商业化应用的TCO薄膜主要是In2O3Sn(ITO)和SnO2:F(FTO)2类,ITO由于其透明性好,电阻率低,易刻蚀和易低温制备等优点,一直是显示器领域中的首选TCO薄膜。FTO薄膜由于其化学稳定性好,生产设备简单,生产成本低等优点在节能视窗等建筑用大面积TCO薄膜中,具有很大的优势[5]。Sn02:F(FTO)掺杂体系是一种n型半导体材料,表现出优良的电学和光学性能,并且耐腐蚀,耐高温,成本低,化学稳定性好,是现在研究较多,应用范围较广的一类TCO薄膜。苗莉等[6]采用喷雾热解法,以NH4F、SnCl2•2H20为原料,在普通玻璃衬底上制备出了方块电阻最低达到Ω/口,可见光透光率为%的FTO薄膜,且薄膜晶粒均匀,表面形貌平整致密。Yadav等[7]采用喷雾热解法,制备了不同厚度的FTO薄膜,最低电阻率达到 X 10-4 Ω•cm。Moholkar等[8]采用喷雾热解法,制备了不同掺F浓度的FTO薄膜,研究了氟的掺杂浓度对Sn02薄膜的光学,结构和电学性能的影响。中国科学院等离子体物理研究所的戴松元小组[9、10]将FTO用于染料敏化太阳电池的透明电极,并获得较高的光电转换效率。射频溅射:射频溅射的基本原理是射频辉光放电。国内外射频溅射普遍选用的射频电源频率为13.56MHz,以防止射频信号与无线电信号的相互干扰。通常直流溅射的基本过程是,从阴极发出的电子,经过电场的加速后获得足够的能量,可以使气氛气体发生电离。正离子在电场作用下撞击阴极表面,溅射出阴极表面的原子、分子到衬底表面发生吸附、凝聚,最终成膜。直流溅射不能用于绝缘体材料的薄膜制备,因为绝缘材料在受到正离子轰击时,靶材表面的正离子无法中和,使靶表面的电位逐渐升高,导致阴极靶与阳极问的电场减小,当靶表面电位上升到一定程度时,可以使气体无法电离,溅射无法进行。而射频溅射适合于任何一种类型的阻抗耦合,电极和靶材并不需要是导体,射频溅射非常适合于制备半导体、绝缘体等高熔点材料的薄膜。在靶材表面施加射频电压,当溅射处于上半周时,由于电子的质量比离子的质量小很多,故其迁移率很高,用很短时间就可以飞向靶面,中和其表面积累的正电荷,从而实现对绝缘材料的溅射,并且在靶表面又迅速积累起了大量的电子,使其表面因空间电荷而呈现负电位,导致在射频溅射正半周期,也可吸引离子轰击靶材。从而实现了在电压正、负半周期,均可溅射。磁场的作用是将电子与高密度等离子体束缚在靶材表面,可以提高溅射速度。[11]用JPGF一450型射频磁控溅射系统在玻璃衬底上制备SnO2:F薄膜,系统的本底真空度为10-3Pa.溅射所用陶瓷靶是由纯度为%SnO2和NH4F,粉末经混合、球磨后压制成坯,再经1300℃烧结而成,靶中NH4F的重量比是%,用纯度为99.99% 的氩气和氧气作为工作气体,由可控阀门分别控制气体的流量。溅射过程中,控制真空室内氩气压强为1Pa,氧分压为— Pa,靶与衬底间的距离为5cm.溅射功率为150W,溅射时间为25 min,衬底温度为100℃。用RIGAKU D/MAX—yA型x射线衍射(XRD)仪(CuKa辐射波长, nm)测试样品的结构,用APHM一0190型原子力显微镜(AFM)观测样品的表面形貌,使用 rv一1900型紫外可见光分光光度计测量样品的吸收谱,使用激发源为325 nm的He—Cd激光器的光谱仪测量样品的室温光致发光谱,使用普通的万电表测试它的导电性(前提是尽量保持测量条件的一致性)。透明导电玻璃的应用FTO透明导电玻璃具有优良的光电性能,被广泛用于太阳能电池的窗口材料、低损耗光波导电材料及各种显示器和非晶硅太阳能电池中作为透明玻璃电极等,与生活息息相关。在薄膜太阳电池上的应用太阳能电池是利用光伏效应,在半导体p-n结直接将太阳光的辐射能转化成电能的一种光电器件。TCO薄膜是太阳电池关键材料之一,可作为染料敏化太阳电池(dye-sensitized solar cells,DSCS)[12]等的透明电极,对它的要求是:具有低电阻率(方块电阻Rsh约为15Ω/□);高阳光辐射透过率,即吸收率与反射率要尽可能低;化学和力学稳定性好的特点。在薄膜太阳电池中,透明导电膜充当电极,具有太阳能直接透射到作用区域几乎不衰减、形成p-n结温度较低、低接触电阻、可同时作为防反射薄膜等优点。在显示器上的应用显示器件能将外界事物的光、声、电等信息,经过变换处理,以图像、图形、数码、字符等适当形式加以显示。显示技术的发展方向是平板化。在众多平板显示器中,薄膜电致发光显示由于其主动发光、全固体化、耐冲击、视角大、适用温度宽、工序简单等优点,引起广泛关注,并发展迅速。FTO薄膜具有可见光透过率高、电阻率低、较好的耐蚀性和化学稳定性,因此被广泛用作平板显示器的透明电极。在气敏元件上的应用气体传感器是把气体的物理、化学性质变换成易处理的光、电、磁等信号的转换元件。半导体气体传感器是采用金属氧化物或金属半导体氧化物材料做成的元件,与气体相互作用时产生表面吸附或反应,引起以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或表面电位变化。二氧化锡薄膜气敏器件具有灵敏度高、响应速度和恢复速度快、功耗低等特点,更重要的是容易集成。随着微电子技术的发展,传感器不断向智能化、微型化方向发展。[13]在建筑幕墙玻璃及透明视窗上的应用喷雾热解法制各的FTO薄膜能用于阳光节能玻璃,对可见光高透射,但对红外光高反射,其反射率大于70%。让阳光中可见光部分透过,而红外部分和远红外反射。阳光中的可见光部分对室内采光是必需的,但可将红外部分的热能辐射反射回去,能有效调节太阳光的入射和反射。利用FTO薄膜在可见光区的高透射性和对红外光的高反射性,可作为玻璃的防雾和防冰霜薄膜。 FTO透明导电玻璃的发展趋势随着LCD的商品化、彩色化、大型化和TFT的驱动或太阳能电池的能量转变效率的提高,人们对透明导电氧化物(TCO)薄膜的要求越来越严格,至少需要满足如下条件:(1)导电性能好,电阻率较低;(2)可见光内透光率较高:(3)镀膜温度更接近室温,能大面积均匀地镀膜;(4)膜层加工性能好,可以进行高精度低损伤腐蚀;(5)热稳定性及耐酸、碱性优良,硬度高;(6)表面形状良好,没有针孔;(7)价格较低,可实现大规模工业化生产。目前,TCO薄膜已普遍达到下列水平:膜厚为500 nm的情况下电阻率在10-4 Ω•cm数量级,在可见光区透光率达80%,载流子迁移率一般达到40cm2/(v•s)。虽然TCO薄膜的性能指标可以满足当前应用需要,但随着器件性能的不断提升,对TCO薄膜提出了更高的性能要求。一些学者提出了TCO薄膜发展的一个量化的前景指标:禁带宽度>3 eV,直流电阻率~5×10-5 Ω•cm,可见光段在自由电子作用下的吸收系数<2x103 cm-1,载流子迁移率>100 cm2/(v•s)。几十年来,人们一直在努力提高透明导电薄膜的透明性和导电性。SnO2:F(TFO)透明导电薄膜由于其兼备低电阻,高的可见光透过率,近红外高的反射率,优良的膜强度和化学稳定性等优点,越来越受到人们的青睐,必将在平板显示器件、建筑物玻璃和气敏传感器等众多领域中得到更广泛的应用。利用溅射法制备FTO透明导电玻璃它的生产工艺简单,操作方便,利于控制。成本较低,原料易得,但在制备过程中NH4F加热分解放出有污染的氮氧化物和氨烟,这对以后商业化生产造成了很大的制约。所以对原料的改进和污染的控制方面还有待开发。4 制备条件对膜结构及光电性能的影响长安大学材料科学与工程学院段理等做了磁控溅射制备银掺杂ZnO薄膜结构及光电性质研究实验,发表了文献[14],并在文献14中得出了——的结论。制备条件对膜厚的影响文献中采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了银掺杂ZnO薄膜,当薄膜淀积时间从30rain延长到90min时,薄膜的厚度几乎按照线性关系从约270nm增加到820nm,即薄膜的淀积速率大致稳定在9nm/min左右,为匀速生长。溅射功率与膜厚呈线性增长,及沉淀速率与溅射功率大致呈线性关系。制备条件对膜结构的影响晶体质量随溅射功率的增大而降低,随溅射气压的增大而降低。制备条件对膜光电性质的影响在固定溅射总气压的条件下,增大氧分压可以增强薄膜的紫外发光强度,增大薄膜的载流子浓度。 退火对薄膜的影响退火能显著提高薄膜晶体质量,并增强薄膜的PL发光强度和导电能力,其原因是退火能使银离子完成对锌离子的替代从而形成受主。[15]5 退火后处理对膜结构与成分的影响光敏薄膜的光电、形貌性能与退火处理密切相关,退火处理优化了薄膜表面形貌、减小了光学能隙、增大了薄膜的导电率和载流子迁移率。光敏薄膜性能的优化,有利于增大聚合物太阳电池的填充因子、开路电压和短路电流,对于提高其能量转换效率、改善器件光伏性能具有非常重要的意义。[16]分别对较低氧分压反应磁控溅射制备的 薄膜进行氧化性气氛和惰性气氛退火。通过XRD和SEM 分析,发现氧化性气氛退火薄膜为表面多孔的金红石结构 ,而惰性气氛退火薄膜表面较为致密,结构分析不仅观察到金红石结构的 ,还发现了四方结构的 。XPS表面分析进一步表明,氧化性气氛退火后,薄膜成分单一,未氧化的 完全氧化成稳定的 ,而且具有稳定结构的 薄膜表面吸附水很少。相对而言,惰性气氛退火后,薄膜表面 、 和 共存,表面化学吸附氧和吸附水较明显,薄膜的稳定性降低。[17]6 FTO导电玻璃制备相关参数根据范志新等所提出的理论表达式: 带入相关数据可得到,SnO2:F(FTO)的最佳掺杂含量为[18]通过对比总结,参考大量数据,选择溅射功率:100W,溅射压力:5Pa,溅射时间:,溅射靶距:38mm[13、19]做产品。进行相关参数的选择与优化。7 参考文献1、张志海, 热解法制备氟掺杂二氧化锡导电薄膜及其性能研究 合肥工业大学2、汪振东, 玻璃基TiO<,2>-SiO<,2>/SnO<,2>:F薄膜的喷雾热分解法制备和表征 武汉理工大学3、郝喜红, 喷雾热解法制备掺杂二氧化锡导电薄膜 西安建筑科技大学4、张明福等, 透明导电氧化物薄膜研究的新进展 压电与声光5、方俊 杨万莉, n型透明导电氧化物薄膜的研究新进展 陶瓷6、苗莉等, SnO2:F导电薄膜的制备方法和性能表征 材料导报7、Yadav A A,Masumdar E U,Moholkar A V,et a1.Effect of quantity of spraying solution on the properties of spray deposited fluorine doped tin oxide thin films[J].Physiea B:Condensed Matter,2009,404(12—13):1874 - 1877.8、Moholkar A V,Pawar S M,Rajpure K Y,et 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广西师范大学学报(自然科学版)
[胶体化学论文] 以必修课、选修课、活动课三个板块进行教学活动。在活动课中,以实验为基础的化学应占一席之地。一、化学活动课与化学必修课关系的认识化学活动课并非无目标的随意活动,也不同于现行课程教材体制下的化学实验课。它的取材应该是源于必修课教材,高于必修课教材,贴近生活、生产实际,反映新的科技成果。它的作用应该是必修课课堂教学的延伸与发展,培养学生的兴趣特长、拓宽学生的知识面、发展学生的智力、能力,发现和培养人才。化学活动课应该与化学必修课相辅相成,通过化学活动课促进化学基础知识和基本技能的落实。化学活动课的部分内容可以直接为化学必修课的课堂教学服务。如仪器的制作,实验的装置等。因此化学活动课与必修课、选修课三个板块既是相互独立,又是相互渗透,互为促进的。二、化学活动课的内容及实施1.趣味性实验活动设置此类实验的目的是激发学生学习化学的兴趣,争取更多的学生参加化学活动课。这类实验以趣味性强烈、效果明显、操作简便为特点,而又内含许多“为什么”,使学生一参加化学实验活动就处于“欲罢不能”的境地。例如蓝瓶子(或红瓶子)实验、波动实验、示温涂料、水中黄金、固体酒精等。2.实用性实验活动以贴近生活,发生在身边的化学现象为素材,组织实用性化学实验活动,既培养学生学习化学的兴趣,又使学生感受化学在国民经济及生活中的实际运用。如制皮蛋、制肥皂、制洗洁精、制除锈剂、制高效灭蚊纸、制记号墨水、制纯碱等。上述实验除制纯碱装置较复杂,费时较多外,其余均取材容易(有的可让学生自备),操作简便,活动成果有实用价值。如通过除锈剂的配制与使用,验证除锈剂确能除锈,而使学生感受到化学就在我身边,学好化学能造福人类,激发了学习的动力。变被动学习为主动学习,在实践中去发现、掌握知识。3.探究性实验活动设置此类实验活动的目的是为了让学生在参加活动的过程中进一步掌握学习化学的方法,培养……
、胶体的性质:能发生丁达尔现象,聚沉,产生电泳,可以渗析,等性质胶体的应用 :1、农业生产:土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土,腐殖质等常以胶体形式存在.2、医疗卫生:血液透析,血清纸上电泳,利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质.3、日常生活:制豆腐原理(胶体的聚沉)和豆浆牛奶,粥,明矾净水.4、自然地理:江河人海口处形成三角洲,其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙所形成胶体发生聚沉.5、工业生产:制有色玻璃(固溶胶),冶金工业利用电泳原理选矿,原油脱水等.什么是胶体?为了回答什么是胶体这一问题,我们做如下实验:将一把泥土放到水中,大粒的泥沙很快下沉,浑浊的细小土粒因受重力的影响最后也沉降于容器底部,而土中的盐类则溶解成真溶液.但是,混杂在真溶液中还有一些极为微小的土壤粒子,它们既不下沉,也不溶解,人们把这些即使在显微镜下也观察不到的微笑颗粒称为胶体颗粒,含有胶体颗粒的体系称为胶体体系.胶体化学,狭义的说,就是研究这些微小颗粒分散体系的科学. 通常规定胶体颗粒的大小为1~100nm(按胶体颗粒的直径计).小于1nm的几颗粒为分子或离子分散体系,大于100nm的为粗分散体系.既然胶体体系的重要特征之一是以分散相粒子的大小为依据的,显然,只要不同聚集态分散相的颗粒大小在1~100nm之间,则在不同状态的分散介质中均可形成胶体体系.例如,除了分散相与分散介质都是气体而不能形成胶体体系外,其余的8种分散体系均可形成胶体体系.(表1-1)见 习惯上,把分散介质为液体的胶体体系称为液溶胶或溶胶(sol),如介质为水的称为水溶胶;介质为固态时,称为固溶胶. 由此可见,胶体体系是多种多样的.溶胶是物质存在的一种特殊状态,而不是一种特殊物质,不是物质的本性.任何一种物质在一定条件下可以晶体的形态存在,而在另一种条件下却可以胶体的形态存在.例如,氯化钠是典型的晶体,它在水中溶解成为真溶液,若用适当的方法使其分散于苯或醚中,则形成胶体溶液.同样,硫磺分散在乙醇中为真溶液,若分散在水中则为硫磺水溶胶. 由于胶体体系首先是以分散相颗粒有一定的大小为其特征的,故胶粒本身与分散介质之间必有一明显的物理分界面.这意味着胶体体系必然是两相或多相的不均匀分散体系. 另外,有一大类物质(纤维素、蛋白质、橡胶以及许多合成高聚物)在适当的溶剂中溶解虽可形成真溶液,但它们的分子量很大(常在1万或几十万以上,故称为高分子物质),因此表现出的许多性质(如溶液的依数性、黏度、电导等)与低分子真溶液有所不同,而在某些方面(如分子大小)却有类似于溶胶的性质,所以在历史上高分子溶液一直被纳入胶体化学进行讨论。30多年来,由于科学迅速地发展,它实际上已成为一个新的科学分支——高分子物理化学,所以近年来在胶体表面专著(特别是有关刊物)中,一般不再过多地讨论这方面内容。
杨木化学机械浆中溶解与胶体物质的研究目录第1章绪论...............................................................................................................杨木制浆............................................................................................................杨木的纤维特性与化学成分..................................................................杨木化学机械浆的发展..........................................................................杨木化学机械浆中的阴离子垃圾..........................................................白水中溶解与胶体物质的来源........................................................................木材原料..................................................................................................废纸回用..................................................................................................化学添加剂.............................................................................................. DCS对造纸系统和纸页质量的影响.................................................................对纸张质量的影响..................................................................................系统的腐蚀和堵塞..................................................................................生产状况的改变......................................................................................化学机械浆白水DCS组分的分离和分析方法.............................................离心过滤分离法....................................................................................化学分离分析法....................................................................................离子交换色谱分离法............................................................................白水DCS组分参数的测定...................................................................仪器分析方法........................................................................................白水中DCS的去除技术.................................................................................膜过滤技术............................................................................................化学絮凝.................................................................................................浮选法.....................................................................................................生物菌处理.............................................................................................酶处理....................................................................................................氧化处理................................................................................................蒸发技术................................................................................................加入改性片沸石法................................................................................冷冻结晶法............................................................................................洗涤......................................................................................................将DCS保留在纤维中.........................................................................论文的研究目的、意义及内容......................................................................研究的目的和意义.................................................................................研究内容.................................................................................................20第2章杨木化学机械浆中溶解与胶体物质的特性分析...........................................实验原料与方法...............................................................................................实验原料与药品.....................................................................................实验方法.................................................................................................结果与讨论.......................................................................................................模拟白水中DCS的宏观特性分析.......................................................水样中DCS的粒度分析....................................................................... DCS中脂肪酸和树脂酸的GC-MS分析.............................................. DCS中碳水化合物的GC-MS分析......................................................小结...................................................................................................................40第3章溶解与胶体物质对纸浆性能的影响...............................................................实验...................................................................................................................原料.........................................................................................................实验方法.................................................................................................结果与讨论....................................................................................................... DCS对纸张光学性能的影响................................................................. DCS对纸张松厚度的影响..................................................................... DCS对纸张裂断长的影响..................................................................... DCS对纸张撕裂指数的影响................................................................. DCS对纸张耐破指数的影响................................................................. DCS对施胶的影响................................................................................. DCS对纤维留着和滤水性能的影响.....................................................结论...................................................................................................................50第4章生物酶处理与阳离子聚合物处理DCS............................................................实验原料与方法...............................................................................................实验原料.................................................................................................实验方法...........................................................................................................结果与讨论.......................................................................................................酶处理对DCS水样性质影响...............................................................阳离子聚合物用量对其与DCS之间作用的影响...............................阳离子聚合物结合酶处理对水样阳离子需要量的影响.....................小结...................................................................................................................64第5章结论与展望..................................................................................................... DCS在纤维上吸附的扫描电镜观察.......................................................48III参考文献........................................................................................................................67致谢................................................................................................................................78攻读硕士学位期间发表的论文....................................................................................79摘要近年来,高得率化学机械浆受到越来越多的重视。在化机浆制浆过程中,会产生大量的溶解与胶体物质(dissolved and colloidal substances,简称DCS),其中包括树脂酸、脂肪酸、聚糖、果胶酸、木素类物质等。这些物质释放到浆水体系中会给湿部操作和产品质量带来严重的影响。本文以杨木APMP和杨木BCTMP为原料,对纸浆中的溶解与胶体物质进行了研究。首先对纸浆中的DCS进行了表征,利用GC-MS技术对DCS的化学组成进行了分析;其次研究了其对纸浆物理性能、光学性能及滤水性能的影响;最后研究了阳离子聚合物和果胶酶处理对DCS产生的影响。研究结果表明,浆水体系DCS中DS部分占其含量的60%左右,灰分含量为50%左右。DCS的阳离子需要量和浊度主要由胶体物质贡献。胶体物质对水样的电导率贡献很少,溶解物质的浓度是水样电导率的决定性因素。通过GC-MS分析水样,定量确定了MTBE抽出物中的八种脂肪酸:十二酸、十五酸、软脂酸、十七酸、亚麻酸、硬脂酸、亚油酸、油酸。通过GC-MS分析水样中的碳水化合物组分,定量确定了六种成分分别为:木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸、甘露糖。浆水体系中的DCS对纸张白度及物理强度性能有非常不利的影响。DCS的存在导致纸张白度降低。DCS中胶体物质影响纤维间的氢键结合,降低了纤维间的结合力,从而导致纸张抗张强度、耐破度和撕裂度的降低。随着体系中DCS浓度的增加,阳离子聚丙烯酰胺的助留助滤效果明显降低。其主要是因为阳离子聚合物被优先吸附到DCS上而不是纤维上,与DCS形成了聚电解质复合体,从而降低了阳离子聚丙烯酰胺对微粒的絮聚能力,从而影响了浆料的滤水性能。果胶酶能够降解DCS中的果胶物质,利用果胶酶处理DCS水,可以降低其阳离子需要量。当酶用量为30APSU/L,处理时间为60分钟时,APMP和BCTMP水样的阳离子需要量比对照样降低和。阳离子聚合物的加入能够使得DCS失稳,有效地降低水样的阳离子需要量。高分子质量低电荷密度的CPAM和阳离子淀粉通过桥联机理使DCS失稳,而低分子质量高电荷密度的PDADMAC通过电荷补丁或电荷中和机理使DCS失稳。将阳离子聚合物和生物处理相结合能更加有效地降低水样的阳离子需要量。关键词:APMP;BCTMP;溶解与胶体物质;果胶酸
你知道写篇论文有多难吗?在这是求不到的,即便求到也是网上的,你还不如自己去搜,最好自己写。我也正在写
[胶体化学论文] 以必修课、选修课、活动课三个板块进行教学活动。在活动课中,以实验为基础的化学应占一席之地。一、化学活动课与化学必修课关系的认识化学活动课并非无目标的随意活动,也不同于现行课程教材体制下的化学实验课。它的取材应该是源于必修课教材,高于必修课教材,贴近生活、生产实际,反映新的科技成果。它的作用应该是必修课课堂教学的延伸与发展,培养学生的兴趣特长、拓宽学生的知识面、发展学生的智力、能力,发现和培养人才。化学活动课应该与化学必修课相辅相成,通过化学活动课促进化学基础知识和基本技能的落实。化学活动课的部分内容可以直接为化学必修课的课堂教学服务。如仪器的制作,实验的装置等。因此化学活动课与必修课、选修课三个板块既是相互独立,又是相互渗透,互为促进的。二、化学活动课的内容及实施1.趣味性实验活动设置此类实验的目的是激发学生学习化学的兴趣,争取更多的学生参加化学活动课。这类实验以趣味性强烈、效果明显、操作简便为特点,而又内含许多“为什么”,使学生一参加化学实验活动就处于“欲罢不能”的境地。例如蓝瓶子(或红瓶子)实验、波动实验、示温涂料、水中黄金、固体酒精等。2.实用性实验活动以贴近生活,发生在身边的化学现象为素材,组织实用性化学实验活动,既培养学生学习化学的兴趣,又使学生感受化学在国民经济及生活中的实际运用。如制皮蛋、制肥皂、制洗洁精、制除锈剂、制高效灭蚊纸、制记号墨水、制纯碱等。上述实验除制纯碱装置较复杂,费时较多外,其余均取材容易(有的可让学生自备),操作简便,活动成果有实用价值。如通过除锈剂的配制与使用,验证除锈剂确能除锈,而使学生感受到化学就在我身边,学好化学能造福人类,激发了学习的动力。变被动学习为主动学习,在实践中去发现、掌握知识。3.探究性实验活动设置此类实验活动的目的是为了让学生在参加活动的过程中进一步掌握学习化学的方法,培养……
性质:聚沉,丁达尔效应
加入电解质,胶体表面的电荷被电解质离子中和,胶体聚沉。加热,胶体稳定性下降,聚沉。搅拌,搞乱了胶体的稳定配置,聚沉。
对于带电的胶体,外加电解质使胶体粒子的双电层厚度降低,胶体粒子间的静电斥力减小,胶体稳定性变差。对于不带电的胶体,外加电解质对其稳定性影响不大。
电解质中和了胶粒所带的电荷,使胶粒形成大颗粒而沉淀.一般规律是电解质离子电荷数越高,使胶体凝聚的能力越强.卤水点豆腐、江河入海口泥沙沉淀形成冲积三角洲或岛屿、从脂肪水解的产物中得到肥皂,其原理都是胶体中加入了电解质.
这个要看胶体的正负电性,具体的去看教材吧,或者去百科1.正电: 一般来说,金属氢氧化物、金属氧化物的胶体粒子带正电荷,如Fe(OH)3,Al(OH)3,Cr(OH)3,H2TiO3,Fe2O3,ZrO2,Th2O3 2.负电: 非金属氧化物,非金属硫化物,金属硫化物的胶体粒子带负电荷,如As2S3,Sb2S3,As2O3,H2SiO3,Au,Ag,Pt。(另外土壤胶粒子也带负电) 3.不带电:像淀粉溶液,蛋白质溶液一类的高分子胶体粒子是不带电的。 4.胶体粒子可以带电荷,但整个胶体呈电中性电性和电解质的正负电性,
食品快速检验检测技术以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展。 下面是我为大家整理的食品快速检测技术论文,希望你们喜欢。
食品的快速检验检测技术
摘要:食品安全已成为社会关注的焦点问题。文章介绍了目前常用的食品安全快检技术,并展望了其发展方向。
关键词:食品安全 快检 技术综述
引言
食品安全(food safety)是指食品无毒、无害,符合应当有的营养要求,对人体健康不造成任何急性、亚急性或者慢性危害。俗话说“民以食为天”,食品安全关系到人民群众的身体健康和生命安全,关系到社会和谐稳定,而近年来食品安全问题层出不穷,加了吊白块的面粉,有毒的大米,注了水的鸡肉,掺了石蜡的火锅底料,硫酸泡过的荔枝,以及假酒假烟假蜂蜜劣质奶粉充斥着市场,真让老百姓担心起这片“天”。因此,对食品的生产、加工和销售环节实施监测监控势在必行,食品安全分析检测技术应运而生。
传统的食品安全分析检测技术主要是指化学分析法和大型仪器检测法,相对成熟。但它们的操作只能局限于实验室,操作复杂,耗时长,不能满足对食品质量安全实时监督掌控的需求,尤其在突发事件时,快速检验检测技术以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展。
1、食品快速检验检测技术的研究现状
化学速测技术
化学速测技术主要是根据待测成分的某些化学性质,将样品与特定试剂发生水解、氧化、磺酸化或络合等化学反应,通过与标准品的颜色比较或特定波长下的吸光度比较,以获得检测结果,通常也成为化学比色分析法。
利用普通化学原理的速测法主要包括检测试剂和试纸,随着检测仪器的不断发展,国内外均已有与测试剂相配套的微型光电比色计。针对试纸检测的仪器也有报道,如硝酸盐试纸条[1],主要是将硝酸盐还原为亚硝酸盐,在弱酸性条件下与对氨基苯磺酸重氮化后,和N-1-盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色染料,试纸变色,插入检测仪读数即可。德国默克公司生产的与试纸联用的光反射仪技术相对成熟,国内尚无商品化仪器问世。
利用生物化学原理的速测法主要应用于微生物的检测,商品化成品以美国3M公司的PerrifilmTM Plate系列微生物测试片为代表,在检测金黄色葡萄球菌时,只需要测试片与确认片配套使用即可。测试片有上下两层薄膜组成,下层的聚乙烯薄膜上印有网格,便于计数,同时覆盖着含有特异性显色物质和抗生素的培养基,若样品中含有金黄色葡萄球菌,无须增菌,直接接种纸片培养24h后便可观察到显示出特殊颜色的菌落;确认片与测试片相似,只是含有不同的特异性显色物质,将有疑似菌落的测试片影印到确认片后,培养1-3h即可观察,不需进行繁琐的生理生化鉴定。而常规的Baird-Parker平板计数法耗时长达78h。
酶抑制速测技术
酶抑制速测技术主要用于食品中农药残留和重金属的快速检测。这些物质可通过键合作用造成酶的化学性质和结构的改变,产生的酶-底物结合体会发生颜色、吸光度或者pH值的变化,通过测定这些变化以达到定性或定量检测的目的。根据检测方式的不同,可分为试纸法、pH计法和光度法。相比而言,试纸法成本低、操作简单,更易于推广。它主要是将酶和底物分别固定在两张试纸片上,当样品中有待测组分时,会对酶产生抑制作用,两张试纸片接触后,酶和底物结合便会发生显著地颜色变化,比较适合农贸市场和超市等一些食品集散地的实时安全监管。由于该方法的检出限和保存性等方面的局限,只适用于初筛检测[2]。
生物传感器速测技术
生物传感器技术是利用生物感应元件的专一性,按照一定的规律将被测量转换成可用信号,使这种信号强度与待测物浓度形成一定的比例关系,具有快速、灵敏、高效的特点,是目前食品安全检测技术的研究热点,广泛应用于食品中农药残留、兽药残留等方面的检测,与传统的离线分析技术相比,它更适应于在复杂的体系内进行快速在线连续监测,在现场快速检测领域有着不可逾越的优势,按照传感器类型又可分为免疫传感器、酶传感器、细胞传感器、组织传感器、微生物传感器等等。
免疫传感器是在抗原抗体结合免疫反应的基础上发展起来的生物传感器。利用压电免疫传感器检测食品中常见肠道细菌时,通过葡萄球菌蛋白A将肠道菌共同抗原的单克隆抗体宝贝在10MHz的石英晶体表面,以大肠菌群为例,响应值可达10-6-10-9。
免疫速测技术
免疫速测是利用抗原抗体的专一、特异性反应建立起来的方法,根据选用的标记物可分为放射免疫检测、酶免疫检测、荧光免疫检测、发光免疫检测、胶体金免疫检测等。酶联免疫吸附检测法是应用较为广泛的一种免疫速测技术。它将酶标记在抗体/抗原分子上,形成酶标抗体/抗原即酶结合物,抗原抗体反应信号放大后,作用于能呈现出颜色的底物上,可通过仪器或肉眼进行辨别。目前,黄曲霉毒素酶联免疫试剂盒已广泛应用于食品检测中。
分子生物学速测技术
聚合酶链式反应(PCR)是近年来分子生物学领域中迅速发展并运用的一种技术,在食品检测中主要用于微生物的检测。它利用是否能从待测样品所提取的DNA序列中扩增出与目标菌种同源性的核酸序列来判定是否为阳性,该方法从富集菌体、提取遗传物质、PCR扩增到电泳、测序鉴定,可控制在24h,而致病菌的传统培养检测至少需要4-5天。
随着研究的逐深入,由PCR技术派生出的实时荧光PCR法、DNA指纹图谱法、免疫捕获PCR法、基因芯片法等也逐步得到了应用。基因芯片技术可以在很小的面积内预置千万个核酸分子的微阵列,利用细菌的共有基因作为靶基因,选用通用引物进行扩增,利用特异性探针检测这些共有基因的独特性碱基,从而区分出不同的细菌微生物。该法特异性强、敏感性高,可实现微生物检测的高通量和并行性检测。
2、食品快速检验检测技术的发展方向
食品安全快检法以其简捷性和便携性两大优势得到了快速发展,但缺点也显而易见,需要完善的地方依然很多:
简单 速检验检测技术往往是由一些非专业技术人员使用,因此,检测方法采样、处理、检测、分析等各个环节简单、易行是该方法的一大发展趋势。
准确 检法前处理简单,势必导致待测样品纯度不高,基体干扰大。因此,在今后方法的研究中,应更多关注与如何避免假阳性结果,尤其是在分子生物学速测法中,增强靶基因的特异性、引物的特异性、排除死菌体造成的假阳性应得到进一步探索。
便携 着微电子技术、智能制造技术、芯片技术的发展,检测仪器应向微型化、集约化、便携化方向发展,以满足更多的现场、实时、动态的检测要求。
经济 测成本的高低直接决定着检测技术能否得到广泛的推广和应用,如何在确保又好又快的检测基础上,尽最大可能的降低成本也是今后的研究方向。
标准化前,我国尚未制定出与食品安全快速检测技术相关的标准和规范,这也阻碍了快检法的推广和应用。随着技术的提高和检测中对快检法的需要,应及时制定出相关标准规范以增强快检结果的认可性和权威性。
参考文献
[1]房彦军,周焕英,杨伟群。试纸-光电检测仪快速测定食品中亚硝酸盐的研究【J】解放军预防医学杂志,2004,22(17):18-21
[2]易良键。食品安全快速检测方法的应用和研究【J】中国信息科技,2012,3:46
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在食品安全问题越来越严重的今天,如果多花几毛钱,能吃到放心的菜,您愿意吗?
对食品安全问题的重视,在我国可谓由来已久。古代虽然没有化学农药残留的果蔬,没有添加三聚氰胺的牛奶,但也存在假冒伪劣,变质腐败的食品,更甚者,存在食物中投毒以害人的案例。在古代古装剧里的大侠和宫斗剧里贵妃们,常以银针试毒,检验食物中有没有被人投放砒霜等毒物。古代的砒霜中含有硫化物杂质,银在通常情况下化学物质稳定,遇硫或者硫化物后则会发生化学反应生成硫化银,使银针表面变成黑色。
那么我们能不能效法古人,在买菜的时候拿一根银针试一下菜是否存在食品安全问题呢?遗憾的是银针试毒不是万能的,它只能检测食物中含硫毒物,对于病原菌、大部分农药残留、重金属、激素等现代食品安全事故的“常客”,银针无能为力。
随着科学技术的发展,现代科学家手里的技术能够检测食物中的任何一种病原菌或者非法添加物、残留物,但是传统的技术往往需要使用各种仪器和设备,一般只能在实验室或者检测中心等专门场所进行,不像银针那样可以随身携带。这也就导致了传统的食品安全监管,只能从厂家或者市场上抽样,然后带回专门的检测机构进行检测,抽样检测难免会有遗漏,检测结果的公布也会有滞后性。
食品安全领域的科学家们意识到这些情况,他们在努力开发符合“现场快速检测理念”的检测技术。所谓现场快速检测,就是检测设备可以随身携带到农贸市场,无需复杂的样品处理过程,能够在短时间内获得检测结果的检测技术。通俗的举几个例子,就是能够实现到菜市场揪一小片叶子两三分钟就能知道有没有农药残留,在买的肉上沾一下在两三分钟之内就能知道有没有兽药残留,取点熟食产品的汤汁在两三分钟之内就能知道有没有微生物的污染。听着好像很玄乎,但随着科学技术的不断发展,这些例子都将得以实现。胶体金试纸条就是实现现场快速检测的重要技术之一。
胶体金试纸条,学名叫做胶体金免疫层析技术,是将纳米级别的金颗粒与传统免疫学检测方法中的抗体蛋白结合形成的新技术。纳米金颗粒具有高电子密度的特性,当纳米金颗粒大量聚集时,会形成肉眼可见红色或粉红色斑点。这种技术的两个主角分工明确:由传统的抗体蛋白负责识别各种需要检测的物质,但它们就像是会抓老鼠的哑巴猫,即使他们抓到老鼠,主人也不知道这里有老鼠;而在抗体蛋白上结合了纳米金颗粒,就好像给这只哑巴猫佩戴了一个报警器,抓住了老鼠,报警器就会响。这个纳米金“报警器”的加入,大大简化了传统免疫学检测的过程,缩短了检测时间,更为重要的是,纳米金颗粒聚集是形成的红色用肉眼就可以判别,不需要借助其他实验仪器对结果进行判别。不像银针只能检测含硫的毒物,胶体金试纸条可以检测食品中各种各样的有害物质。针对不同物质,只需要换用不同的抗体与纳米金颗粒进行连接即可。针对某一种农产品常见的多种风险物质,也可以设计出多合一胶体金检测试纸条,使用起来极其方便。
与古代的银针相对应,我们可以将胶体金试纸条称为“金纸”。别看是“金纸”,它的成本却是很低的,并且随着工艺技术的发展,金纸成本将会不断降低。目前市面上也有一些商业化的食品安全快检胶体金试纸产品,许多食品安全监管部门也逐步开始使用这些试纸对农产品的农残、兽残进行现场快速检测。金纸检测技术对操作中的文化水平要求不高,有高中文化水平的人可以一学就会。如果有一天,金纸的成本降到几毛钱一张,到超市买菜的大妈们人手一套检测不同农产品的金纸,买菜前先检测一下是否存在食品安全风险,那势必将有效地改善我国的食品安全状况。没有买卖就没有杀戮,在食品安全里,没有市场,那些不法商贩也就失去了生存的空间,淹没在人民战争的汪洋大海中。
出品:科普中国
制作:lion
监制:中国科学院计算机网络信息中心
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现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。 下面是我为大家整理的食品生物技术论文,希望你们喜欢。
食品检测中的生物技术分析
摘要:近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品检测技术得到了更多的重视,生物技术等新兴的食品检测技术也因此而得到了广泛的应用。文章在简要介绍生物技术的基础上,详细阐述了生物技术在食品检测中的应用,以期为生物技术的发展与应用提供新的思路。
关键词:食品检测生物技术应用
食品安全问题是由于食品中含有毒、有害物质,对人体健康产生危害而造成的公共卫生问题。近年来,食品安全问题已成为人们普遍关注的社会热点问题,引起了政府和公众的广泛重视。目前,国内的食品安全问题的产生既有政府监管不严、制度体系不完全的原因,也有食品检测技术不够科学先进的原因。随着食品工业的快速发展,对食品检测技术提出了更高的要求,传统分析方法难以满足当前食品检测的需要,灵敏度高、特异性强、简便快捷的生物技术逐渐在食品检测领域大放异彩,文章将对此进行详细论述。
一、生物技术概述
生物技术是利用生物有机体及其组成部分,或是利用其组织、细胞、酶来合成、转化、降解,从而实现生产产品等目的的技术。生物技术在食品领域的应用已经有几百年的历史,从最初的面包、酱油生产,如今已延伸到食品领域的各个方面,得到了长足的发展和不断的完善。现代生物技术是建立在细胞生物学等学科基础之上的高科技技术,包括细胞工程、酶工程、基因工程、发酵工程等诸多类技术。细胞工程是以动物、植物细胞及细胞融合技术为基础的一类生物技术,主要用于食品生产;酶工程是通过特定细胞酶来控制食品生产过程中的物质转化;基因工程是通过重组基因来改造食品生物特性,起到生产特殊产品的作用;食品发酵技术如今已发展为发酵工程学,用于预定食品及成分的生产。
二、生物技术在食品检测中的应用
生物技术在食品检测中的应用,表现在食品中微生物、转基因成分等对人体有毒有害物质的检测。例如借助细菌学、血清学方法可以检测食品中是否含有致病菌,但是这些传统生物技术方法操作繁琐,耗时较长,目前应用更多的是操作简便、快捷且精准的生物芯片、胶体金免疫层技术、PCR技术、酶联免疫吸附法、基因探针等生物技术。
1.生物芯片的应用
生物芯片技术是建立在现代生物化学、物理化学、计算机科学等诸多学科交叉的基础上的,检测原理是利用生物分子间的抗原、抗体等亲和反应或碱基对互补杂交,检测、分析样品中的成分。由于生物芯片技术可在小面积内对多种生物分子进行并行检测分析,分析量很大,因而检测效率较高,检测结果具有很好的可比性。
生物芯片包括基因芯片和蛋白质芯片。基因芯片是将基因探针固化在检测工具表面,利用软件分析检测工具与样品间发生的基因杂交信息,从而检测出遗传信息。基因芯片可同时进行定性定量检测,能够快速检测分析大量序列的杂交信息。蛋白质芯片的原理则是利用生物分子间的特异性结合来测定样品成分,具体操作与基因芯片技术类似。基于基因芯片和蛋白质芯片的原理及特点,生物芯片技术通常用于转基因食品、原料、病原微生物的检测。
2.胶体金免疫层技术的应用
一直以来,胶体金免疫层技术在医学领域得到了广泛的应用,近年来逐渐应用于食品检测领域。胶体金免疫层技术具有操作简单、耗时较短等优势,一般需要定性分析或半定量分析,主要用于有害微生物、药物残留、违禁药物的检测。该技术用于有害微生物的检测较多,例如检测食品中是否含有大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌等致病菌,较为常见的检测方法是双抗体夹心法;用于药物残留的检测是通过制得的抗体抗原与药物残留反应来分析食品中是否含有黄曲霉毒素、磺胺类药物、氯霉素等残留;用于违禁药物的检测一般是利用竞争免疫层析法来分析食品中是否含有罂粟碱、吗啡等物质。目前国内应用胶体金免疫层技术仍处于初级阶段,尚未投入广泛的应用,还有待新型免疫层析产品的开发、研制。
技术的应用
PCR技术是上世纪八十年代产生的一种技术,借助体外扩增DNA来实现转基因食品以及病原微生物的检测。传统PCR技术早于1992年便用于病原菌的检测,但直到近年来才得到广泛应用,目前可用于检测沙门氏菌、肠出血性大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等。但在实际应用中,传统技术存在一些缺陷,无法定量检测,而且存在死细菌的环境下检测结果不准确,难以检测微生物毒素,因此在传统技术的基础上经过一系列改进和技术融合产生了多种改进的PCR技术,包括实时定量的PCR技术、PCR―DGGE技术、巢式及半巢式PCR技术等。定时定量的PCR技术是在传统技术中加荧光基团来实现实时检测,能够做定量分析,主要应用于检测外源基因污染、病原微生物、掺假量等,例如检测葡萄中的曲霉菌、肉骨粉中的牛羊源成分。PCR―DGGE技术在传统PCR技术基础上结合变性梯度凝胶电泳技术,不仅特异性强,而且敏感度高。巢式及半巢式PCR技术通过设计两对或1对半引物来降低假阳性结果的产生,使检测下限大幅度下降,检测结果通常无需其他方法再验证。
4.酶联免疫吸附法的应用
酶联免疫吸附法是利用免疫或酶促反应来进行食品检测,具有操作简便、特异性强、耗时短、灵活、可批量检测的优势。酶联免疫吸附法用于有毒有害物质的检测比常规培养法耗时少三至四天,而且无需特殊设备支持,结果易于观察辨别,样品易于保存,例如有研究用该法检测牛奶中的沙门氏菌敏感性100%、特异性,检测时间不超过3天,因而广泛应用在黄曲霉毒素等毒素检测、残留药物检测、过敏原检测、生理活性物质检测、转基因食品检测等领域。
探针技术的应用
DNA探针技术利用碱基对结合原理制成DNA探针,能够检测样品中的碱基序列,从而判定样品基因序列。由于该技术操作简便,而且检测结果精确度高,应用十分广泛,通常用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等检测。DNA探针技术主要有异相杂交和同相杂交两种技术,其关键在于针对检测目标构建相应的DNA探针,只有DNA探针的基因序列具有针对性和特异性,方能取得理想的检测结果。
三、结语
近年来,随着生物技术的发展和进步,其在食品安全领域发挥了越来越重要的作用,在食品检测的各个方面得到了广泛的应用。然而虽然生物技术普遍具有成本低、操作简便、效率高、特异性高等优势,但是在实际应用中各种生物检测技术均存在自身的局限性,需要结合实际需要灵活选择、搭配。为了更好的提高食品检测水平,解决食品安全问题,还需要开发新的生物检测技术和方法,对现有技术方法不断进行优化,这需要相关领域的专家学者持续不懈的努力
参考文献
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