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三价铬镀铬自1854年Bunsen发表第一篇论文以来，迄今已有100余年历史，由于有些技术问题难以突破，因此进展比较缓慢。至20世纪70年代，随着科学技术的发展和化学原料的增多，以及人们对环保意识的进一步增强，三价铬镀铬研究又提到电镀工作者议事日程上来了。1974年英国发表了 Alecra-3的三价铬镀铬工艺，并于1975年申请了一份用三氯化铬作主盐的三价铬镀铬专利，即Alecra-3000。1981年，英国开发了硫酸盐的环保铬(Envir0-chome)的三价铬镀铬工艺。该工艺采用选择性离子隔膜将阴极区域和阳极区域分开，这样可避免阳极板上氧化成的六价铬对三价铬镀液带来的危害：几乎同时，美国Harsha0公司也开发了Tri-chrome三价铬镀铬工艺。
铬污染水体修复技术研究进展具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。1、引言铬（chromium）是法国化学家Lvauquelin于1797年首次发现的，是一种用途广泛而又对人体危害较大的重金属元素。环境中稳定存在的两种价态Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）有着几乎相反的性质，适量的Cr（Ⅲ）可以降低人体血浆中的血糖浓度，提高人体胰岛素活性，促进糖和脂肪代谢，提高人体的应激反应能力等；而Cr（Ⅵ）则是一种强氧化剂，具有强致癌变、致畸变、致突变作用，对生物体伤害较大。铬污染最常见的是水体污染，如电镀铬废水、制革、制药、印染业等应用铬及其化合物的工业企业排放的废水，主要以Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）两中价态进入环境。据资料介绍，制革工业通常处理1t原皮，要排出含铬为410mg/L的废水50-60t.炼油厂和化工厂所用的循环冷却水中含铬量也较高。镀铬厂的废水中含铬量更高，尤其在换电镀液时，常排放出大量含铬废水。铬对水体的污染不仅在我国而且在全世界各国都已相当严重了。世界各国普遍把铬污染列为重点防治对象。2、水体中铬的存在形态天然水体中铬的质量浓度一般在1-40μg/L之间，主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O27-4种离子形态存在，水体中铬主要以三价铬和六价铬的化合物为主。铬的存在形态直接影响其迁移转化规律。三价铬大多数被底泥吸附转入固相，少量溶于水，迁移能力弱。六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在，迁移能力强。因此，水体中若三价铬占优势，可在中性或弱碱性水体中水解，生成不溶的氢氧化铬和水解产物或被悬浮颗粒物强烈吸附后存在于沉积物中，若六价铬占优势则多溶于水中。六价铬毒性一般为三价铬毒性的100多倍，但铬可由六价还原为三价，还原作用的强弱主要决定于DO、BOD5、COD的值，DO值越小，BOD5值和COD值越高，则还原作用越强。3、水体重金属铬污染的治理方法物理化学方法（1）稀释法和换水法稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中，从而降低重金属污染物浓度，减轻重金属污染的程度。此法适于受重金属污染程度较轻的水体的治理。这种方法不能减少排入环境中的重金属污染物的总量，又因为重金属有累积作用，所以这种处理方法目前渐渐被否定。换水法是将被重金属污染的水体移出，换上新鲜水，而减轻水体污染的一种措施，该方法适用于鱼塘等水量较小的情况。（2）混凝沉淀法许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在，加入碱性物质，使水体pH值升高，能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。另外，其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。所以，向重金属污染的水体施加石灰、NaOH、Na2S等物质，能使很多重金属形成沉淀去除，降低重金属对水体的危害程度。这是目前国内处理重金属污染普遍采用的方法。（3）离子还原法和交换法离子还原法是利用一些容易得到的还原剂将水体中的重金属还原，形成无污染或污染程度较轻的化合物，从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性，以减轻重金属对水体的污染。电镀污水中常含有六价铬离子（Cr6+），它以铬酸离子（Cr2O72-）的形式存在，在碱性条件下不易沉淀且毒性很高，而三价铬毒性远低于六价铬，但六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬。因此，常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬，以减轻铬污染。离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，以达到治理重金属污染的目的。经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。离子还原法和交换法费用较低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，并且容易造成二次污染。（4）电修复法电修复法是20世纪90年代后期发展起来的水体重金属污染修复技术，其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场，利用电场迁移力将重金属迁移出水体。Ridha等提出，在一个碳的毡状电极上，用电沉积法从工业废水中除去铜、铬和镍的技术。另外，可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。此外，近年来还有人把电渗析薄膜分离技术应用到污水重金属处理实践当中。生物修复法（1）微生物修复法重金属污染水体的生物修复机理主要包括微生物对重金属的固定和形态的转化。前者是微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子，将重金属富集在细胞表面或内部；后者是通过微生物的生命活动改变重金属的形态或降低重金属的生物有效性，从而减轻重金属污染，如Cr6+转变成Cr3+而毒性降低，As、Hg、Se等还原成单质态而挥发，微生物分泌物对重金属产生钝化作用等。（2）动物修复法应用一些优选的鱼类以及其它水生动物品种在水体中吸收、富集重金属，然后把它们从水体中驱出，以达到水体重金属污染修复的目的。研究发现，一些贝类具有富集水体中重金属元素的能力，如牡蛎就有富集重金属锌和镉的能力。据报导，若以湿量计算，牡蛎对镉的富集量可以达到3-4g/kg.动物修复法需驯化出特定的水生动物，并且处理周期较长、费用高，再则后续处理费用较大，所以在实际应用中推广难度较大。（3）植物修复方法20世纪80年代前期，Chaney提出利用重金属超富集植物（hyper-accumulator）的提取作用清除土壤重金属污染这一思想后。经过人们不断地实践、总结和归纳才形成了植物修复的概念。植物修复被定义为利用自然或基因工程植物来转移环境中的重金属或使环境中的重金属无害化，是目前生物修复技术中研究最热的一类。对于铬超富集植物，到目前为止，在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超富集植物500多种，其中有360多种是富集Ni的植物。对于铬超富集植物，得到学者们认同的有DicomaniccoliferaWild和SuterafodinaWild两种，铬最高含量分别为1500mg/kg、2400mg/kg，均高于铬超富集植物的参考值1000mg/kg.国内报道的湿生禾本科植物李氏禾也对铬具有较好的富集能力。因此，采用一些水生铬超富集植物用于铬污染水体修复是可行的。4、结论由于水体铬污染也伴随着富营养的趋势，可以通过有机物将六价铬还原成三价铬，利用底泥吸附三价铬，转入固相，降低铬的迁移，减少污染的扩散，然后，利用水生铬超富集植物从底泥中将铬提取到植物上部，人工收获转移，焚烧后用于提取重金属，循环利用。因此，利用铬超富集湿生植物对铬污染水体进行修复，是一种非常有潜力的铬污染水体修复技术。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
皮革中六价铬含量的影响因素探析论文
前言
六价铬具有致癌性和致突变性，它的毒性是三价铬的100多倍，多产生于印染、皮革加工、有机合成等行业［1］。在生产过程中，如何防止六价铬的产生是当今亟待解决的一个重要问题。在制革领域，因铬鞣革具有收缩温度高、耐水洗能力强、耐贮存、柔软、丰满、弹性和延伸性好等优点，铬盐鞣革在皮革加工中占有绝对的主导地位。虽鞣革使用的是三价铬盐，但是成品革中却能检测出六价铬，有的六价铬含量甚至高达100mg/kg。鉴于六价铬的毒性，世界各国对皮革中的六价铬含量做了严格规定:一般要求残留在成革中的六价铬含量低于5mg/kg，欧盟则要求低于3mg/kg，皮革手套的限量为2mg/kg［2］。随着人们对生态环境和健康要求的不断提高，为消费者提供合格的皮革及其制品是皮革行业的必然选择。
据文献报道，皮革含有六价铬的主要原因有［3－5］:(1)使用了含六价铬或六价铬含量超标的化工材料;(2)坯革在湿态染整过程中浴液pH偏高;(3)使用的部分加脂剂或复鞣剂有助于六价铬的形成;(4)皮革受强热和光照等作用或储运过程中因环境温度、湿度等作用等，这些因素都有可能使皮革中六价铬含量超标，特别是后2种情况。面对日益严峻的形势，制革工作者多试图用植物鞣剂和抗氧化剂解决皮革六价铬含量超标的问题［6－10］。
本文就常用的复鞣剂及CR63抗氧化剂对皮革中六价铬含量的影响做了进一步考察，希望对皮革加工中六价铬含量的控制有一定的参考和指导作用。
1试验部分
主要材料和仪器
主要试验材料
二苯碳酰二肼，上海试剂三厂，丙酮、磷酸、磷酸氢二钾，成都长联化工试剂有限公司;冰乙酸、重铬酸钾，成都科龙化工试剂厂，以上均为分析纯;TergotanRACpdr复鞣剂、Synco-tanMRL复鞣剂，Clariant化料公司;SILVATEAMLEDORESINFF复鞣剂，广州市施华化工技术有限公司;荆树皮栲胶，阿根廷;栲胶BA，广西百色林化总厂;DESOTANCL复鞣剂，德赛尔化工实业有限公司;BA加脂剂，德国司马化学公司;JM加脂剂，四川达威科技股份有限公司;FATMATEWHI加脂剂，福建巴特斯化工实业有限公司，均为工业品，皮革系工艺实验室提供。
主要仪器
试验转鼓，上海华泰机床电器厂;DHG－9053A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司;HZS－H水浴振荡器，哈尔滨东联电子技术开发;BS110S电子天平，北京赛多利斯天平有限公司;UV－9100紫外可见分光光度计，北京瑞利分析仪器公司。
试验方法
复鞣加脂基本工艺
原料:铬鞣山羊蓝湿革，厚度～(单层)。(1)水洗回软:水200%，温度25℃，转15min。(2)中和:水150%，温度32～35℃甲酸钠1%，小苏打～，60min(要求:pH值～)水洗:水250%～300%，32～35℃，闷洗10min。(3)复鞣:水150%，温度32～35℃复鞣剂适量，转60min;排液水洗。(4)加脂:水150%，温度50～55℃加脂剂10%，转60min;甲酸1%～，20min×2(要求:pH值～)(5)抗氧化剂处理:在加脂液中进行，CR63抗氧化剂，转60min甲酸～，30min(要求:pH值～)水洗出鼓，静置过夜，干燥备用。
复鞣及干燥
将山羊蓝湿革沿背脊线对称分为8块，取其中7块称重，编号。1号坯革中和后直接用FATMATEWHI加脂剂加脂;2～7号坯革中和后分别用不同的复鞣剂复鞣，其后用FATMATEWHI加脂剂加脂。所得的每一份革样一分为二，分别经室温48h和60℃6h干至全透。所用复鞣剂的性能见表1。
抗氧化剂处理皮革
将山羊蓝湿革沿背脊线对称分为6块，分别称重，编号。1～3号中和后用氨基树脂复鞣剂(TergotanRACpdr)复鞣，1号和2号分别用FAT-MATEWHI加脂剂和BA加脂剂加脂，3号用FATMATEWHI加脂后再用抗氧化剂CR63处理;4～6号中和后先用SILVATEAMLEDORESINFF复鞣剂复鞣，4号和5号分别使用FAT-MATEWHI加脂剂和BA加脂剂加脂，6号用FATMATEWHI加脂后再用抗氧化剂CR63处理。所得革样经60℃6h干燥后，检测坯革中六价铬的含量。
六价铬含量的测定
按国际通用的IUC－18方法，用pH=±的磷酸盐缓冲溶液持续振荡3h，萃取革样中的六价铬，过滤，滤液中的六价铬在酸性条件下和二苯碳酰二肼发生显色反应，用分光光度法测定，标准曲线法定量。
2结果与讨论
复鞣剂种类对皮革中六价铬含量的影响
铬鞣坯革经不同的.复鞣剂复鞣，在相同的加脂、干燥条件下，其中六价铬的含量如表2所示。在室温自然干燥条件下，所用复鞣剂对坯革中六价铬的形成都具有一定的抑制作用，尤其是含有酚羟基的复鞣剂其作用更强。如经聚氨酯DESOTANCL和改性栲胶BA复鞣后，革样中的六价铬含量都降低了40%以上。因为这些复鞣剂能与革内的Cr3+形成较稳定的结构，使Cr3+难以被氧化成Cr6+。表2结果还显示，复鞣剂抑制革内Cr6+形成的能力与其分子组成和结构密切相关，尤其是在较高温度下。像氨基树脂、马来酸酐这类复鞣剂在室温下对Cr6+形成有一定的抑制作用，但在60℃以上的干燥条件下，几乎不具有任何抑制作用。而聚氨酯复鞣剂DESOTANCL、酚醛树脂SyncotanMRL、荆树皮栲胶和改性栲胶BA仍然具有较好的抑制作用，尤其改性栲胶BA的抑制效果最好。
栲胶对皮革六价铬含量的影响
蓝湿革用荆树皮栲胶和改性栲胶BA复鞣后，用JM加脂剂加脂，所得革样经60℃6h或80℃10h干燥后，坯革中六价铬的含量如图1所示。与空白样相比(只用JM加脂剂处理的革样)，使用栲胶复鞣剂能抑制革中六价铬的形成，既或是在80℃高温下干燥，栲胶仍有非常好的抑制效果。使用荆树皮栲胶复鞣，革中六价铬的含量降低了，使用改性栲胶BA复鞣降低了。这是因为栲胶中存在多酚羟基，革中的酚羟基可以通过捕获氧化物自由基，抑制不饱和双键的氧化作用，从而阻止脂类自由基的链式反应，抑制过氧化物自由基的进一步形成，防止了成革中六价铬的形成，与俞从正等人的研究结果一致［8］。使用改性栲胶BA复鞣的革，其六价铬含量比使用荆树皮栲胶复鞣革的更低。这可能是由于栲胶BA经过改性，分子更小，渗透性能及与铬的结合性能更好。尽管栲胶对皮革中六价铬的形成有很好的抑制作用，但由于栲胶的颜色较深、分子较大，在生产实践中，其应用受到成革风格和颜色等限制。
抗氧化剂对皮革中六价铬形成的预防作用
考虑到栲胶运用的局限性，作者就生产实践中应用较多的氨基树脂(TergotanRACpdr)和SILVATEAMLEDORESINFF复鞣剂，与抗氧化剂或与分子中不含不饱和双键的加脂剂搭配使用，探索抑制皮革中六价铬形成的另一途径。如图2所示，经Terg-otanRACpdr和SILVATEAMLE-DORESINFF复鞣的革样，经WHI加脂剂及CR63抗氧化剂处理后，革样中六价铬含量明显降低，其含量几乎都在3mg/kg以下，表明CR63抗氧化剂对皮革中六价铬的产生具有较好的抑制作用。
作者曾考察了加脂剂对皮革中六价铬含量的影响。结果发现:BA加脂剂不但有良好的加脂效果，而且对坯革中六价铬的形成也有很好的抑制作用。如图2所见，经TergotanRACpdr和SILVATEAMLEDORESINFF复鞣的革样，经BA加脂剂加脂后，革样中六价铬含量显著降低，其六价铬含量也都在3mg/kg以下，表明BA加脂剂对皮革中六价铬的形成亦有良好的抑制效果。
试验结果表明:虽然使用TergotanRAC、LEDORESINFF和WHI进行复鞣、加脂，有利于成革中六价铬的形成，使其六价铬的含量仍高于规定标准，如若配合使用CR63抗氧化剂或使用BA加脂剂进行加脂，便可使成革六价铬含量降低到规定指标。当然，从2组数据可见，CR63有较好的抑制皮革中六价铬生成的作用，但其抑制作用因使用不同的复鞣剂而异。如果不使用抗氧化剂，选择合适的加脂剂，也能有效地控制皮革中六价铬的含量。
3结论
(1)栲胶和CR63抗氧化剂对皮革中六价铬的产生具有较好的抑制作用。
(2)CR63抗氧化剂在不同的复鞣加脂条件下，对皮革中六价铬产生的抑制效果不同，使用时应综合考虑所用的复鞣剂和加脂剂类型。
(3)在不使用植物鞣剂和抗氧化剂的情况下，注意复鞣剂和加脂剂的搭配，也能较好地控制皮革中六价铬的产生。
关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文
无论是在学校还是在社会中，大家都写过论文，肯定对各类论文都很熟悉吧，论文是对某些学术问题进行研究的手段。你所见过的论文是什么样的呢？以下是我整理的关于浅谈金属腐蚀与防护方式论文，仅供参考，欢迎大家阅读。
摘要： 本文简单阐述了金属腐蚀的类别与影响因素，对于腐蚀的防护方式与必要性展开了具体的探究，并同时指明了部分经常使用的化学涂料，对于它们的原理与功能展开了简单的阐释。此外还论证了金属腐蚀的防护方式并非单一的，它是具有多样性的。最终对防护领域进行了忠告，尽可能的降低由于金属腐蚀的因素而引发的恶劣后果。
关键词： 金属腐蚀；因素；防护方式
化学工业、石油化工、原子能等领域中，因为材料腐蚀导致的跑、冒、滴、漏，不但会让社会承受重大的损失，还会导致大量的有害物质甚至是放射性物质外泄对环境造成不可恢复的伤害，继而对人们的身体健康造成威胁，一些物质在短时间内不会消失，会长时间内对环境以及人身造成威胁；同时因为金属腐蚀所引发的灾难性事故会危及人民的生命财产安全，例如氢脆和应力腐蚀断裂等类型的失效事故，一般会导致爆炸、火灾等重大的事故，使人们的生命财产承受巨大的损失。
1、金属腐蚀的类别
金属的腐蚀的发生主要是在环境的影响下所导致的破坏和变质。根据腐蚀过程来划分，主要包含化学腐蚀与电化学腐蚀；根据金属腐蚀破坏的状态与腐蚀区的布局，重点包含全面腐蚀与局部腐蚀；此外根据腐蚀的条件来划分。重点包含高温腐蚀与常温腐蚀；干腐蚀与湿腐蚀等。
2、影响金属腐蚀的因素
①空气相对湿度与金属腐蚀的临界相对湿度。空气内的氧气总是比较充足的，腐蚀反应的速率重点是基于水分的产生，假如到达或者超越特定的相对湿度，锈蚀就会以较快的速度出现和恶化，通常而言，钢铁的临界相对湿度大概是75%。
②空气中污染性物质的影响。通常能够见到的为SO2，CO2，Cl-，灰尘等，多数皆为酸性气体。
③温度。环境温度和变化规律影响金属表面水份凝聚及电化学腐蚀反应速率。
④酸碱盐。重点体现在影响水膜电解质浓度与H+浓度，进而加快腐蚀的速度。
3、防护方式
金属腐蚀的防护方式具有多样性，重点对象为金属本质，将被保护金属和腐蚀介质进行隔离，或者对金属的表面进行操作，改变腐蚀条件和电化学保护等。
改善金属本质
按照差异性的用途采取差异性的材料构成耐蚀合金，或者于金属内加入合金元素，提升它的耐腐蚀性，能够预防或者降低金属腐蚀的速度。比方，于钢内融入镍制成不锈钢能够强化防腐蚀等级。
构成保护层
于金属表面设置各类保护层，将被保护的对象和腐蚀性介质进行隔离，此为预防金属腐蚀的最佳方式。
金属的磷化处理
在钢铁制品去油、除锈操作之后，添加一定组成的磷酸盐溶液中浸泡，就能够在金属表面产生一层不溶于水的磷酸盐薄膜，此类过程即为磷化操作。磷化膜表现为暗灰色到黑灰色，厚度通常是5至20μm之间，于空气内具备较强的耐腐蚀能力。
金属的氧化处理
把钢铁制品融入至NaOH的混合溶液内，加热，在它的'表面就能够产生一层厚是～μm的蓝色氧化膜（主要组分是Fe3O4），来实现钢铁防腐蚀的目标，这个过程就叫做发蓝处理。此类氧化膜具备较强的弹性与润滑度，不会对零件的精度产生任何负面的作用。因此精密仪器与光学元件等通常选择这种操作。
非金属涂层
通过非金属比如油漆、喷漆、沥青等涂抹于金属表层产生保护层，叫做非金属涂层，亦能够实现防腐蚀的目标。比如船身、车厢、水桶等通常选择油漆，车辆的表面经常喷漆等。
金属保护层
其为将一类耐腐蚀能力较大的金属或者合金镀于保护对象的表层上所产生的保护镀层。此镀层的产生，不仅可以通过电镀、化学镀实现，还能够通过热浸镀、渗镀、真空镀等方式实现。
改善腐蚀条件
改善条件对于降低与避免腐蚀具有必要性。比如，能够选择在腐蚀介质内融入可以减小腐蚀速度的物质，也就是缓冲剂，来降低与避免腐蚀的发生。缓冲剂属于一类化学物质，将其适量的融入至腐蚀介质内，即能够大幅度降低金属腐蚀的速度。因为缓冲剂的用量较小，便捷和廉价，因此这也是一类十分重要的防腐蚀方式。
电化学保护法
此类方式为以电化学原理为基础的，于金属设备上进行操作，让其变成腐蚀电池中的阴极，进而成为预防或者减缓金属腐蚀的方式。
阴极保护
此外通过外加电源来保护金属。将保护的对象接于负极，变成阴极防止腐蚀的产生。同时选择部分铁块接于正极，让其变成阳极，使其腐蚀，也就是说牺牲阳极。此类方式重点应用于化工厂的部分酸性溶液贮槽或者管道，地下水管、输油管等。
4、结语
不管是在社会中的哪个领域，金属腐蚀工作皆具有十分重要的意义，对环境、经济、安全皆会产生严重的影响。石油化工设施比方新建油库、管道、大型石化生产设备等，应当采取防腐措施。但防腐蚀的方式具备多样性，其形成的因素也是多种多样的，这对于这个领域中的所有人员都是一个巨大的挑战，值得所有人员做出相应的努力。
表面涂覆技术是指在材料表面涂覆一层新材料的技术，如电镀***或化学镀***、喷漆***或上涂料***、热喷涂和气相沉积技术等等。下面是我精心推荐的一些，希望你能有所感触!
达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析
【摘要】讲述了达克罗的工艺流程，并简单介绍了达克罗涂层的一些检验方法。
【关键词】达克罗;涂覆工艺;常见缺陷;检验方法
0.前言
达克罗涂层***欧美称DACROMET,日本称DACROTIZED***，是由片状锌粉、铝粉、含铬的金属盐及粘合剂组成的涂液涂覆于零件表面，经烧结而形成的一种全新结构和效能的防护层。该涂层具有无公害、无氢脆、优良的耐蚀性、浸透性、耐热性等特点。作为汽车、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业中小零部件的防腐处理，已在世界范围内得到了广泛的应用。
1.涂层耐蚀效能机理
达克罗处理液主要由铝粒、铬酐和树脂组成，经固化成膜。在成膜过程中，CrO3大部分转化为Cr2O3，生成无定形的Cr2O3·CrO3，它作为粘结剂，将基体与铝粒、铝粒与铝粒粘结起来，其结构科分别表示Fe·***FeO·Cr2O3 ·CrO3·Al2O3***·Al，Al·***Al2O3·Cr2O3·CrO3·Al2O3***·Al。除此之外，树脂固化形成的体型网状结构，使涂层结构更加致密。由于涂层结构独特，其耐蚀机理可作如下分析：
遮蔽作用
涂层一方面通过钝化作用生成复杂化合物，把涂层与基体结合起来，另一方面又通过树脂固化反应，生成体型网状立体结构，把涂层与基体更牢固地粘结在一起。涂层与基体间既存在化学作用，又存在物理作用。这种紧密结合的涂层，起更好的隔离腐蚀介质的作用。
钝化作用
达克罗处理液中，铬酸与铝粒和基体金属发生化学反应，生成致密的铬酸钝化膜，使基体的耐蚀效能大为提高。
电化学保护作用
达克罗涂层实质上采用阴极保护法来提高金属的耐蚀效能。涂层中微细铝粒紧密排列于钢铁表面。铝的电极电位远小于铁的电极电位。当涂层受到区域性破损或有腐蚀介质浸入时，铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀，基体金属作为阴极得到完全保护。
2.达克罗工艺
达克罗处理工艺的流程如上图。整个处理过程主要有三个重要的质量控制点，即前处理、涂覆、烘烤。
前处理的目的是除去零部件表面的油污、铁和氧化皮，提高膜层与基体的结合力。前处理的方法较大，如有机溶剂或碱性清洗剂脱脂、抛丸、喷丸、喷砂等。对于较为精密的零部件一般采用有机溶剂或碱性清洗剂脱脂的方法，而对于结构较为复杂的零部件，一般采用喷、抛结合的方式。前处理要尽量避免使用酸洗除锈，以防止产生清脆。
涂覆是用达克罗溶液喷涂或浸渍零件，然后再采用离心甩干、自然垂流、刷等方式除去多于的处理液。一般一涂一烘涂层厚度为3～6μm，二涂二烘为6～9μm，三涂三烘为9～12μm，可根据产品要求进行选择***详见附表一***。在涂覆过程中，有几个工艺引数需要控制：浸渍时间为200～300r/min。另外，对于达克罗溶液的维护也要格外精心，平时不使用时保持其温度在14℃以下，正常工作的温度保持在20±2℃，以保证达克罗溶液的稳定。
烘烤是将金属基体上的达克罗处理液转变成膜层的过程，常在网带式回圈热风烘烤炉中进行。整个过程分为预热区，温度为60～180℃***处理时间为10min左右***，零部件预热要缓慢，让涂层水分逐渐逸出，避免涂层起泡，产生孔隙。然后到达温度为280～330℃的固化区，时间为25～30min，在此区发生一些物理和化学反应。烘烤过程对于达克罗膜层效能的形成十分重要。
3.达克罗涂层的检验
涂覆量
因为零件形状不同，各部位的涂覆量是不相同的，这里指的是平均涂覆量。
中国标准将涂覆量分为70mg/dm2、160mg/dm2、200mg/dm2、300mg/dm2四个级别。
检测方法：将涂覆后的50～100g的零件先称重，然后放在70～80℃的20%氢氧化钠溶液里，直到涂层全部去掉后取出并清洗吹乾，然后再称重，前后两次的质量差再除以零件表面积即为零部件的涂覆量。
涂层厚度
测定涂层厚度可采用磁性测厚仪进行多点测量求平均值的方法，具体按GB/T4956-2003《磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量磁性法》要求进行。
附着力
采用宽18mm标准胶带贴在零部件表面，用手指揉擦以排除气泡，在胶带端头和零部件表面成45°角度快速拉开，根据粘附在胶带上的附着物量判断结合力级别，一般3～5级以上为合格。
泛黄试验
泛黄试验是检测涂层烘烤程度的一种简单方法。将1～2滴浓氨水滴在冷却的工件表面，涂层在30～60s内泛黄为合格，涂层烘烤不足时不泛黄。
硝酸铵快速腐蚀试验
由于盐雾试验周期时间长，在生产控制中很难用实现，因此在国内现在经常用硝酸铵快速腐蚀的方法来判断涂层的耐腐蚀效能。
试验方法：用20%的硝酸铵溶液加热到70±2℃，将零件浸渍于溶液内，或部分浸渍于溶液内。
判断方法：基体不允许出现红锈。
盐雾试验
达克罗涂层盐雾试验采用中性连续喷雾试验，具体操作方法按GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》执行。需要注意的是试样应以水平线倾斜60～75°摆放，彼此不接触，而且从上面漏下的溶液不会从一个零件落到另一个零件上。
4.结束语
随着科学技术进步，达克罗处理工艺及检测方法也会有新的技术和方法产生，希望与同仁共同研究、开发，推进达克罗处理技术在我国的广泛应用。[科]
【参考文献】
[1]舒屹,林兵.达克罗涂层的研究.重庆师范学院学报***自然科学版***，.
[2]肖合森.达克罗处理的检测方法.电镀与涂饰,.
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[4]王敏,黄鑫,王家禄,贺子凯.达克罗技术与应用.电镀与涂饰，.
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早在20世纪70年代，国外已经开始了反射隔热涂料的研究，并逐渐向产业化方向发展。有代表性的如美国盾牌(Thermo-hield)节能涂料，新加坡高科(HIT)涂料，美国太阳能集团公司研制的LO/MIT-1型隔热漆，雅典的Intermat防务涂料公司等。盾牌节能涂料用于航天飞机隔热保温，涂料中含有极细的陶瓷泡，对阳光有较高的反射率，且成膜后陶瓷泡紧密排列形成完整的隔热层，可令被涂物内部温度大大降低，节能约40%。太阳能集团的LO/MIT-1型隔热漆，其隔热效果是标准金属薄膜的85%-95%，夏天用于屋顶涂装，可令室内温度降低℃，即可节省空调能8-12%；冬天，可阻止热量向外辐射，又可节省取暖能1%-2%。Intermat防务涂料公司开发的热反射涂料，可将物体的温度降到一个特定值，与环境温度相近，红外特征降低达50%，表面温度降低达65%。此涂料的防护范围为400-2000nm，热观测仪、夜视产品、以及卫星、激光定位系统等很多传感器都难以分辨。国内研究虽起步较晚，但不少高等学校及研究单位介入这一领域，因此，在机理研究、品种开发及工程应用方面，取得了巨大进展。近几年，可见光及近红外隐身涂料、红外隐身涂料的研发，更取得了较大进步，可以说已具有与国外同步的研发水平。屠平亮等早在20世纪90年代就研制出一种在高温时仍保持高发射率的节能涂料。上海大通应用化学所于1992年研制的凉凉隔热胶，已大量工程应用，尤其是油罐。目前，我国建筑能耗占能源总消耗的1/3左右，建筑单位面积采暖能耗是国际气候条件相近发达国家的2倍～3倍。随着建筑节能标准的出台，发展低能耗、保温隔热性能好的新型材料成为主流趋势，建设部从2007年起全面推行节能建筑认证体系。建筑节能新技术的研究开发和新产品的推广应用，是推动建筑节能工作的有效途径。巨大的建筑节能市场将带动建筑涂料产进行新的发展，我国是节能涂料最具发展潜力的大市场。在建筑节能外墙保温系统设计中，应用较多的为白色热反射隔热涂料，以空心微珠和高折射率TiO2为主要功能颜填料，对太阳光的热反射比可达80%以上。随着建筑节能的需求日益迫切，单一白色热反射涂料已不能满足多色彩的外墙涂料要求；而彩色热反射涂料因在可见光波段的高吸收性和颜料耐候性差，其使用和推广受到限制。选择红外反射性好的颜料，通过补色原理调色制备的灰色系涂料，成为节能涂料发展的主流。
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红苹果中国健康漆第一品牌1.立邦漆 （中国驰名商标、消费放心产品、涂料十大品牌）2.多乐士漆 （世界品牌、CCEL中国环境标志认证、涂料十大品牌）3.华润漆 （中国驰名商标、中国名牌产品、国家高新技术企业、涂料十大品牌）4.红苹果漆 （中国驰名商标、中国名牌、福建名牌、涂料十大品牌）5.美涂士漆 （中国驰名商标、中国化工百强企业、中国建筑涂料十大品牌）6.紫荆花漆 （中国名牌、CCC及FDA认证产品、涂料十大品牌）7.嘉宝莉漆 （ CCEL中国环境标志认证、中国名牌、涂料十大品牌）8.嘉丽士漆（中国驰名商标、中国名牌、中国环境标志、3C认证，涂料十大品牌）9.长颈鹿漆 （中华制漆旗下品牌、中国名牌、广东名牌、中国消费者信赖的知名品牌）10.大宝漆 （CCEL中国环境标志认证、广东省著名商标、广东名牌、涂料十大品牌）
1. Chao Yang, Peng Liu, Yongqing Zhao. Electrochimica Acta 55 (2010) 685. (IF:)2. Chao Yang, Tingmei Wang, Peng Liu. Current Opinion in Solid State and Materials Science 13 (2009) 112. (IF:)3. Chao Yang, Peng Liu. ACS Applied Materials & Interfaces. Accepted. DOI: /am101252. (American Chemical Society)4. Chao Yang, Peng Liu. Reactive & Functional Polymers 70 (2010) 726. (IF:)5. Chao Yang , Peng Liu. Journal of chemical & engineering data. 56 (2011) 899. (American Chemical Society)6. Chao Yang, Peng Liu. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2009, 48 (21), 9498. (American Chemical Society)7. Chao Yang, Peng Liu. Synthetic Metals 160 (2010) 345. (IF:)8. Chao Yang, Peng Liu. Synthetic Metals. 159 (2009) 2056. (IF:)9. Chao Yang, Peng Liu. Synthetic Metals. 160 (2010) 592. (IF:)10. Chao Yang, Peng Liu. Synthetic Metals 160 (2010) 768. (IF:)11. Xue Wang, Chao Yang, Peng Liu. Materials Letters. 65 (2011) . Wang YP, Gao XH, Wang RM, Liu HG, Yang Chao, Xiong YB, Reactive & Functional , 68: . Tang Zhaobin. Liu Peng, Guo Jinshan, Su Zhixing, Yang Chao. Applied Surface Science. 2008, 255: 2125-2128.中文论文：1． Study of Polyaniline/Vermiculie/Tert-fluoro Emulsion Composites Anticorrosion Coatings, 复旦学报 (自然科学版), 2007, 46(5): ．环境友好型氟碳导电涂料的研究, 涂料工业, 2007, 37(s7): 1;3．蒙脱土负载手性磺胺催化剂的研究, 复旦学报 (自然科学版), 2007, 46(5): ．甲基丙烯酸磷酸酯防锈带锈可聚合乳化剂制备方法, 专利。 5． 一种水性涂料用含氟高分子分散剂，专利。6．水性叔氟/碳纤维导电涂料的研究, 化学推进剂与高分子材料, 2007，6(5): 59;7．一种以纳米SiO2为种子的核壳结构叔碳酸，专利。8．核壳结构含氟乳液研究进展，现代涂料与涂装，2007，10(07):429．水性叔氟外墙涂料的研究, 现代涂料与涂装,2007,10(10):2510．新型水性带锈转锈乳液的合成及环保型防锈涂料的制备研究,现代涂料与涂装,2006, (7):1611．水性叔氟微乳液的合成及研究, 现代涂料与涂装,2006, (09):712．环境友好型叔氟超长余辉涂料的研究，现代涂料与涂装，2007，10(8)：24；13．水性体系颜料用高分子分散剂的研究, 现代涂料与涂装, 2006, 11:3514．Determination of Phosphorus In Ferrochrome by ICP-AES, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 85;15．The Pigment Dispersants for Water Borne Paints, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 352;16．低温可逆氟碳变色涂料的研究，现代涂料与涂装，2007，10(11)：24；17．复合型聚醚聚氨酯固体电解质的制备及交流阻抗分析,化工新型材料, 2007,35(10):47;18．聚苯胺/蛭石/氟碳乳液复合防腐涂层的研究, 第十四次全国电化学会议, D085;19．水性丙烯酸系缔合型增稠剂的的研究, 现代涂料与涂装,2007, 10(4):17;20．Asymmetric supercapacitor based on Lithium Ruthenate, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 40;21．Fluoro-Carbon Emulsion Modified by Nano-SiO2 Colloid, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 44;22．Preparation and Characterization of Nano-SiO2 Composite Polymeric Electrolytes, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 27323．Synthesis of Side-chain Liquid Crystalline Polyacrylates by Chemically Modifying Poly(acrlic acid), Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 279;24．Synthesis and Propertie of HEUR-associated Thickening Agent, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 28325．Polycarboxylic Acids Dispersant on Water Base, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 325;26．聚苯胺水性氟碳树脂复合防腐涂层材料的研究, 现代涂料与涂装, 27．聚苯胺/膨润土/叔氟乳液复合防腐涂层的研究, 上海涂料, ;28．膨胀石墨/叔氟乳液复合导电涂料的研究, 现代涂料与涂装, ;29．环境友好型纳米银/氟碳抗菌涂料的研究, 现代涂料与涂装,;30．水性彩色叔碳乳液的制备, 现代涂料与涂装,31．甲基丙烯酸聚乙二醇单酯的合成与表征, 化工中间体，32．水性体系颜料用高分子分散剂的研究, 2006年全国环境友好型高功能涂料技术研讨会,2006,P: 36;33．低温可逆氟碳变色涂料的研究，第一届特种功能涂料与涂装研讨会，2007，P：168；34．新型环境友好型含氟聚合物分散剂的合成及性能研究, 现代涂料与涂装,2007, 10(05):15535．弹性氟碳乳液的合成及性能研究，d第4届环保型水性树脂及第6届PU涂料技术研讨会，2005，P: 22036．环境友好型氟碳导电涂料的研究，第八届氟树脂及氟涂料技术研讨会，2007,P:18137．Study on Composite Poly(Ether Urethane) Solid Electrolyte, 复旦学报(自然科学版), 2007, 46(5): 83638．Effect of functionalized montmorillonite addition on the thermal properties and ionic conductivity of PVDF-PEG polymer electrolyte, Journal of Power Sources, Under Review;39．Preparation and Characterization of Poly(ethylene glycol)/Vermiculite Composite Polymer Electrolytes, Physica B: Consenced Matter, Under 水性叔氟外墙涂料的研究, 现代涂料与涂装, 2007, 10: 25．41．Preparation of UV-Curing Polyster PUA Adhesives, Journal of Northwest Normal University (natural science), 2006, 42(s28): 190;42.一种环境友好型含氟超分散剂，专利。43. 利用松香与甲基丙烯酸缩水甘油酯制备酯化物的方法，专利。
浅谈水体污染 全世界都在高速发展的今天，人类对水的需求量正逐渐地增加，而与此同时，水资源的浪费，水土的流失，水体的污染，也正威胁着人类的生存与发展。这其中，尤以水体污染最为严重。 水体除了水本身外，还包括水生生物和底泥等。天然水体本身所具有的净化污染物的能力，称为水体的自净作用。按净化的机制，水体自净可分为物理净化、化学净化和生物净化。水体的自净作用过程进行得相当缓慢，自净能力也是有限的。当污染物进入水体后，其含量超过水体的自净能力，引起水质恶化，破坏了水体的原有用途时称为水体污染。 究其原因，很大程度上是因为19世纪英国工业革命后，一方面工业化和城市化的迅猛发展，工业废水和生活污水排出的污染物数量大大超过水体的自净能力，而使地球上的江河湖海受到日益严重的污染；另一方面，随着科技和生产力水平的发展，各种人工合成的化学新物质日益增多，许多新物质具有突变、致畸、致癌作用，一旦污染水体，将长时间滞留在水中，水体的自净作用无法分解这些人工合成的化学新物质。 水体中的主要污染物按其存在状态可分为悬浮物质、胶体物质和溶解物质三类。 悬浮物质主要是泥砂和粘土，大部分来源于土壤和城镇街道径流，少量来自洗涤废水。 胶体物质主要是各种有机物，水体中有机物的生物部分，总大肠菌群是检验致病微生物是否存在和水体污染状况的指标之一；水中溶解氧浓度是衡量水中有机物的非生物部分污染程度的重要指标之一，溶解氧浓度DO越低，有机物污染越严重，当DO≤4时，鱼类生存就会受到影响，甚至死亡。有机物污染的另两种更常用的指标是化学需（耗）氧量COD和生化需（耗）氧量BOD。COD表示利用化学氧化剂氧化水样中的有机物所需（耗）的氧量，单位是mg/L。BOD表示利用微生物氧化水样中全部的有机物过程所消耗的溶解氧的量，单位是mg/L。这两种指标越高，表示水体污染程度越深。 溶解物质主要是一些完全溶于水的盐类（氯化物、硫酸盐、氟化物等）和溶解气体（二氧化碳、硫化氢等）。 我国水体污染量大而广的主要污染是耗氧的有机物，危害最大的是重金属和生物难降解的有机物。 前不久，曾取样杭州西溪河水做了实验，测得水样中COD（Mn）=，超过正常标准将近一倍（详见文后所附实验报告）。环境污染是当前全球所面临的一个重大问题，水体污染已成为了问题的重中之重。西溪河能有今天的状况，绝不是人们在短时间内所为，而必然是因为沿岸居民对其长达数十年的不间断的污染所致。高达的耗氧指数，令人心悸，几十年前清澈见底的小河，如今却连鱼也无法生存，这是何等的可怕，又是何等的可悲！几年前，沿河的工厂每年向河中排放的工业废水数以亿计，垃圾处理场每年向河中倾倒的生活垃圾又何止万吨？再加上周围居民无限制地向其中排放生活废水，使清水终于成了污水、臭水、死水。如今，杭州市政府虽然为改良西溪河的水质投入了巨大的人力、物力、财力，关停了沿河的所有工厂和垃圾处理场，但是随着居民小区的增多，使生活废水的排放量较从前又大大地增加了，以致于水质无法从根本上得以改善。这一切，使得所有的“始作佣者”饱受煎熬。尤其是夏季，河水散发出阵阵恶臭，引得沿河地区蚊蝇满天。每当河道的水闸关闭时，成片的垃圾堆积于河面，此情此景与“全国十佳卫生城市”的美名是何等的“相配”啊！ 然而，作为地球上最聪明的动物，人类却一定要见到这一幕惨剧发生，甚至一定要这一幕惨剧有所发展，方肯痛下决心来治理。这是何必呢？这不仅对水体、对环境、对自然造成了极大的污染和破坏，也极大地浪费了财力、物力和人力，也在一定程度上减缓了一个地区乃至一个国家经济的发展和人民生活水平的提高。 1992年，当时的水利部长杨振怀曾发布过全国各类水土流失情况的报告，上载：截至1992年6月，全国各类水土流失面积为492万平方公里，相当于全国国土总面积的。如此惊人的数字，已告诉人们，中国是当今全世界水土流失最严重的国家之一，可见水资源在中国的可贵。 尽管如此，却仍有许许多多的河流遭到不同程度的污染。杭州的西溪河早已是“臭名远扬”，另外，杭城的运河、古新河也早与西溪河“齐名” 在泰国首都曼谷，号称泰国母亲河的楣楠河，如今河水似墨般黑，泛出的臭气，也绝不亚于西溪河，拿根棒子随手一搅，沼气便不断涌出。楣楠河落到如此地步，是因为沿岸宾馆向其中排放大量生活污水以及货船排放的废油所致。98年亚运会前夕，更有甚者将成车的建筑垃圾倾倒入河。这一切的一切，终于使得泰国的“母亲河”面目全非。 大量事实再一次地向人类证明：水体污染是人类自己所为，而这一切后果，都必须由人类自己来承担。 严重的水体污染已引起了各国政府的高度重视。如何保护环境，如何保护有限的水资源已是一个刻不容缓的问题了。 在中国，太湖流域内所有的排污单位均在1998年12月31日前实现了达标排放。这也足以说明我国政府对水体保护的重视程度了。 现在，一切的行为，都只是治标而不治本。要想彻底解决这一世界性的难题，决非三五年便可完成的，必须在治理已污染水体的同时，保护未被污染的水体，并从根本上提高人类的素质，增强人类的环保意识，为造福子孙万代而做出贡献。 大自然需要人类，人类更需要大自然。环境被污染，生态平衡被破坏，遭灾的还是人类自己。为了自己，为了一切生物，更为了地球，人类必须解决环境问题。从小事做起，还空气以清新！还天空以碧蓝！还河流以清澈！还山峦以绿色！还地球以健康！ 附1：检验水质实验报告 实验名称：水中化学耗氧量（COD）测定 实验目的：1、巩固滴定操作成果 2、了解水体及水体污染的初步知识 3、通过对水中化学耗氧量的测定，了解不同水体受污染的程度，从而激发和增强环保意识 实验原理：利用氧化还原反应的原理，测算水中的化学耗氧量（COD）。当DO≤4时，鱼类即无法生存。 实验仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、移液管、洗耳球、10ml量筒、100ml量筒、烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管、碱式滴定管、100ml酸式容量瓶、100ml 碱式容量瓶、玻璃棒 实验药品：高锰酸钾溶液、稀硫酸、草酸钠溶液、蒸馏水、河水水样 水样来源：杭州西溪河 实验操作：1、分别用浓度为的KMnO4溶液与Na2C2O4溶液配制为的溶液，置于100ml的容量瓶中； 2、将配制好的溶液倒入滴定管中，并调零（KMnO4溶液置于酸式滴定管中，Na2C2O4溶液置于碱式滴定管中）； 3、取充分摇匀的废水样100ml置于250ml锥形瓶中，并向瓶中加入5 ml以1∶3配制的H2SO4溶液，使其均匀混合； 4、自滴定管中加入体积为V0的KMnO4溶液，摇匀，并立即放入沸水浴中加热（沸水浴液面要高于瓶内溶液液面）在此过程中，溶液必须保持淡红色，否则应向瓶中再加入KMnO4溶液； 5、 30分钟后，取出锥形瓶，并趁热向其中滴加的Na2C2O4 标准溶液，摇匀后，立即用的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色并半分钟不褪色，记录滴定所耗的KMnO4溶液的体积，记作V1； 6、再向溶液中滴加的Na2C2O4标准溶液，并用的KMnO4溶液滴定至溶液呈粉红色，记录滴定所耗KMnO4溶液的体积，记作V2，以此测定KMnO4溶液的校正系数K= V2
界定涂料是否符合绿色环保标准，有三个考量层次。 第一是涂料的总有机挥发量（TVOC）。有机挥发物对人类自身和自然环境构成的危害是直接的，超标涂料已成为现代社会中继汽车尾气、油料泄漏的又一巨大污染源，越来越受到世界各国的关注。早在1967年，美国洛杉矶地区就实施了限制涂料溶剂用量的“66法规”。此后，各发达国家对涂料的绿色环保标准，愈来愈严格，开始的时候，只对一些可发生光化反应的溶剂实施限制，后来发现，除了水、丙酮以外，几乎所有的溶剂，如甲苯、二甲苯、丁酮、醋酸脂、乙醇都能发生光化反应，形成有机挥发物污染，必须加以限制使用。 第二是溶剂的毒性，即与人体接触或吸入后可能会导致疾病。乙二醇的醚类曾是一类水性涂料常用的溶剂，在上世纪70年代被严格禁用。聚乙烯吡咯烷酮是一类人造血浆，制备它的单位乙烯吡咯烷酮曾被认为是无毒化学品，上世纪80年代起在光固化涂料系列产品中得到广泛运用，认为是一种具有高稀释放率、高聚合速度的活性单体，作为稀释剂所得到的漆腊性能超群。但不久发现它是一种强烈的致癌物质，因此被禁止使用。 第三是用户的环境安全。一般说来，涂料干燥后，它的制备溶剂基本上都可挥发干净，但这要有一个过程，特别是有些室温固化的涂料，溶剂挥发速度很慢，溶剂量虽不大，但若有毒性的话，用户长时间的接触，就会对人体造成伤害，因此在制备时，一定要限制有毒溶剂的使用。绿色环保涂料的兴起 1988年第一届国际材料科学研究会上首次提出了“绿色建材”的概念，绿色成为人类环境愿望的标志。绿色建材是指采用清洁生产技术，少用天然资源和能源，大量使用工业或城市固态废弃物生产的对人体、周边环境无害的健康、环保、安全、消防型建筑材料，国际上也称“生态建材”、“健康建材”或“环保建材”。1992年国际学术界明确提出绿色材料 的定义：绿色材料指在原料生产、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等环节中对地球环境负荷为最小和有利于人类健康的材料，亦称为“环境调和材料”。 绿色环保涂料作为绿色建材的一种，同样是对涂料“健康、环保、安全”属性的评价，包括对生产原料、生产过程、施工过程、使用过程和废弃物处置五大环节的分项评价和综合评价。绿色环保涂料的基本功能除作为建筑涂料的基本实用外，还在于维护人体健康、保护环境。因此，绿色环保涂料与传统涂料相比，应该具有以下五个特征： 少用或不用天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾、废液等废弃物作为再生资源。 采用低能耗制造工艺，采用清洁的生产技术，尽量减少废气、废渣和废水的排放量，或使之经有效的净化处理。 在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物、溶剂或芳香族碳氢化合物；产品不得含有汞及其化合物，不得使用铅、镉、铬及其化合物及添加剂。 严格控制涂料的voc的释放量，禁止使用有毒有害的溶剂，使产品不仅不损害人体健康，而且应有益于人体健康，产品要具有多功能：如抗菌、防霉、隔热、阻燃、防火、调温、消声、消磁、防射线、抗静电等等。 产品可循环或回收再利用，无污染环境的废弃物等等。 随着人类对自身健康和环保意识的不断增强，人们对绿色环保涂料的消费需求日趋强烈。为此，国家还于2001年12月10日批准发布了《室内装饰装修材料有害物质限量》等10项强制性国家标准，自2002年1月1日起，企业生产的产品应执行该10项标准，自2002年7月1日起，市场上停止销售不符合该10项国家标准的产品。其中一项就是gb18582-2001《室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量》国家标准，其技术要求包括(1)挥发性有机化合物(voc)(g/i)≤200；(2)游离甲醛(g/kg)≤；(3)重金属(mg/kg)：可溶性铅≤90，可溶性镉≤75，可溶性铬≤60，可溶性汞≤60等。这些强制性的标准的出台无疑将推进绿色环保涂料成为涂料工业开发的主流，同时绿色环保涂料也将成为涂料生产企业实施可持续发展战略重要内容之一。 绿色环保涂料的可持续发展 从企业的角度理解建筑涂料的可持续发展应该是，使建筑涂料的生产———分配———流通———消费———生产这一循环能够周而复始地进行下去。为了实现这一点，就要求有可持续的生产、优化公平的分配、顺畅快捷的流通和文明的消费，并且要有持续的要素投入。但实现这一循环的必要条件是其所生产的产品是绿色和环保的，因为只有对环境友好的涂料产品，才能具有旺盛的生命力，才能使企业实现可持续发展。 因此，开发“绿色环保涂料”是21世纪涂料企业生存发展的前提，具有非常重要的意义。具体表现在以下几个方面： 减少环境污染，给子孙后代留下一个洁净的空间。 目前，大量使用的建筑涂料仍是一个重要的污染释放源，因为，涂料在生产和使用过程中的污染排放不仅会对大气和环境造成破坏，同时，还直接影响着人们的身体健康。 提高企业在消费者心目中的地位，树立和改善企业形象。 任何企业的市场营销活动都是以消费者需求为中心的，随着环境污染的日益严重，环保意识在人们心目中的地位逐步提高，人们在选择商品时把环境指标当作是一个非常重要的因素加以考虑。对涂料产品而言，工厂生产出来的只能算半成品，与其实现最终用途的装饰保护作用的形态之间还存在一个使用过程评价这一特殊的互动环节。因此，涂料生产企业必须迎合消费者的这种购买心理，努力生产“绿色环保涂料”，满足消费者的需求，这样，企业才能最终赢得消费者，在消费者心中树立良好的企业形象，提高企业的知名度，在市场竞争中处于优势。 抵制绿色贸易壁垒的影响，促进产品的出口创汇。 随着国际上环境保护意识的增强，为国际贸易提出了新的机遇和挑战，各国政府为了实现环保目标以及为了鼓励出口，限制进口，增大国际贸易顺差，采取了多种贸易限制措施。如：征收环境进口附加税、环境费，推行国际环保标准等等。这对我国产品的出口创汇产生深远的影响。因此“绿色贸易壁垒”已成为我国贸易领域难以摆脱的障碍。因此，我们的涂料企业必须更多地生产“绿色环保涂料”，盯住国际标准，紧跟世界潮流，为我国外贸出口开拓更多、更广阔的绿色市场，实行“绿色市场营销”，努力克服绿色贸易保护障碍，争取更多的外汇。 值得注意的是，生产绿色环保涂料产品已为许多企业带来了丰厚的利润，特别是一些拥有先进的涂料生产技术、资金雄厚的大企业，已在这方面走在了前面。生产绿色环保涂料要求企业在技术和设备上的投入，对任何一个企业来说都是一笔不小的费用。因此，从某种意义上来说，激烈的市场竞争已有意无意地利用了绿色技术来淘汰一部分落后原始的小企业和正待建设的小企业，这是市场经济的法则，是企业的可持续发展的必修课。 绿色环保涂料的生产 尽管人们对绿色环保涂料的呼声越来越高，企业也日益认识到要采取主动，积极适应这一发展趋势。但如何行动，或者说如何做到既满足环保要求，又不致增加过高的投资，保证企业的利润和良性发展仍是一个值得研究的课题。 生产途径：由于真正意义上的绿色环保涂料是指从事制造、使用、废弃整个过程，都与生态环境相协调，那么绿色环保涂料的设计就不能局限于“末端治理”型的狭义的环境保护，检验产品是否绿色环保也不仅仅是控制涂料的voc那么简单和单纯，而是在产品的整个生命周期中都贯彻环保思想，实现生命周期成本总和最小化。因此，生产绿色环保涂料应该是采用清洁生产工艺、使用可回收利用的包装、以及绿色营销等手段等等。 (1)清洁生产。清洁生产是指对工艺和产品不断运用综合性的预防战略，以减少其对人体和环境的风险。研究表明，以清洁生产技术解决污染问题的成本要比末端处理技术节约25~50%。1999年3月，朱镕基总理在政府工作报告中首次明确提出鼓励清洁生产，将推行清洁生产作为我国政府的重要政策。清洁生产的技术手段有使用有毒有害原料的替代技术；节能技术；物料循环使用或重复使用技术；先进的催化、分离技术等等。 (2)可回收利用的包装。选择可以重复使用或者是容易分解处理的包装材料。 (3)绿色营销。引进科学的市场营销手段，把企业的经济效益、环境效益和社会效益结合起来，拓展营销观念，引导文明消费。 保证措施：生产绿色环保涂料除了要具有以上的工艺和技术外，还与企业的经营管理、政府的政策法规、产品的技术创新、教育培训以及公众参与和监督有着紧密的联系。因为企业的经营管理是生产绿色环保涂料的体现主体，政府的政策法规是生产绿色环保涂料的调控手段，产品的技术创新是生产绿色环保涂料的强大推动力，教育培训和公众参与是生产绿色环保涂料的保障。因此，要确保企业有动力和能力和平和销售绿色环保涂料产品，还要求政府、行业协会、企业自身、公众等各方采取相应的措施，如： (1)宏观上，国家要健全各种规章制度，利用经济手段限制污染产品的生产，鼓励绿色环保涂料产品的开发。 (2)建立良好的信息传递机制，促进企业之间的协调竞争。可以通过发展科技咨询中介和服务中介，解决企业在研发绿色产品过程中的信息短缺问题。同时，博弈论的角度看，建立企业间的协调的竞争秩序，在竞争中合作，合作中竞争，可以避免在目前绿色产品和技术尚不完善的前提下，发生低水平重复和资源的浪费，实现企业间的双赢。 (3)实行环境标志，公布权威的认证机构，引导消费者购买“绿色涂料产品”。环境标志通过标志图形、说明标签等形式向消费者指出标志产品与非标志产品行为的判别及标志产品对环境保护的作用；公布权威的认证机构是为了在源头上杜绝假冒“绿色涂料产品”之名坑害消费者的产品在市场上流通。 (4)加大科技创新，努力研发绿色涂料产品和绿色技术。目前市场上之所以还有那么多污染的产品在生产和应用，其主要原因是我们的科技水平有限，开发“绿色涂料产品”会导致成本的大幅度提高，所以，我们必须大力提高科技创新水平。 建筑涂料的可持续发展是全面贯彻实施可持续发展战略的一个组成部分，是建筑涂料的发展方向。正确理解认识绿色环保涂料与可持续发展之间的关系和相互促进机制，对提高我国的涂料生产水平和人们的生活质量有着重要的意义。 (转摘自‘中国塑编网’）
绿色催化剂的应用及进展摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述，主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油化工领域的研究现状，并对其应用和发展前景做了总结和评述。[关键词]杂多化合物；绿色化工催化剂；展望随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应用的不断增加，寻找符合时代要求的工艺简单、污染少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20世纪90年代后期绿色化学[1，2]的兴起，为人类解决化学工业对环境污染，实现可持续发展提供了有效的手段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实现传统化学工艺无害化的主要途径。杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类，是一类由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的多氧簇金属配合物，用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接作为固体酸比表面积较小(＜10 m2/g)，需要对其固载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱性、氧化还原性的同时还具有高活性，用量少，不腐蚀设备，催化剂易回收，反应快，反应条件温和等优点而逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异构化等石油化工研究领域的各类催化反应。1杂多酸在石油化工领域的研究进展随着我国石油化工工业的快速发展，以液态烃为原料制取乙烯的生产能力在不断增长，而产生的副产物中有大量的C3～C9烃类，其化工综合利用率却仍然较低，随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限制，如何在不降低汽油辛烷值的情况下，生产出高标号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技术难题。目前，催化裂化副产物C3～C9烃类的催化氧化、烷基化、芳构化以及C3～C9烃类的回炼技术已成为研究的热点。因此，催化裂化C3～C9烃类的开发与应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。催化氧化反应杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧化催化剂，其阴离子在获得6个或更多个电子后结构依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物，并使自身呈还原态，这种还原态是可逆的，通过与各种氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用，可使自身氧化为初始状态，如此循环使反应得以继续。用杂多酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线是可行的[7]：①分子氧的氧化：即氧原子转移到底物中；②脱氢反应的氧化。将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O两相中，在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+；X=P5+，Si4+或B3+)的存在下，用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时，负离子[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的，并且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性，而[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和[W2O3(O2)4(H2O)2]2-，而这两种活性物种在环氧化反应中起到了重要的作用。烷基化反应石油炼制工业上，烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受到了很大的限制。C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提分离丁二烯后的C4剩余部分，其中富含大量的1-丁烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要的基本有机化工原料，主要用于制备丁基橡胶和聚异丁烯，也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃，其主要用途是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体，也用于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术开发成功以来，随着LLDPE工业生产的蓬勃发展，国内外对1-丁烯的需求与日俱增，已成为发展最快的化工产品之一。刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸，在超临界条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作用。结果表明，它们的活性和选择性大小顺序是当阳离子数相同时，Cs+盐＞K+盐＞NH4+盐。(NH4)尽管催化活性不高，但对C8产物的选择性达到％；具有很高的催化活性，但其对C8产物的选择性却只有。异构化反应汽油的抗爆性用异辛烷值表示，直链烃异构化是生产高辛烷值汽油的重要手段。C5～C6烷烃骨架异构化旨在提高汽油总组成的辛烷值，反应受平衡限制,低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的异构化油产率，C5～C6烷烃异构化应在尽可能低的温度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型的酸催化反应，最近发现有较多的固体酸材料（其酸强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化，其中，最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。2绿色催化剂绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]：（1）在无毒无害及温和的条件下进行；(2)反应应具有高的选择性，人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为，极性分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴离子之间的距离而进入其体相中，在某种意义上吸收大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液，其状态介于固体和液体之间，使得某些反应可以在这样的体相内进行。作为酸催化剂，其活性中心既存在于“表相”，也存在于“体相”，体相内所有质子均可参与反应，而且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的“拟液相”，这种特性使其具有很高的催化活性，既可以表面发生催化反应，也可以在液相中发生催化反应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应，也可作相转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂，双氧水为氧化剂，醋酸为溶剂，催化氧化三甲基苯酚(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ)，这与传统方法先用发烟硫酸磺化TMP，然后在酸性条件下用固体氧化剂氧化得到TMBQ相比，能减少排放大量废水以及10 t以上的固体废物，且其摩尔收率可达86％，大大提高了原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸催化剂，大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散，且不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道，而强酸性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。实验表明，在反应温度和压力较低的情况下(120℃和～ MPa)，烯烃的转化率和二十四烷基苯的选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙酯，简化合成工艺，与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂，用30%双氧水催化氧化苯甲醇合成苯甲醛，苯甲醛收率可达。与国内同类产品的生产工艺相比，其具有催化活性好，反应条件温和，生产成本低廉，催化剂可重复使用，对设备无腐蚀性，不污染环境，是一种优良的新型合成工艺路线，具有一定的工业开发前景。3展望虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善，但大多数催化剂仍停留在实验阶段，催化剂性能不稳定，制备过程复杂，性价比低是制约其工业化应用的主要原因，但从长远角度考虑，采用绿色化工催化剂是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优点，又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题，而且能重复使用，体现了环保时代的催化剂发展方向。今后的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机制和催化活性的关系，进一步解决活性成分的溶脱问题，并进行相关的催化机理和动力学研究，为工业化技术提供数据模型，使负载型杂多酸早日实现工业化生产，为石油化工和精细化工等行业创造更大的经济、社会效益。[参考文献][1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]王恩波，胡长文，许林.多酸化学导论[M].北京：化学工业出版社，1997，170-195．夏恩冬，王鉴，李爽.杂多酸氧化－还原催化应用及研究进展[J].天津化工，2007，21(3)： C,Chottard G,Bregeault J,et epoxidation using tungsten-based precursors andhydrogen peroxide in a biphase medium[J].Inorg Chem.,1991,30(23):4 409-4 415.刘志刚，刘植昌，刘耀芳.SiW12杂多酸盐在C4烷基化反应中应用的研究[J].天然气与石油，2005，23(1)：17-19.陈诵英，陈蓓，王琴，等.环境友好氧化催化剂杂多酸的应用[J].宁夏大学学报，2001，(2)：98-99.刘亚杰，温朗友，吴巍，等.负载型杂多酸催化剂合成二十四烷基苯[J].石油炼制与化工，2002，33(12)： M,Kung H Catalysis A:General[J],2000,201:9-11.刘秉智.固载杂多酸催化氧化合成苯甲醛绿色新工艺[J].应用化工，2005，(9)： Chemistry TheoryandPractice[M].Oxford:Oxford University Press, atom economy:a search for synthetic effi 2ciency[J].Science,1991,254(5037):1 471-1 M,Okuhara [J],1993,23(11): Rev-Sei Eng.[J],1995,37(2):311-352.温朗友，闵恩泽.固体杂多酸催化剂研究新进展[J].石油化工，2000，(1)：49-55.
在现代生活中，几乎随时随地都离不开化工产品，下面是我精心推荐的一些化工类职称论文，希望你能有所感触!
化工产业的希望绿色化工
摘要 随着化工行业飞速发展,在带来巨大经济效益的同时环境污染问题也越来越严重,由此引发的矛盾日益突出,关、停、转现象屡见不鲜,而化工产品又是人们日常生活必须用品,研发“环境友好、节约能源”的绿色产品日见紧迫,发展绿色化工突显重要性。
关键词 绿色化工;实用性;紧迫性
中图分类号[TQ09]文献标识码A文章编号 1674-6708(2010)20-0043-01
0 引言
20世纪中叶,科学与技术在全球范围内进入了一个飞速发展的时期。与此同时,越来越引起人类担忧的是全球资源的掠夺性开发和伴随工业化发展而产生的大量“三废”排放,这些对人类的生存环境造成了严重的破坏。由于环境的污染和生态平衡的失调,对生命和健康造成了极大的威胁,人们越来越清楚地认识到保护环境的重要性,利用化学原理从源头上消除环境污染,研发绿色化工技术势在必行。
1 化学工业现状
化学工业是与人类生活关系最密切的工业,已渗透到人类生活的各个方面,包括衣、食、住、行乃至当代高科技的发展都与化学化工的进步直接相关,因此,化学工业所表现出的“环境污染”和“特殊贡献”两重性,对广大化工研究人员和生产人员提出了挑战。最初的办法是对化工生产过程中产生的污染进行治理,政府和企业投入大量资金和人力,对环境污染的治理方法和技术开展了大量而卓有成效的研究,发展了水处理技术,大气污染治理技术,固体废弃物处理技术和噪声治理技术等环境保护手段,对环境生态的保护作出了重要贡献。但是人们发现,随着人类社会的不断进步,生产规模的迅速增长,环境治理的速度远远落后于环境污染的速度,而且用于污染治理的费用不断上升。地球的生态环境随着工业生产的不断进步而迅速恶化,已严重威胁着人类的生存。因此,根本的解决办法只有一条,这就是彻底改变传统工业的生产模式,倡导绿色化生产,从污染源头防止污染发生,走可持续发展道路。特别是化学工业,只有用“绿色化学工艺”来替代传统化学工艺,实施化学工业的清洁生产,才有可能完全改变化学工业的面貌,使化学工业实现跳跃式发展。在这样的背景下,产生了从源头上减少和消除污染的清洁生产,即绿色化工。
2 绿色化工的原理
通过利用一系列的化学原理与方法来降低或除去化学产品设计、制造与应用中有害物质的使用与产生,使化学产品或过程的设计更加环保化,包括所有可以降低对人类健康产生负面影响的化学方法的技术,在此基础上产生的无害化工过程,被称为绿色化工。绿色化工的最大特点在于它是在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染。
3 研发绿色化工的紧迫性
随着经济的快速发展,环境问题、化学污染问题日益被提高到愈来愈重的位置,在各地大力发展工业的同时,环境污染问题实行一票否决制,由此催生各类厂矿企业加大绿色环保、绿色产品的研发,尤其是化工类企业更是下大力气进行科技研发,探讨环境友好,节约能源的新工艺;探索绿色原料,尽可能选用无毒无害的化工原料进行化学合成;开发绿色工艺,利用全新的化工技术,从工艺上清除有毒有害物质的产生,做到清洁生产,最终实现废物的零排放;生产绿色产品。近几年,中国科学院化学部加大了《绿色化学与技术》院士咨询课题,并多次召开了研讨会,探索“可持续发展问题对科学的挑战--绿色化学”,由此推动了绿色化工的发展。
4 研发绿色化工的内容
1)选择可更新的原材料;设计低公害的化学合成方法;原子经济性化学反应;应用催化转化并开发新催化剂;设计更安全的化学产品和化工过程;降低化学过程能耗,尽可能采用在环境温度和常压下进行的合成方法;尽可能不用助剂或附料,必要时选用无毒的助剂或附料;选用本质上更安全的化学产品;防止产生污染的过程分析;化学品的可降解性。
2)研发可替代的原料、试剂、溶剂,新型催化剂与合成过程等等。如通过对废弃的物质进行处理,将其转化为动物饲料和有机化学品;利用无毒无害的原料代替剧毒的光气、氢氰酸生产有机原料;利用生物技术以废弃物为原料生产常用的有机原料;采用超临界CO2代替有机溶剂作为油漆和涂料的喷雾剂等。
3)具有可回收利用性、可处理性或可重新加工性能的清洁化学产品,近年来在这方面的研究有:(1)可降解塑料。目前,降解塑料主要分为光降解塑料和生物降解塑料。(2)氟氯烃替代产品。臭氧层的破坏是当前国际上面临的三大全球性环境问题之一,为了保护臭氧层必须禁止使用CFCs(氟氯碳化合物)。(3)绿色涂料产品:传统的涂料产品含有大量挥发性有机化合物(VOC),污染环境,危害人身健康。不含VOC的绿色涂料产品主要为:水基涂料、粉末涂料和无溶剂涂料。在绿色产品的要求下聚合方法也得到了发展,特别是在乳胶型涂料方面通过改进的微乳聚合方法成功地制备了固含量高达30%~50%,乳化剂含量为1%~5%,微粒小于2nm的含反应性官能团的丙烯酸酯类乳胶,其VOC含量为零。
5 研发绿色化工的经济实用性
绿色化工是解决污染问题的一种根本方法,与传统的污染处理不同,绿色化工通过改变化学产品的结构与性质或产生工艺过程来减少或消除有害物质的产生与使用。绿色化工通过设计或重新设计化学物质的分子结构,使其具备所需的特性又避免或减少有毒基团的产生与使用。同时,绿色化学追求高选择性化学反应,副产品极少,甚至达到原子经济性,实现零排放。因此,研发绿色化工不仅可以防止环境污染,亦可提高资源与能源的利用率,提高化工过程的经济效益,对化工过程的可持续发展具有巨大的推动作用。随着化工行业清洁生产的持续推进,绿色化工产品将以绿色优势赢得市场。短期来看,推进绿色化工技术和生产规范会提升生产成本。长期来看,随着社会和公众对绿色化工产品的认可,通过推进企业和产品的绿色化,先行的企业和产品将会赢得公众,赢得市场;许多尚无绿色意识和改进措施的产品将被禁止而为绿色替代产品提供机会。因此,开发绿色化工前景广阔,应用广、实用性强、经济效益显著。
参考文献
[1]徐立青,唐方敏.千方百计实现我国化学工业可持续发展.
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相关范文：超硬材料薄膜涂层研究进展及应用摘要：CVD和PVD TiN，TiC，TiCN，TiAlN等硬质薄膜涂层材料已经在工具、模具、装饰等行业得到日益广泛的应用，但仍然不能满足许多难加工材料，如高硅铝合金，各种有色金属及其合金，工程塑料，非金属材料，陶瓷，复合材料(特别是金属基和陶瓷基复合材料)等加工要求。正是这种客观需求导致了诸如金刚石膜、立方氮化硼(c-BN)和碳氮膜(CNx)以及纳米复合膜等新型超硬薄膜材料的研究进展。本文对这些超硬材料薄膜的研究现状及工业化应用前景进行了简要的介绍和评述。关键词：超硬材料薄膜；研究进展；工业化应用1 超硬薄膜超硬薄膜是指维氏硬度在40GPa以上的硬质薄膜。不久以前还只有金刚石膜和立方氮化硼(c-BN)薄膜能够达到这个标准，前者的硬度为50-100GPa(与晶体取向有关)，后者的硬度为50～80GPa。类金刚石膜(DLC)的硬度范围视制备方法和工艺不同可在10GPa～60GPa的宽广范围内变动。因此一些硬度很高的类金刚石膜(如采用真空磁过滤电弧离子镀技术制备的类金刚石膜(也叫Ta：C))也可归人超硬薄膜行列。近年来出现的碳氮膜(CNx)虽然没有像Cohen等预测的晶态β-C3N4那样超过金刚石的硬度，但已有的研究结果表明其硬度可达10GPa～50GPa，因此也归人超硬薄膜一类。上述几种超硬薄膜材料具有一个相同的特征，他们的禁带宽度都很大，都具有优秀的半导体性质，因此也叫做宽禁带半导体薄膜。SiC和GaN薄膜也是优秀的宽禁带半导体材料，但它们的硬度都低于40GPa，因此不属于超硬薄膜。最近出现的一类超硬薄膜材料与上述宽禁带半导体薄膜完全不同，他们是由纳米厚度的普通的硬质薄膜组成的多层膜材料。尽管每一层薄膜的硬度都没有达到超硬的标准，但由它们组成的纳米复合多层膜却显示了超硬的特性。此外，由纳米晶粒复合的TiN／SiNx薄膜的硬度竟然高达105GPa，创纪录地达到了金刚石的硬度。本文将就上述几种超硬薄膜材料一一进行简略介绍，并对其工业化应用前景进行评述。2 金刚石膜2．1金刚石膜的性质金刚石膜从20世纪80年代初开始，一直受到世界各国的广泛重视，并曾于20世纪80年代中叶至90年代末形成了一个全球范围的研究热潮(Diamond fever)。这是因为金刚石除具有无与伦比的高硬度和高弹性模量之外，还具有极其优异的电学(电子学)、光学、热学、声学、电化学性能(见表1)和极佳的化学稳定性。大颗粒天然金刚石单晶(钻石)在自然界中十分稀少，价格极其昂贵。而采用高温高压方法人工合成的工业金刚石大都是粒度较小的粉末状的产品，只能用作磨料和工具(包括金刚石烧结体和聚晶金刚石(PCD)制品)。而采用化学气相沉积(CVD)方法制备的金刚石膜则提供了利用金刚石所有优异物理化学性能的可能性。经过20余年的努力，化学气相沉积金刚石膜已经在几乎所有的物理化学性质方面和最高质量的IIa型天然金刚石晶体(宝石级)相比美(见表1)。化学气相沉积金刚石膜的研究已经进人工业化应用阶段。表 1 金刚石膜的性质Table 1 Properties of chamond filmCVD 金刚石膜天然金刚石点阵常数 (Å)密度 (g/cm3)比热 Cp(J/mol,(at 300K))弹性模量 (GPa)910-12501220*硬度 (GPa)50-10057-100*纵波声速 (m/s)18200摩擦系数热膨胀系数 (×10 -6 ℃ -1)***热导率 (W/)2122*禁带宽度 (eV)电阻率 (Ω.cm)1012-10161016饱和电子速度 (×107cms-1)*载流子迁移率 (cm2/Vs)电子1350-15002200**空隙4801600*击穿场强 (×105V/cm)100介电常数光学吸收边 (□ m)折射率 ( □ m)光学透过范围从紫外直至远红外 ( 雷达波 )从紫外直至远红外 ( 雷达波 )微波介电损耗 (tan □)＜ 注:*在所有已知物质中占第一,**在所有物质中占第二,***与茵瓦(Invar)合金相当。2．2金刚石膜的制备方法化学气相沉积金刚石所依据的化学反应基于碳氢化合物(如甲烷)的裂解，如：热高温、等离子体CH4(g)一C(diamond)+2H2(g) (1)实际的沉积过程非常复杂，至今尚未完全明了。但金刚石膜沉积至少需要两个必要的条件：(1)含碳气源的活化；(2)在沉积气氛中存在足够数量的原子氢。除甲烷外，还可采用大量其它含碳物质作为沉积金刚石膜的前驱体，如脂肪族和芳香族碳氢化合物，乙醇，酮，以及固态聚合物(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)，以及卤素等等。常用的沉积方法有四种：(1)热丝CVD；(2)微波等离子体CVD；(3)直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)；(4)燃烧火焰沉积。在这几种沉积方法中，改进的热丝CVD(EACVD)设备和工艺比较简单，稳定性较好，易于放大，比较适合于金刚石自支撑膜的工业化生产。但由于易受灯丝污染和气体活化温度较低的原因，不适合于极高质量金刚石膜(如光学级金刚石膜)的制备。微波等离子体CVD是一种无电极放电的等离子体增强化学气相沉积工艺，等离子体与沉积腔体没有接触，放电非常稳定，因此特别适合于高质量金刚石薄膜(涂层)的制备。微波等离子体CVD的缺点是沉积速率较低，设备昂贵，制备成本较高。采用高功率微波等离子体CVD系统(目前国外设备最高功率为75千瓦，国内为5千瓦)，也可实现金刚石膜大面积、高质量、高速沉积。但高功率设备价格极其昂贵(超过100万美元)，即使在国外愿意出此天价购买这种设备的人也不多。直流电弧等离子体喷射(DC Arc P1asma Jet)是一种金刚石膜高速沉积方法。由于电弧等离子体能够达到非常高的温度(4000K-6000K)。因此可提供比其它任何沉积方法都要高的原子氢浓度，使其成为一种金刚石膜高质量高速沉积工艺。特殊设计的高功率JET可以实现大面积极高质量(光学级)金刚石自支撑膜的高速沉积。我国在863计划"75”和"95”重大关键技术项目的支持下已经建立具有我国特色和独立知识产权的高功率De Are Plasma Jet金刚石膜沉积系统，并于1997年底在大面积光学级金刚石膜的制备技术方面取得了突破性进展。目前已接近国外先进水平。2．3金刚石膜研究现状和工业化应用20余年来，CVD金刚石膜研究已经取得了非常大的进展。金刚石膜的内在质量已经全面达到最高质量的天然IIa型金刚石单晶的水平(见表1)。在金刚石膜工具应用和热学应用(热沉)方面已经实现了，产业化，一些新型的金刚石膜高技术企业已经在国内外开始出现。光学(主要是军事光学)应用已经接近产业化应用水平。金刚石膜场发射和真空微电子器件、声表面波器件(SAW)、抗辐射电子器件(如SOD器件)、一些基于金刚石膜的探侧器和传感器和金刚石膜的电化学应用等已经接近实用化。由于大面积单晶异质外延一直没有取得实质性进展，n一型掺杂也依然不够理想，金刚石膜的高温半导体器件的研发受到严重障碍。但是，近年来采用大尺寸高温高压合成金刚石单晶衬底的金刚石同质外延技术取得了显著进展，已经达到了研制芯片级尺寸衬底的要求。金刚石高温半导体芯片即将问世。鉴于篇幅限制，及本文关于超硬薄膜介绍的宗旨，下面将仅对金刚石膜的工具(摩擦磨损)应用进行简要介绍。2．4金刚石膜工具和摩擦磨损应用金刚石膜所具有的最高硬度、最高热导率、极低摩擦系数、很高的机械强度和良好化学稳定性的异性能组合(见表1)使其成为最理想的工具和工具涂层材料。金刚石膜工具可分为金刚石厚膜工具和金刚石薄膜涂层工具。2．4．1金刚石厚膜工具金刚石厚膜工具采用无衬底金刚石白支撑膜(厚度一般为0．5mm～2mm)作为原材料。目前已经上市的产品有：金刚石厚膜焊接工具、金刚石膜拉丝模芯、金刚石膜砂轮修整条、高精度金刚石膜轴承支架等等。金刚石厚膜焊接工具的制作工艺为：金刚石自支撑膜沉积→激光切割→真空钎焊→高频焊接→精整。金刚石厚膜钎焊工具的使用性能远远优于PCD，可用于各种难加工材料，包括高硅铝合金和各种有色金属及合金、复合材料、陶瓷、工程塑料、玻璃和其它非金属材料等的高效、精密加工。采用金刚石厚膜工具车削加工的高硅铝合金表面光洁度可达V12以上，可代替昂贵的天然金刚石刀具进行“镜面加工"。金刚石膜拉丝模芯可用于拉制各种有色金属和不锈钢丝，由于金刚石膜是准各向同性的，因此在拉丝时模孔的磨损基本上是均匀的，不像天然金刚石拉丝模芯那样模孔的形状会由于非均匀磨损(各向异性所致)而发生畸变。金刚石膜修整条则广泛用于机械制造行业，用作精密磨削砂轮的修整，代替价格昂贵的天然金刚石修整条。这些产品已经在国内外市场上出现，但目前的规模还不大。其原因是：(1)还没有为广大用户所熟悉、了解；(2)面临其它产品(主要是PCD)的竞争；(3)虽然比天然金刚石产品便宜，但成本(包括金刚石自支撑膜的制备和加工成本)仍然较高，在和PCD竞争时的优势受到一定的限制。高热导率(≥10W／em．K)金刚石自支撑膜可作为诸如高功率激光二极管阵列、高功率微波器件、MCMs(多芯片三维集成)技术的散热片(热沉)和功率半导体器件(Power ICs)的封装。在国外已有一定市场规模。在国内，南京天地集团公司和北京人工晶体研究所合作在1997年前后率先成立了北京天地金刚石公司，生产和销售金刚石膜拉丝模芯、金刚石膜修整条和金刚石厚膜焊接工具及其它一些金刚石膜产品。该公司大约在2000年左右渡过了盈亏平衡点，但目前的规模仍然不很大。国内其它一些单位，如北京科技大学、河北省科学院(北京科技大学的合作者)、吉林大学、核工业部九院、浙江大学、湖南大学等都具有生产金刚石厚膜工具产品的能力，其中有些单位正在国内市场上小批量销售其产品。2．4．2金刚石薄膜涂层工具金刚石薄膜涂层工具一般采用硬质合金工具作为衬底，金刚石膜涂层的厚度一般小于30lxm。金刚石薄膜涂层硬质合金工具的加工材料范围和金刚石厚膜工具完全相同，在切削高硅铝合金时一般均比未涂层硬质合金工具寿命提高lO～20倍左右。在切削复合材料等极难加工材料时寿命提高幅度更大。金刚石薄膜涂层工具的性能与PCD相当或略高于PCD，但制备成本比PCD低得多，且金刚石薄膜可以在几乎任意形状的工具衬底上沉积，PCD则只能制作简单形状的工具。金刚石薄膜涂层工具的另一大优点是可以大批量生产，因此成本很低，具有非常好的市场竞争能力。金刚石薄膜涂层硬质合金工具研发的一大技术障碍是金刚石膜与硬质合金的结合力太差。这主要是由于作为硬质合金粘接剂的Co所引起。碳在Co中有很高的溶解度，因此金刚石在Co上形核孕育期很长，同时Co对于石墨的形成有明显的促进作用，因此金刚石是在表面上形成的石墨层上面形核和生长，导致金刚石膜和硬质合金衬底的结合力极差。在20世纪80年代和90年代无数研究者曾为此尝试了几乎一切可以想到的办法，今天，金刚石膜与硬质合金工具衬底结合力差的问题已经基本解决。尽管仍有继续提高的余地，但已经可以满足工业化应用的要求。在20世纪后期，国外出现了可以用于金刚石薄膜涂层工具大批量工业化生产的设备，一次可以沉积数百只硬质合金钻头或刀片，拉开了金刚石薄膜涂层工具产业化的序幕。一些专门从事金刚石膜涂层工具生产的公司在国外相继出现。目前，金刚石薄膜涂层工具主要上市产品包括：金刚石膜涂层硬质合金车刀、铣刀、麻花钻头、端铣刀等等。从目前国外市场的销售情况来看，销售量最大的是端铣刀、钻头和铣刀。大量用于加工复合材料和汽车工业中广泛应用的大型石墨模具，以及其它难加工材料的加工。可转位金刚石膜涂层车刀的销售情况目前并不理想。这是因为可转位金刚石膜涂层刀片的市场主要是现代化汽车工业的数控加工中心，用于高硅铝合金活塞和轮毂等的自动化加工。这些全自动化的数控加工中心对刀具性能重复性的要求十分严格，目前的金刚石膜涂层工具暂时还不能满足要求，需要进一步解决产品检验和生产过程质量监控的技术。目前国外金刚石膜涂层工具市场规模大约在数亿美元左右，仅仅一家只有20多人的小公司(美国SP3公司)，去年的销售额就达2千多万美元。国内目前尚无金刚石膜涂层产品上市。国内不少单位，如北京科技大学、上海交大、广东有色院、胜利油田东营迪孚公司、吉林大学、北京天地金刚石公司等都在进行金刚石膜涂层硬质合金工具的研发，目前已在金刚石膜的结合力方面取得实质性进展。北京科技大学采用渗硼预处理工艺(已申请专利)成功地解决了金刚石膜的结合力问题，所研制的金刚石膜涂层车刀和铣刀在加工Si-12％AI合金时寿命可稳定提高20-30倍。并已成功研发出“强电流直流扩展电弧等离子体CVD"金刚石膜涂层设备(已申请专利)。该设备将通常金刚石膜沉积设备的平面沉积方式改为立体(空间)沉积，沉积空间区域很大，可容许金刚石膜涂层工具的工业化生产。该设备可保证在工具轴向提供很大的金刚石膜均匀沉积范围，因此特别适合于麻花钻头、端铣刀之类细长且形状复杂工具的沉积。目前已经解决这类工具金刚石膜沉积技术问题，所制备的金刚石膜涂层硬质合金钻头在加工碳化硅增强铝金属基复合材料时寿命提高20倍以上。目前能够制备的金刚石膜涂层硬质合金钻头最小直径为lmin。目前正在和国内知名设备制造厂商(北京长城钛金公司)合作研发工业化商品设备，生产能力为每次沉积硬质合金钻头(或刀片)300只以上，预计年内可投放国内外市场。3 类金刚石膜(DLC)类金刚石膜(DLC)是一大类在性质上和金刚石类似，具有8p2和sp3杂化的碳原子空间网络结构的非晶碳膜。依据制备方法和工艺的不同，DLC的性质可以在非常大的范围内变化，既有可能非常类似于金刚石，也有可能非常类似于石墨。其硬度、弹性模量、带隙宽度、光学透过特性、电阻率等等都可以依据需要进行“剪裁”。这一特性使DLC深受研究者和应用部门的欢迎。DLC的制备方法很多，采用射频CVD、磁控溅射、激光淀积(PLD)、离子束溅射、真空磁过滤电弧离子镀、微波等离子体CVD、ECR(电子回旋共振)CVD等等都可以制备DLC。DLC的类型也很多，通常意义上的DLC含有大量的氢，因此也叫a：C—H。但也可制备基本上不含氢的DLC，叫做a：c。采用高能激光束烧蚀石墨靶的方法获得的DLC具有很高的sp3含量，具有很高的硬度和较大的带隙宽度，曾被称为“非晶金刚石”(Amorphorie Diamond)膜。采用真空磁过滤电弧离子镀方法制备的DLC中sp3含量也很高，叫做Ta：C(Tetragonally Bonded Amorphous Carbon)。DLC具有类似于金刚石的高硬度(10GPa-50GPa)、低摩擦系数(0．1一0．3)、可调的带隙宽度(1_2eV～3eV)、可调的电阻率和折射率、良好光学透过性(在厚度很小的情况下)、良好的化学惰性和生物相容性。且沉积温度很低(可在室温沉积)，可在许多金刚石膜难以沉积的衬底材料(包括钢铁)上沉积。因此应用范围相当广泛。典型的应用包括：高速钢、硬质合金等工具的硬质涂层、硬磁盘保护膜、磁头保护膜、高速精密零部件耐磨减摩涂层、红外光学元器件(透镜和窗口)的抗划伤、耐磨损保护膜、Ge透镜和窗口的增透膜、眼镜和手表表壳的抗擦伤、耐磨掼保护膜、人体植入材料的保护膜等等。DLC在技术上已经成熟，在国外已经达到半工业化水平，形成具有一定规模的产业。深圳雷地公司在DLC的产业化应用方面走在国内前列。不少单位，如北京师范大学、中科院上海冶金所、北京科技大学、清华大学、广州有色院、四川大学等都正在进行或曾经进行过DLC的研究和应用开发工作。DLC的主要缺点是：(1)内应力很大，因此厚度受到限制，一般只能达到lum～21um以下；(2)热稳定性较差，含氢的a：C-H薄膜中的氢在400℃左右就会逐渐逸出，sp2成分增加，sp3成分降低，在大约500℃以上就会转变为石墨。5 碳氮膜自从Cohen等人在20世纪90年代初预言在C-N体系中可能存在硬度可能超过金刚石的β-C>3N4相以后，立即就在全球范围内掀起了一股合成β-C3N4的研究狂潮。国内外的研究者争先恐后，企图第一个合成出纯相的β-C3N4晶体或晶态薄膜。但是，经过了十余年的努力，至今并无任何人达到上述目标。在绝大多数情况下，得到的都是一种非晶态的CNx薄膜，膜中N／C比与薄膜制备的方法和具体工艺有关。尽管没有得到Cohen等人所预测超过金刚石硬度的β-C3N4晶体，但已有的研究表明CNx薄膜的硬度可达15GPa-50GPa，可与DLC相比拟。同时CNx薄膜具有十分奇特的摩擦磨损特性。在空气中，cNx薄膜的摩擦因数为，但在N2，CO2和真空中的摩擦因数为。在N2气氛中的摩擦因数最小，为O．01，即使在大气环境中向实验区域吹氮气，也可将摩擦因数降至。因此，CNx薄膜有望在摩擦磨损领域获得实际应用。除此之外。CNx薄膜在光学、热学和电子学方面也可能有很好的应用前景。采用反应磁控溅射、离子束淀积、双离子束溅射、激光束淀积(PLD)、等离子体辅助CVD和离子注人等方法都可以制备出CNx薄膜。在绝大多数情况下，所制备薄膜都是非晶态的，N／C比最大为45％，也即CNx总是富碳的。与C-BN的情况类似，CNx薄膜的制备需要离子的轰击，薄膜中存在很大的内应力，需要进一步降低薄膜内应力，提高薄膜的结合力才能获得实际应用。至于是否真正能够获得硬度超过金刚石的B-C3N4，现在还不能作任何结论。6 纳米复合膜和纳米复合多层膜以纳米厚度薄膜交替沉积获得的纳米复合膜的硬度与每层薄膜的厚度(调制周期)有关，有可能高于每一种组成薄膜的硬度。例如，TiN的硬度为2l GPa，NbN的硬度仅为14GPa，但TiN／NbN纳米复合多层膜的硬度却为5lGPa。而TiYN／VN纳米复合多层膜的硬度竞高达78GPa，接近了金刚石的硬度。最近，纳米晶粒复合的TiN／SiNx薄膜材料的硬度达到了创记录的105GPa，可以说完全达到了金刚石的硬度。这一令人惊异的结果曾经过同一研究组的不同研究者和不同研究组的反复重复验证，证明无误。这可能是第一次获得硬度可与金刚石相比拟的超硬薄膜材料。其意义是显而易见的。关于为何能够获得金刚石硬度的解释并无完全令人信服的定论。有人认为在纳米多层复合膜的情况下，纳米多层膜的界面有效地阻止了位错的滑移，使裂纹难以扩展，从而引起硬度的反常升高。而在纳米晶粒复合膜的情况下则可能是在TiN薄膜的纳米晶粒晶界和高度弥散分布的纳米共格SiNx粒子周围的应变场所引起的强化效应导致硬度的急剧升高。无论上述的理论解释是否完全合理，这种纳米复合多层膜和纳米晶粒复合膜应用前景是十分明朗的。纳米复合多层膜不仅硬度很高，摩擦系数也较小，因此是理想的工具(模具)涂层材料。它们的出现向金刚石作为最硬的材料的地位提出了严峻的挑战。同时在经济性上也有十分明显的优势，因此具有非常好的市场前景。但是，由于还有一些技术问题没有得到解决，目前暂时还未在工业上得到广泛应用。可以想见随着技术上的进一步成熟，这类材料可能迅速获得工业化应用。虽然钠米多层膜和钠米晶粒复合膜已经对金刚石硬度最高的地位提出了严峻的挑战，但就我所见，我认为它们不可能完全代替金刚石。金刚石膜是一种用途十分广泛的多功能材料，应用并不局限于超硬材料。且金刚石膜可以做成厚度很大(超过2mm)的自支撑膜，对于纳米复合多层膜和纳米复合膜来说，是无论如何也不可能的。仅供参考，请自借鉴希望对您有帮助
涂层刀具已成为现代切削刀具的标志，在刀具中的使用比例已超过50%。切削加工中使用的各种刀具，包括车刀、镗刀、钻头、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、铣刀、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。 Ti-Al-X-N新型涂层技术是利用气相沉积方法在高强度工具基体表面涂覆几微米高硬度、高耐磨性难熔Ti-Al-X-N涂层，从而达到减少刀具磨损，延长寿命，提高切削速度的目的。它是高档数控机床与基础制造装备国家重大专项课题取得的重要成果。