肟:由羟胺与醛和酮作用得到的一类化合物
搜索打开App环已酮氨肟化生产工艺的简述毕业论文2 年前雷霆你个逗比娃娃雷霆你个逗比娃娃关注环已酮氨肟化生产工艺的简述学院:宁夏大学成人高等学历函授时间:摘要本项目已内酰胺装置采取氨肟化工艺,氨肟化工艺,氨肟化工艺是近几年开发出来的一种环已酮肟生产的新工艺,它采用双氧水、液氨、环已酮为原料,一步反应直接生成环已酮肟,在发烟硫酸的作用下生成已内酰胺。因此生产流程短,控制简便,设备、管线材质要求一般,三废排放量少,目前国内已有10万吨/年装置在生产。拟建项目采用意大利安尼公司开发的氨肟化技术。环已酮、双氧水、气氨、叔丁醇加入到釜式反应器中(一开一备),在温度85度,压力,约3~4wt.%催化剂浓度作用下,同时进行双氧水与氨反应合成羟胺与羟胺与环已酮的肟化反应,生成环已酮肟,经分离催化剂、溶剂萃取和环已酮肟的蒸馏得到产品环已酮肟。其工艺过程包括肟化反应、叔丁醇溶剂回收、萃取及水洗、甲苯肟精馏、甲苯精制、废水气提处理、催化剂取出、重排、热水系统等工序。氨肟化装置生产出的符合质量标准的环已酮肟全部用于生产已内酰胺。关键词:已内酰胺、环已酮肟、环已酮氨肟化、叔丁醇溶剂、一 :环已酮肟的概述 环已酮肟的物化性质环已酮肟,分子式为C6H10NO,分子量为,相对密度为×10-³m,熔点在89~90℃,沸点206~210℃;在室温下为白色棱柱状晶体,溶解性在20℃下小于水,易溶于乙醇、醚、甲醇等多种有机溶剂。 环已酮肟的用途环已酮肟用于有机合成,是生产已内酰胺的重要中间体。已内酰胺生产自工业化以来,其环已酮肟重排一直采用传统发烟硫酸催化的重排工艺,合成的已内酰胺产品是重要的化工原料,一般呈现切片状,也可以继续加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。尼龙-6切片根据指标和质量的不同,有着不同的重点应用区域。对于中国已内酰胺市场情况,其主要的作用是民用纺丝制作,如:睡衣、衬衫、毛毯等;工业纺丝用于制作汽车轮胎、绳索、电缆、绝缘材料等;工业塑料用于制作注射成型和挤压成型的储存设备及薄膜。在国外,已内酰胺的主要应用领域为纤维、食品包装膜和工程塑料、塑料薄膜,并广泛应用于汽车、船舶、日用品、医疗制品、电子和电子元件等领域。二 :工艺生产原理 氨肟化反应目录目录...............................I1 .环已酮肟的概述...................环已酮肟的物化性质............环已酮肟的用途...................2 .工艺生产原理..................................氨肟化反应..................................叔丁醇回收..................................萃取及水洗.............甲苯肟精馏..................................甲苯精制..................................废水汽提.................................催化剂取出.................................重排........................热水系统.................................43 .原料、辅料和中间产品的技术规格要求.................................原料的技术规格.................................辅料的技术要求.................................中间产品的技术要求.................................94 .工艺流程叙述.................................反应进料(以A釜为例).............................肟化反应................................催化剂分离.................................膜反冲.................................尾气吸收.................................催化剂配制.................................残液回收.................................叔丁醇回收及储存.................................叔丁醇回收.................................叔丁醇储存.................................甲苯萃取水洗.................................甲苯肟分离系统.................................甲苯肟储存.................................甲苯肟精馏.................................甲苯精制及储存系统.................................甲苯脱肟.................................甲苯脱酮.................................甲苯储存.................................废水汽提.................................催化剂回收.................................重排........................热水系统.................................275 公用工程的操作使用.......................开车具备的条件.................................引公用工程介质.................................系统的吹扫、清洗.................................仪表联校.................................氮气置换.................................326. 正常操作.................................影响反应的主要因素.................................主要工序的操作要点.................................相关计算公式.................................407. 重点设备的操作步骤.................................离心泵.................................屏蔽泵.................................操作原则与禁令.................................458 .消耗定额一览表.................................原辅料消耗表.................................公用工程消耗表.................................499 .不正常现象及处理方法.................................一般不正常现象及处理方法.................................特殊不正常现象情况下的安全应急处置..............5310 .岗位主要安全风险.................................安全、健康和环保注意事项.............................本岗位危险化学品的相关信息.........................相关劳动防护用品.................................防静电安全措施.................................其它注意事项.................................6011 .岗位工艺流程及设备图.................................6212 .总结......................7013 .附:笑气处理装置操作规程.................................711.笑气处理装置简介.................................712.工作原理及结构.................................723.主要技术特性...........744.开车前的准备...........755开车...........................756停车............................767正常操作要点..................................778安全联锁..................................789主要设备一览表..........80编辑于 2020-12-06 18:38女性的直觉可信度有多高?烟雨平生11 月,我出差的一个晚上,老公发了张洗澡后的照片给我。照片里,他裸着上半身,镜头对着盥洗台上的镜子。他在向我卖弄身材,我却敏锐的发现,我的小黑瓶换了个位置,从置物架上到了置物架下。他一个大男人,用女生护肤品做什么?我怀疑家里有女人,但当时不可能赶回去,也不想打草惊蛇,而且,万一猜错了怎么办?12 月中旬,我再次出差,并故意提前回来,见他不在家,就给他打电话,他说和哥们儿在酒吧,我直接去了我们常去那家酒吧。他确实和哥们儿在一起,坐在靠窗的卡座里,哥们在起哄,他和他的「好妹妹」抱着在啃!站在进门处的酒架玄关后,听着他们高声地起着哄,我气得浑身发抖,所有细胞都叫嚣着:冲过去,冲过去!撕烂这群混账!1我老公叫张迪,是我初恋。我不是那种很美的女生,在张迪之前,没有人追过我。当年张迪追我,我表面矜持,内心却怀着小庆幸和感激,只假装犹豫了一个晚上就答应了。他也不是帅气的男生。我以为丑一点安全,不会在外面招摇。我们很快在一起。我巴心巴肝对他好,我知道他有个白月光,是他的初恋,我看过照片,确实长得比我好。就是他正在啃的那个!一年多来,白月光和她第 N 任男朋友分了,找张迪哭诉。张迪这个万年备胎,天天请吃请喝安慰她,我虽心里不舒服,但张迪赌咒发誓,叫我相信他人品,说白月光现在只是他「妹妹」。白月光更是一口一个「嫂子」,一会儿倾慕我的才华,一会儿夸我是业界精英,一会儿说我御夫有术,说张迪对我多好多好……彩虹屁一个接一个,夸得我信以为真。加上白月光确实漂亮,和张迪站在一起,活脱脱一朵鲜花插在牛粪上,渐渐地,我对他们失去防范。上个月领证时,白月光还专门请我们吃饭,祝我们白头到老,说最幸运的事情就是通过张迪认识了我这个嫂子!如今……这算什么?!我冷静下来后,掏出手机,「啪啪啪」把他们抱着啃的场景拍下来。万事都要讲证据,就算离婚,就算闹上法庭,谁主张谁举证,我得呈上个东西。从这家酒吧出来,我到隔壁酒吧,找了个能看见这边门口的位置,点了杯威士忌加冰。一个多小时后,那对狗男女搂搂抱抱上了同一辆出租车,我尾随而至,竟看见他们回到我和张迪的住处!这是我们专门为结婚买的房子,刚搬进来不到半年。这简直是赤裸裸的侮辱!我坐在出租车上,指甲深深掐入肉里,眼睛瞪得生疼,脑海里全是冲上去手撕贱人,又或者捉奸在床的场景……然而,理智告诉我:这个时候手撕,结果不外乎简简单单离婚,对他们没有半点损伤,甚至有可能,这两人联合起来把我揍一顿!这年头,社会新闻版,原配捉奸,老公连同小三把原配揍一顿的事儿还少了吗?「小姐,你下车吗?」「不了。」我报了附近一家酒店的名字,我需要好好想想下一步怎么做,他们的软肋是什么。2几分钟后,张迪的电话打过来。我看着来电显示上「老公」二字,想起回来时放在客厅里的行李箱,迅速揉了揉脸,深吸了口气,这才接起电话——「老婆,你在哪儿呢?是不是回来了?我刚从酒吧回来,喝高了。」他的声音满是疲惫,装得很像。「我回报社了,专题出了点问题,所有人都在加班,不知道要忙到几点!」我忍着恶心,语气暴躁,「哎,先不给你说了,烦死了!这工作还有完没完!」「那你快忙,我等你。」张迪挂了电话。我冷笑。等我?怎么等?和白月光滚床单等吗?这种事情,从前发生了多少次?刚才他们进门时,看见行李箱吓一跳吧?!我买的房子,凭什么睡酒店的是我?!我今天的所有委屈,都要他们加倍奉还!那天夜里,我彻底失眠,一直在盘算……3第二天一早,我正在洗漱。张迪给我打电话,肉麻问我工作做完了吗?说心疼我,爱我,叫我忙完后赶紧回家休息。我对着镜子翻白眼,嘴痒痒想问他「床单洗了吗?房间通风了吗?骚味儿还有吗」,忍下后回答,「刚忙完,和同事吃个早饭就回。」上午 10:00,我回到小区。【第一件事不是回家,而是到小区物管处。】我谎称家中失窃,要求调取我们那层楼的监控。物管小妹妹认识我,带我到监控室,还专门给我匀了台电脑。我头天晚上已经把最近半年的出差时间列出来,坐在电脑前一个个时间段的找。那两个人,果然不要脸,每次还没进门,就已经抱着啃了起来。我们小区的监控视频保存时间是三个月,我在三个月的时间段里,找了四段他们抱着啃进门的视频。麻痹,要搞到外面去搞!我趁着没人注意,迅速用小 U 盘把那几段拷贝下来。【第二件事才是回家。】战场打扫得很干净,能打开的窗户都打开了,被褥叠得整整齐齐,垃圾桶里半点垃圾都没有。我的行李箱已经收拾好了,脏衣服丢在洗衣机,干净衣服挂在衣柜里。若不是亲眼目睹了昨夜的一切,我怕还会继续以为找到了真爱且体贴我的男人。我坐在沙发上,随手拿起放在沙发扶手上的 iPad,【打开微信】。这个男人,因为喜欢「吃鸡」(打游戏《和平精英》),微信常年登录状态。我先看了他和白月光的【聊天记录】。删得并不干净,却很聪明,言语中没有任何暧昧,也就是正常约饭的时间地点,且全是我会参加的。我冷哼,打开【「我」-「支付」-「钱包」-「账单」】,所谓百密一疏,上面每一笔从微信出去的开销都清清楚楚。发红包是日常,大大小小都有。然后是酒店的,看时间和价格应该是钟点房;情趣用品店的,不知道买的是什么;还有商场,花店,甜品店的众多开支……这两个人,挺频繁的。我没截图,而是用手机拍照,免得在 iPad 上留下痕迹。最后才是【打开炒股软件】。我是财经记者,和圈内很多大佬熟,这几年跟着他们赚了不少钱,特别是股市。张迪炒股是我手把手教的。他的账户密码都是我给申请的,他没改密码,方便我偶尔帮他操作,我拉了流水账出来,手机录了段视频。我和他虽然没办婚礼,但在法律上,那是实打实的夫妻。我不图他的钱,但我也不想我的钱被他算计了!婚前财产好说,婚后这半年还真不好说。有了这两份流水就不一样了,我们各自理财,他收入的绝大部分在股市,另一部分,微信支付账单显示得清清楚楚,花在白月光身上呢!说来可笑,我和他在一起两年,共同生活的开销基本花我的钱。我不是那种有了男朋友,就得让男朋友养我的人,我家的家庭教育是:【女人经济要独立,婚姻才有底气。】而现实生活,很多时候是:【男人把钱花在谁的身上,就会爱谁多一点,男人心疼钱,就会心疼女人。】4下午 3 点,张迪给我打电话。一是问我休息好了没,二是约我晚上在外面吃饭,说我「出差+加班」辛苦了,要好好犒劳。「还有谁?」我装作很随意地问。「昨天才和兄弟们喝了酒,今天不叫他们了。」张迪想了想,「周月说好久没见你了,要不我问问她?」周月就是白月光。「行,刚好带了伴手礼要给她。」我笑着说,「你不许提前说,不然惊喜就没了!」张迪一口答应,问我怎么没有给他买礼物?我心下鄙视,唇边笑意不减:「当然有了,晚上给你!是你喜欢的。」张迪在话筒那边亲了两下。这样亲昵的小举动,我以前受用极了,现在只觉恶心。张迪叫我再休息一会儿,晚上见。我哪敢休息?内心熊熊火焰让体内每个细胞都在燃烧。我「咻」的站起,先给「跑公安口」的闺蜜打了个电话,三言两语把事情说了,我需要监听器,问她除了某宝,还有哪里能买,立即马上就要。她说电子城,并给了我一个店铺的名字。我道了声谢。闺蜜「哎」了一声叫住我:「胜男,我可提醒你,监听这事儿是违法的,用这种方式取得的证据,法院不受理。」「我知道,一旦被抓,情节轻的,《治安管理法》,5 日以下拘留或 500 元以下罚款,重的就《刑法》了。」我说,「放心,不会扩散,更不会蠢到做证据,我会很小心不会被发现,我就想看看张迪到底是人是鬼!」闺蜜再次提醒我小心:罚款事小,留下案底事大。我「嗯」了一声,飞快洗澡、换衣服、化妆……5吃火锅的地方是我们经常去的那家。我给白月光送了一支 A 牌的口红,又配了一支手工唇膏,监听器贴在手工唇膏的内管底部。我给她说,手工唇膏是我亲手做的,出差的时候,有半天闲暇,就在店里学做了几支。白月光抱着我的手臂,蹭了又蹭,一个劲儿的夸我能干,不但会炒股,还心灵手巧,连唇膏都会做。至于 A 牌的口红,她明显更喜欢,眼睛里闪着光,说刚好没有那个色号,夸我敞亮大气。张迪在旁边看着,假装吃醋地说,我对白月光比对他还好。「那是自然,我比你好看!」白月光撒娇地瞥了他一眼,「胜男姐若是男生,我肯定主动追求她!」张迪笑着点餐,在菜单上勾勾画画。我瞟了几眼。怎么说呢?很多细节,当一个人信任另一个人的时候,是不会发现的;可当信任崩塌,每一个细节都是疑点。张迪勾菜品时,最先勾的是白月光喜欢的,然后是他喜欢的,最后才是我爱吃的。我暗骂自己从前蠢,白月光这种存在,根本不该掉以轻心。火锅吃了一半,张迪和白月光有一搭没一搭问我,这次出差有什么收获?临近过年,有没有什么好股推荐?这是日常话题,每次和他们一群人吃饭,聊得最多的就是股票,基本是我叫他们买什么,他们就买什么,也基本都能赚。这一次,我没立即回答。我说要好好研究一下,买个普通的,和大盘持平没意思,得找个大牛,狠狠赚一笔。那两个人眉开眼笑。我也在笑。我不是善男信女,别指望我被绿了后,还帮你们赚钱!6送给张迪的是一个 L 家的钱夹子,比他之前的钱夹子高出了不止两个档次。「我以为你就记得周月,看你对她比对我还好。」张迪坐在我旁边,美滋滋地把各种卡片从老的钱夹子换到新的钱夹子里。「哪能呢?」我削着橙子,心想我 TM 以前真是犯贱,嘴上笑着,「还不是看在你的面子上,说白了,也是想给你争口气。我就是想告诉她,没了她,你一样过得好,而且能过得更好!」张迪坐的位置在我后方一点,我能很清晰感觉到他看着我。若是以前,我肯定会以为他又被我感动了,如今,我只觉可笑。他心里想的是「傻瓜」吧!这世上哪有那么多「感动」与「被感动」,大多数时候我们以为的「感动」都只是「自我感动」。「胜男,你对我真好!」他从后面抱住我。我心里烦腻,感觉恶心,脏。我不是有洁癖的人,耍朋友之前,他有多少女人都与我无关,可现在,我们是夫妻,他再在外面乱搞,我就觉得脏。我把削好的橙子分一半给他,催促他吃了就去洗澡。他可能误会了,三两口把橙子吃完,表示「立即马上洗香香,为老婆服务」,我笑笑,慢条斯理把另外一半橙子吃完,然后把事先准备好的监听器塞到钱夹子里。现在的钱夹子,除了身份证经常用,社保卡偶尔用,其他各种卡,银行卡也好,贵宾卡也罢,一年用不了两次,基本就是个摆设。我不担心他会发现,就算发现,不认就是了,再说,我只打算偷听几天,等监听器没电了,随便找个机会把监听器丢了。7监听器的软件没在我日常用的手机上。我头天买监听器的时候,顺便买了个二手手机,找同城快递送到报社,收件人是我。那时的我,做梦也没想到——安上监听器那一刻,就等于推下了多米诺骨牌的第一块,之后,每一个骨牌倒下,都仿佛开启一个潘多拉盒子。人性的恶,像深渊里的龙。 第 2 章 人生是多米诺骨牌快递放在报社门卫处,我取出手机,迫不及待来到小办公室,戴上耳机。出乎意料的是,白月光居然还有个男朋友,而且就那么巧,昨天晚上,她去了男朋友那里,并把我送给她的唇膏送给男朋友。之后是一大段「嗯嗯啊啊」,停顿处有聊天。白月光问男朋友「什么时候带她回家」,抱怨「从来没见过男朋友的朋友」。男朋友坦然说「家里不会同意」,说白月光配不上他,还说像他那种家境,肯定要找个门当户对的。我很不厚道地笑了。被张迪捧在手心的女神,在富二代眼里,也就是个见不得光的。监听器有定位,我瞟了眼手机上的位置,对方在我市很出名一个高档小区,住的人非富即贵。白月光哭唧唧:「你把我当什么了?pao 友吗?我一心一意对你,没想到你是这样的人!我要分手!」富二代赶紧哄着:「现在是创业期,外人看起来风光,其实一年营收不过几百万,和家族企业比起来,不过九牛一毛。」还说等事业做起来了,白月光是唯一同甘共苦的女人,要【送她一辆玛莎拉蒂做聘礼】!玛莎拉蒂!我承认,我酸了,世人皆爱绿茶。「你那公司,什么时候起来啊?」白月光撒娇地问。「快了快了,等风口。风口一到,猪都能飞到天上去!」富二代亲呢地说,然后一大堆对未来的畅想。核心一个词:区块链。很不巧,因为比特币的缘故,我了解过区块链,也采访过国内区块链公司,多少懂一点。富二代那一套说辞,既没含金量,也没差异化优势,甚至还有金融概念模糊不清的地方。我怀疑白月光了。这年头的富二代,家里普遍重视教育,无论学识还是见识,都比普通人高许多,在不擅长领域创业的可能性实在太小。8唇膏留在富二代那里,监听器同样留在那里。我把线路切到张迪那边,他一上车就拨通了白月光的电话。车载蓝牙。我把两人对话听得清清楚楚——「丑死了,每天早上醒来吓一跳,以为旁边睡了个鬼!月儿,你老公每天就靠着你洗洗眼睛才能活下来……想到还要和母夜叉生活几年,我就头发发麻,万一熬不住怎么办?」「那咱们中午老地方见?」白月光吃吃笑,「……想想丑八怪的钱,还有好几套房子,乖,你再忍忍……我待会儿好好犒劳犒劳你!」张迪「嗯」了一声,语气轻佻,「你知道我喜欢什么。」白月光声音娇得都快滴出水了:「知道……讨厌得很……」两人一直撩骚。我心脏位置的那团火,如火山一般,疯狂的喷涌着!眼睛也痛得不得了。这就是我要嫁的男人……一口一个母夜叉,还自称是其他人的老公!我的自尊在这一刻被人狠狠踏入泥里,反复摩擦!9我给跑公安口的闺蜜打电话,几分钟后,她敲我办公室的门。开门后,她吓了一跳:「你眼睛怎么红成这样?……张迪又怎么了?」我把耳机递给她,调出车上那段话。她同样气得够呛,一个劲儿地骂「混蛋,垃圾,人渣」,问我打算怎么办?怎么办?这可不是简单的【婚内出 gui】,【嫌我丑了】,张迪明确地表示「只生活几年」,白月光更是直接提醒他,为了钱和房子!也就是说:这场婚姻,原就是一场算计!我的房子!我的存款!我炒股的眼光!甚至,我爸妈的财产!爸妈只有我一个女儿,我们在老家有三套房子,其中两套都写着我的名字,他们说的几套房子,应该就包括这两套!我盯着比我大几岁的闺蜜,半晌咬着牙:「姐,帮我!」10我的眼睛气得充血了,眼白几乎看不见,真正恐怖。我跑去医院开了许多药,然后顺理成章成了病人,不履行妻子义务,每天背对他睡觉。张迪省得看见我的脸,但他又是个欲望很强的人,晚上得不到排解,每天都要找白月光。白月光很忙,一个人应付两个男人。陪睡不是事儿,真正麻烦的是,她要努力让自己配得上「富二代」。【她缺钱,缺很多很多钱。】她不止一次问张迪也问我,什么时候才能选出牛股,最好天天涨停。她想在年前套现一大笔,注资「富二代」的公司,然后趁着过年,作为合作伙伴,也作为女朋友,和富二代回家见家长。当然,这些话不可能给张迪说。她给张迪的版本是:一想到张迪和我结婚就心痛……她想狠赚一笔,不为了钱委屈自己……想张迪早点离婚,他们好早点名正言顺在一起。张迪很感动,当天下午没上班,和白月光在酒店厮混,还给我打电话,说晚上加班很晚才回。我呵呵哒。几个人中,最忙的是「富二代」。那是个实打实的「海王」,除了周月,还有 ABCD 好几个女朋友。他比张迪聪明。人设高高在上,「富二代」,「家族企业」,「创业精英」,住豪宅开豪车,擅说甜言蜜语,且出手大方,就我在监听器里听到的,每每送出去的,不是顶级护肤品就是奢侈品牌的包。他的众女友最近有一个共同目标:过年回家见家长。只可惜,时机不利!富二代一会儿要扩大公司规模,一会儿公司偷税漏税被查,一会儿打算投资地皮……总之,资金周转不灵,这时候若带女友回家,必定遭人诟病。女朋友们有的提出向公司注资,成为股东,有的直接借钱给富二代。富二代承诺所有打算给他拿钱的女人,过年带她们回家,排除万难也要在一起!我和闺蜜对视着,异口同声说了三个字:「杀猪盘!」11「杀猪盘」是团伙自己起的名字。姑娘们是「猪」,人设和恋爱是「猪饲料」,恋爱过程是「养猪」过程,最后取钱财,就是「杀猪」。富二代打算批量杀猪。我和闺蜜第一反应是【报警】,多年记者生涯,特别她跑公安口的,正义感比普通人更重。第二反应才是,我们可以【利用「富二代」狠狠报复白月光和张迪】。选 A 还是 B,我和闺蜜陷入两难。正如之前《奇葩说》的一期节目:「美术馆着火了,一幅名画和一只猫,只能救一个,你救谁?」名画是遥远的哭声,那些我们没有看见的,推测出来的受害人是遥远的哭声。猫是近处的哀嚎,我被欺的爱情,被摁在地上反复摩擦的自尊是近处的哀嚎。我们最终【选择了自私】,重新设计了报复的每一步,且把「杀猪盘」列为报复的重要环节。我发誓,这辈子,我从来没有干过如此爽快的事!7 万点赞 · 881 评论 · 盐选推荐评论 2写评论土立口三木写得很全面,这篇论文能发给我参考一下吗?11-15回复赞一吨图书这篇论文能发我一下么,[调皮]04-12回复赞推荐阅读顶刊综述:光/电催化合成氨,铋有奇效!研之成理 · 发表于顶刊综述顶刊综述:光/电催化合成氨,铋有奇效!研究:氨基酸表面活性剂的合成、性质及工业应用(中)数美链研究:氨基酸表面活性剂的合成、性质及工业应用(中)聚氨酯应用与发展前景耀隆化工 · 发表于新材料添加剂——磷酸(氢)锆聚氨酯应用与发展前景聚氨酯——化工界深藏不漏的填坑高手奇化公司聚氨酯——化工界深藏不漏的填坑高手赞同 22 条评论
含有羰基的醛、酮类化合物与羟胺作用而生成的化合物,通式都具有C=NOH基。由醛形成的肟称醛肟,由酮形成的肟称酮肟。肟经水解都能得到原来的醛或酮。大多数的肟都具有很好的结晶,并有其确定的熔点,例如乙醛肟47℃,片脑酮肟75℃,丙酮肟61℃,环己酮肟90℃,因此可利用其熔点来鉴别醛或酮。有的肟还是重要的分析试剂,如丁二酮肟是分析化学中常用的定性和定量测定镍的试剂。肟能发生重排反应而生成酰胺,工业上生产耐纶6的原料己内酰胺就是由环己酮生成的肟经重排反应得到的。
植物光合作用的多样性光合作用既是生物学中最古老的问题,也是当前生物学的前沿之一,因为它不仅在农业,能源,生态等问题中具有重大实际意义,而且在生命起源,进化与光能转换等生物学基本理论问题中也很重要。但自1771年Priestley发现光合作用以来,光合作用的原初过程仍不很清楚,而对光合作用碳素同化的化学过程却有了比较清楚的认识和了解。总的来讲,绿色植物(尤其是高等植物)在不同自然环境中不仅表现广泛的适应性,而且表现光合作用方式的多样性。1.光合作用的多种途径据目前所知,所有绿色植物光合作用的原初反应(包括光物理和光化学)都是通过捕获光能产生ATP和NADPH(即同化力),但随后发生的CO2固定还原过程则存在着较大的种间差异。研究表明,所有绿色植物都具有一种最基本的光合碳代谢方式,即著名的卡尔文循环(因其发现者而得名)或光合碳还原循环,亦称C3途径或C3方式。该途径的生化过程十分复杂,在此不予赘述。由于有的植物同时具有多种光合方式,通常称只利用这一方式的植物为C3植物。这类植物主要分布在温带地区,其同化CO2的最适日温是15-25℃。光合作用的另两种变异途径是C4途径和景天科酸代谢(CAM)途径。具有C4途径的植物通常生长在热带地区,其同化CO2的最适温度是25-35℃,光合效率显著提高,称为C4植物;具有CAM途径的植物通常生长在干燥的沙漠地区,且白天进行光反应,晚上固定CO2合成有机酸,使有机酸含量表现明显的日变化,称为CAM植物。这两类植物与C3植物在叶片解剖结构及某些生理特性方面均有显著差异。此外,C4植物的光合作用还有三种变式,即PEP-CK型C4植物,NAD-ME型C4植物和NADP-ME型C4植物,这三类C4植物都具有相似的叶片解剖结构,即花环状维管束和具叶绿体的维管束鞘,其主要差别是产生的中间产物和脱羧酶不同。PEP-CK型C4植物在叶肉细胞内固定CO2形成草酰乙酸,然后转变为天冬氨酸传导至维管束鞘细胞,经丙酮酸磷酸双羧酶脱羧,其碳架以丙酮酸或丙氨酸重新返回到叶肉细胞;NAD-ME型C4植物在叶肉细胞中固定CO2形成天冬氨酸并传导至维管束鞘细胞,然后转化为苹果酸.并在线粒体内脱羧,其碳架再以丙酮酸或丙氨酸转回到叶肉细胞;NADP-ME型C4植物在叶肉细胞固定CO2形成草酰乙酸,而后转化为苹果酸,并被输送到维管束鞘细胞中,在叶绿体内经苹果酸脱羧酶氧化脱羧,产生的碳架以丙氨酸重新返回叶肉细胞。以上三类C4植物在维管束鞘细胞内脱羧后,产生的CO2最终还是通过C3途径被还原,C4途径实际上只起“CO2泵”的作用,以增加反应位置CO2的浓度,从而显著提高光合效率。2.不同光合途径的判定叶片的解剖学特征通常可用来区分C3,C4和CAM植物,但由于光合作用主要是生化反应过程,因此时有例外发生。鉴于此,目前已发明了数种用以区分植物不同光合类型的其他方法,如δ13C(13C/12C同位素比),光呼吸,光照后CO2的猝发以及相对光合效率等,其中以δ13C的测定最为可靠。δ13C是近来发展起来的一种新的检测技术,主要依据是C3途径中的 RuBP羧化酶比C4途径中的PEP羧化酶对13CO2具有更大的排斥性,即在13CO2和12CO2中C4植物比C3植物更易消耗13CO2,因此,C4植物有机质中的13C/12C要比C3植物有机质中的13C/12C更大。13CO2和12CO2含量的测定是以国际标样(即普通石灰岩CaCO3)为对照,通过焚烧干燥的植物材料测定的。最后根据下式计算出δ13C(‰)值,即:从上式可以看出,如果在光合作用的碳固定期间13C/12C没有变化,δ13C(‰)将等于零;如果对13CO2有排斥,δ13C(‰)将是一个负数,排斥能力愈大,δ13C(‰)负值也越大。实验证明,在25℃和条件下,PEP羧化酶的δ13C(‰)是-3‰,而在24℃和条件下,RuBP羧化酶的δ13C(‰)是%,这清楚地表明,RuBP羧化酶对13CO2具有比PEP羧化酶更大的排斥性。当温度升高(37℃,)时,RuBP羧化酶的δ13C(‰)显著变负的程度要小一些(‰),这与C3植物光合作用的最适温度偏低(15-25℃)相一致。应用此法目前已测得C3植物的δ13C(‰)在-23到-34‰之间,C4植物的δ13C(‰)在-10到一18‰之间,并据此发现了一些δ13C(‰)居于C3植物与C4植物之间的C3/C4中间类型植物。对于CAM植物来说,得到的δ13C(‰)在-14到-33%之间,显然较低的值落在C4植物的δ13C(‰)范围内,而较高的值则落在C3植物的δ13C(‰)范围内。对此种情况的解释是,许多CAM植物在变化着的环境条件中,能够从光合作用的C3方式转变到CAM,反之亦然。从上新世到二叠纪的代表性化石植物材料中得到的δ13C(0/00),都在现代典型的C3植物范围内,并且目前古老植物中也很少发现有CAM植物存在,这表明植物自来到陆上以来,C3途径就作为一个固定空气中CO2的主要方式进行着。而C4途径和CAM途径似乎比C3途径进化较晚,是C3途径对环境变化的一种适应性反应。3 光合作用多样性与植物系统演化的关系在当今纷繁众多的植物世界中,要理出一条清晰合理的植物系统演化线索是很困难的。除了传统的研究手段外,唯一可凭藉的有说服力的证据是埋在不同地层中的植物化石材料。目前普遍认为,太古代和元古代是细菌,蓝藻繁生的单细胞生物时代;右碳纪是羊齿植物隆盛的时代,三叠纪和侏罗纪为裸子植物时代;被子植物的出现则更要晚得多。显然,在不向地质时代中植物进化的等级是显而易见的。植物的系统演化无不伴随着一系列生理结构和代谢机能的重大改变和调整,其中一个重要的变化就是光合作用的多样性反应。光合细菌和蓝藻可谓最低等的光合生物,其光合结构和光合方式较之高等植物要原始简单得多。就光合碳代谢而言,C3途径最早是在单细胞真核绿藻中发现的,后来被证明是光合生物中碳转化的普遍过程,但同时发现包括现代海藻在内的许多绿色植物还存在其他光合途径,如目前人所供知的C4,CAM等。单子叶禾本科被认为是进化程度很高的被子植物类群,其适应性特强,分布极广是众所周知的。研究表明,该科差不多存在几乎所有的光合作用类型,并且公认较原始的竹亚科只有C3型,而进化较高级的虎耳草亚科和须芒草亚科等均为C4型,有些亚科如芦竹亚科等既有C3型,又有C4型。因此,在这种“高级进化科”中研究光合作用的多样性及其进化关系是很有代表意义的。4 结束语据有关地质资料,地球自形成以来,在漫长的演变过程中,地质地层结构已发生了多次剧烈的变化。不难想象,定居于各个地质时代的绿色植物也会发生相应的代谢改变与适应。Hallersley和Watson(1992)曾分析不同光合作用途径与过去气候变化的关系。由于现代工业文明的发展与进步,大气中的CO2浓度的持续增加已达一个世纪之久,全球气温升高也成为一种必然趋势,面临种种变化,尤其是CO2和温度这两个影响光合作用的重要因素的改变,绿色植物的光合代谢将作出怎样的响应?对这一问题的探讨和回答无疑是很有意义的,不仅在理论上对生理学工作者将有所启示,并可能对现代农业的增收提供有益的指导。
2017年水处理技术论文篇二 浅谈给水处理技术的发展 [摘要] 水与人们生活生产密切相关,而且水是保障人民生活发展工业生产不可缺少的物质基础。近年来,人口增长、水资源的分布不均、污染加剧等问题造成水资源不足日益严重。因此给水处理技术一直在改进。本文旨在介绍一些给水处理日益发展的基本技术。 [关键词] 给水处理 污染物 现代化 高级氧化 膜技术 1.现代化处理技术 化学氧化 水质处理常用氯氧化,当有机污染尚未得到去除时,会产生较多的有害消毒副产物。目前采用KMnO4语气复合剂(一种专门商品)的应用逐渐展开,对氧化有机物、改善混凝取得较好效果。臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性,又可除嗅、脱色,去除铁、锰,但往往结合后续深度处理臭氧—活性炭时才采用。 加吸附剂粉末炭 粉末炭,具有吸附能力好、投加灵活、对污染物处理效能高等优点,但由于耗费较高(约105元/m^3左右),一般只有在消除冲击性污染时采用,投加量需10~20mg/L,现在一些水污染事件中就曾应用过此技术,此外还可以通过此技术对原水进行控制,并将该技术演化,如形成活性炭吸附带控制突发性污染事件等。 调节pH 由于投加酸与碱,运行成本增加,又在原水中增加无机离子,在我国很少采用,国外在此方面研究较多,这里不做详述。但其对原水pH的控制以及对某些污染物去除还具有良好的功效的,这一点也被业内广泛认可。 生物预处理 20世纪70年代以来,生物处理工艺越来越广泛应用于市政给水生物处理方法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物流化床、生物滤池氧化法、生物活性炭滤池和膜生物反应器等多种形式。生物预处理借助微生物的生命活动对水中的氨氮等有机污染物和铁、锰等无机物进行去除,从而改善水的混凝沉淀性能,使后续工艺较好的发挥作用,提高出水的水质。 2.给水处理的新技术 高级氧化技术 高级氧化技术是给水处理的新技术,并受到了许多的关注,在水处理中有广泛的应用,高级氧化技术包括臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术、超声空化氧化技术等。 臭氧氧化技术 臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位,常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等,在饮用水处理中有着广泛的应用。近年来,由于氯氧化发用于给水、循环水处理和废水处理中有可能产生三氯甲烷等“三致”物质而受到限制,使臭氧在水处理中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废水处理还存在着一些问题,如臭氧发生的成本高,而利用率偏低,臭氧处理的费用高;臭氧与有机物的反应选择性较强,在低剂量和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物,且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。因此,提高臭氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的研究热点。臭氧的高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术的结合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基。 超临界水氧化技术 超临界水反应与氧化组合为“超临界水氧化(SCWO:Supercritical Water Oxidation)”技术,应用较多。超临界水有优良的溶剂特性,增加了电导率和离子值。表示溶剂的极性的电导率,在常温常压下的值较高(78),在高温高压下的己烷和甲醇等无极性,与弱极性的有机溶剂的电导率等值(2~30左右)。因此,在高温高压下的水溶解有机物是可能的。 SCWO技术有以下特点: 1) 将有机物完全分解成水和二氧化碳,使之无害化。 2) 不产生以二恶英为代表的有害的副产物。 3) 反应速度快,单位时间内处理量大,装置小型化。 4) 与焚烧炉不同,不需要烟筒,不排放烟气。 在临界温度下易于控制加水分解反应,或易于控制原子团的反应,这是超临界水作为反应溶剂的优越性。不用酸和碱即可进行废水处理,是极好的环境处理技术。 光催化氧化技术 所谓光催化氧化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。 超声空化氧化技术 超声空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空话技术就是利用声解,将水中有机物转化为CO2、水、无机离子和有机酸等成分。超声空化技术具有少污染或无污染、设备简单等优点,同时,还伴有杀菌消毒功效,是一种很有潜力的水处理新技术。但现阶段超声空话技术主要用于实验室小水量的处理研究中,尚处于基础研究阶段。为了提高降解速度同时降低费用,国内外的水处理工作者又相继研究开发了关于超声波与其他技术相联合的新工艺,如臭氧/超声波联合工艺。在臭氧/超声联合处理含酚水的实验研究中,取得了较好的处理效果。 膜处理技术 随着人类对膜的逐步认识,各种人工合成膜也应运而生,其种类繁多,作用也千差万别,但是它们具有一个共同的特点---选择透过性。膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。 膜式活性污泥法技术是分离技术与生物技术有机结合的新型的水处理技术。是利用膜分离设备截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制,而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。因此膜处理工艺是通过膜分离技术大大强化了生物处理的功能。 3.结语 我国的给水处理目前普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒组成的常规水处理技术, 优点是水处理成本低, 平均处理效果较好。此外, 水源污染加剧, 常规水处理工艺对某些有机污染物的去除效果不佳。而新兴的水处理技术对水质的改善提供了支撑。臭氧-活性炭处理、膜技术等水处理技术在去除效率、无害性等方面均有常规处理无法比拟的优势, 并且在发达国家的使用经验也表明了这些技术的可靠性。随着科技的进步, 材料学的发展,这些新兴工艺的成本也在逐渐降低。因此我们可以预见, 未来的水处理, 将朝着更安全、更高效、更环保的方向发展。 参考文献 [1]陆煜康,唐锂.水处理节能和新能源的应用.北京:化学工业出版社,2010,5 [2]苑宝玲,王洪杰.水处理新技术原理与应用.北京:化学工业出版社,2006,1 [3] 陆煜康.水处理新技术与能源自给途径.机械工业出版社,2008,8 作者简介: 阚沙沙(1992-),女,汉族,吉林松原人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程. 郭丹丹(1991-),女,汉族,河南许昌人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程. 看了“2017年水处理技术论文”的人还看: 1. 关于水处理技术论文 2. 锅炉水处理技术论文 3. 工业水处理技术论文 4. 膜法水处理技术论文 5. 锅炉水处理技术论文(2)
摘要:人类在经过漫长的奋斗历程后,在改造自然和发展社会经济方面取得了辉煌的业绩,与此同时,生态破坏与环境污染,对人类的生存和发展已构成了现实威胁。保护和改善生态环境,实现人类社会的持续发展,是全人类紧迫而艰巨的任务。因此,环境保护与实现可持续发展,是一个一而二,二而一的任务。保护环境是实现可持续发展的前提,也只有实现了可持续发展,生态环境才能真正得到有效的保护,保护生态环境,确保人与自然的和谐,是经济能够得到进一步发展的前提,也是人类文明得以延续的保证。关键词:环境保护;可持续发展;和谐发展1可持续发展的实质可持续发展既是满足当代的需要,又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。可持续发展包含二个重要的内涵:一是需要,指满足人类基本需要和提高生活质量的需要,将基本需要放在特别优先的地位来考虑;二是限制,指人类的发展和需要应以地球上资源的承受能力为限度,通过人类技术的进步和管理活动,对发展进行协调与限制,要对环境满足眼前和将来需要的能力施加限制,以求与自然环境容量相适应。没有限制的发展,便不能持续。生态持续发展是可持续发展的保障,经济持续发展是可持续发展的手段,社会持续发展是可持续的最终目标。随着环境问题的出现,倡导可持续发展模式更是迫在眉急的。当今世界面临着人口、资源、环境和发展一系列重大问题。可持续发展概念是在人类深刻认识环境与资源的可持续能力基础上提出的。它是源于环境保护的。人类是自然的一部分,人类与自然界是不可分割的整体,人必须与自然协调才能持续生存。不适当的生产和生活方式是地球环境所面临的最严重问题之一。工业革命以来,尤其是第二次世界大战以后,西方国家竞相追求经济的高速发展,通过大量消耗不可再生资源,促进经济的快速增长和维持较高消费水平的需要。工业生产虽然增长了几十倍,但却出现人口膨胀、资源短缺、环境恶化、生态破坏、贫困加剧和各国发展失衡的社会矛盾。可见经济要持续发展,社会能够和谐发展,保护好环境是关键可持续发展的思路,不但涉及人类未来的前途和命运,而且发展就是高消耗,高增长的消费经济模式,不考虑自然的承受能力,以大量消耗自然资源来促进经济发展,造成人与自然环境的不协调。可持续发展是将自然界普遍存在的物质不灭和能量守恒定律,应用到作为有机整体的人与自然环境系统。满足人类需求是社会发展的中心。要求人类在尽量减少资源消耗的基础上,提高资源的利用率,做到少投入多产出,促进可再生资源的增长,使系统内部在相互协调的情况下,物质能量的转化率达到最佳效果,以满足人们的需求。同时要求人们在消费时,尽可能地多利用少排放,以减少自然的负荷,使系统的结构和功能保持良好状态,成为人类与自然环境相互协调的可持续发展的新模式。2环境功能和环境问题人类社会的发展不可能脱离周围环境而孤立地进行。环境是社会发展的经常必要的条件之一,趁着加速或延缓社会发展进程的作用环境对社会发展所起的促进或阻延的作用体现了生产力不断提高和自然资源不断开发,社会与其周围环境的联系便日益加深。环境是人类生存发展的基础。也是开发利用的对象。主要功能有:(1)提供人类活动所必需的各种自然条件和自然资源。环境是人类从事生产的物质、能源的源泉,也是各种生物基本重要条件。人类从自然地理环境中开采煤、石油、天然气等,利用土地资源生产谷物,从而产生一系列的经济活动。因而环境资源的多寡、优劣决定着经济活动的规模和速度。当人类索取资源的速度超过自然供给的能力时,便难以维系和持续发展。(2)消纳和同化人类活动产生的产品,同时也会有一些一时未能被利用的副产品排入环境,成为废物。而人类新陈代谢和消费活动,也产生各种废弃物归还给周围自然环境。当废物排放量超过环境的自净能力时,环境质量会下降。(3)满足人类生存的精神享受。环境不仅能为人类提供物质资源,而且还能满足人们对舒适的要求。清洁的空气和水是农业生产必需的要素,也是人们健康,愉快的生活需求。优美舒适的环境,使人们心情轻松、精神愉快,有利于提高人体素质,更有效地工作促进社会经济持续发展。保护环境的目的在于促进社会经济持续发展。面对诸多的环境问题,我们必须加强环境保护。环境问题是指任何不利于人类生存和发展的环境结构和状态的变化,产生的原因包括人为、自然两方面。其实质是人类不合理的社会经济活动与环境可持续发展间的矛盾。环境问题已成为人类面临的严峻挑战之一。主要包括原生环境问题和次生环境问题两大类。(1)原生环境问题地叫第一环境问题,是由自然环境自身变化引起的,没有人为因素或很少有人为因素参与。这一类环境问题是自然诱发的,是经过较长时间自然蕴蓄过程之后才发生的,或者主要是受自然力的操纵,且人已失去控制能力情况下发生的,并使人类社会遭受一定的损害。这类环境问题包括地震、火山活动、滑坡、泥石流、台风、洪水、干旱等。面对这些问题我们昼做到预防减少损害。(2)次生环境问题是人类活动作用于周围环境引起的环境问题,也称第二环境问题。主要是人类不合理利用资源所引起的环境衰退和工业发展所带来的环境污染等问题。①环境破坏,环境破坏又称生态破坏。主要指人类的社会活动引起的生态退化及由此而衍生的有关环境效应,它们导致了环境结构与功能的变化,对人类的生存与发展产生了不利影响。环境破坏主要是由于人类活动违背了自然生态规律,急功近利,盲目开发自然资源所引起的。因过度砍伐引起的森林覆盖率锐减,因过度放牧引起草原退化,因滥肆捕杀引起许多动物物种濒临灭绝,盲目占地造成耕地面积减少因毁林开荒造成水土流失和沙漠化,地下水过度开采造成地下水漏斗,地面下沉,因其他不合理开发利用,造成地质结构破坏,地貌景观破坏等。②环境污染与干扰,环境污染指有害物质或因子进入环境,并在环境中扩散、迁移、转化,使环境系统的结构性与功能发生变化,对人类或其他生物的正常生存和发展产生不利影响的现象。主要是指人类活动导致环境质量下降。如大气污染、水污染、土壤污染、放射性污染等。这威胁着人类的健康。环境干扰指的是人类活动所排出的能量进入环境,达到一定程度产生对人类不良的影响。环境危机之所以引起人们的普遍不安与广泛关注,是因为环境危机不仅影响了当代人的生活质量,也威协后代人的生存。这必须与可持续发展联系起来,可持续发展鼓励经济增长,它不仅重视增长数量,而且要求发送质量提高效益,节约能源,减少废物,改变传统的生产和消费模式,实施清洁生产和文明消费。是以保护自然为基础,控制环境污染,改善环境质量减少生态破坏,保持地球生态系统的完整性,以持续的方式使用可再生资源,使作类的发展保持在地球承载力之内。是以消除贫困,改善和提高人类的生活质量为目的,要与社会进步相适应。虽然未来人对幸福的理解也许会与我们有所不同,但作为人,他们的某些基本需要(如清洁的空气、干净的.水、健康而稳定的生态系统)必须首先得到满足。因此,在分配地球上的有限资源时,我们必须要用代际主义的原则来处理当代人与后代人的关系。我们不仅要给后人留下一套先进的生产技术与成熟的经济发展模式,还要给他们留下一个稳定而健康的生态环境。3环境保护与可持续发展一种文明如果把掠夺和征服自然视为自己的价值实现,那么,环境污染与生态危机的出现就是必不可免的;人为目前所面临的环境危机,不是源于科学技术提供资源的速度慢于人类消费资源的速度。与以往的历史相比,人类目前所掌握的技术无疑是最先进的,但是,环境危机正是在我们拥有如此空前的技术力量的背景下产生的。因此,环境危机不能通过单纯的技术手段来解决,承认技术手段在保护环境方面的局限性,并不是要否认科学技术在保护环境方面的局限性,并不是要不论科学技术在保护环境方面的重要作用而是要求我们突破技术决定论的局限,把环境保护与可持续发展放在文明转型和价值重铸的大背景中来加以思考。承认大自然的内在价值,把人与自然视为一个密不可分的整体,追求人与自然的和谐,尊重并维护生态系统的完整、美丽和稳定。无论以全球范围,还是以我国的实际情况来看,人类文明都发展到了保护生态环境阶段。确保人与自然的和谐,是经济能够得到进一步发展的前提,也是人类文明得以延续的保证。要实现保护环境与可持续发展的目标。我们需要做的事情非常多,我们要调整好人与自然的关系,当代人与后代人的关系,以及当代人之间关系。要真正解决环境问题,首先必须改变当前人类的发展模式和道路。发展不能仅局限于经济发展,不能把社会经济发展与环境保护割裂开来,更不应对立起来。发展应是社会、经济、人口、资源和环境的协调发展和人的全面发展。1972年人类环境会议上通过了《人类环境宣言》,或为人类环境保护工作的转折点,环境问题不仅仅是环境污染问题。从全球来看生态环境破坏此环境污染更严重。冲破了就环境的狭隘观点,把人口、资源、环境与发展紧密联系起来,协调人类与环境,发展与环境的关系,才能从整体上解决环境问题。当代人之间能否公平地分配环境保护的成本与利益能否建立一套鼓励人们的环保行为的制度安排,这直接决定着人与自然和谐这一目标的实现;如果当代人之间尚且不能实现某种最低限度的公正,那么,我们就很难指望他们会真正关心遥远后代的利益,因此,当代的集体努力与人人选择是实现可持续发展目标的关键。《我们共同的未来》把满足贫困人口的基本需要“放在特别优先的地位来考虑”。这是由于使人的基本需要得到满足,这是人作为人所享有的基本权利。贫困是对这种权利的剥夺,它使人作为的价值得不到实现。同时,贫困与破坏环境往往是互为因果的。因此,消除贫困,减少贫富差距是实现代内平等的内在要求,也是实现可持续发展的基础。综上所述,要达到人类与自然环境的协调发展要达到可持续发展的目标——必须保护好环境。人有权利利用自然,通过改变自然资源的物质形态,满足自身的生存需要,但这种权利必须以不改变自然界的基本秩序为限度;人又有义务尊重自然的存在事实,保持自然规律的稳定性,在开发自然的同时向自然提供相应的补偿。当然,如此确定权利和义务的范围,是以人与自然之间原本存在着和谐为前提的,可持续发展针对的则是人与自然的和谐关系已经遭受严重破坏的现实。在这个事实中,人对自然的权利和义务的范围必须相应调整。在达到新的和谐之前,人对自然的开发方式,开发深度应当受到严格的限制;人在改变自然资源的物质形态的同时,应当更多地向自然提供补偿,以恢复其正常状态。使人与环境协调发展,达到可持续发展的目标。
化学课程是从化学科学中选择部分内容,从学校课程体系出发,安排它的顺序、课时及期限。下文是我为大家搜集整理的关于初三化学小论文的内容,欢迎大家阅读参考! 初三化学小论文篇1 溶液溶解度的探究 上周,我们已经学完第九单元《溶液》课程的全部内容,在回顾单元知识的过程中,我着重回忆对溶解的加深理解,记得课后还曾经向刘老师求教空气和合金也是溶液,也有溶解度的概念,刘老师还在课上告诉我们一些溶液的形成和物质溶解时伴随着吸热和放热现象等等。为了深入理解溶液溶解度的概念,我和同学利用假日期间,通过做化学小实验来探究物质能不能无限地溶解在一定量的某种溶剂中,即溶解度的知识点。 我们在1月2日中午(室外温度13度左右)的情况下,做有关溶解度实验。 首先将超市购买的精制250克食用盐均匀分成5份,每份50克; 其次,将超市购买的550mL的农夫矿泉水缓缓倒入奶锅内,防止水溅出; 第三步,略微加热装有矿泉水的奶锅,并用筷子搅拌均匀后,用甩至0度的体温计测量奶锅内的矿泉水温度,为19度。随后加入1份50克的食盐,搅拌后全部融化。 第四步,再加50克的食盐,搅拌后仍能全部融化。 第五步,再加第3份50克的食盐,搅拌后观察,发现锅底有少量食盐未能溶解。 这时,我们查阅相关资料,得知“在20°C时,食盐的溶解度为36g”,我们计算550毫升的矿泉水约为550克,在20°C时可最多溶解146克的食盐。 因而,我们分析,此时奶锅里的溶液应为饱和溶液。 第六步,我们将奶锅里的溶液加热,一会儿,发现,沉淀锅底生物少量食盐不见了,因此,判定,此时溶液可能是不饱和溶液,说明溶解度与温度相关,随着温度升高,溶解度变大。 第七步,将热的奶锅放在室外(10度左右)1小时候后,观察,奶锅里又有少量的食盐沉淀物出现,说明溶解度与温度相关,随着温度降低,溶解度变小。 通过这次实验,我们进一步理解了以下几个知识点: 1、饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,不能再溶解某种溶质的溶液。 2、不饱和溶液:在一定温度下,在一定量的溶剂里,能继续溶解某种溶质的溶液。 3、将溶液加热(升温)可以使溶液由饱和状态变成不饱和状态,将溶液冷却(降温)可以使溶液由不饱和状态变成饱和状态。 初三化学小论文篇2 归纳一二三轻松学习碳 碳和碳的化合物可以说是化学世界里最庞大的家族,它们有超过二千万的成员。划玻璃用的金刚石,写字用的铅笔芯,我国古代的一些书法家、画家书写或绘制的字画用墨等等。近年来,科学家们发现,除了金刚石、石墨外,还有一些新的以单质形式存在的碳。其中,发现较早并已经在研究中取得重要进展的是C60分子等。那么同学们如何学好关于碳单质的知识呢?实际上我们只要善于总结,就能学好碳知识。 抓住一条主线 物质的结构决定物质的性质,物质的性质决定物质的用途。在学习碳的单质时要抓住“结构→性质→用途”这样一条主线。 对于几种常见的碳单质的结构、性质、用途,我们同学们要注意总结,并善于发现其中的内在规律,这对于掌握好碳的知识是非常有帮助的。 记住两种单质 金刚石和石墨是最常见的两种碳的单质,这就要求同学们记住这两种物质的性质和用途。金刚石和石墨虽然都是由碳元素组成的单质,但由于碳原子的排列方式不同,决定了它们的物理性质有很大的差异。 (1)金刚石中碳原子连接成牢固的立体网状结构,决定了金刚石具有坚硬的性质,由此决定了其可制作钻头、玻璃刀的用途。 (2)石墨中每个碳原子与同一个平面上周围的三个碳原子连成片,许多这样的片重叠起来构成石墨。由于每个碳原子都剩余一个电子成为自由电子,所以石墨能够导电,因此可制作电极;片与片之间可滑动,所以石墨质软,可制作铅笔芯、润滑剂;碳原子之间连接很牢固,所以它的熔点、沸点都很高,可用于制作航天飞机的绝热片。 另外,对于木炭和C60也要熟悉。木炭具有疏松多孔的结构,决定了它具有很强的吸附性,可作吸附剂。活性炭的吸附性比木炭还要强。可用于防毒面具里的滤毒罐、制糖工业上的脱色剂等。C60分子是由60个碳原子构成的分子,这种结构很稳定,决定了它具有许多特殊性能。 掌握三个性质 由于碳原子最外层有4个电子,在化学反应中,碳原子既不易失电子,也不易得电子,决定了碳是一种化学性质不活泼的非金属元素,而且同学们要注意,虽然金刚石、石墨、C60的物理性质不同,但化学性质却是一样的,因为构成它们的粒子是同一种粒子—碳原子。 (1)常温下的稳定性:在常温下,单质碳化学性质很稳定,不易与其他物质发生化学反应。因此,可用碳素墨水书写档案材料,这样可以长时间保存而不褪色。 (2)可燃性:在点燃的条件下,碳能与氧气反应,放出热量,决定了碳可用作燃料。 ①氧气充足时,碳充分燃烧,生成二氧化碳。 C+O2CO2 ②氧气不充足时,碳燃烧不充分,生成一氧化碳。2C+O22CO (3)还原性:在高温条件下,碳能跟某些金属氧化物发生反应,把金属氧化物还原成金属单质。碳表现出还原性,决定了碳可用于冶金工业。例如: C+2CuO2Cu+CO2↑ 3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ 猜你喜欢: 1. 化学毕业论文精选范文 2. 材料化学论文范文 3. 化工专业毕业论文范文 4. 化学毕业论文范文参考 5. 化学毕业论文范例
化学是基础教育的重要组成部分,在化学教学中培养学生的创新精神对深化基础教育改革,提高学生素质具有重要作用。下面是我为大家整理的关于化学论文,供大家参考。
在科技创新不断涌现的当代,人才培养显得尤为重要。随着社会的发展,我国的教育培养目标已经发生改变,从过去的培养“接班人”向培养“劳动者”转变,由“精英教育”向“大众化教育”转型。在培养目标上不仅要培养一批拨尖人才,更要体现培养大批高素质的普通公民。下面笔者就中学化学中进行低碳经济与绿色化学的教育谈一些认识。
一、低碳经济和绿色化学的概念与内涵
现代社会出现资源、环境问题的根源在于人类的生产、消费模式。以碳为主的能源物质在被人类利用之后,都变成了以CO2为主要物质的气体,造成了温室效应、蝴蝶效应。在多哈提出低碳经济理念之后,全国乃至全球都在倡导低碳模式经济。Lowcarbon是低碳的英文诠释,是指排放更少的以二氧化碳为主的温室气体。而低碳经济是一种高效的、环保的经济模式,其特点是耗能更低、污染更少、排放减少等,要求在利用能源时提高使用效率,且着重于清洁能源的开发与使用,其实质是提高能源利用效率和清洁能源结构问题。从碳到低碳是一个从化学到社会生活的过程,是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命,它与我国的化学教育有着紧密的关联。绿色化学重视对环境的保护,通过清洁能源、原子经济等内容的学习,可实现绿色化学。绿色化学是对化学原理的转化,通过化学方法来减少有毒、有害物质的生产和应用,在研究过程中,弱化有害、有毒作用,强化其绿色作用,从技术和经济角度分析,绿色化学能够从源头、生产过程以及使用等各个环节减少并降低污染。因此,在平时的化学教学中,贯彻“低碳经济”的观念,培养学生“绿色化学”的可持续发展理念显得尤为重要。
二、在化学教育中重视低碳经济与绿色化学教育
我国的《九年义务教育化学课程标准(实验)》明确指出了化学课程的性质、目的以及方法。在义务教育阶段中的化学课程,教学目的是让学生了解化学为社会发展带来的影响,利用化学来认识科学技术和社会、生活中的相关问题。同时,学生能够从化学教育中了解化学物品给人们生活和健康带来的影响,且能够借助化学手段治理环境污染,开发并且利用化学资源。另外,化学教育中要强调学生对自然和社会的责任心,当学生在遇到与化学相关的问题时,能够利用化学知识科学地解决问题。由此可知,我国新课程对中学化学有了全新的诠释和要求,新课标更加注重培养学生的科学和人文素养,为新课程理念下的中学化学教学指明了方向。
三、对中学生进行低碳经济与绿色化学教育的基本策略
中学化学教学要选择真实的问题情境,突出科学观念、科学思维、科学方法、科学主题,重视学生创新意识和创新能力的培养,将科学教育与人性发展有机融合起来。在平时的化学教育中可以做到以下几个方面。
(一)贯彻绿色化学和低碳经济的观念
让学生接受绿色化学思想,把绿色化学内化为自己的自觉行为。初中和高中的化学课本直接或者间接地对绿色化学都有涉及,但仅是停留在书本的概念之上。在平时的教育中,教师应该引导学生通过实践来加深对绿色化学的理解。如利用周末时间带学生到化学工业园进行参观、实践,亲身接触化学物质的转变和生产过程,形象地说明绿色化学理念的重要性,低碳经济的影响力。介绍空气污染及防治,抓住时机向学生介绍绿色化学及其主要特点,在教学中尽可能渗透、强化绿色化学的思想理念。例如教授温室效应及其危害与防治,使用燃料对环境的影响,金属资源的利用与保护等。同时通过绿色化学的教育,让学生形成良好的生活习惯,真正实现节能减排,低碳经济。
(二)建立绿色化学和低碳经济的意识
人教版新课程下的化学教材,着重于从多个角度阐述了绿色化学和低碳经济的内涵、概念。例如从环境保护的角度讲述了酸雨、大气污染与温室效应的关联;介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念;介绍了有毒物质的性质、使用、保存;介绍了与绿色化学相关的再生、使用替代产品、回收以及重复使用的工业化学内容。其中包含了许多低碳经济的理念,例如:以海水为原料提取镁、接触法制硫酸……这些绿色化学技术充分说明了低碳经济并不一定需要极高的成本,也不需要很高的技术,只要我们共同努力,做好自己,就能很好地应对全球变暖等环境问题,为地球尽一份力量。
(三)从实验中体验绿色化学和低碳经济
绿色化学实验具有基本的5R原则,即reduce(减量)、recycling(回收)、reuse(循环使用)、rejection(拒绝使用)、regeneration(再生)。从化学试剂的选择、化学反应条件的控制、化学反应结束后三废的处理等,充分体现了能源、化学试基础教育剂、化学反应、反应产物、剂量等的低碳化等特点。这些具体包含在以下三个方面。
1.将化学实验微型化,实现绿色化学。课堂演示实验以及学生自主实验,要避免出现有毒、有害物质的污染。实验应在小烧杯或小试管中进行,在点滴板上观察。由于实验药品剂量的普遍减少,既节约了药品资源,又减少了化学污染,同时还能够直观地观察实验结果,效果非常明显。
2.优化实验内容、装置和方法。化学实验离不开气体、液体和固体的产物,部分实验产物具备毒性或者对环境、人体有害的特点,因此,实验中既要保证实验的效果,还要对实验的内容和仪器、方法进行改善,尽可能在密闭条件下或在通风橱中进行,以减少实验产物对环境的污染。
3.妥善处理化学实验的废弃物。化学实验为了能够得到科学、真实的实验数据,往往要产生许多废弃物,而这些产物却没有较好地得到处理。在实验教学中,教师应该引导学生利用化学反应洗涤、吸收或转化,将有害产物回收利用。这样不但能够提升学生绿色环保和绿色化学的意识,而且还能给学生及早灌输低碳经济的观念,将普通的化学实验最终提升为绿色化学实验。
(四)实践低碳生活
学生学习知识的最终目的是使用,如何将书本上的化学知识内化为学生自己的知识,并使其更好地应用于生活、服务于社会,笔者认为让学生参与社会实践是一个行之有效的办法。如学习“自然界中的水”时,可让学生调查本地水资源的利用和河水污染情况,参观本市的自来水厂和污水处理厂,让学生对水的污染及净化有一个详实的了解,懂得保护水资源和节约用水的重要意义;又如学习“化石燃料的利用”时,可组织学生调查当地居民的燃料使用种类和大约日消耗量;走访加油站和煤炭加工厂,调查了解化石能源的消耗量和消耗途径,让学生充分认识到我国能源结构的严峻形势和由此引发的环境问题。在化学教育中,课外活动可以组织绿色化学、低碳化学的主题内容,为学生讲解绿色化学的历史、主要内容和方法以及目标等,而教师则将这些内容与教材结合,设置与环保、绿色化学以及低碳相关的课题,有意识地引导学生关注社会、关注环境的绿色化学意识,通过组织学生深入社会生活实践去获得第一手的信息,积极主动地发现问题,写出调查报告,向相关部门提出解决问题的合理化的建议。通过绿色化学教育,增强同学的社会责任感,增加动手能力,增强同学学习化学的兴趣,更重要的是意识到绿色化学教育的重要性,使同学对绿色化学的认知由感性认识上升到理性认识,使自己更好地履行在低碳经济时代下的社会责任。
1化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则
以市场为导向
随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。
发扬创新精神
只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。
稳定发展原则
化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。
2建设煤化工特色的对策
创新教育观念
专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。
创新课程体系
煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。
理论与实践相结合
化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。
建立健全质量保障体系
完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。
3结语
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。
第一篇随着生产力的发展,科学技术的进步,化学与人们生活越来越密切。众所周知,我们周围的事物都是由许许多多的化学元素组成的,包括我们人体不可缺少的许多元素。化学在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。大家都知道食盐是怎么来的吧?现代人类经过对化学的研究,食盐可以说是取之不尽,用之不竭的。在过去,人们没有掌握科学的方法,常常做菜没有盐或者盐中缺碘,导致了“大脖子病”等等。日常生活中,化学还给人类带来许多方便,洗衣粉和肥皂是家用去污的好产品,啤酒是人们喜欢的饮料,蒸馒头时放些苏打,馒头蒸得又大又白又好吃,还有许许多多的例子。化学与医学也密切相关,供氧器就是利用过氧化钠与二氧化碳反应来制氧,挽救了许多人的生命,我就是其中一个。人们还应用科学的方法制造生理盐水,减轻病人的痛苦。近代,人类发明了许多新药品,攻克了不治之症,如青霉素等。但是,癌症和艾滋病仍令医生们束手无策,这两个重大难题,相信我们未来的接班人一定能够解决的。在一些重大的科学领域里,化学的作用也不小,火箭发射所需燃料,就是利用了氢氧燃烧得水的原理。可是残酷的人类又把化学带入战争,日本帝国主义毫无人性地利用人做化学试验。现代人类已采取了措施,比如禁止使用核武器。化学给人类生活带来了变化,有利也有弊,汽车尾气排放,造成大气污染,酸雨在警告我们,臭氧层空洞威胁着我们,环保成了化学给人们生活带来的一重大问题。对于我们这一代担负的任务,只有好好学习科学文化知识,改善人类生活,或许将来,化学的益处更多些。弊处少一些。第二篇化学是一门基础的自然科学,对人类有重大意义,跟生活也有很大关系。化学能帮人们做有用的事。衣、食、住、行、用,化学无所不在。在衣方面,化学可谓给生活增添温暖。尼龙,分子中含有酰铵键的树脂,自然界中没有,需要靠化学方法得到;涤纶,用乙二醇、对苯二甲酸二甲酯等合成的纤维。还有类似的许多衣料,丰富了人们的衣橱。在食方面,化学同样重要。用纯碱发面制馒头,松软可口。各种饮用酒,经粮食等原料发生一系列化学变化制得。槟榔是少数民族喜爱的食物,在食用前,槟榔必须浸泡在熟石灰中,切成小块。到一定时间后,才可食用。由于有了化学,我们的住房才有多彩的装饰。生石灰浸在水中成熟石灰,熟石灰涂在上干后成洁白坚硬的碳酸钙,覆盖了泥土的黄色,房子才显得整洁明亮。化学炼出钢铁,我们才有铁制品使用。化学加工石油,我们才能用上轻便的塑料。化学锻烧陶土,才能使房屋有漂亮的瓷砖表面。化学反应是交通工具得以行驶的动力。没有燃料的燃烧放出热量,车辆根本无法开动。化学能是它们得以行动的最原始的能量来源,即使用了电做动力,也不能忘记化学能伟大的贡献。在现在,化学仍是交通工具的生命仍对人们出行起重大作用。化学无时不在人们生活的各种活动中。洗涤剂是含磷的化合物,广泛应用于人们清洗器具、纺织、造纸、农药等部门。用磺铁矿燃烧制硫酸,作为重要的化工原料。用“王水”检验金子是否纯。用酸洗去水垢。用汽油乳化橡胶做粘合剂。用氢氟酸雕画玻璃。用泡沫灭火器灭火。用二氧化碳加压溶解制爽口的汽水,用小苏打做可口的饼干。用腐蚀性药品清除管道阻塞。生活中,化学的频繁使用不是举例能举完的,它已与生活紧密联系在一起。化学本身是一面魔术镜,将一百多种元素巧妙地结合,组成神奇美丽的世界。它使碳这一元素形成了美丽高贵的金刚石和柔软廉价的石墨两种天壤之别的形态,跟人们开了玩笑。人们将在他的一个个玩笑中不断摸索进步。而我们的生活也将随着它的进步而进入美好的未来。第三篇生活丰富多彩,在不经意之中,人们经常遇见一些化学与生活的完美结合。但人们很少注意到其中的微妙与有趣。大家对“咸鱼”一定不陌生。可为什么鱼加上点盐就可长期放置,而不腐蚀、变质呢?其中的关键是食盐。食物腐败的原因是由于微生物细菌的作用。只要控制生物细菌的生长,就能防止食物腐败。食盐的主要成分是氯化钠,氯化钠是电解质,它的饱和溶液渗透压大于非电解质溶液(微生物细菌中的细胞中蛋白质溶液)的渗透压。当渗透压大的溶液和渗透压小的溶液间隔以半透膜(如细胞膜)隔开时则溶剂分子将从渗透压小的一方渗透到渗透压大的一方。即在食盐溶液存在下,微生物细菌细胞中的水分子将不断进入食盐溶液中去,导致细胞干枯致死,而起到防腐的作用。氯化钠不仅创造了“ 死海不死”的特例,而且在防腐领域也有良好的表现。水乃生命的源泉,水的硬度高低跟人体健康关系极大。高硬度水中的Ca2+、Mg2+能跟SO42-结合,使水产生苦涩味,还会使人的胃肠功能紊乱,出现暂时性的腰胀、排气多、腹泻等现象,这就是“水土不服”的秘密。了解化学,懂得生活,同时也可避免“大降横病”。1938年3月14日,比利时的哈塞尔特城处在零下15℃的严寒中,横跨在阿尔伯运河上的一座雄伟壮丽的钢桥,突然间发生巨响,不到几分外钟即折成几段,坠入河中。此事故的肇事者是钢铁中的磷。磷是钢的有害元素之一,能使钢产生冷脆性,使钢在常温下轧制和加工时容易断裂,尽管它能提高钢的硬度,但显著降低了钢的塑性和韧性。可见,生活中了解化学是必要的。生活的方式不断变化,化学与生活之间的联系是不断增多。请经常关注身边,关注化学与生活的联系。
沉淀法制备二氧化钛纳米粉体 XXX 化学与材料科学学院 04级化学 0409319 摘 要:本文以TiCl4和为原料,采用沉淀法制备TIO2纳米微粉,利用XRD等测试手段对样品的晶相组成、晶粒尺寸等性质进行分析,并在此基础上对晶粒尺寸、物相组成与PH值、干燥方法之间的关系进行讨论。结果表明:原料的pH值对粉体的晶型有显著影响,且微波处理相比传统的烘箱干燥,可得到晶粒更为细小的粉体。调整溶液的pH=7,微波处理10分钟, 700°C烧成并保温30min,可得到粒经小于35nm、颗粒分布均匀、团聚少的锐钛矿型TiO2粉体。 关键词: 二氧化钛;沉淀法;微粉 PREPARTION OF TITANIA DIOXIDE NAN-POWDER BY PRECIPITATIONXiao Junli (College of Chemistry and Materials Science, Anhui Normal University, Wuhu,241000)Abstract: Titania nano-powder was prepared by precipitation method, using TiCl4 as raw material .The crystal phase, grain size and morphology of samples were studied by XRD. Affection of the factors such as pH, drying method and temperature on the samples were discussed in details. The result shows: sample’s crystal phase is affected by pH value of the solution, and the sample, treated with microwave, has lesser grain size than the one dried by traditional method. The TiO2 powders calcined at 700oC for 30 min, for using the TiCl4 solution with pH value of 7 are anatase with less than 35 min diameter in even granularity distribution and less agglomerate after treated by microwave for 10 min. Key words: titanium dioxide; precipitation; nano-powder一.综述 (一) TiO2的结构和性能 常见的二氧化钛有金红石、锐钛矿和板钛矿3 种结构[1,3],前两者为四方晶系,后者为斜方晶系,金红石和锐钛矿结构虽均为四方晶系,但两者的空间群不相同, 3 种晶体构型虽都是[ TiO6 ]八面体共棱为基础的,但每种晶型的[ TiO6 ]八面体与其它晶型的[ TiO6 ]八面体共棱的数目不同,金红石是以2 个棱联结,板钛矿为3 个棱联结,而锐钛矿以4 个棱共用。由于锐钛矿、板钛矿和金红石的结构不同,稳定性不同,板钛矿和锐钛矿是低温相、金红石是高温相,前二者可以在600 ℃以上温度转变为金红石型,这种转化不是突跃式的,而是渐进的和不可逆的,这个转化除了受温度影响外,还受到能加速或阻止晶型转化的促进剂和抑制剂的影响。由于纳米金红石型二氧化钛的高稳定性、耐腐蚀性、耐候性和对人体无害性,以及它高的折射率、优异的透光性和很强的紫外线屏蔽能力,使它在高级涂料、化妆品、高分子材料、文物保护等诸多方面有巨大的应用前景,因而引起了人们的极大关注。而锐钛矿型二氧化钛旧称八面石。是钛矿的主要矿物组分之一。理论含钛60%。四方晶系,晶体呈锥状、板状或柱状等,晶体形态变化大。褐、黄、浅紫、灰黑、浅蓝绿色等。金刚光泽。硬度~,密度~。产于区域变质岩系的石英脉中或作为副矿物产于火成岩及变质岩中。用于生产钛白粉和海绵钛,也是提炼金属钛的矿物原料。 纳米材料是一种新兴材料,一般是指粒径小于 100 nm 的超微颗粒。这种超微颗粒具有表面积大,表面活性高,良好的催化特性,它既具有金属和非金属的特异性能。随着现代科学技术的迅速发展,纳米材料的应用也越来越广泛,对其要求也越来越高。就纳米二氧化钛而言,由于它具有极大的体积效应、表面效应、光学特性、颜色效应,故在光、电及催化等方面显示出其特殊性质,所以它作为一种新型材料,其应用领域日益广泛。 (二) 纳米TiO2 的应用 由于TiO2微粉具有这些特殊性能,这就决定了它在各个领域中具有广阔的应用前景。 (1)在化学工业中的利用 催化是纳米超微粒子应用的重要领域之一。利用纳米超微粒子的高比表面积与高活性可以显著地提高催化效率,国际上已作为第四代催化剂进行研究和开发。纳米 TiO 2 具有很高的化学活性,良好的耐热性和耐化学腐蚀性,可用作性能优良的催化剂、催化剂载体和吸收剂。如纳米 TiO2 在催化 H 2 S 除去 S 时,显示出相当高的催化活性。此外,纳米 SiO 2 和 TiO 2的无机或有机复合材料具有特殊功能,这些纳米材料正在开发中[1,2]。 (2)在电子工业产品中的应用 纳米 TiO 2是许多电子材料的重要组成部分,可用于制作纳米敏感材料及纳米陶瓷功能材料。由于纳米粒子尺寸小,比表面积大,表面活性高,所以适合作气敏材料,如有纳米 TiO 2 可制成灵敏度很高的气敏元件。同时,由于纳米相陶瓷一次成型塑性形变是可以实现的,人们利用纳米 TiO2 一次成型形变制成了纳米 TiO2陶瓷,这种陶瓷具有超细晶粒尺寸并保持它们的特性[3,4]。 (3)在环保方面的应用 纳米 TiO 2 粒子的光催化作用在环保方面有广阔的用途。国内外有许多文献报道了这方面的进展。英国伦敦和安大略核子技术环境公司,开发了一种新颖的常温光催化技术,采用人工光和纳米二氧化钛催化剂,可将工业废液和污染地下水中的多氯联苯类化合物分解[5]。当污染水通过二氧化钛涂层网络时,只要受到低计量紫外光的照射,便会发生反应,生成活性极强的氢氧自由基,迅速将有机毒物分解为二氧化碳和水。此外,利用纳米 TiO2 材料作为光催化剂还可催化降解纺织印染业和照相业排出的染料污染物。随着社会经济的发展,人们越来越重视生活质量和健康水平的提高。抗菌、防腐、除味、净化空气、优化环境将成为人们的追求。当前全球面临着严重的环境污染,纳米 TiO 2 作为而久的光催化剂已被应用在除了水和空气净化之外的各种环境方面的问题。有关资料表明,纳米TiO 2 对于破坏微观的细菌和气味是有用的。另外还可以使癌细胞失活,对臭味(4)在化妆品工业中的应用 纳米 TiO 2 具有优异的紫外线屏蔽性,再加上它的透明性(不会在皮肤上残留白色,能厚涂抹)和无毒(不会刺激皮肤引起发炎)等特点,至今已成为防晒化妆品的理想原料。据行业报道,在日本每年已有一定量的纳米 TiO 2作为防晒剂、化妆品底和口红等产品的添加原料[5,6]。 (5)在医药卫生和食品加工领域的应用 纳米结构不仅坚固,而且具有自身对抗外界不纯物质的能力,不易与外界不纯物质结合。同时,纳米级微粒或有机小分子将更有利于人体吸收,能提高药物的效能。因此纳米 TiO 2在健康卫生及食品工业有广阔的应用前景。有资料报道,已开发出具有抗菌和净化性能的 TiO 2薄膜陶瓷。另外,纳米 TiO 2已应用在食品工业中,如作乐百氏奶的添加剂。 此外,纳米 TiO 2 在塑料、涂料等工业也有广泛应用,可用作塑料填料、高级油漆、涂料的原料[5,7]。 (三) TiO 2粉体的制备 由于纳米 TiO 2具有许多优异性能,其用途相当广泛,因而其制备受到国内外的极大关注。目前制备纳米 TiO 2 粉体的方法主要有两大类:物理法和化学法。 (1)物理法 制备纳米 TiO 2 粉体的物理法主要有溅射,热蒸发法及激光蒸发法。物理法制备纳米粒子是最早的方法,它的优点是设备相对来说比较简单,易于操作和易于对粒子进行分析,能制备高纯粒子,还可制备薄膜和涂层。它的产量较大,但成本较高[7]。 (2)化学法 制备纳米 TiO2 粉体的化学方法主要有液相法和气相法。液相法包括沉淀法、溶胶-凝胶法和W/O微乳液法;气相法主要有 TiCl 4气相氧化法。液相法反应周期长,三废量较大,虽然能首先得到非晶态粒子,高温下发生晶型转变,但煅烧过程极易导致粒子烧结或团聚;而气相氧化法具有成本低、原料来源广等特点,能快速形成锐钛型、金红石型或混合晶型 TiO2 粒子,后处理简单,连续化程度高。但此法对技术和设备要求较高[8]。 1)均匀沉淀法 纳米颗粒从液相中析出并形成包括两个过程:一是核的形成过程,称为成核过程;另一是核的长大过程,称为生长过程。当成核速率小于生长速率时,有利于生成大而少的粗粒子;当成核速率大于生长速率时,有利于纳米颗粒的形成。因而,为了获得纳米粒子必须保证成核速率大于生长速率,即保证反应在较高的过饱和度下进行。均匀沉淀法制备纳米 TiO 2 是利用 CO(NH 2 ) 2 在溶液中缓慢地、均匀地释放出 OH - 。其基本原理主要包括下列反应[9]: CO(NH 2 ) 2 +3H 2 O=2NH 3 ·H 2 O+CO2 ↑ NH 3 ·H 2 O=NH 4 + +OH – TiO 2 + +2OH - =TiO(OH) 2 ↓ TiO(OH) 2 =TiO 2 +H2 O 在这种方法中,不是加入溶液的沉淀剂直接与 TiOSO 4发生反应,而是通过化学反应使沉淀在整个溶液中缓慢地生成。向溶液中直接添加沉淀剂,易造成沉淀剂的局部浓度过高,使沉淀中夹有杂质。而在均匀沉淀法中,由于沉淀剂是通过化学反应缓慢生成的,因此,只要控制好生成沉淀剂的速度,就可避免浓度不均匀现象,使过饱和度控制在适当范围内,从而控制粒子的生长速度,获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米粒子。该法生产成本低,生产工艺简单,便于工业化生产。 2)溶胶-凝胶法 溶胶-凝胶法是制备纳米粉体的一种重要方法。它具有其独特的优点[10],其反应中各组分的混合在分子间进行,因而产物的粒径小、均匀性高;反应过程易于控制,可得到一些用其他方法难以得到的产物,另外反应在低温下进行,避免了高温杂相的出现,使产物的纯度高。但缺点是由于溶胶-凝胶法是采用金属醇盐作原料,其成本较高,其该工艺流程较长,而且粉体的后处理过程中易产生硬团聚。 采用溶胶- 凝胶法制备纳米TiO 2 粉体,是利用钛醇盐为原料。原先通过水解和缩聚反应使其形成透明溶胶,然后加入适量的去离子水后转变成凝胶结构,将凝胶陈放一段时间后放入烘箱中干燥。待完全变成干凝胶后再进行研磨、煅烧即可得到均匀的纳米 TiO 2粉体。有关化学反应如下: 在溶胶-凝胶法中,最终产物的结构在溶液中已初步形成,且后续工艺与溶胶的性质直接相关,因而溶胶的质量是十分重要的。醇盐的水解和缩聚反应是均相溶液转变为溶胶的根本原因,控制醇盐水解缩聚的条件是制备高质量溶胶的关键。因此溶剂的选择是溶胶制备的前提。同时,溶液的 pH 值对胶体的形成和团聚状态有影响,加水量的多少会影响醇盐水解缩聚物的结构,陈化时间的长短会改变晶粒的生长状态,煅烧温度的变化对粉体的相结构和晶粒大小的影响。总之,在溶胶- 凝胶法制备 TiO 2 粉体的过程中,有许多因素影响粉体的形成和性能。因此应严格控制好工艺条件,以获得性能优良的纳米 TiO2 粉体。 3)反胶团或W/O微乳液法 反胶团或 W/O 微乳液法是近十年发展起来的一种新方法。该法设备简单,操作容易,并可人为控制合成颗粒的大小,在超细颗粒,尤其是纳米粒子的制备方面有独特优点。 反胶团是指表面活性剂溶解在有机溶剂中,当其浓度超过CMC (临界胶束浓度)后,形成亲水极性头朝内,疏水链朝外的液体颗粒结构。反胶团内核可增溶水分子,形成水核,颗粒直径小于 100 nm 时,称为反胶团,颗粒直径介于 100~2 000 nm时,称为 W/O 型微乳液[11]。 反胶团或微乳液体系一般由表面活性剂,助表面活性剂,有机溶剂和 H2O 四部分组成。它是一个热力学稳定体系,其水核相当于一个“微型反应器”,这个“微型反应器”具有很大的界面,在其中可以增溶各种不同的化合物,是非常好的化学反应介质。反胶团或微乳液的水核尺寸是由增溶水的量决定的,随增水量的增加而增大。因此,在水核内进行化学反应制备超微颗粒时,由于反应物被限制在水核内,最终得到的颗粒粒径将受水核大小的控制。 反胶团或微乳液法制备纳米 TiO 2是利用 TBP (磷酸三丁酯)为萃取剂,煤油作稀释剂,在室温下萃取金属钛离子,同时控制条件使其形成有机相的反胶团溶液,将该溶液在室温下以氨水反萃,控制氨水用量和浓度,将得到的沉淀物洗涤干燥焙烧,即获得纳米 TiO 2粉体。 反胶团或微乳液法可利用胶团大小来控制微粒尺寸,在纳米粒子制备中具有潜在优势,但这种方法刚刚起步,有许多基础研究要做,反胶团或微乳的种类、微观结构与颗粒制备的选择性之间的规律尚需探索,更多的用于超微颗粒合成的新反胶团或微乳液体系需要寻找。 4) TiCl 4 气相氧化法 气相法制备纳米TiO 2 比较典型的是 TiCl 4气相氧化法。该法以氮气作TiCl 4的载气,以氧气作氧化剂,在高温管式气溶胶反应器中进行氧化反应,经气固分离,获得纳米 TiO 2粉[12]体。在此过程中,停留时间和反应温度对 TiO2的粒径和晶型有影响。 其反应原理:气相反应器中,反应物的消耗对粒子成核速率的影响比对生长速率的影响大,因为成核速率对体系中产物单体过饱和度更加敏感。随着反应进行,过饱和度迅速降低。反应初期以成核为主,而在反应后期成核终止,以表面生长为主。通常在高温下反应速率极快,延长停留时间,只是延长了粒子生长时间,因此产物粒径增大,比表面积减小。同时,停留时间延长,锐钛分子簇有足够时间转变成金红石分子簇,使金红石含量增大。另外,气相反应器中,超微粒子形成过程包括气相化学反应、表面反应、均相成核、非均相成核、凝并和聚集或烧结等步骤。在高温下气相反应速率非常快,以致温度变化对成核速率的影响已不显著,而温度升高,粒子表面单分子外延和表面反应速率加快;同时气体分子平均自由度增大,粒子之间碰撞加剧,颗粒凝并速率增大,粒子间易发生凝并长大。另外由于反应器中初生粒子相当细小,颗粒边界表面能很大,小粒子极易逐渐扩散,融合形成大粒子,从而降低表面能,反应温度越高,晶界扩散速率越快,烧结驱动力越大,从而导致粒子比表面积减小、粒径增大。 (四)本实验采用沉淀法制备二氧化钛的原因 (1)优点 原料来源广,成本低,设备简单,适于大规模生产, TiCl 4是一种廉价易得得化工原料,此法可得到分散性好粒经均匀得纳米级TiO 2,此实验重现行好,操作简单,粒径可控[10,11,12,13]。 (2)缺点 本实验在过滤,干燥和煅烧过程中易引起粒子间团聚,影响产品的分散性.由于过程中Cl-等无机离子的引入,需反复洗涤除去这些离子,存在工艺流程长,废液多,产物损失大的缺点,完全除去无机粒子较困难,所得的产物纯度不高[10,11,12,13]。二.实验部分 (一) 原料及设备 本文所采用的实验药品及规格如下表所示: 表1 实验药品及规格药品名称化学分子式等级四氯化钛TiCl 4AR无水乙醇C2H5OHAR氨水盐酸HClAR蒸馏水H2O自制硝酸银AgNO3AR本文所使用的实验设备及型号如下: 玻璃器皿 PH试纸 TG16G型离心机 DHG-9053A型干燥箱 HO3-A型磁力搅拌器 (二)实验工艺煅烧TiO2粉体TiCl4(aq)pH<1的水溶液氨水水洗调试pH值C2H5OH洗涤恒温箱80OC干燥微波干燥图1. 沉淀法制备TiO2粉体工艺流程图
化学是基础教育的重要组成部分,在化学教学中培养学生的创新精神对深化基础教育改革,提高学生素质具有重要作用。下面是我为大家整理的化学综述论文,供大家参考。
前言
化学工业推动着人类社会和物质文明的快速发展,也为人类社会作出了重大的贡献,同时伴随而来环境污染问题越来越严重,因此化学工业表现出的“贡献”和“环境污染问题”的两重性对化学工业领域的科研工作者和生产人员提出了挑战。用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺是绿色化学工程与工艺所提出的思想,通过在化学工业生产过程中,在无毒、无害的反应条件下去采用无毒、无害的原料来进行反应,同时使整个反应具有高选择性,进而能够最大限度地减少副产物的生成。要达到此目的,必须在化工行业推行清洁生产,实现零排放,把污染消灭在生产过程中。文章针对传统化学工业的发展问题,通过对绿色化学工程与工艺对化学工业节能的促进作用进行探讨,从而在我们国家今后的化学工业生产中环保性和节能性提供参考依据。1绿色化学工业概念绿色化学又称“环境无害化学”“、环境友好化学”“、清洁化学”,绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。其研究目的在于寻找充分利用原材料和能源且在各个环节都洁净和无污染的反应途径和工艺。绿色化学工业是把绿色化学的思想引入传统化学工业生产中,并此基础上产生对人类健康、社区安全、生态环境无害的化学工业过程。
2绿色化学工程与工艺的开发
早期人们对化学工业所引起的环境污染常常采用的办法是“末端治理”,开发了多种环境保护手段,如:水处理技术、大气污染防治技术、固体废弃物处理技术和噪声治理技术等,对生态环境的保护作出了重要贡献。但随着人类社会和物质文明的不断发展和进步,环境污染的速度远远快于治理环境污染速度,并且治理环境污染的费用不断增加,而且治标不治本。而绿色化学工程与工艺是用绿色的化工工艺取代传统的化工工艺,采用无毒、无害的原料,在无毒、无害的反应条件下进行,使反应具有高选择性,最大限度地减少副产物的生成。从而在化工行业推行清洁生产,实现零排放,实施绿色化工生产,从污染的源头防止污染的发生。绿色化学工程与工艺在化学工业中具体实施方法主要有以下几种。
原料的绿色化
在化学产品生产中,原料的选择是决定化学生产过程和生产工艺的主要因素之一,绿色化学工程与工艺以无毒无害的原料作为绿色化学工业重点研发目标,选用可再生资源作为绿色化学原料,如生物质资源包括植物、农作物、林产物、海产物(各种海草)和城市废弃物(报纸、天然纤维)采用生物转化法通过一系列的反应转化得到醇、酮、酸类等常见的化工原料,在转化过程中依赖各种微生物在细胞内产生出我们所需要的各种化学品,整个过程清洁无污染,这都是绿色原料应用的典型。
催化剂的绿色化
近几年来,随着化学工业的快速发展,采用合理的化学反应应用在化工生产过程中成为了现代化学工业可持续发展的重要因素之一。在常规的化学反应中都离不开催化剂的使用,正确合理的使用催化剂不仅可以加速反应进程,改善化学反应的选择性和提高转化率,提高产品质量、降低加工成本,而且从根本上减少或消除副产物的产生,减少环境污染,最大限度地利用各种资源,保护生态环境。目前,针对化学反应催化研究已经研发出各种催化剂,例如,在精细化工生产中,已使用安全的固体催化剂分子筛、杂多酸等来替代有害的液体催化剂浓硫酸,从而简化了工艺过程,减少“三废”的排气量。
溶剂和助剂的绿色化
在化学工业生产过程中,无论是化学反应过程,还是化学产品的分离过程,都会使用大量的溶剂或者助剂来克服反应或分离过程中的特殊障碍,但是这些溶剂和助剂都是有毒的,往往会对人类健康和社会环境造成负面影响,所以开发出无毒无害的溶剂和助剂也是绿色化学工业重点研发目标之一。合适的绿色的溶剂和助剂不仅仅能使反应加速进行,也能使反应能耗低、效果更好、选择性更高以及产品更容易分离,更有利于环境保护。例如,现已开发出各种离子液体来应用于化学工业生产过程中的化学反应提供新的反应环境,也应用在化学工业生产过程中的分离过程进行产品与副产物的分离。
能源的绿色化
在化学工业中,从获取的化学原料到发生的化学反应以及反应产物的分离和纯化等各个环节均伴随能量的产生和消耗,而且耗能巨大。然而,在化工生产的化学反应中,若反应是吸热的,则需要在反应开始时加入热量来使反应进行完全;若反应是放热的,则需要冷却以移出热量来控制反应进行。同样在化工过程的分离与纯化中,可通过精馏、萃取、再结晶、超滤等操作来实现,也需要消耗大量能量。所以找到合适的能源也是绿色化学工业重点研发目标。例如,比较清洁的能源有电能、光能、微波以及超声波等能量,其中电能是运用较多的一种,在利用天然、无毒、手性的维生素B12为催化剂的电催化反应中可以实现在温和中性条件下的自由基环氧化。
3绿色化学工程与工艺对化学工业节能减排中的促进作用
近些年来,在国内的化学工业中,绿色化学工程与工艺主要应用在以下几个方面。
清洁生产技术的应用
在化工行业清洁生产包括清洁生产过程、清洁的产品以及清洁的能源等三个方面。而在化学工业节能减排中,主要以清洁生产过程为主。清洁生产过程是指在生产中尽量少用和不用有毒有害的原料,采用少废、无废的新工艺和高效设备,改进常规的产品生产工艺;尽量减少生产过程中的各种危险因素,如高温、高压、易燃、易爆、强噪声、强震动等;采用可靠、简单的生产操作和控制。已有的化学工业中清洁生产技术应用案例为:磷肥工业清洁生产工艺、铬酸酐生产工艺的绿色化改造、环氧丙烷的清洁生产、对苯二甲酸二甲酯氧化尾气的回收利用、二氯苯胺的清洁生产以及苯甲醛的清洁生产工艺等,这些清洁生产技术对化学工业节能减排有促进作用,实现了化学工业的绿色化,对人类健康和生态环境的保护作出了重要的贡献。
与生物技术相结合的应用
在化学工业生产中,绿色化学工程与工艺常常与生物技术相结合,采用生物炼制技术将可再生资源转化化学原料,进而合成出所需要的化学品。通过这种技术得到的化学原料相对于一般的工业原料来讲,反应效果和催化效率较好,反应产生的污染物和废弃物较少,还具有良好的无污染性、高效性、节能性。生物炼制是开拓创新型技术,是生产能源、材料与化工产品的新型工业模式。例如,全作物生物炼制方法以油菜、大豆、甘蔗、玉米等为原料,采用发酵技术,用基因组合方法在有氧条件下生成1,3-丙二醇重要的化工中间体。
环境友好型的化学品的应用
大力发展绿色化学工程与工艺可以使化学工业为我们生产出更符合社会、自然环境可持续发展的环境友好型产品,在生活中有许多具体应用实例。例如,已被联合国列为新一代环保制冷剂含杂原子N、Si的三氟碘甲烷(FIC-1311)来替代传统制冷剂氟利昂,FIC-1311不损耗臭氧层,温室效应可以忽略,对环境破坏作用较小;2005年美国环境保护署已批准的新型熏蒸气体杀虫剂硫酰氟来替代溴甲烷,杀虫效果比溴甲烷好,对坚果和干果气味无影响,同时对臭氧耗损潜能值为零,对大气臭氧层无影响。
4结束语
在化学工业生产的过程中运用绿色化学工程与工艺的思想,从化工生产的源头上采用无毒无害的原料、催化剂、溶剂等,使用节能减排的生产工艺,采用清洁生产的技术,能够降低化学工业生产过程中能源消耗,实现人与自然的和谐,保护生态环境。因此,开发和应用绿色化学工程与工艺对现代化学工业的发展至关重要,也是促进现代化学工业可持续发展的重要前提条件。
基础有机化学实验是高等学校理工类、化工类、环境类、材料类以及生物、检验专业的必修课程之一,对培养学生动手操作能力、思维训练等有着重要的影响。随着经济、社会的发展,有机化学在人们的生产、生活中发挥越来越重要的作用。基础有机化学实验作为有机化学的基础课程,发挥着奠定学生未来发展的作用。然而,笔者在实验教学中,发现有机化学实验教学在教学理念、方法上存在诸多问题,结合笔者自身的教学经验,提出了新的教学理念与方法策略,为基础有机化学实验教学提供参考。
1有机化学的重要性及与日常生活的联系
有机化学与人们生产生活等各个方面有着密切的关系,主要体现在以下三个方面:首先,人类的生命就是一个有机体,由各种各样的有机物组成,如蛋白质、核酸、糖类等,这些物质构成生命的基本单位,同时也参与体内的各种合成代谢。其次,人类的衣食住行离不开有机物,如我们穿的各种衣服,都是由各种合成纤维构成,饮食中少不了各种有机蛋白质、有机营养物质。最后,有机化学提升了我们的生活质量,如有机化学合成的各种药物,不仅治愈了人类多种疾病,并且提高了人类的寿命。1965年,人类合成的第一个人工胰岛素——结晶牛胰岛素,在我国诞生,为糖尿病病人带来了福音。
2基础有机化学实验对学生的意义
(1)训练学生动手操作及理论联系实际的能力。有机化学是一门实践性非常强的学科,单独以老师为主体的理论教学无法将整个有机化学知识点融会贯通,而有机化学实验就为学生提供了动手操作的机会,解决了学生上课时对不明白知识点的困惑。例如,在学习有机物萃取时,很多学生在理论课时对萃取的过程以及注意事项都是死记硬背,而实验课时学生通过自己的独立完成或者协作完成,将会彻底领悟到萃取的原理,并掌握分液漏斗的正确使用方法。有机化学同时也是一门实用性非常强的学科,例如阿司匹林的制取,阿司匹林是一种解热镇痛药,在人类的药物发展史中有着不可替代的地位,对此药物进行合成可以使学生明白有机合成的重要性,同时也能对重结晶提纯法进行巩固。
(2)训练学生科研思维与专研精神。有机化学实验由于其操作性强、专业性强等特点,对学生的综合素质提出了考验,同时也有助于培养学生的科研思维与专研精神。诸多著名的化学家如居里夫人、门捷列夫等,他们之所以能够取得如此大的成就,就是凭借实验训练带给他们的科研思路以及实验成果。本科阶段的化学实验要注重的是实验的热情,因此将他们的热情鼓舞起来后,他们才能够真正投入到专研当中。
(3)为学生步入未来工作岗位打基础。有机化学实验是有机化学专业相关人才进入未来工作岗位的必要条件,只有掌握基本操作的技能才能够胜任工作岗位的需求。我国大学生越来越多,就业形势越来越严峻,市场和人才培养方向的脱节主要原因就是学生操作技能差,理论考试都能得高分,而一到具体应用就措手不及。然而,对于那些不从事化学相关专业工作的专业来说,有机化学实验是一门基础性的实验,对未来工作岗位相关的知识都是一种重要的铺垫。
3目前基础有机化学实验教学存在的主要问题
(1)实验方法落后、实验设备陈旧。有机化学实验教材内容一般是那些已经完成被认可的基础性实验,这些实验虽然很经典,但由于实验方法落后导致实验耗时长、操作繁琐,有的实验要6个小时以上才能结束,这使得一些本来对有机化学感兴趣的同学望而却步。而实际上有机化学经过几十年的发展,实验手段也不断在进步,采用先进的实验方法可大大缩短实验时间,这非常有助于提高同学们的学习兴趣。另外,我国诸多高校在有机化学实验设备上都存在着设备过于老旧的问题,很多实验无法开展下去的重要原因就是实验设备的短缺,一般都是几个学生用一个实验台或者一台操作仪器。在实验方法上,除了传统的基本内容外,没有将社会上用的新技术引进去,学生不知道学完后用在哪里,自然无法激发他们的热情。而很多现代社会根本用不到的理论仍体现在实验教材上,这不仅耗费了学生和老师的宝贵时间,同时也不利于学生适应未来的工作。
(2)实验过程中存在安全隐患。实验的安全性隐患包括三个方面:①我国目前很多高校在实验室安全方面都存在一定的隐患,例如缺乏实验安全操作柜,实验试剂过期或者不合格等现象屡屡出现。②一些有机实验本身存在安全性隐患,比如乙酰乙酸乙酯的制备,该实验要使用钠砂,金属钠遇水即燃,在热熔钠块并震荡使之变成砂粒的过程中,如果操作不当,钠会从瓶子里喷出来,非常危险。而事实上笔者在从事这么多年的有机合成研究过程中从未使用过钠砂。③在实验操作过程中很多学生都缺乏安全意识,没有带口罩和眼罩,一旦发生意外事件如试剂喷射到眼里,或者身上,则无法进行有效及时的处理。
4对基础有机化学教学的看法
(1)明确基础有机化学实验教学的目的。目前我国基础有机化学实验教学中存在诸多问题的重要原因,就是没有真正明确其实验教学的真正目的。我国大学现在开展的是素质教育而不是二十年前的精英教育,因此将过多的要求投放在学生身上,将会导致他们厌学或者恐惧。有很多学生还没有进行实验就被那些高难度的要求吓得退却,不能激发他们的实验热情、钻研热情。笔者认为,本科阶段的有机化学实验教学主要目的应该是激发学生学习的热情,只有他们有学习的热情与渴望,才可能进一步地钻研,也才可能克服怕苦怕累的思想。
(2)因地制宜制定本科教学的培养策略。有机化学实验教学应该采取针对不同的学生采取不同的策略,对于化学专业的同学和相关专业的同学应该制定不同的目标,不能一概而论,否则有机化学实验课将对那些基础理论学习少的同学产生很大的负担。本科教育注重的是素质教育,因此着重在于培养他们的实验热情,只有奠定热情的基础上,才能够进一步地实验和攻读研究生。
5改革基础有机化学实验教学的策略
(1)改革实验教学的理念与目标。本科阶段的有机化学实验其本质上的问题是教学理念与目标的偏差。因此,教育部门应该彻底改革现有的教育体制,不能将二十年前的目标与理念用于现在。制定的理念与目标应该结合学生和学校的实际,同时也应该结合社会市场的需求。笔者认为本科阶段基础有机化学实验教学的理念与目标应该是:着重培养学生的实验热情,提升素质教育。
(2)根据社会需求,改进实验方法、设备。现阶段我国本科有机化学的实验不能与时俱进,没有跟上社会需求的潮流。因此,应该引进那些社会工作中需要的实验、删除那些社会不需求或者用不到的实验,改进实验方法的前提就是要有充足的资金购买实验设备,因此可以采用和企业联合办学的策略,由企业投资引进设备,同时企业排除专门人士进行指导,带领学生参观公司,只有了解到所学知识的有用性,才能激发学生的学习热情,同时也为学生的就业带来了保障。同时也要尽量使用现代的有机合成方法和手段,增加实验的实用性,还可以找一些现象明显、容易成功、能显著提升学生兴趣的实验,以替换危险、气味大的实验。
(3)分阶段教学的培养方案。在本科阶段主要分为以下三个阶段培养策略:首先,培养学生的学习热情,可以是老师带领学生参观化学应用公司或者大型科研院所,也可以是老师通过简单的实验激发学生动手的热情。其次,对那些有实验操作热情的同学,可以引进到老师的科研队伍中,开拓学生的视野,同时也提升学生的实验设计、操作以及钻研的能力。最后,结合同学自身的情况,给出不同的建议。例如对那些具有刻苦钻研精神的同学,可以将其作为保研的对象,对于那些实际操作能力强的同学,可以将其推荐到合作的企业当中去。
6结束语
职称职务:副教授学科专业:环境化工研究方向:吸附界面化学,功能材料,煤和生物质转化简历:1994年7月于天津科技大学获学士学位,94年7月至98年7月于大连皮口化工厂任技术员。2001年3月至今于东华理工大学应化系任教。2005年1月起于天津大学攻读博士学位。已发表论文近30篇,其中SCI、EI源刊论文10篇。教学情况:主讲本科生基础课《化学反应工程》、《化工机械基础》以及《无机化工工艺学》的部分内容。主要科研项目1.环保型防污垢器对换热器结构控制研究 (赣教计字[2004]18号)2.化工专业实验教学的改革创新能力的培养研究(赣教高字[2005]95号)3.利用高效吸附剂控制工业废水中重金属污染的研究(核资源与环境开放基金: 051107)主要成果、获奖情况:2005年2月 江西省自然科学二等奖(第二完成人)。2009年“中国百篇最具影响国际学术论文” 2014年爱思唯尔中国高被引学者
随着科技负效应的显现,工程伦理越来越受的人们的重视。化学工程有着与其他工程不同的特点。下面是我为大家整理的化学工程应用 毕业 论文,供大家参考。
《 化学工程中计算流体力学应用分析 》
摘要:计算流体力学是以多种计算方程为基础,在多种化学反应设备中进行能量、质量和动量的综合计算,分析出不同守恒定律中,这些变量的主控形式和变化规律,从而优化工程设计和工艺设备,提高化学反应中正向变化的进行,提高热量交换和原材料的反应速率等。从化学工程经济效益的角度分析,有利于工程成本的节约,提升了经济回报。 文章 计算流体力学的基本原理进行分析,并 总结 了其砸你化学工程中搅拌、热交换、精馏塔和化学反应工程的具体应用。
关键词:计算流体力学;求解;基本原理;化学工程;应用
化学工程在我国具有较长的研究与应用历程,并在实际的生产与生活中取得到巨大的应用成效,不仅能够供给正常的生活需求,同时根据新材料的开发,能够满足现代型环保材料的使用。在化学工程中,较多的反映环境和反应机制都是在溶液中进行的,具有质量守恒和热量守恒定律的应用。而这种质量与能量的关系正是计算流体力学的主要原理。通过对实际应用环境和原理的分析,能够优化工程设计和工艺改进,提高化学工程的生产效率。
1计算流体力学在化学工程中的基本原理
计算流体力学简称CFD,是通过数值计算 方法 来求解化工中几何形状空间内的动量、热量、质量方程等流动主控方程,从而发现化工领域中各种流体的流动现象和规律,其主要以化学方程式中的动量守恒定律、能量守恒定律及质量守恒方程为基础。一般情况下,计算流体力学的数值计算方法主要包括数值差分法、数值有限元法及数值有限体积法,其也是一门多门学科交叉的科目,计算流体力学不仅要掌握流体力学的知识,也要掌握计算几何学和数值分析等学科知识,其涉及面广。
针对计算流体力学的真实模拟,其主要目的是对流体流动进行预测,以获得流体流动的信息,从而有效控制化工领域中的流体流动。随着信息技术的发展,市场上也出现了计算流体力学软件,其具有对流场进行分析、计算、预测的功能,计算流体力学软件操作简单,界面直观形象,有利于化学工程师对流体进行准确的计算。
2计算流体力学砸你化学工程中的实际应用
在搅拌中的应用分析
在搅拌的化学反应中,反映介质之间的流动性比较复杂,依据传统的计算形式根本无法解决,并在化学试剂在搅拌中存在不均匀扩散的特点,在湍流的形式中能量的分布状况也存在着空间特点。若是依据实验手段测得反映中物质、能量和质量的变化规律,其得出的结构往往存在较差时效性,实验差加大。
通过对二维计算流体力学的应用,能够对搅拌中流体的形式进行模拟,并进行质量、能量等数据的验证。但是流体的变化,不仅与化学试剂的浓度、减半速度有关,还与时间、容器的形状等有着之间的联系,需要建立三维空间模拟形式进行计算流行力学。随着科学技术和研究水平的提高,在通过借助多普勒激光测速仪后,已经对三维计算形式有了较大的突破,这对于化工工程中原料的有效应用和工程成本的减低具有促进的作用,但是在三维计算流体力学中还存在一定的缺陷,需要在今后的研究中不断的完善。
在化学工程换热器中的应用分析
换热器是化学工程中主要的应用设备,通过管式等换热器、板式换热器、冷却塔和再沸器等的应用,能够有效的控制化学试剂在反应中的温度变化。其中根据换热器的形式不同,计算流体力学的方式也就不同。在管式换热器中主要是通过流体湍流速度的改变,增加换热速率的。在板式换热器中是通过加大流体的接触面积,提高换热效率的。而在冷却塔和再沸器中,热量交换的形式更为复杂,但是却群在重复性换热的特点,增加了换热的时间,提高了换热的效果。从总体上分析,计算流量力学中,需要对温度变化、流体的速度变化、热交换面积变化和时间变化进行分析。通过CFD计算流体力学的应用,能够计算出不同设备的热交换效果,并根据生产的实际需求进行换热器的选择使用。
在精馏塔中的应用
CFD已成为研究精馏塔内气液两相流动和传质的重要工具,通过CFD模拟可获得塔内气液两相微观的流动状况。在板式塔板上的气液传质方面,Vi-tankar等应用低雷诺数的k-ε模型对鼓泡塔反应器的持液量和速度分布进行了模拟,在塔气相负荷、塔径、塔高和气液系统的参数大范围变化的情况下,模拟结果和现实的数据能够较好的吻合。
Vivek等以欧拉-欧拉方法为基础,充分考虑了塔壁对塔内流体的影响,用CFD商用软件FLUENT模拟计算了矩形鼓泡塔内气液相的分散性能,以及气泡数量、大小和气相速度之间的关系,取得了很好的效果。在填料塔方面,Petre等建立了一种用塔内典型微型单元(REU)的流体力学性质来预测整塔的流体力学性质的方法,对每一个单元用FLUENT进行了模拟计算,发现塔内的主要能量损失来自于填料内的流体喷溅和流体与塔壁之间的碰撞,且用此方法预测了整塔的压降。
Larachi等发现流体在REU的能量损失(包括流体在填料层与层之间碰撞、与填料壁的碰撞引起的能量损失等)以及流体返混现象是影响填料效率的主要因素,而它们都和填料的几何性质相关,因此用CFD模拟计算了单相流在几种形状不同的填料中流动产生的压降,为改进填料提供了理论依据。CFD模拟精馏塔内流体流动也存在一些不足,如CFD模拟规整填料塔内流体流动的结果与实验值还有一定的偏差。这是由于对于许多问题所应用的数学模型还不够精确,还需要加强流体力学的理论分析和实验研究。
在化学反应工程中的应用研究
在化学反应工程中,反应物和生成物的化学反应速率与反应器、温度和压力等有着较大的联系,在实际的反应中可以利用计算流体力学进行数据的获取。但是这数据的获取具有一定的温度限制,当反应中温度过大,就会造成分子的剧烈运动,其运动轨迹的变化规律就会异常,在利用计算流体力学的模型计算中,计算数据与实际情况会发生较大的偏差。由于高温中分子的运动轨迹和运动速度难以获取,在计算流体力学的实际计算中,就要借助FLUENT进行三维建型,并利用测速反应器进行速度的测量,通过综合的比较分析,利用限元法进行数据的计算。可以得出不同环境下的反应器的流线、反应器内部的浓度梯度及温度梯度。通过CFD软件预测反应器的速度、温度及压力场,可以更进一步理解化学反应工程中的聚合过程,详细、准确的数据可以优化化学反应中的操作参数。
3结束语
计算流体力学对于化学工程的应用具有实际意义,并在经济效益的提高上具有重要的价值,在近几年,化学工程技术人员不断的计算流体力学中展开研究,以二维空间计算和模拟为基础,不断的完善三维空间的流量计算,并得出了一系列的流体流动规律。根据计算流体力学在化学工程中的广泛应用,在今后的化学工程发展中,应加强此类学科的教学与延伸,提供出更有效的反应设备和工艺操作。
参考文献
[1]余金伟,冯晓锋.计算流体力学发展综述[J].现代制造技术与装备,2013(06).
[2]舒长青,王友欣.计算流体力学在化学工程中的应用[J].化工管理,2014(06).
《 能源化学工程专业化工热力学教学思考 》
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课,文章阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维方法的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。
武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。
目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。
由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。
首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
[1]陆小华,冯新,吉远辉,等.迎接化工热力学的第二个春天[J].化工高等 教育 ,2008,3:19-21.
[2]梁浩,刘惠茹,王春花.《化工热力学》教学实践与尝试[J].广东化工,2010,37(1):157-158.
[3]李兴扬,唐定兴,沈凤翠,等.化工热力学教学改革与体验[J].化工高等教育,2011,3:71-73.
[4]朱自强,吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
[5]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[6]陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
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