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无机配位化学研究进展论文

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无机配位化学研究进展论文

陈荣梁文平 (国家自然科学基金委员会化学科学部,北京100085)近几年中国无机化学在国家自然科学基金及其它基础项目的支持下,基础研究取得突出进展,成果累累,一批中青年专家的工作脱颖而出。有的专家在科研成果转化、产业化方面作出了突出成绩;有的专家在国际高水平的专业杂志Science,Accounts of Chemical Reserch,. Am. Chem. Soc.上发表了一批有影响的科学论文。以化学著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Chem. Soc.为例,据不完全统计,近10年来,大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文44篇,其中无机化学领域的专家发表18篇,占41%。特别是近两年,大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文30篇,无机化学领域的专家发表16篇,占53%,增长迅速;近10年大陆学者在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文53篇,无机化学学者发表11篇,占20%;有机化学领域的专家,在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文8篇;在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文14篇,也表现出良好的发展势头。我们相信在国家自然科学基金的资助下,化学学科能够继续取得基础研究的突破,开创新领域,开展国际领先的独创性研究工作。无机化学的在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩:1.中国科技大学钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作基础上在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度制备了一系列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280℃下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上,审稿人评价为“文章报道了两个激动人心的研究成果:在非常低的温度下苯热制备了结晶GaN;观察到以前只在超高压下才出现的亚稳的立方岩盐相。……”文章已被Science 等刊物引用60次。在甲苯中溶剂热共还原制成InAs,文章发表在J. Am. Chem. Soc.上;在KBH4存在下,在毒性低的单质As和InCl3反应制得纳米InAs,文章发表在Chem. Mater.上;在700℃下将CCl4和金属Na发生类似Wurtz反应制成金刚石,该工作在Science上发表不久就被美国《化学与工程新闻》评价为“稻草变黄金”;用溶剂热合成了一维CdE(E=S,Se,Te),文章发表在Chem. Mater.上;用金属Na还原CCl4和SiCl4在400℃下制得一维SiC纳米棒的工作发表在Appl. Phys. Lett.上,被审稿人认为这是一种“新颖的和非常有趣的合成方法,……将促进该领域更深入的工作”;多元金属硫族化合物纳米材料的溶剂热合成:如AgMS2 和CuMS2(M=Ga,In)的文章分别发表在Chem. Commum.和Inorg. Chem.;成功地将部分硫族化合物纳米材料的溶剂制备降至室温,其中一维硒化物的工作发表在J. Am. Chem. Soc. 和Adv. Mater.上;不定比化合物的制备和亚稳物相的鉴定:如Co9S8等不定比化合物的溶剂热合成发表在Inorg. Chem.上,岩盐型GaN亚稳相的高分辨率电镜鉴定工作发表在Appl. Phys. Lett.上。2.吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4 (M=Co; Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4N三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。结构中左旋和右旋的V/P/O螺旋链共存。这些左旋和右旋的螺旋链严格交替,并被M(4,4'-bipy)2结构单元连接,形成开放的三维结构。无机螺旋链的形成,归因于M(4,4'-bipy)2结构单元上的两个联吡啶刚性分子分别与两个相邻螺旋链上的钒原子配位产生的拉力。研究结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2000,Vol. 39,No. 13,2325-2327。鉴于在国际上无机水热合成前沿领域的系统和创新性研究工作,吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室冯守华教授和徐如人院士2001年应邀为美国化学会《化学研究评述》(Accounts of Chemical Reserch)撰写综述论文。综述题目为“New Materials in Hydrothermal Synthesis” (Acc. Chem. Res.,34(3),239?/FONT>247,2001)。该文从以下七个方面系统地总结了新材料水热合成化学方面的研究成果:微孔晶体;离子导体;复合氧化物和复合氟化物;低维磷酸铝;无机/有机杂化材料;特殊聚集态材料;材料,生命,环境与社会问题。3.南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机-有机杂化的多维结构,他们改性了光学活性的天然有机药物(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分(或选择性的包合S-构型)消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达98%以上的三维多孔类沸石。在成功设计这个类沸石时,我们主要考虑了以下一些因素:负一价阴离子的配体(排除了外部阴离子占据空洞的可能性);配体具有大量的有机部分增强了疏水性;同时也有亲水基团,N、OH等基团共存于一个配体中 这样配体具有两性;多个手性中心(4个)。这是目前第一个能拆分的具有光学活性的类沸石,该工作被认为是非常重要和有意义的工作,发表在Angew. Chem. Int. Ed.,(2001,40,4422-4425)上,并被选为Hot Paper。4.中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿、吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作有30篇论文发表在国际高水平的刊物如Angew. Chem. Int. Ed.,J. Am. Chem. Soc.,Chem. Eur. J.,Chem. Comm.,Inorg. Chem.上,引起了国内外同行的广泛重视。他们在纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage)的合成,结构和性能研究方面考虑有机桥联配体与金属离子的协同作用和结构调控,设计合成了一种含有机硫和氮的三齿桥联配体tpst,其中的吡啶环与中心隔离体通过柔性的硫醚联结. 通过tpst配体与两价的镍、钯或铂离子自组装反应,我们成功地构筑了具有Oh对称的立方体金属-有机笼子[Ni6(tpst)8Cl12],其笼内体积超过1000?3,可以同时容纳多种离子和溶剂分子。该笼子在100° C下稳定并有12个较大的可变的窗口,可以让小分子进出笼子。这是目前已测定单晶结构的容量最大的一个金属-有机笼子( J. Am. Chem. Soc. 2000,122,4819-4820)。进行了具有大孔洞的新型金属¾ 有机类分子筛(New type of metal-organic macroporous zeotype) 的合成,结构和性能的研究。这一方面的研究工作主要集中在合成合适的有机配体设计合成孔洞大小和形状适宜的复合聚合物。他们把tpst 配体和一价的金属离子进行逐步组装,制成了一种具有纳米级管的一维聚合物[Ag7(tpst)4(ClO4)2(NO3)5]n , 管中可以同时容纳离子和小分子。这是目前唯一的一种具有金属-有机的纳米管的一维聚合物。他们还成功地构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}· 4(dmso)2H2O]n,其中孔洞的大小近一纳米。骨架的金属可以是具有催化活性的金属团簇。把多齿羧酸大配体与稀土金属和过渡金属离子反应,制成了多种含稀土金属和过渡金属且具有大孔洞的一维、二维和三维聚合物,[Gd2Ag2(pydc)4(H2O)4]n [{Gd2Cu3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ,[{Gd4Cu2(pydc)8 (H2O)12}.4H2O]n ,[{Gd2Zn3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ,[{Gd4Zn2(pydc)8。金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构研究。设计合成了一些金属纳米线、金属-非金属纳米线和金属有机纳米板,应用结构化学研究手段,研究它们的自组装规律、空间结构、电子结构及其物理化学性能,探索空间结构与性质和性能的关系规律。5.北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。外磁场依赖的特殊的磁弛豫现象。在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6] (M = FeIII,CoIII),bpym (2,2’-bipyrimidine) 和Nd(NO3)3,合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]× 3H2O,24个原子形成的大六边形环 分别以顶点和边相连,构筑成独特的二维拓扑结构。通过对结构相同的两个化合物的磁性比较研究,确定了NdIII-FeIII间存在弱的铁磁相互作用。尽管在2K以上未观察到长程磁有序,零外场下变温交流磁化率也表现出通常的顺磁行为,但是,在外磁场(2kOe)存在时交流磁化率表现出慢的磁弛豫现象 与超顺磁体和自旋玻璃有类似之处。用该体系几何上的自旋阻挫给予了初步解释(Angew. Chem. -Int. Ed.,40(2),434-437,2001)。金属簇合物为结构单元的超分子组装。以混合稀土盐Dy(ClO4)3和天冬氨酸的水溶液 调节溶液的pH到大约,合成得到了一个三维开放骨架结构的配位高分子 其孔径达。用天冬氨酸这个二元羧酸替代一元氨基羧酸的结果是,在生理pH条件下形成的氨基酸稀土配合物从分立的四核立方烷结构组装成三维的超立方烷(Angew. . Edit.,39(20),3644-6,2000)。氰根桥联的三维铁磁体。以以4d金属离子Ru(III) 稳定的的二氰根配合物[RuIII(acac)2(CN)2]-为“建筑块”与3d金属离子Mn(II)反应,合成了一个氰根桥联的类金刚石结构的三维配位高分子。磁性研究表明,Ru-Mn间呈铁磁性作用,并且在 K 以下表现出长程铁磁有序。这是第一例含Ru(III)的分子铁磁体。缓慢扩散Cu(en)(H2O)2SO4的水溶液到K3[Cr(CN)6]的水-乙醇溶液,得到一个氰根桥联的结构新颖的三维配位高分子[Cu(EtOH)2][Cu(en)]2[Cr(CN)6]2,磁性研究表明,Cr-Cu间呈铁磁相互作用,并且在57 K以下表现出长程铁磁有序。这是第一个结构和磁性表征的Cr-Cu三维分子磁体(Angew. . Edit.,40(16),3031-3,2001; J. Am. Chem. Soc.,123,11809-10,2001)。6.清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J. Am. Chem. Soc. 123(40),9904~9905,2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。他们还设计利用人工合成的有机无机层状结构作为前驱体合成出金属钨单晶纳米线和高质量的WS2纳米管,并借助小角X射线衍射和高分辨电镜微结构分析,详细研究了由层状前驱体到纳米管的层状卷曲机制,为一维纳米线和纳米管的合成提供了新的方法和思路。这方面的工作发表在德国应用化学(Angew. Chem. Int. Ed. 41(2),333~335,2002)和美国化学会志(J. Am. Chem. Soc. 124(7),1411~1416,2002)上。7 .东北师范大学王恩波课题组对多金属氧簇的研究处于领先地位。在多金属氧簇晶体设计合成,多金属氧簇的功能材料方面都取得很好的成就。王恩波课题组的在国际的高端杂志上发表过多篇论文,如德国应用化学和美国化学会志等,引起了广泛的关注。一维氧化物纳米线、带及管由于其广泛的应用情景而倍受重视。李亚栋等通过液相反应途径,在较温和的条件下成功地合成了高质量的a 和b二氧化锰纳米线和纳米棒,同时实现了对产物成相的调控。此外,他们还合成出了单晶MoO3纳米带和钛酸盐纳米管。这方面的工作部分已发表在美国化学会志(J. Am. Chem. Soc. 124(12),2880~2881,2002)等杂志上。无机化学在最近几年里所取得的突出进展主要表现在固体材料化学、配位化学方面,在某种程度上与国际保持同步发展。从传统的无机化学角度来看,生物无机化学和放射化学的研究则相对滞后。在国家自然科学基金委员会政策局、化学部和中国科学院化学部的共同支持下,2002年3月5-7日在深圳举行了生物无机化学发展战略研讨会。会议分析了国内外生物无机化学发展过程和在目前生命科学和化学科学交叉发展相互促进的强大动力和趋势。中国生物无机化学是在20世纪80年代开始发生发展的,当时落后于国际约10年。在国家自然科学基金委员会十几年连续支持下,在全体从事生物无机化学研究者的努力下,生物无机化学的研究10年内跃升了三个台阶,研究对象从生物小分子配体上升到生物大分子;从研究分离出的生物大分子到研究生物体系;近年来又开始了对细胞层次的无机化学研究,研究水平逐年提高。中国在金属配合物与生物大分子的相互作用、金属蛋白结构与功能、金属离子生物效应的化学基础,以及无机药物化学、生物矿化方面都有了相对固定的研究方向,研究队伍日益年轻化。但中国生物无机化学的总体水平与国际水平还有一定差距,究其原因是研究经费投入不足,研究周期较长,但最突出的问题是缺乏杰出的青年研究人才。放射化学的研究也表现出以上特点,其中最重要的也是要扶持年青的研究人才脱颖而出。

无机化学研究最新进展陈 荣 梁文平(国家自然科学基金委员会化学科学部,北京 100085) 近几年我国无机化学在国家自然科学基金及其它基础项目的支持下,基础研究取得突出进展,成果累累,一批中青年专家的工作脱颖而出。有的专家在科研成果转化、产业化方面作出了突出成绩;有的专家在国际高水平的专业杂志Science, Accounts of Chemical Reserch , ., J. Am. Chem. Soc.上发表了一批有影响的科学论文。以化学著名期刊Angew. Chem. Int. Ed.和J. Am. Chem. Soc.为例,据不完全统计,近10年来,大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文44篇,其中无机化学领域的专家发表18篇,占41%。特别是近两年,大陆学者在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文30篇,无机化学领域的专家发表16篇,占53%,增长迅速;近10年大陆学者在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文53篇,无机化学学者发表11篇,占20%;有机化学领域的专家,在Angew. Chem. Int. Ed. 上共发表论文8篇;在J. Am. Chem. Soc. 上发表论文14篇,也表现出良好的发展势头。我们相信在国家自然科学基金的资助下,化学学科能够继续取得基础研究的突破,开创新领域,开展国际领先的独创性研究工作。无机化学的在以下几个方面取得了令人瞩目的成绩: 1. 中国科技大学钱逸泰、谢毅研究小组在水热合成工作基础上,在有机体系中设计和实现了新的无机化学反应,在相对低的温度制备了一系列非氧化物纳米材料。溶剂热合成原理与水热合成类似,以有机溶剂代替水,在密封体系中实现化学反应。他们在苯中280℃下将GaCl3和Li3N反应制得纳米GaN的工作发表在Science上,审稿人评价为“文章报道了两个激动人心的研究成果:在非常低的温度下苯热制备了结晶GaN;观察到以前只在超高压下才出现的亚稳的立方岩盐相。……”文章已被Science 等刊物引用60次。在甲苯中溶剂热共还原制成InAs,文章发表在J. Am. Chem. Soc.上;在KBH4存在下,在毒性低的单质As和InCl3反应制得纳米InAs,文章发表在Chem. Mater.上;在700℃下将CCl4和金属Na发生类似Wurtz反应制成金刚石,该工作在Science上发表不久就被美国《化学与工程新闻》评价为“稻草变黄金”;用溶剂热合成了一维CdE(E=S,Se,Te),文章发表在Chem. Mater.上;用金属Na还原CCl4和SiCl4在400℃下制得一维SiC纳米棒的工作发表在Appl. Phys. Lett.上,被审稿人认为这是一种“新颖的和非常有趣的合成方法,……将促进该领域更深入的工作”;多元金属硫族化合物纳米材料的溶剂热合成:如AgMS2 和CuMS2(M=Ga,In)的文章分别发表在Chem. Commum.和Inorg. Chem.;成功地将部分硫族化合物纳米材料的溶剂制备降至室温,其中一维硒化物的工作发表在J. Am. Chem. Soc. 和Adv. Mater.上;不定比化合物的制备和亚稳物相的鉴定:如Co9S8等不定比化合物的溶剂热合成发表在Inorg. Chem.上,岩盐型GaN亚稳相的高分辨率电镜鉴定工作发表在Appl. Phys. Lett.上。 2. 吉林大学冯守华、徐如人研究组应用水热合成技术,从简单的反应原料出发成功地合成出具有螺旋结构的无机椨谢�擅赘春喜牧希?/FONT>M(4,4'-bipy)2(VO2)2(HPO4)4 (M=Co; Ni)。在这两个化合物中,PO4四面体和VO4N三角双锥通过共用氧原子交替排列形成新颖的V/P/O无机螺旋链。结构中左旋和右旋的V/P/O螺旋链共存。这些左旋和右旋的螺旋链严格交替,并被M(4,4'-bipy)2结构单元连接,形成开放的三维结构。无机螺旋链的形成,归因于M(4,4'-bipy)2结构单元上的两个联吡啶刚性分子分别与两个相邻螺旋链上的钒原子配位产生的拉力。研究结果发表在Angew. Chem. Int. Ed. 2000, Vol. 39, No. 13, 2325-2327。鉴于在国际上无机水热合成前沿领域的系统和创新性研究工作,吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室冯守华教授和徐如人院士2001年应邀为美国化学会《化学研究评述》(Accounts of Chemical Reserch)撰写综述论文。综述题目为“New Materials in Hydrothermal Synthesis” (Acc. Chem. Res.,34(3),239?/FONT>247,2001)。该文从以下七个方面系统地总结了新材料水热合成化学方面的研究成果:微孔晶体;离子导体;复合氧化物和复合氟化物;低维磷酸铝;无机/有机杂化材料;特殊聚集态材料;材料,生命,环境与社会问题。 3. 南京大学熊仁根、游效曾等在光学活性类沸石的组装及其手性拆分功能研究方面设计和合成具有手性与催化功能的无机椨谢�踊�亩辔�峁梗��歉男粤斯庋Щ钚缘奶烊挥谢�┪?/FONT>(奎宁),以它作为配体同金属离子自组装构成了一个能进行光学拆分(或选择性的包合S-构型)消旋2-丁醇和3-甲基-2-丁醇,拆分率达98%以上的三维多孔类沸石。在成功设计这个类沸石时,我们主要考虑了以下一些因素:负一价阴离子的配体(排除了外部阴离子占据空洞的可能性);配体具有大量的有机部分增强了疏水性;同时也有亲水基团, N、OH等基团共存于一个配体中, 这样配体具有两性;多个手性中心(4个)。这是目前第一个能拆分的具有光学活性的类沸石,该工作被认为是非常重要和有意义的工作,发表在Angew. Chem. Int. Ed.,(2001,40,4422-4425)上,并被选为Hot Paper。 4. 中国科学院福建物质结构研究所洪茂椿、吴新涛等在纳米材料和无机聚合物方面的工作有30篇论文发表在国际高水平的刊物如Angew. Chem. Int. Ed.,J. Am. Chem. Soc.,Chem. Eur. J.,Chem. Comm.,Inorg. Chem.上,引起了国内外同行的广泛重视。他们在纳米金属分子笼(nanometer-sized metallomolecular cage)的合成,结构和性能研究方面考虑有机桥联配体与金属离子的协同作用和结构调控,设计合成了一种含有机硫和氮的三齿桥联配体tpst, 其中的吡啶环与中心隔离体通过柔性的硫醚联结. 通过tpst配体与两价的镍、钯或铂离子自组装反应,我们成功地构筑了具有Oh对称的立方体金属-有机笼子[Ni6(tpst)8Cl12],其笼内体积超过1000?3,可以同时容纳多种离子和溶剂分子。 该笼子在100° C下稳定并有12个较大的可变的窗口,可以让小分子进出笼子。这是目前已测定单晶结构的容量最大的一个金属-有机笼子( J. Am. Chem. Soc. 2000, 122,4819-4820)。 进行了具有大孔洞的新型金属¾ 有机类分子筛(New type of metal-organic macroporous zeotype) 的合成,结构和性能的研究。这一方面的研究工作主要集中在合成合适的有机配体设计合成孔洞大小和形状适宜的复合聚合物。他们最近把tpst 配体和一价的金属离子进行逐步组装,制成了一种具有纳米级管的一维聚合物[Ag7(tpst)4(ClO4)2(NO3)5]n , 管中可以同时容纳离子和小分子。 这是目前唯一的一种具有金属-有机的纳米管的一维聚合物。 他们还成功地构筑了一个新型的具有纳米级孔洞的类分子筛[{Zn4(OH)2(bdc)3}· 4(dmso)2H2O]n , 其中孔洞的大小近一纳米。骨架的金属可以是具有催化活性的金属团簇。把多齿羧酸大配体与稀土金属和过渡金属离子反应,制成了多种含稀土金属和过渡金属且具有大孔洞的一维、二维和三维聚合物, [Gd2Ag2(pydc)4(H2O)4]n [{Gd2Cu3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ,[{Gd4Cu2(pydc)8 (H2O)12}.4H2O]n ,[{Gd2Zn3(pydc)6(H2O)12}.4H2O]n ,[{Gd4Zn2(pydc)8金属纳米线和金属-有机纳米板的合成和结构研究。设计合成了一些金属纳米线、金属-非金属纳米线和金属有机纳米板,应用结构化学研究手段,研究它们的自组装规律、空间结构、电子结构及其物理化学性能,探索空间结构与性质和性能的关系规律。 5.北京大学高松研究小组在磁分子材料的研究方面取得了突出成果。 外磁场依赖的特殊的磁弛豫现象。 在水溶液中以1:1:1的摩尔比缓慢扩散K3[M(CN)6] (M = FeIII,CoIII), bpym (2,2’-bipyrimidine) 和Nd(NO3)3, 合成了第一例氰根桥联的4f-3d二维配位高分子[NdM(bpym)(H2O)4(CN)6]× 3H2O, 24个原子形成的大六边形环, 分别以顶点和边相连, 构筑成独特的二维拓扑结构。通过对结构相同的两个化合物的磁性比较研究,确定了NdIII-FeIII间存在弱的铁磁相互作用。尽管在2K以上未观察到长程磁有序,零外场下变温交流磁化率也表现出通常的顺磁行为,但是,在外磁场(2kOe)存在时交流磁化率表现出慢的磁弛豫现象, 与超顺磁体和自旋玻璃有类似之处。用该体系几何上的自旋阻挫给予了初步解释(Angew. Chem. -Int. Ed., 40(2), 434-437, 2001)。金属簇合物为结构单元的超分子组装。 以混合稀土盐Dy(ClO4)3和天冬氨酸的水溶液, 调节溶液的pH到大约, 合成得到了一个三维开放骨架结构的配位高分子, 其孔径达。 用天冬氨酸这个二元羧酸替代一元氨基羧酸的结果是, 在生理pH条件下形成的氨基酸稀土配合物从分立的四核立方烷结构组装成三维的超立方烷(Angew. . Edit., 39(20), 3644-6, 2000)。 氰根桥联的三维铁磁体。以以4d金属离子Ru(III) 稳定的的二氰根配合物[RuIII(acac)2(CN)2]-为“建筑块”与3d金属离子Mn(II)反应,合成了一个氰根桥联的类金刚石结构的三维配位高分子。磁性研究表明,Ru-Mn间呈铁磁性作用,并且在 K 以下表现出长程铁磁有序。这是第一例含Ru(III)的分子铁磁体。 缓慢扩散Cu(en)(H2O)2SO4的水溶液到K3[Cr(CN)6]的水-乙醇溶液,得到一个氰根桥联的结构新颖的三维配位高分子[Cu(EtOH)2][Cu(en)]2[Cr(CN)6]2,磁性研究表明,Cr-Cu间呈铁磁相互作用,并且在57 K以下表现出长程铁磁有序。这是第一个结构和磁性表征的Cr-Cu三维分子磁体(Angew. . Edit., 40(16), 3031-3, 2001; J. Am. Chem. Soc., 123, 11809-10, 2001)。 6.清华大学李亚栋研究组在新型一维纳米结构的制备、组装方面取得了突出的进展。 李亚栋课题组首次发现了由具有准层状结构特性的金属铋形成的一种新型的单晶多壁金属纳米管,有关研究成果在美国化学会志上(J. Am. Chem. Soc. 123(40), 9904~9905, 2001)报道。这是国际上首例由金属形成的单晶纳米管,铋纳米管的发现为无机纳米管的形成机理和应用研究提供了新的对象和课题。 他们还设计利用人工合成的有机无机层状结构作为前驱体合成出金属钨单晶纳米线和高质量的WS2纳米管,并借助小角X射线衍射和高分辨电镜微结构分析,详细研究了由层状前驱体到纳米管的层状卷曲机制,为一维纳米线和纳米管的合成提供了新的方法和思路。这方面的工作发表在德国应用化学(Angew. Chem. Int. Ed. 41(2), 333~335, 2002)和美国化学会志(J. Am. Chem. Soc. 124(7), 1411~1416, 2002)上。一维氧化物纳米线、带及管由于其广泛的应用情景而倍受重视。李亚栋等通过液相反应途径,在较温和的条件下成功地合成了高质量的a 和b 二氧化锰纳米线和纳米棒,同时实现了对产物成相的调控。此外,他们还合成出了单晶MoO3纳米带和钛酸盐纳米管。这方面的工作部分已发表在美国化学会志(J. Am. Chem. Soc. 124(12), 2880~2881, 2002)等杂志上。 无机化学在最近几年里所取得的突出进展主要表现在固体材料化学、配位化学方面,在某种程度上与国际保持同步发展。从传统的无机化学角度来看,生物无机化学和放射化学的研究则相对滞后。在国家自然科学基金委员会政策局、化学部和中国科学院化学部的共同支持下,2002年3月5-7日在深圳举行了生物无机化学发展战略研讨会。会议分析了国内外生物无机化学发展过程和在目前生命科学和化学科学交叉发展相互促进的强大动力和趋势。我国生物无机化学是在20世纪80年代开始发生发展的,当时落后于国际约10年。在国家自然科学基金委员会十几年连续支持下,在全体从事生物无机化学研究者的努力下,生物无机化学的研究10年内跃升了三个台阶,研究对象从生物小分子配体上升到生物大分子;从研究分离出的生物大分子到研究生物体系;近年来又开始了对细胞层次的无机化学研究,研究水平逐年提高。我国在金属配合物与生物大分子的相互作用、金属蛋白结构与功能、金属离子生物效应的化学基础,以及无机药物化学、生物矿化方面都有了相对固定的研究方向,研究队伍日益年轻化。但我国生物无机化学的总体水平与国际水平还有一定差距,究其原因是研究经费投入不足,研究周期较长,但最突出的问题是缺乏杰出的青年研究人才。放射化学的研究也表现出以上特点,其中最重要的也是要扶持年青的研究人才脱颖而出。New Research Progress in Inorganic ChemistryChen Rong, Liang Wenping(Department of Chemical Sciences, National Natural Science Foundation of China, Beijing 100085)Key words: Inorganic Chemistry, Innovation Research Groups, Inorganic Synthesis

长期从事无机化学、配位化学、材料化学研究。在国际和国内核心期刊发表八十余篇学术论文,其中SCI论文六十余篇。所研制的FNS脱硫催化剂在化肥工业中得到应用,并获得河南省教委科技成果二等奖。迄今:教授,上海大学理学院化学系。:教授,系常务副主任,上海大学理学院化学系。:博士后,韩国庆熙大学化学系,导师Lee Seung-han教授。:副教授,复旦大学化学系。:访问学者,香港大学化学系,导师支志明院士、A. Mayr博士。:副教授,复旦大学化学系。:博士后,复旦大学化学系,导师顾翼东院士、谢高阳教授。:博士生,南京大学化学系,导师游效曾院士、徐正教授。:教师,河南大学化学系。:硕士生,郑州大学化学系,导师庞锡涛教授。:本科生,郑州大学化学系。:高中生,南阳市一中。[讲授课程]配位化学、工程化学、无机化学研究进展[科研项目]1. 李明星,刘洪江,上海市教委重点学科建设项目“纳米化学(J50102)”子项目。2. 钱光仁,李明星等,国家自然科学基金,利用垃圾焚烧飞灰稳定固化处理重金属危险废物基础研究”。3.李明星,上海丽集高科技有限公司,“除杂工艺配套设备开发技术协议”。4. 刘洪江, 李明星等, 市教委发展基金,“有机-无机杂化氧化硅基介孔材料合成与表征”。5. 丁益民, 李明星,包新华等,上海大学L工程,“构建多层次的化学实验教学体系”。

无人机机体结构及研究进展论文

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电力企业输电线路巡检工作中无人机的运用论文

在当前形势下,电力企业的体制改革已取得了一定的成效,供电服务范围进一步扩大,输电线路的分布也越来越广。由于各地区的自然环境具有一定的差异性,因此,采用人工方式对输电线路进行日常巡检已远远达不到要求。而采用无人机巡检可以在第一时间查明故障位置,且不会受到地形条件的影响,同时,还可以实现多角度、全方位的巡检,进而从整体上掌握输电线路的运行状况。可见,无人机的应用对于电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

1 无人机的研究设计分析

当前,在输电线路巡检中,应用最为广泛的是遥控直升机和四旋翼无人机。应用无人机对输电线路进行全方位的巡视,可以迅速、准确地判断故障的发生点,大大提高巡视工作的效率。从产生和自身结构来看,无人机是先进科学技术创新研究的产物,它的形成主要涉及以下几方面。

技术方面

遥控直升机采用的是普通直升机的气动布局,一般可以携带图像采集和实时传输设备,在飞行过程中,可以将所“看”

到的各种信息通过传输设备及时传输到监控中心,从而大大提高输电设备巡视、检修工作的效率。四旋翼无人机的气动布局结构是 4 个旋翼相互对称分布。这种结构设置使其具有较高的起降能力。此外,四旋翼无人机还安装有减振云台和无线传输设备,在对输电线路进行巡检时,可以利用微型高分辨率的图像采集设备获得高清信息,并将所获信息及时传输到监控中心。

自身系统构成方面

遥控式无人机的构成主体是遥控直升机的本体。此外,遥控直升机还包括减振悬挂装置、信息采集和传输设备、地面图像的监视和操控系统等。四旋翼无人机主要由本体和地面监控站构成。

功能方面

无人机的功能分析应用遥控直升机巡检的工作流程是由人工进行遥控飞行或者悬停在输电线路的上空,而后再利用信息采集设备对线路的图像信息进行实时采集和传输;应用四旋翼无人机巡检的工作流程是在地面站的引导下,根据输电线路的布设状况进行信息的采集和传输。具体来说,分为以下几个步骤:①四旋翼无人机自主悬停于特定空间位置,而后再进行图像信息采集;②通过调节四旋翼的航向和减振云台,对图像采集设备、被检测设备的光学角度和距离进行合理调整,实现对输电线路设备图像的实时采集和传输;③根据人工操作的各项指令进行控制,而后沿输电线路进行飞行式观测和信息采集。

地面站的功能分析四旋翼无人机地面站的基本功能包括与四旋翼无人机协调进行遥控、遥测通信,对四旋翼无人机的图像信息采集位置的确定起引导作用,实时接收和整理分析无人机所获得的输电线路信息,实时操作、控制无人机的飞行状态和云台状态。

关键技术要点和创新点的分析

无人机巡检输电线路的关键技术要点和创新点主要包括以下几个:①四旋翼无人机具有自主悬停、自主导航飞行的特点,可以进行输电线路跳闸后的故障点查找,并在此基础上,构建一个完整的输电线路全过程立体式的巡检系统。②四旋翼无人机的另一个功能就是可以对输电线路起到防碰撞保护作用,用于输电线路的巡视和检测,同时,还可以对严重自然灾害下的输电线路起到保护作用,比如常见的大风、暴雨等。③地面实时监控技术和图像防抖降噪技术在输电线路巡检中的应用。无人机所配备的可见光视频可以在网络信息技术的作用下及时传输到监控中心。④对四旋翼无人机一体化设计和输电线路的快速检测系统进行优化,有效解决流线型机身的碳纤维制作工艺问题,进而解决锂电池的选型、旋翼的升力、电机的选型和空气动力等相关问题。⑤自主悬停和飞行控制系统具有自驾和手动两种工作模式。在自主悬停的状态下,无人机不仅可以通过地面站的高清录像检查线路,并保留手动模式,还可以按照既定的路线进行自主导航的飞行和巡检。

2 无人机的应用分析

实际应用效果

在输电线路的巡检中,应用无人机可以实现多角度、全方位的高空信息采集,有效降低架空输电线路巡检工作的强度,减少安全隐患,促进巡检效率和质量的提高,尤其是在恶劣的'环境中,比如在铁塔打滑时,无人机可以代替人工蹬杆和走线,进而保障了电网的安全、稳定运行。另外,应用无人机可以大大降低巡检工作的成本,为生产生活用电提供保障。

可见,无人机的应用对当前电力企业的输电线路巡检工作具有重要意义。

无人机的发展前景

无人机的发展前景可以概括为以下几点:

①在高压输电线路中,可快速、准确地查找故障点,并对存在的可疑故障点进行高效、合理的巡检,是高压输电线路稳定运行的保障。

②在输电线路具体的某个路段或局部设备中,可以快速对故障进行巡检,成本低、效率高,具有较好的安全性和技术性。

③可以智能化定点悬停在输电线路金具和绝缘子的上方进行局部检测,操作简单,从而减少人工巡检的任务量和时间,尤其是在环境条件恶劣的输电线路中,无人机的优势更为明显。

④无人机所具有的陀螺稳定可见监视器和红外线成像仪设备不仅能够对输电线路起到录像和检测的作用,实现自动巡检,还能够有效解决地形巡视困难等问题,进一步降低人工巡检的潜在危险性,提高输电线路的运行质量。

3 总结

电力在现代社会发展中发挥着重要作用,是国民经济健康、稳定发展的保障。在科技的推动下,将无人机应用于输电线路巡检中,可以大大提高输电线路的运行效率和质量,并进一步提升其运行的可靠性和稳定性。因此,电力企业要加大对无人机的应用和研究力度,提升其实际应用效果。

参考文献

[1]张永,李德波,吴翔,等。无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].宿州学院学报,2013,28(8):87-88.

[2]诸葛葳。无人机巡检输电线路技术的应用探析[J].科技经济市场,2015(5):16.

[3]周海峰。无人机巡检输电线路技术的应用与分析[J].建筑工程技术与设计,2015(18):1238.

抄遥控直升机的说明书

12月23日 《无人驾驶飞机》 梁德旺 央视国际 2003年12月24日 14:31 主讲人简介: 梁德旺教授, 现任南京航空航天大学副校长。1987年毕业于南京航空航天大学航空发动机专业,长期从事飞行器的总体气动力学、航空宇航推进系统的研究。先后数十次获得中国宇航科技基金奖一等奖,。1991年被国务院评为“做出突出贡献的博士学位获得者”。 内容简介: 回顾航空百年史,我们来看以战斗机为代表的军用飞机的发展史。在过去是以活塞式发动机为动力的亚声速飞行时代,当前是以喷气式发动机为动力的超音速时代,那么未来将是无人战斗机的时代。那么什么是无人机?无人机是动力驱动,能够自主飞行,可重复使用,而且是无人驾驶的航空飞行器。那无人机同巡航导弹有若干共同之处,但也有很大区别。巡航导弹是携带战斗部对敌实施一次性攻击的武器,而无人机则可携带不同装备,执行不同任务,可多次回收使用。无人机兼有有人战斗机和导弹的优点,它和导弹一样没有人员的伤亡和被俘危险,又因不存在人的生理限制,可超长时间续航,也可以超高机动飞行;并且又因其目标特征小,具有很强的突防能力和生存力。同时它又和有人机一样,可多次使用,活动空间大,可执行多种任务,而无人机与有人机相比成本低得多。 下面给大家介绍一下无人机的应用。无人机的应用大致可以分为四个方面;一个我们把它称为软杀伤,也是在电子对抗战争中间使用的无人机。硬杀伤就是进行无人攻击,对地也好,对空也好,都是硬杀伤的。那么反辐射无人机,是对雷达进行攻击,它是个自杀式的。在侦察方面,无人机到目前战争中用得更多还是在战场的侦察,可以进行光学侦察,带航空相机,CCD摄像机、红外行扫仪。另外在民用方面就更广了,森林防火,边防的缉私,航空拍照,地面的勘探等等,都可以使用无人机。 第三个方面,无人机主要的关键技术是无人机的起飞和着陆技术。大家知道,有人机都是采用的轮式起降,都有起落降。而无人机不一样,由于没有人在上面,很多的方式都可以采用。例如有起飞车滑跑起飞,有采用火箭助推。着陆方面的技术有撞网回收和拦阻网回收。 最后一个方面想给大家介绍一下无人机的发展趋势。未来无人机的发展将在高空、高速、隐身、长航时无人机方面得到发展。因为美国人现在提出了无人战斗机的概念,也研制出了X-45和X-47无人战斗机,各个国家也在相继和即将开展无人战斗机的研制。另外未来的战争将会往空间发展,高度发展。所以是一个高超声速无人机的技术,也将会得到比较大的发展。 《无人驾驶飞机》 (全文) 老师们,同学们,大家好,今天我给大家介绍一下《无人驾驶飞机》。1903年12月17日,美国莱特兄弟驾驶“飞行者1号”成功地飞行了四次,在最后的一次飞行中间,飞行59秒,距离260米,它标志着人类飞天梦的实现。 回顾航空百年史,我们来看以战斗机为代表的军用飞机的发展史。应该说在过去是以活塞式发动机为动力的亚声速飞行时代。当前是以喷气式发动机为动力的超音速时代。那么未来将是无人战斗机,或者说是无人机的时代。所以今天我们将在这儿来介绍一下无人机的发展情况。什么是无人机?大家可能都会问到这个问题。我们说所谓无人机,它是动力驱动,能够自主飞行,可重复使用,而且一定是无人驾驶,也一定是航空飞行器,或者说是飞机。 首先我们来看一下无人机和有人机有什么样的区别。所谓无人机,我刚才说了首先是无人驾驶,有人机当然是有人驾驶;那么无人机可以按照我们事先规划的航线来进行飞行,而有人机是驾驶员驾驶飞行;相对有人机而言,无人机的性能比较简单,而有人机由于有人在上面,它人员的支持系统和生命保障系统,那么飞机要复杂得多。这里大家可以看到的一张画面,就是驾驶舱里面的各种各样的仪表,而无人机没有这么多仪表;另外相对而言,无人机小,而且轻。小的无人机才十克,那么当然也有11吨重的无人机,而有人机再也没有10克或者说100公斤这样的飞机存在。 我们接下来看一下无人机与航模的主要区别。大家讲,航模也是无人驾驶。的确在飞机上也没有人驾驶,但是它们两者是截然不同的。首先无人机是自主驾驶,自主飞行,而航模,飞机上没有人,但是遥控操纵,对于无人机来讲可以超视距、程序控制,而航模是视距内范围里,也就是在我们目视范围里,我们人员进行控制。另外从系统上来讲,无人机系统复杂,而航模相对来讲要简单得多。另外对无人机来讲,它有高速、中速和低速飞行无人机,而航模由于是人员操作,我们目视看的速度,我们反映的速度都不可能快,所以航模不可能是高速的,它只能是低速。另外无人机与巡航导弹它们之间有什么区别。无人机和巡航导弹都是无人驾驶,都是自主飞行。但是无人机,它可以带不同的装备,执行不同的任务。而巡航导弹,它带的战斗部,对敌攻击,而且是一次性使用。无人机可以重复多次使用。 接下来我们看一下无人机系统的组成,首先它是飞行器平台。无人机,它一定有一个飞行器与之相应。第二它有无线电遥控、遥测装置。我们大家从图上可以看到的有两幅画面,一个是一个主控站,竖起来的是一个天线来对飞机进行遥控、遥测。那么右边的这幅画面,就是主控站里面的一些设备。在这个主控站里面,我们可以对无人机的航线进行规划,可以对无人机进行操纵,可以对无人机的整个飞行姿态进行遥控、遥测,随时掌握飞机在空中的姿态和飞行状况,还可以来执行相应的任务。无人机的组成系统中间有一个发射回收系统。那么飞机要上天,也要回来,因为多次使用,所以它有与之相适应的发射系统和回收系统。另外,无人机要执行相应的任务,比方说战场侦察、战场评估、对地攻击等等,那么也就要带相应的,通常称的任务设备。所以在无人机上通常对无人机,我们有几个指标的考核,除了它的飞行参数以外,一个是任务载重,就是说能载多少重的任务设备,能飞多长的时间,就是我们通常讲的续航时间。 下面我们来看一下无人机的分类。简单地说无人机可以分为军用和民用两大类无人机。那么在军用无人机中间又可以分为无人侦察机、无人战斗机、靶机、微型无人机和无人直升机。下面我们将逐一地看一下各类飞机的情况。 这个大家看到的是以色列研制的“苍鹭”无人机,它的翼展米,机长米,升限也就是说它能飞到的高度是7500米到13500米,起飞重量1100公斤,巡航速度110到212公里/每小时,它的任务重量,就是能载任务设备的重量是250公斤,续航时间50个小时,专门用于侦察和监视。这是“搜索者”无人机,也是以色列研制的,它的翼展是米,机长是米,它的最大起飞重量是372公斤,可以飞行14个小时,任务重量是63公斤,这个也是一个战略无人机。大家可以看到的,它是美国的“纳蚊”,翼展米,机长米,升限达到7600米,起飞重量六百多公斤,最大速度259公里/每小时,在空中续航40小时,那么也是用于侦察和监视。美国在这个飞机的基础上,又发展了“捕食者”无人机。大家从画面上可以看到,这个形状很相似,跟纳蚊有很多相似之处,就是捕食者是在这个基础上发展的。那么大家看到“捕食者”的头部形状要比“纳蚊”大。为什么?这是因为,在这个飞机里面装有卫星天线。这个大家可能都很关心,好多同学都知道的,这就是“全球鹰”无人侦察机,这是在无人侦察机方面,我简单的给大家看了一些画面。在我们国家也研制了有相应的无人侦察机,特别是战术无人侦察机,比方说爱生系列的,云笛、云燕等等,也有相应的无人机。 那么无人战斗机方面,现在在研的,有美国的X-45和X-47.那么这个大家看到的是X-45,它的翼展是米,它的起飞重量是6804公斤,最大速度213公里/每小时,有效载荷907公斤。这个是X-47的无人战斗机,大家可以看到画面是X-47的首飞镜头。X-47,它的翼展是米,机长米,起飞重量2495公斤,有效重是252公斤。大家可以看到这个飞机马上要着陆了,而且都是轮式起降。因为这个轮式起降在目前国际上,无人机发展中间是比较热的一种起降技术。靶机是无人机中一个系列之一。那么现在看到的是我国研制的“长空一号”无人靶机的一个打靶情况。那么这个靶机翼展米,机长米,升限18000千米,起飞重量2345公斤,最大时速可以达到920公里。 微型无人机是近几年,或者说上个世纪90年代才产生的一种微小型无人机。这个是美国在进行微型无人机的试飞。那么大家可以看到,微型无人机相对来讲简单多了,它可以手一抛,飞机就出去了,然后来进行它的自主控制和飞行控制。大家要注意,这不是航模,我刚才讲了,它还是自主飞行的。 这个是无人直升机,这个是“翔鸟”无人直升机的一个飞行镜头。那么这个地方,我们大家看到,它的机长是米,所谓的机长是指旋翼的长度,升限达到3000千米,巡航速度每小时150公里,有效载重是50公斤,续航时间四个小时,这是关于无人机的一个简单的介绍。 下面我想给大家说一下无人机的发展过程。第一架无人机是什么时候、在什么情况下产生的。当初是在1935年,德国在希特勒的领导下,希特勒为了发动第二次世界大战,就命令他的空军开展火箭的研究。一个方面就是外形像飞机一样的火箭研究。第二种是弹道式的飞行轨迹是抛物形的火箭研究,而且在波罗的海的乌采顿岛上修建了佩内明德试验场进行试飞。那么1942年6月,再一次把这个工程提出来了,在1942年的12月24日实现了首飞。这个地方大家看到的是由冯×布劳恩主持研制的叫V-1无人轰炸机。那么冯×布劳恩是什么人呢?二次大战之后,他到了美国,后来主持了美国的阿波罗空间计划。那么再后来进一步的发展,就形成了V-2无人机,应该说V-2无人机的产生,在无人机技术方面是一个里程碑。同时无人机的发展使得航空器中间的另一个就是导弹诞生了,因为第一个无人轰炸机,当年二次大战期间,德国人为了打击英国,向英国伦敦投放了五千架V-1无人机。因为大家知道,当初的无人机技术水平和现在的无人机技术水平是不可比拟的,所以无论是打击精度还是怎么样都不可能和现在比,如果现在投入五千架的轰炸机将会是个什么样的,我想现在的伦敦可能就不是这个样子了。 有了第一个无人机以后,我们下面就来看看无人机的发展,分了三个阶段:第一个阶段就是在上世纪五、六十年代,形成了一个无人靶机的研制时期,所以我们把它简称靶机时代。那么在上世纪五、六十年代,世界处在一个冷战时期,一些超级大国在加紧进行军备竞赛,研制出了一批高性能的飞机和导弹。如何对这些飞机和导弹的性能进行检验和鉴定,也是我们通常在航空装备进行设计定型的时候,它必须要进行打靶试验。那么打什么?于是就提出了要研制无人靶机来适应航空装备,武器装备鉴定需要,靶机就在这个时候诞生和形成发展起来的。 第一架靶机是美国的“火峰1型”靶机,它是涡轮喷气发动机推进,高亚音速,全金属机体结构。机长大概有七米,翼展米,起飞重量1134公斤,最大的平飞速度是1112公里/每小时。这里我给大家展示的是中国的第一架靶机,这个就是我们学校研制的长空靶机,这个靶机的机长是米,起飞重量2060公斤,最大的平飞速度是每小时920公里,高度范围是在相对地面50米到18000米。 第二个阶段是无人侦察机的诞生。在越南战争期间,有人军用侦察机应该说得到了广泛地应用,特别是像美国的U-2侦察机,SR-71等等有人侦察机,但是在这个期间,U-2侦察机在越南、前苏联和我国的上空接连被击落下来,应该说损失是很惨重的,而且美国人在外交上也很被动。于是美国人就提出来了,要研制无人侦察机。那么这样的话,就可以减少人员的伤亡。于是美国人首先把火蜂靶机改装成无人驾驶侦察机,把它称为Ryan147,那么这个就是Ryan147无人侦察机。它的机长是米,翼展米,起飞重量1430公斤,最大的平飞速度612米/秒,高度达到18000米。那么中国的第一架无人侦察机是什么样子的,大家可以看到这是长虹无人机。它的机长米,翼展米,起飞重量1085公斤。这个无人侦察机是通过母机挂在这个机翼下面,在空中进行发射的,所以应该说无人机空中发射的还不是太多。 第三个阶段是无人机飞速的发展阶段。也就是上世纪九十年代以后,在这个时期有些什么特点?第一个是现代战争中间无人机在广泛地应用。可以说无人机从辅助、支援这么一个作战转为了一个主战,就是说主要来进行打仗用的一个武器装备,这是一个很大的变化,飞跃的变化。第二个小型无人机崭露头角,尤其是在中东战争,应该说它起到一个非常好的战例。在贝卡谷地战役中间以色列利用了小型的无人飞机,来诱导(叙利亚)的防空、堤防雷达的开机,很典型的一个战例。第三个无人机的发展系列化,出现了三大发展热点,一个是长航时无人机、无人战斗机和微型无人机。在这个时候美国的“全球鹰”也研制出来了。另外一个特点,就是各个国家相继成立了无人机专业化部队。那么以前它不是一个专门的部队在用,而是由空军或者哪个部队在用,那么后面就形成了专门的无人机部队。这是讲到了无人机的三个发展阶段。 下面跟大家介绍一下推动无人机快速发展的背景和原因,第一个原因我想跟大家介绍的就是政治上的原因。在越南战争中间,大家都知道,美国在越战中间是输得很惨的。那么我们先不说地面部队,我们先来说一下美国在越南战争期间,空军是怎么样个状况,它有2600多架飞机被击落,其中有五千多名的飞行员被俘,或者是死于战争,应该说就这一点损失是非常大的,所以可以说丧亡惨重。人们厌战、反战情绪高涨。所以引起了政治危机,这就是政治上它必须解决这个问题。如何减少人员伤亡,必须无人化,这就提出来了,要研制无人机。第二个经济上的考虑。给大家看到的是一个有人驾驶飞机的成本,就是各种有人驾驶飞机的单价,大家看到了这是成倍的增长。F22达到了一亿美元的价格,单机价格。那么轰炸机,价格更是惊人了。像B2隐身轰炸机,它的造价是亿美元。那么我们做了一个简单的对比,我们南京长江二桥的建设,花了亿人民币,这两个价格,就是一架B2隐身机轰炸机的价格跟我们建设一座长江大桥的经费是差不多的。 另外无人机的使用费用比较低,因为无人机体积比较小,重量也比较轻,那么造价成本都很低,有的是降低三分之一,有的可以说是一个数量级。另外无人机特别无人战斗机可以长期保存在仓库里面,十年或者更长的时间。这样的话,使用维护费用大大减少。据军方估计可以减少80%,另外在飞行方面,大家可能讲了,你不用,你怎么训练,无人机的训练它跟有人机不太一样,有人机,飞行员必须到空中去飞,飞一次要四万美元,一个小时,就要四万美元的价格,包括人员保养等等。而无人机可以在虚拟的坐舱里面进行训练。因为我人不在飞机上,我是在操纵键盘。那这样的话,我就可以用虚拟的训练系统,所以费用大大减少。同时无人机,一个人可以同时控制几架甚至数十架的无人机,而驾驶员不可能在空中一个人开两架飞机。所以我们对飞行员的培养,这个费用也可以大大减少,所以说无人机的使用费用是很低的。 另外无人机的发展,我个人认为战争的需求是无人机快速发展的一个推动力。在冷战期间,形成了靶机。而越南战争期间无人侦察机又诞生了。中东战争小型的无人机崭露头角,在海湾战争中大量地使用了小型无人机。而在科索沃战争中间,中空长航时无人机初露锋芒。在阿富汗和伊拉克战争中间更是发挥了威力,在阿富汗战争中间,捕食者首次发射导弹,也是无人机首次进行导弹发射,对地面攻击。那么未来呢,大家可以看到高空、高速、隐身、长航时无人机是一个大的需要。另外无人作战飞机高超声速无人机,以及微型无人机都是一个很大的需求。所以战争的需求是无人机得以发展的一个推动力。另外无人机它有超长的使用特性,特别是小型无人机,它快速机动、隐蔽性好。大家可以看到这个画面,我们可以看到,战士在战场前沿就可以利用无人机看到敌方阵地上的情况,甚至可以看到对方的哪个士兵在使用什么装备,正对着哪个方向进行开火,都会看得很清楚,而且都是实时的。那么这张图上我们大家可以看到是一个在巷战中间,微小型无人机应用的一个示意图。那么战士们在这个地方可以把无人机抛出去,它到了对面看另外一条街上,敌方的步兵情况是怎么样子,所以来进行巷战,应该说无人机这种非常机动的使用性能使得它也得以快速发展。 第四个给大家介绍一下无人机的应用。我这里有一个表大家可以看到,无人机的应用大致可以分为四个方面;一个我们把它称为软杀伤,也是在电子对抗战争中间使用的无人机。那么在软杀伤中间,我们可以看到,可以进行雷达信号干扰,比方说我装的铝箔到了以后,空中把它撒出来,那么对方的雷达就看到,当时屏幕可能就没有亮点了,就是一团杂乱的信号,对敌方的雷达进行干扰。那么也可以带一些干扰机,我不放东西,我发射跟你的雷达同频率的、同频段的电磁信号,让你接收不到,发现不了我方的飞机,这样的话,就可以隐蔽下进行攻击。另外还有光电干扰,比方说打的闪光、激光等等进行干扰,这是软杀伤的。目的干吗?就是为自己能够争取到更多的时间,可以这么讲,在作战中间哪怕是几秒,都是非常关键的。 那么硬杀伤就有无人战斗机。这个大家知道,就是进行无人攻击,对地也好,对空也好,都是硬杀伤的。那么反辐射无人机,是对雷达进行攻击,它是个自杀式的。在侦察方面,应该说无人机到目前战争中用得更多还是在战场的侦察,可以进行光学侦察,带航空相机,CCD摄像机、红外行扫仪,所谓红外行扫仪,就可以不管是在白天还是晚上,不管你是隐蔽的,还是不隐蔽的,通过它的红外特征来进行侦察,了解敌方的情况,特别是用得比较多的战场评估。什么叫战场评估?当我们把导弹打到我们想打的这个目标以后,打住了没有,打了以后,损伤情况怎么样,这个时候我们就要把无人机派过去进行侦察,了解打过以后情况是怎么样子的,来决定要不要再一次实施打击,这个就叫做战场评估。所以说无人机的应用,我这里还仅仅举的是军用方面的用途。那在民用方面就更广了,森林防火,边防的缉私,航空拍照,地面的勘探等等,都可以使用无人机。刚才已经大概地把无人机的应用做了一个介绍。 太长了,这里装不下了,我给你发到邮箱里吧!

配位化学发展与研究现状论文

热点一 配位化学配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门边沿学科。配位化学在现代化学中占有重要地位。当前配位化学处于无机化学的主流,配位化合物以其花样繁多的价键形式和空间结构在化学理论发展中,以及与其他学科的相互渗透中成为众多学科的交叉点。我国配位化学研究已步人国际先进行列,研究水平大为提高。如:(1)小新型配合物、簇合物、有机金属化合物和生物无机配合物,特别是配位超分子化合物的基础无机合成及其结构研究取得了丰硕成果,丰富了配合物的内涵;(2)开展了热力学、动力学和反应机理方面的研究,特别在溶液中离子萃取分离和均相催化等应用方面取得了成果;(3)现代溶液结构的谱学研究及其分析方法以及配合物的结构和性质的基础研究水平大为提高;(4)随着高新技术的发展,具有光、电、热、磁特性和生物功能配合物的研究正在取得进展,它的很多成果还包含在其它不同学科的研究和化学教学中。 在配位化学学科发展的同时创造出更为奇妙的新材料,揭示出更多生命科学的奥妙。从超分子之类的新观点研究分子的合成和组装,在我国日益受到重视。化学模板有助于提供物种和创造有序的组装,但是其最大的困难在于克服热力学第二定律所要求的无序。尽管目前我们了解了一些局部的组装规律和方法,但比起自然界长期进化而得到的完满而言,还有很大差距。配位化学包含在超分子化学概念之中。配位化学的原理和规律,无疑将在分子水平上对未来复杂的分子层次以上聚集态体系的研究起着重要的作用,其概念及方法也将超越传统学科的界限。配位化学与化学其它分支学科的结合研究将给配位化学带来新的发展前景。 热点二 固体化学固体无机化学是跨越无机化学、固体物理、材料科学等学科的交叉领域,犹如一个以固体无机物的“结构”、“物理性能”、“化学反应性能”、及“材料”为顶点的正四面体,是当前无机化学学科十分活跃的新兴分支学科。近来该领域不断发现具有特异性能及新结构的化合物。如,高温超导材料、纳米材料、Ce等。固体无机化学主要从固体无机化合物的制备和应用及室温和低热固相化学反应两大方面开展大量的基础性和应用基础性研究工作,取得了一批举世瞩目的研究成果,向信息、能源等各个应用领域提供了各种新材料。例如,在固体无机化合物的制备及应用方面,展开了对光学材料、多孔晶体材料、纳米相功能材料、无机膜敏感材料、电、磁功能材料及C.及其衍生物、多酸化合物、金属氢化物的研究。在室温和底热固相反应方面,进行了固相反应机理与合成、原子簇与非活性光学材料合成纳米材料新方法、绿色化学等方面的研究。

配位化学coordination chemistry研究金属的原子或离子与无机、有机的离子或分子相互反应形成配位化合物的特点以及它们的成键、结构、反应、分类和制备的学科。最早记载的配合物是18世纪初用作颜料的普鲁士蓝K〔FeⅡ(CN)6FeⅢ〕。1798年又发现了CoCl3·6NH3是CoCl3与NH3形成的稳定性强的化合物 ,对其组分和性质的研究开创了配位化学领域。1893年,瑞士化学家A.韦尔纳首先提出这类化合物的正确化学式和配位理论,在配位化合物中引进副价概念,提出元素在主价以外还有副价,从而解释了配位化合物的存在以及它在溶液中的离解。在配位化合物中 ,中心原子与配位体之间以配位键相结合。解释配位键的理论有价键理论、晶体场理论和分子轨道理论。配位化学与有机、分析等化学领域以及生物化学、药物化学、化学工业有密切关系,应用很广:①金属的提取和分离。从矿石中分离金属,进一步提纯,如溶剂萃取、离子交换等都与金属配合物的生成有关。②配位催化作用。过渡金属化合物能与烯烃、炔烃和一氧化碳等各种不饱和分子形成配位化合物,使这些分子活化,形成新的化合物,因此,这些配位化合物就是反应的催化剂。③化学分析。配位反应在重量分析、容量分析、分光光度分析中都有广泛应用,主要用作显色剂、指示剂、沉淀剂、滴定剂、萃取剂、掩蔽剂,可以增加分析的灵敏度和减少分离步骤。④生物化学。生物体中许多金属元素都以配合物的形式存在,例如血红素是铁的配合物;叶绿素是镁的配合物;维生素B12是钴的配合物。⑤医学。可用乙二胺四乙酸二钠盐与汞形成配合物,将人体中有害元素排出体外。顺式二氯·二氨合铂(Ⅱ)已被证明为抗癌药物。

配位化学是研究金属的原子或离子与无机、有机的离子或分子相互反应形成配位化合物[1] 的特点以及它们的成键、结构、反应、分类和制备的学科。配位化学与无机、分析、有机以及物理化学关系密切,与生物化学、药物化学、农业化学等也有关。在化学和化工方面应用很广。金属的提取和分离 一些重要的湿法冶金过程要利用金属配合物的形成,例如镍、铜和钴可用氨水溶液萃取。在核反应中产生的铍,可用噻吩甲酰三氟丙酮的苯溶液萃取。氰化钠的水溶液通常用于从矿石中分离金。一氧化碳可用于镍的纯化。化学分析配位反应在元素的重量分析、容量分析和光度分析中有广泛的应用,主要用作显色剂、指示剂、沉淀剂、滴定剂、萃取剂、掩蔽剂等。例如,以氟离子作为掩蔽剂,可与铁(Ⅲ)生成无色而稳定的【FeF6】,在用碘量法测铜时避免了铁(Ⅲ)离子的干扰;以二乙酰二肟作为沉淀剂,可使镍和钯同时生成螯合物沉淀,镍的沉淀溶于酸,钯的沉淀不溶,即可分离、鉴定镍和钯;以硫氰酸盐作为显色剂,可与Fe离子形成血红色的配合物,即可鉴别Fe的存在。EDTA(乙二胺四乙酸)能与大多数的金属离子生成稳定性不一的配合物,是滴定分析中的一种优良的滴定剂,通过控制溶液的pH值和加入掩蔽剂、解蔽剂,用EDTA可从各种金属离子的混合溶液中分别定量地滴定出它们的含量,省去分离干扰元素的步骤。催化作用过渡金属化合物能与烯烃、炔烃和一氧化碳等各种不饱和分子配位形成配合物,使这些分子活化,生成新的化合物。例如烯烃的氢甲醛化反应中,烯烃与氢和一氧化碳按照与钴催化剂形成配合物的机理,最终生成醛(R为烷基):RCH=CH2+CO+H2─→RCH2CH2CHO有些金属催化剂可把烯烃转变为多聚体。例如,将氯化钛(Ⅲ)和烷基铝配位后,作为催化剂,可使烯烃定向聚合成高分子化合物。

无人机数据链的研究进展论文

无人机数据链是一个多模式的智能通信系统,能够感知无人机在工作区域的电磁环境特征,并根据环境特征和通讯要求完成对无人机遥控、遥测、跟踪定位和传感器传输,实时动态地调整通信系统的工作参数,主要包括通信协议、工作频率、调制特性和网络结构等。达到可靠通信或节省通信资源的目的,是飞行器与地面站联系的重要纽带,可以称作是无人机的测控系统。 无人机数据链按照传输方向可以分为:上行链路和下行链路。上行链路主要完成地面站到无人机遥控指令的发送和接受,下行链路执行遥测和数据传输功能,主要完成无人机到地面站的遥测数据以及红外或电视图像的发送和接收。系统根据定位信息的传输,利用上下行链路进行测距,其性能直接影响到无人机性能的优劣。目前普通无人机大多采用定制视距数据链,而中高空、长航时无人机则都会采用视距和超视距卫通数据链。 数据链系统主要由测控管理器、发射机及接收机组成,测控管理器负责地面遥控与遥测数据的融合与处理。管理无线电发射与接收时序,使遥控与遥测能同步协调工作。发射机和接收机由无线电测控电台及天线构成,无线电测控电台采用双工数传电台,负责遥控指令的发射与遥测数据的接收。数据链的性能通常能影响无人机的性能,主要根据数据链是否具有跳频扩频功能、存储转发功能、数据加密功能、高速率、低功耗等性能来衡量无人机数据链是否优秀。 人工智能技术推动无人机进入不同的行业应用领域,随着机载传感器、定位的精准程度和执行任务的复杂程度不断上升,要求无人机具备强实用力,同时对数据链的带宽也提出了很高的要求。未来无人机数据链将向着高速、宽带、保密、抗干扰的方向发展。 目前视距内飞行是无人机的主要飞行方式,飞行距离在几公里以内。随着智能技术的发展,未来,无人机与5G通讯技术的融合将使无人机实现更精准的控制,实现超视距飞行,为无人机低空领域的飞行和更多行业的应用提供技术支持与保障。

一、通信领域:因为是无人驾驶飞机,所以必须要通过信号远程遥控指挥,这对信号的传输质量、效率、保密性、稳定性等是极大的考验,尤其是在复杂的地形、天气情况下。二、优点:1,人员安全,由军人在后方进行远程遥控,即使出现坠机、被击落等情况也没有人员损失,这对当前越来越重视人权及爱好和平的百姓来说是更能接受的事。2,经济性,历来飞行员培训都是极耗资源的,即使是军事大国的飞行员也是很宝贵的财富,失去一位都是很大的损失,再加上抚恤金,所以一些极危险的任务,如果可以用无人机完成自然更好。3,避免飞行员被俘虏,尤其是喜欢全球干涉的国家,如果飞机出现意外或者被击落前飞行员跳伞落入敌区,那么很有可能被俘,后续的营救、谈判等一系列问题会让政府和军方很头疼。4,性能可发挥性更高,没有驾驶员就不用再考虑驾驶员的承受能力,比如加速度、氧气、温度等条件,摆脱这些因素,无人机可发挥性就更高。三、缺点:1,远程操控信号受限于地形、气候、距离等条件,有一定的隐患。甚至敌方会有意屏蔽信号,以此设法击落或者捕获无人机,这不是没发生过。2,远程控制毕竟比不了直接在战机里驾驶,在灵活性上要想和普通战斗机比还是有一定差距的。3,受限于技术,无人机在复杂环境下自由起降、作战有难度,另外由于政治、人文等问题,普通战机无人化难以做到,也就是说无人机很难做到普通战机那样大小,而不够大,就意味着载弹量小、攻击力弱的缺点

行业主要上市公司:北方导航(600435)、洪都航空(600316)

本文核心数据:中国无人机市场结构、民用无人机市场规模

我国军用的无人机发展起步较早,早在1964年Ⅰ型无人机靶机就已经诞生,Ⅱ型无人机靶机也在70年代研制完成。随后,又研制出了S-100型靶机,使无人机的飞行速度达到100米/秒,这也为我军训练的现代化做出了重要贡献。

而相对于发展起步较早的军用无人机,我国民用无人机市场在早期并未引起足够重视,有归口管理单位,没有长远规划,处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动,特别是一些自然灾害频发,急需有一种灾情监视评估和搜救手段,从而引起有关方面对民用无人机的关注,且迅速升温,逐步深入大众生活。截至2020年末,我国民用无人机的市场份额由2014年的不足10%增长到左右。

军用无人机市场依旧活跃

我国军用无人机起步于1964年,1980年代开始批量使用无人机,最初主要作为防空系统的靶机和干扰诱饵等。到2000年后,我国相关科研院所、高等院校积极合作,开发出了多型的无人机设备,除了2002年在珠海航展上亮相的WZ-2000型无人侦察机引起世界轰动外,近几年也开发出了中国版的“捕食者”——“彩虹-4号”、 “彩虹-5号”无人机和“翼龙型”无人机,还有酷似全球鹰的“翔龙型”无,而“利剑”隐身无人攻击机在2019年国庆阅兵时正式亮相,并更名为“攻击11”。

我国研制无人机已有五十多年的历史,国内无人机的研究发展在总体设计、飞行控制、组合导航、中继数据链路系统、传感器技术、图像传输、信息对抗与反对抗、发射回收、生产制造和部队使用等诸多技术领域积累了一定的经验,具备一定的技术基础。

但在军用无人机领域,我军无人机装备同发达国家相比仍有一定差距,还不能完全适应高技术战争的要求。国内己有的无人机任务系统载重都不大,尚难满足电子对抗、预警、侦察等大型任务系统的要求,平台技术难以满足无人作战飞机的高隐身、高机动能力的要求,在气动力、发动机、轻质结构和高精度导航等方面基础技术薄弱。

2020年民用无人机市场规模有望超过250亿元

从总体上看,在早期阶段,国内民用无人机领域的开发长期以来没有引起足够重视,没有归口管理单位,没有长远规划,处于无序发展状态。但近些年由于技术的发展和需求的牵引推动,特别是一些自然灾害频发,急需有一种灾情监视评估和搜救手段,从而引起有关方面对民用无人机的关注,且迅速升温,逐步深入大众生活。据统计,截至2020年底,无人机实名登记数量已增至万架,较2010年涨幅超过500%。

中国民用无人机自2008年汶川地震之后开始在国内兴起,经过几年的发展,当前无人机的应用范围已涉及国土资源调查、环境监测、水情监测、救灾等多个领域。据不完全统计,目前国内无人机仅民用市场大概有几亿元的量级。面对这一正在兴起的市场,相关企业和科研机构也纷纷进驻民用无人机领域。

民用无人机的迅速发展使得我国民用无人机市场规模持续扩大,根据航空运输协会的数据显示,2019年我国民用无人机市场规模为210亿元。根据Drone Industry Insights披露的民用无人机增长率预测,2020年中国民用无人机市场规模有望超过250亿元。

综合来看,我国无人机市场近年来处于相对活跃状态,投资与研发并举,军用与民用共同发展。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国无人机行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

全球投资额和市场规模不断扩大

根据专做无人机市场调研的机构Drone Industry Insights发布的无人机市场环境统计数据显示,从2008年开始,截止到2019年,全球无人机行业已接受累计44330亿美元的投资金额。

2019年无人机行业投资超过12亿美元,年度总投资不仅创下了最新记录,还突破了10亿美元的大关。其中风险投资(VC)占投资的大部分,2019年风险投资额超过亿美元,高于2018年亿美元,创下有史以来最新记录。

无人机在以色列贝卡谷地一战成名,随着世界电子、通讯技术的迅速发展,无人机技术的发展也进入了快车道,涌现出了一批诸如“全球鹰”、“哈比”、“死神”等世界知名的优秀军用无人机。同时,全球民用无人机的销量高速增长,1990年为万架,2000年已经超过4万架,2010年达到10万架以上。

根据专注于新能源产业的互联网服务平台起点研究院(SPIR)的调研数据,截止到2019年,全球无人机销量约为680万架,比上年增长;市场规模约为950亿元,比上年增长。

军用:占比约70% 未来十年仍是市场重心

根据Drone Industry Insights机构发布的数据,2018年全球军用无人机市场规模为141亿美元,占比,民用无人机市场规模为73亿美元,占比;根据测算,2019年全球无人机市场规模为259亿美元,其中民用无人机市场规模为90亿美元,占比为,军用无人机市场规模为169亿美元,占比为。

目前,全球每年无人机军贸合同规模约50架,美国市占率接近一半。无人机军贸市场上美国份额最大,市占率接近一半,以色列市场份额约四分之一,中国市场份额约五分之一,其他国家无人机军贸规模合计占比约10%。

根据美国全球市场洞察组织发布的报告,今后十年世界无人机市场中军用无人机仍是市场重心,2014年,军用型在无人机市场的占比为89%,到2024年,将降为86%,仅给民用型让出3%的份额。而北美和亚太市场将最为火爆。

另据市场研究机构MarketsandMarkets报告显示,军用无人机市场将从2018年的121亿美元以每年12%的速度增长,到2025年将达到268亿美元。到2029年亚太地区将成为军用无人机最大市场,占全球市场的份额。

民用:中国消费级无人机占据较大优势

根据产品或商业模式的创新能力、企业品牌的透明度、独立的公司治理能力、市场影响力,高工产研机器人研究所推出了《GGR:全球无人机企业TOP10企业名单》,其中中国企业占7家、美国2家、法国1家。

在民用无人机领域上,中国占据较大优势,特别是消费级无人机,中国的大疆占据着全球约70%的消费级无人机市场份额,在全球民用无人机制造企业TOP10榜单中排名第一。

—— 更多数据及分析请参考前瞻产业研究院《中国工业无人机行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。

无机化学研究方向论文

随着自由贸易的发展,我国所遭受的倾销越来越严重,运用反倾销 措施 来维护公平竞争的市场环境、保护国内企业的合法利益、保证产业安全已刻不容缓。下面是我为大家推荐的化工论文,供大家参考。

化工论文 范文 一:能源化学工程专业无机化学教学改革

能源化学工程专业[1]是利用化学、化工的理论与技术来解决能量的转换、储存及传输等问题,通过生产清洁、高效的新能源服务于人类生活的一门学科。无机化学是本专业所开设的第一门专业基础课,其教学质量直接影响到培养的应用创新型人才的质量。而目前无机化学的教学中面临着很多问题,如大一新生刚从高中迈入大学,面临如此信息量大的课程感到迷茫;教师面对课时量日趋减少的趋势,而传递的信息量大的困扰,不知如何把握日常教学;另外,加上教师科研压力等方面的因素,使得其未能全身心地投入教学中。因此,无机化学教学的改革与探讨在本专业教学过程、人才培养模式中的地位尤为重要。例如:

(1)武汉工程大学化工与制药学院从优化课程内容入手,对无机化学的 教学 方法 进行了改革[2];

(2)钦州学院化学化工学院从无机化学的重要地位出发,结合无机化学的教学目的,对无机化学多媒体课件进行了构建和探讨[3]。菏泽学院是一个应用型的地方性教学型本科院校,于2012年成功申请了与国家战略性新兴产业密切相关的能源化工专业。我系主要从教学目标、教学内容、现代化的教学手段等方面对无机化学的教学进行了改革与探索。

1明确合理的教学目标

根据能源化学工程专业的培养目标及培养模式,结合无机化学课程特点,菏泽学院化学化工系于2012年制定了能源化工无机化学教学目标。通过该课程的理论基础及实验实践的学习,能够使学生掌握无机化学基本知识和技能,为培养成高素质劳动者和化工专业技能人才做好准备;同时,也为今后学习专业知识和职业技能打下坚实的基础。此目标主要分为以下几个方面的目标。

知识目标

主要分为了解、理解、掌握三个层次方面目标。通过该课程的教学,应使学生了解:气体的扩散定律,气体分子的速率分布和能量分布;反应速率的概念及反应速率理论;强电解质解离、离子氛、活度系数的概念;微观粒子运动的特殊性;路易斯结构式,等电子体原理,分子轨道理论;化学电源与电解;卤素单质的物理性质,金属卤化物、拟卤素和拟卤化物、互卤化物和多卤化物;硫和硫化物、单质硫、硫化氢和氢硫酸的物理性质;硅的单质、硅烷、硅的卤化物、硅的含氧化合物。通过该课程的教学,应使学生理解和掌握:气体的状态方程及混合气体的分压定律;热力学第一定律,化学反应的热效应、热化学方程式、盖斯定律、生成热的概念及应用,化学反应进行方向的判断方法;浓度对反应速率的影响;缓冲溶液的原理及应用;沉淀溶解平衡及移动;核外电子运动的描述,核外电子排布和元素周期律及基本性质的周期性;价键理论,价层电子互斥理论及杂化轨道理论;基本概念:原电池、电极电势和电动势及能斯特方程;卤素单质的化学性质,卤化氢和氢卤酸的化学性质;氧、氧化物、臭氧、过氧化氢的物理化学性质,硫的含氧化合物的化学性质。掌握氮的氢化物、氮的含氧化合物的化学性质。

专业能力与素质目标

能力目标方面主要是培养学生谦虚的品格、勤奋好学的习惯以及知识迁移的能力;培养学生勤于动手创作、做事严谨的良好作风;培养学生学会运用唯物主义辨证的思维分析问题及解决问题的能力;培养学生工程质量意识和规范意识以及严谨、认真的工作态度。专业能力目标方面使学生能够掌握重要元素及其化合物的主要性质、结构、存在、制法、用途等基本知识;培养学生独立进行化学计算和利用参考资料等方面的能力;具有通过对实验数据的分析,绘制出特性曲线,能够写出规范实验 报告 并加以 总结 概括的能力。素质目标方面主要是培养学生具备良好的职业道德;培养学生勤苦奋斗、勇于创新、敬业乐业的工作作风。

2丰富合理的教学内容

科研成果与课堂教学相结合,保持教学内容的前沿性

科研成果与课堂教学相结合包含两部分内容:一是在教学过程,教师能将自己的科研成果带入教学内容之中。这就要求教师教学的同时展开科研,而科研课题也要紧紧围绕教学内容展开,这样会更能了解学科的前沿动态并能深入把握,有利于增强教学的深度、广度,有效地提高教学质量[4]。另外教师将科研成果带入课堂分析中,将科研成果与教学有机地结合起来,将最新知识与信息传递给学生,科研推动教学,教学促进科研。二是在教学过程中结合学科发展情况,充分利用别人的研究成果,及时补充教学内容,进行教材建设。另外,在教学实践中可采用“案例教学”,对具体科研案例进行讨论、分析,比较各种方案的优缺点及产生原因,选择合理方案。在项目设计过程中,通过教师的引导作用,学生可以自主查阅资料并开展项目的研究性学习。

建设开放的无机化学实验教学环境,理论与实验相结合

充分利用我系基础实验室和化学工程实验中心的仪器设备和师资力量,结合我系化学能源工程专业及无机化学教学内容的特点,试图探索出一套完善的开放式无机化学实验教学模式,注重实验与课堂教学相结合、开展系内实验技能竞赛及无机化学创新实验设计竞赛等项目,激励学生的学习积极性及培养今后创新实践的能力。开展大学生创新研究计划,引导学生在大三下学期进入教师的科研室进行锻炼,参与课题的研究,培养学生的创新意识和实践能力;鼓励大二学生参加无机化学实验技能竞赛,鼓励学生进行科技创新;另外聘请国内外无机化学研究领域的专家学者来我系作学术报告,增加学生的科研兴趣及全面了解无机化学的前沿动态,为今后的科研之路做好准备。

3多媒体与板书相结合的现代化教学手段

针对目前无机化学课时缩减而传递信息量大的情况,传统的板书教学手段已不能满足时代的需要,因此多媒体技术已广泛使用在课堂教学中。这样一方面将节省下的板书的时间能够用于重点难点的讲解,另一方面多媒体中引入一些无机化学演示实验、实物图像,将枯燥的理论教学表现的更加生动直观,提高了学生的学习积极性。然而仅利用多媒体也有一定的缺陷,如对一些公式的推导,仅利用多媒体会受到一定的限制,因此多媒体跟板书结合会更加有利于公式的推导。另外,还会避免仅利用多媒体的教学进度过快,学生不能融会贯通的缺点。总之,鼓励学生 课前预习 ,采用板书与多媒体技术相结合既能考虑教师的教学进度与学生的掌握程度,又能兼顾教学的广度与深度的问题,取得了较好的教学效果。

4结束语

无机化学是能源化学工程专业学生迈入大学的第一门专业基础课,其教学效果直接影响着学生学习本专业的积极性及掌握本专业基础知识的扎实程度。本系以上结合能源化学工程专业特点对无机化学的教学目标、教学内容及教学手段的初探具有一定的意义。今后会继续探索无机化学其他方面的改革。

化工论文范文二:油藏化学工程研究发展趋势

推动我国油藏化学工程研究与我国社会进步有着密不可分的联系。为了赶上发达国家对油藏化学工程研究的脚步,我国必须大幅度提升在这一方面的开发技术,更好地促进化学工程研究大步向前发展。

1油藏化学工程研究的发展背景

人类面临的最大危机之一就是能源问题,世界各国都在担忧石油问题。迄今为止,人类只开采了大约总储藏量1/3的原油,因此,油藏开发及提高效率是每一个科技工作人员的头等任务。半世纪以前,世界对石油的总需求量日益增长,工人们利用油藏工程的原理提高采收率来满足市场需求,同时也促进了油藏工程原理的发展。作为石油工程的重要组成部分,油藏工程主要负责各类研究,在掌握动态规律与原理的同时,也辅助了钻井与采油工程的开展。

2三次采油技术

自改革开放以来,世界各国石油界的精英们一直努力提高石油的采收率。一次和二次采油主要是靠自身压力和注气注水等方法,三次采油是采用之前的任何工业技术[2]。因而提高油藏采收率并没有局限在某一阶段或手段,它主要是靠原来油藏中没有的物料开采。它的定义与分类是不矛盾的。油藏化学工程是在三次采油的背景下发展起来的,它和化学工程学科共同发展。随着现代科技的迅猛发展,人们不断引进新技术,取得新成就。这一阶段也让人们认识到发展的多样性,开始探究多方面技术,涉及各种学科,主要有胶体与界面科学、化学工程学、化学反应动力学、渗流力学、热力学、计算数学等多种高等学科。

3化学复合驱技术

我国油田多数是陆相沉积,分布相当不均匀,原油中的蜡含量和芳烃含量比例较大,且黏度大,导致水驱采收率只在33%左右。三次采油的研究技术表明,化学复合驱能够有效提高采收率,它是在单一化学剂驱的基础上组合两种不同的化学剂,形成多种复合体系。通过实验证明,复合驱的相互作用比单一化学驱剂效果显著的多。随着各方面技术的发展和完善,复合驱逐渐成为我国提高原油采收率的主导技术。复合驱配方体系主要是由高浓度小段塞和低浓度大段塞2种体系组成。高浓度小段塞是利用表面活性剂和助剂,使油水形成中相微乳液体系,增强原油的乳化。典型的代表有胶束.聚合物驱体系,它的表面活性剂浓度在~,段塞小于,若形成微乳液,效率更大,能达到80%以上。低浓度大段塞是后期才引进的策略,它的驱油原理主要是毛管准数理论,利用碱和表面活性剂降低油水界面张力。这种体系应用相对广泛,高酸值和低酸值都适用。近年来,随着研究力度加强,新型产品不断出现,如梳形聚合物KYPAM,星形聚合物STARPAM,疏水缔合聚合物。这些新型耐温抗盐聚合物,有利于节约淡水资源,保护环境。也扩展了油藏水的矿化度和文档范围。

4油田堵水调剖技术

开发油田主要采用水驱开发在在这一过程中,因储存分布不均,导致注水过程中出现沿高渗透带窜流,水波效果差,油井含水快速上升,尤其当进入高含水阶段,会出现水短路的现象,加深开采工作难度。为改变这一现状,专家们提出采用“堵水调剖”这一方法。堵水调剖具有颇多优势,操作简洁、规模较小、周期短、效果显著,能有效提高注水开发效果。油田堵水调剖技术历经磨难,从单井油井堵水油井堵水到单井水井调剖,目前主要发展到调整深部调驱。直到2006年底,才开始着手整体堵水调剖示范工程,在采油研究院的带领下,全面开展现工作,有条理的分析堵水调剖工艺技术,给予独特的评价以及实地示范。为改善注水开发的现状,应做如下调整目标:将单井措施向区块整体转变;将近井剖面转向深部液流;阶段上实施一体化转变;评价上从单井向整体转变;应用上改用多种复杂油藏,不再局限在常规水驱油藏据调查,仍有多个区块可以进行整体调堵,由此看来,堵水调剖技术发展趋势将奋力往前。

5评价与改进

综上所述,虽然油藏采收率明显提高,技术也不断突破,但仍然要看清形势。在取得成果的同时,也要擅于总结 经验 ,找出不足,精心解析。例如耐温抗盐聚合物产品的溶解性和长期热稳定性都还不是很乐观,在现场实施过程中,不能有效地达到施工要求,高效率的完成任务。同样地,化学驱技术需要改进解决的问题也是各方面的,需要研究者在过程中分层次去进行。只有抱着永不止步的态度去钻研,去创新,去探索,才能攻克这些技术上遇到的“疑难杂症”,才能进一步将化学驱油技术往特色道路上发展,不断为油藏化学工程研究的发展做贡献。

6结束语

为推动我国油藏化学工程持续发展,还需加强工作。不停探索实验技术,顺应环境变化。掌握化学驱技术,在实际工作中解决问题。还要继续研究物理化学模型,对敏感参数进行验证。油藏化学工程研究的全方位发展,有利于解决能源紧缺问题,有利于稳定我国石油市场,有利于世界和平。

无机化学是化学、材料、医药、化工、检验等许多专业必修的一门重要基础课程,下面我给大家分享无机化学学术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

生物无机化学研究进展

摘 要:本文主要叙述了生物无机化学的研究进展。主要从对含有微量元素的蛋白的突变、结构及性质的研究;酶的模拟;无机药物化学;金属元素中毒的研究等四个方面来介绍现在生物无机化学的进展。

关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学

中图分类号:O62 文献标识码:A

文章编号:1009-0118(2012)07-0207-02

生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。

一、研究生物体本身微量元素的作用

(一)含有微量元素的蛋白的研究

含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。

现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。

另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。

(二)酶的模拟

酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。

如硒酶的研究。通过对硒酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与硒酶相关的药物。对于硒酶的合成主要有三种方法,一是对硒酶进行化学模拟,二是对硒酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含硒酶。对硒酶化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的硒酶模拟物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对硒酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含硒酶;2、设计含硒生物印迹酶;3、设计含硒抗体酶。硒蛋白模拟物在理解硒酶的生化作用中起着非常重要的作用。硒蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。

又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共轭电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。

对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。

二、研究外界微量元素对机体的影响

(一)无机药物化学

无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中,顺铂药物目前仍在临床上使用,主要有四种铂配合物:顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来,人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物,与卡铂结构类似的有机锡化合物,以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面,从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来,人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手,所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大的发展前景。除了合成新的药物外,在原有的药物基础上对原有的药物进行改良也是未来的科研方向,因为原有的药物具有较高的毒副作用,且抗癌范围较小。所以在无机抗癌药物这一方面,合成具有广谱高效抗癌活性且有较低的毒副作用和较长的持续时候的抗癌药物是主要发展方向;另外,对于无机金属药物的抗癌机理尚没有统一的理论,因此研究无机抗癌药物的作用机理也是主要研究方向。

无机药物在其他方面也有重要的应用。如金配合物在抗类风湿方面的应用,应用治疗类风湿关节炎有金Au的硫醇盐。在治疗胃病的过程中,铝盐也是主要依赖的药物,含铋的化合物是治疗胃溃疡的的主要药物。在无机药物的研究中,尚不清楚各种药物对机体疾病的治疗机理,所以研究无机药物的作用机理具有较大的前景。

放射照影药物的发展也是无机药物的发展方向。由于放射示踪、核磁共振在医学上的应用,使得各种造影剂的成为医生临床应用不可或缺的一个方面,如钡的造影剂。

(二)金属元素中毒的治疗

在外界的金属元素超过机体所需的浓度后,该元素就会对机体产生负面效应,引起疾病。元素的毒性主要因为它与机体基团的强配合性。对金属元素中毒的治疗主要是研究具有更强螯合能力的的螯合剂,使其跟有毒的金属离子结合形成更加稳定配合物,然后排出体外。理想的螯合剂须满足以下的条件:1、水溶性,且在生理的pH条件下有足够的螯合能力;2、分子大小和结构必须合适;3、必须专一迅速结合金属元素;4、很容易从体内排出;5、没有明显的毒性。如用EDTA来排出多余的离子,EDTA螯合性虽然很强,却选择性不强,在排出有害的金属离子的同时,同时也会损失一些有益的离子。如用去铁草胺B去除多余的铁,但是它不能去除血红素或运铁蛋白中的铁。现在的医用螯合物的研究方向主要是研究新的药剂,因为现在的螯合剂无论是在种类还是排出金属中毒的效率都不能满足医学的需要。

三、生物无机化学的发展趋势

生物无机化学以后的发展趋势是生命科学与技术进行有机紧密的融合。

对蛋白质分子进行研究,研究其具有生物功能的原理。人类的基因仅有几万个,而蛋白质却有十几万种,这说明生命的复杂性需要从蛋白质上去解释。而目前已知的蛋白和酶约有1/3需要金属离子作为辅助因子才能发挥作用,所以阐明这些生物大分子的结构和生物功能非常重要。对核酸的研究。研究金属元素对核酸的序列、构型、区域的选择性识别调控是生物无机化学的一个主要热点。如现在发现许多锌脂蛋白对DNA或RNA有调控作用。对这方面的研究将对以后的无机药物产生重要的影响。

既然21世纪生命科学会是研究热点之一,那么与生命科学紧密联系的生物无机化学也必将因此得到极大的发展,因此也将为人类作出更大的贡献。

参考文献:

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