杨木化学机械浆中溶解与胶体物质的研究目录第1章绪论...............................................................................................................杨木制浆............................................................................................................杨木的纤维特性与化学成分..................................................................杨木化学机械浆的发展..........................................................................杨木化学机械浆中的阴离子垃圾..........................................................白水中溶解与胶体物质的来源........................................................................木材原料..................................................................................................废纸回用..................................................................................................化学添加剂.............................................................................................. DCS对造纸系统和纸页质量的影响.................................................................对纸张质量的影响..................................................................................系统的腐蚀和堵塞..................................................................................生产状况的改变......................................................................................化学机械浆白水DCS组分的分离和分析方法.............................................离心过滤分离法....................................................................................化学分离分析法....................................................................................离子交换色谱分离法............................................................................白水DCS组分参数的测定...................................................................仪器分析方法........................................................................................白水中DCS的去除技术.................................................................................膜过滤技术............................................................................................化学絮凝.................................................................................................浮选法.....................................................................................................生物菌处理.............................................................................................酶处理....................................................................................................氧化处理................................................................................................蒸发技术................................................................................................加入改性片沸石法................................................................................冷冻结晶法............................................................................................洗涤......................................................................................................将DCS保留在纤维中.........................................................................论文的研究目的、意义及内容......................................................................研究的目的和意义.................................................................................研究内容.................................................................................................20第2章杨木化学机械浆中溶解与胶体物质的特性分析...........................................实验原料与方法...............................................................................................实验原料与药品.....................................................................................实验方法.................................................................................................结果与讨论.......................................................................................................模拟白水中DCS的宏观特性分析.......................................................水样中DCS的粒度分析....................................................................... DCS中脂肪酸和树脂酸的GC-MS分析.............................................. DCS中碳水化合物的GC-MS分析......................................................小结...................................................................................................................40第3章溶解与胶体物质对纸浆性能的影响...............................................................实验...................................................................................................................原料.........................................................................................................实验方法.................................................................................................结果与讨论....................................................................................................... DCS对纸张光学性能的影响................................................................. DCS对纸张松厚度的影响..................................................................... DCS对纸张裂断长的影响..................................................................... DCS对纸张撕裂指数的影响................................................................. DCS对纸张耐破指数的影响................................................................. DCS对施胶的影响................................................................................. DCS对纤维留着和滤水性能的影响.....................................................结论...................................................................................................................50第4章生物酶处理与阳离子聚合物处理DCS............................................................实验原料与方法...............................................................................................实验原料.................................................................................................实验方法...........................................................................................................结果与讨论.......................................................................................................酶处理对DCS水样性质影响...............................................................阳离子聚合物用量对其与DCS之间作用的影响...............................阳离子聚合物结合酶处理对水样阳离子需要量的影响.....................小结...................................................................................................................64第5章结论与展望..................................................................................................... DCS在纤维上吸附的扫描电镜观察.......................................................48III参考文献........................................................................................................................67致谢................................................................................................................................78攻读硕士学位期间发表的论文....................................................................................79摘要近年来，高得率化学机械浆受到越来越多的重视。在化机浆制浆过程中，会产生大量的溶解与胶体物质（dissolved and colloidal substances，简称DCS），其中包括树脂酸、脂肪酸、聚糖、果胶酸、木素类物质等。这些物质释放到浆水体系中会给湿部操作和产品质量带来严重的影响。本文以杨木APMP和杨木BCTMP为原料，对纸浆中的溶解与胶体物质进行了研究。首先对纸浆中的DCS进行了表征，利用GC-MS技术对DCS的化学组成进行了分析；其次研究了其对纸浆物理性能、光学性能及滤水性能的影响；最后研究了阳离子聚合物和果胶酶处理对DCS产生的影响。研究结果表明，浆水体系DCS中DS部分占其含量的60%左右，灰分含量为50%左右。DCS的阳离子需要量和浊度主要由胶体物质贡献。胶体物质对水样的电导率贡献很少，溶解物质的浓度是水样电导率的决定性因素。通过GC-MS分析水样，定量确定了MTBE抽出物中的八种脂肪酸：十二酸、十五酸、软脂酸、十七酸、亚麻酸、硬脂酸、亚油酸、油酸。通过GC-MS分析水样中的碳水化合物组分，定量确定了六种成分分别为：木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、半乳糖醛酸、甘露糖。浆水体系中的DCS对纸张白度及物理强度性能有非常不利的影响。DCS的存在导致纸张白度降低。DCS中胶体物质影响纤维间的氢键结合，降低了纤维间的结合力，从而导致纸张抗张强度、耐破度和撕裂度的降低。随着体系中DCS浓度的增加，阳离子聚丙烯酰胺的助留助滤效果明显降低。其主要是因为阳离子聚合物被优先吸附到DCS上而不是纤维上，与DCS形成了聚电解质复合体，从而降低了阳离子聚丙烯酰胺对微粒的絮聚能力，从而影响了浆料的滤水性能。果胶酶能够降解DCS中的果胶物质，利用果胶酶处理DCS水，可以降低其阳离子需要量。当酶用量为30APSU/L，处理时间为60分钟时，APMP和BCTMP水样的阳离子需要量比对照样降低和。阳离子聚合物的加入能够使得DCS失稳，有效地降低水样的阳离子需要量。高分子质量低电荷密度的CPAM和阳离子淀粉通过桥联机理使DCS失稳，而低分子质量高电荷密度的PDADMAC通过电荷补丁或电荷中和机理使DCS失稳。将阳离子聚合物和生物处理相结合能更加有效地降低水样的阳离子需要量。关键词：APMP；BCTMP；溶解与胶体物质；果胶酸
一、锰的性质 锰是一种金属元素，它以化合物形式广泛存在于自然界中,在地壳内锰的平均含量（质量分数）约为*（质量分数）,在元素周期表中，锰属过渡元素，与铬、铁相邻，化学活性比铬弱，比铁强。 (一)锰的物理性质 金属锰为立方晶体，有α,β,γ和δ四种同素异性体，常温下以α锰最稳定。 金属锰的机械性能硬而脆，莫氏硬度为5~6，致密块状金属锰表面为银白色，粉状呈灰色。 锰的相对原子量为±1。原子体积为。金属锰的原子半径和室温下的密度，均随晶型不同而略有差别在大气压为时，锰的熔点为1260℃，沸点1900℃，汽化热为。在0-25℃时，锰的电阻率为185μΩ·cm,在18℃锰的磁化率为×10-6cm3/g。（二）锰的化学性质 锰属活泼金属，易被氧化。细粉状金属锰在空气中易燃烧，但大块状金属锰在常温下不易受空气中的氧侵蚀，这是因为在空气中金属锰表面易生成一层氧化物膜，对内层金属锰起到了保护作用。在水中则易生成氢氧化物膜，可进一步阻止锰对水分子中氢的置换作用。但是，若把锰放入含有NH4Cl的水溶液中，则置换反应能顺利进行。 锰原子处于基态的电子构型是[Ar]3d54s2。由于其最外层和次外层中的电子（3d4s）都可以成为价电子，因而锰是变价元素。锰的主要氧化态有+2，+3，+4，+6和+7。价态的变化导致离子性质的变化，如锰离子半径随价态的增高而变小，离子电位和电负性随价态增高而相应增大，其氧化物的酸碱性随价态增高由碱性向酸性变化。锰的氧化物及其水合物酸碱性递变规律是过渡元素中最典型的。它表现为随锰的氧化态升高，碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强。(三)锰的物理化学特性 锰属于第四周期的过渡元素，同Sc，Ti，V，Cr, Fe，Co，Ni相比尤其是与相邻的Cr和Fe相比，锰有一些特殊的物理化学特性。这些特性对认识锰的地球化学特征有重要意义。 第四周期过渡元素的晶体结构有六方、立方、体心立方和面心立方等类型。例如，Sc，Ti和Co为六方型；V，Cr和Fe为体心立方型；Ni为面心立方型；惟独锰为立方型。 第四周期过渡元素的原子半径，总的趋势是从Sc到Ni随原子序数增加而依次减小，惟独锰是例外。它的原子半径可达（γ-Mn）比Cr（）和Fe（）的原子半径都大，破坏了递减规律。原子体积也有这种现象，锰的原子体积为,它比Cr（）和Fe（）都大。 第四周期过渡元素的氧化态，惟独锰有最高的+7氧化态。锰元素前的过渡元素(从Sc到Cr)最高氧化态逐渐升高，从+3到+6;锰后的过渡元素(从Fe到Ni)最高氧化态逐渐降低，从+6到+3。锰元素前过渡元素的氧化态升高，与3d轨道上价电子数增加有关。当3d轨道上的电子数达到5以上时(从Cr到Ni),3d轨道逐渐趋向稳定，高的氧化态逐渐不稳定，呈现强氧化性，所以锰元素后过渡元素的氧化态又逐渐降低。 在第四周期过渡元素中，锰具有最低的熔点与沸点。从Sc到Cr，熔点为1539~1890℃,沸点为2483~3380℃；从Fe到Ni，熔点为1453~1535℃,沸点为2732~3000℃.而锰的熔点只有1260℃,沸点只有2077℃.其熔化热和汽化热也较低。 第四周期过渡元素的标准电极电势，基本上从Sc到Ni逐渐增大。这和它们的金属性逐渐减弱是一致的。惟独锰的标准电极电势比铬还低，破坏了这种递增规律。这与失去两个4s电子后，形成更稳定的3d5构型有关。 由此可见，锰在第四周期过渡元素中，有其独特的物理化学特性。二、锰的用途 锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁，90%的锰消耗于钢铁工业，10%消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。 (一)锰在钢铁工业中的应用 锰与氧、硫的亲合力都比较大，故锰是钢液的脱氧剂和脱硫剂。锰能强化铁素体和细化珠光体，故能提高钢的强度和淬透性，因而可作为钢的合金元素。 钢的强度极限随锰的含量增加(≤7%)而增加，每增加1%的锰含量，强度极限提高,同时钢的塑性极限也相应得到提高。 当钢中锰含量大于10%时，钢在大气中抗腐蚀性大大增强，锰还能减轻氧和硫对钢的危害，从而提高钢的可锻性和可轧性。 锰元素虽然早在1774年就被人们所发现，但是，锰在钢铁工业中的重要作用直到1856年发明底吹酸性转炉，以及1864年发明平炉炼钢法之后，才被人们所认识。现在锰已成为钢铁工业不可缺少的重要原料。 1.用作脱氧剂 炼钢过程中，为了提高钢的质量，需要除去铁水中的碳、硫等有害杂质，最简便的工艺就是用氧化的方法，可是有一部分铁和杂质元素一同被氧化，生成氧化亚铁(FeO),而FeO在钢液中溶解度大，使钢液中含氧量增高，可以达到。氧含量增高，对钢的性能产生不良影响，所以钢对含氧量有严格的要求，一般不准超过,甚至更严。因此，炼钢过程必须脱去超标的氧。锰是活性好的金属，其化学性能较铁活泼，将锰加入钢液中时，可以与FeO反应形成不溶于钢水中的氧化物渣，飘浮于钢水液面，使钢中含氧量降低。 FeO＋Mn→Fe+MnO 锰在钢水中的脱氧能力与其他一些元素(如钙、铝、硅)相比应该说还是比较低的，但由于其易于生产，价格又比较低，因此仍然深受钢铁企业的欢迎，尤其是对炼沸腾钢来说，采用锰铁合金脱氧是很理想的脱氧剂，因锰的脱氧能力较弱，它可以调整钢的含氧量，而不至于使氧脱去过多而不能沸腾。同时锰的存在还可以使硅和铝的脱氧能力增强，因为脱氧产物MnO与其他氧化物(如Si02)可以形成低熔点化合物而有利于从钢液中排除。 2.作脱硫剂 硫在钢液中以硫化铁(FeS)形式存在，钢中含硫高容易产生热脆，降低钢的机械性能，因此，炼钢过程必须控制硫的含量。锰与硫的结合力大于铁与硫的结合力。当加人锰合金之后，钢水中的[FeS]很易与锰生成熔点高的[MnS]而转人炉渣中，从而降低了钢中的硫含量。 3.作合金元素 锰可以强化铁素体和细化珠光体，因而提高了钢的强度，还可以提高钢的淬透性、钢的硬度和耐磨性。因此，锰是各种牌号钢的重要合金元素。 普通碳素结构钢一般含;优质碳素结构钢一般含;在低合金钢中加人的Mn可以使钢的强度比普通碳钢提高20%~30%;弹簧钢含;轴承钢含;工具钢含;耐磨钢含Mn11%~15%;耐热钢含Mn17%~21%;电工钢含Mn17%~19%。 近两年来，我国用锰代镍生产不锈钢得到了广泛推广，尤其是在江、浙一带的中小型不锈钢厂中几种奥氏体不锈钢节镍、代镍品牌得到了迅速推广。 如奥氏体不锈钢OCr17Mn13N是一种无镍Cr-Mn-N不锈钢，可作1Cr18Ni9Ti的代用品。主要用于大气及抗氧化酸腐蚀，可以用于生产板、带、管、棒材。 节镍奥氏体不锈钢1Cr18Mn8Ni5N,室温强度比18-8铬镍不锈钢高，在800℃下具有较好的抗氧化性及中温强度，可以生产板、带、丝、管、棒材。 还有2Cr15Mn15Ni2N是奥氏体节镍低磁性不锈钢，具有良好的低磁性能及低磁稳定性能，可以生产板、带、丝、棒材及锻材，能够代替1Cr18Ni9Ti用于制造要求低磁性的设备及零件，如自动驾驶仪中的陀螺、转子、罗盘及无线电装置中的零件。 我国电解锰的产量迅速增加，质量不断提高，为我国用锰代镍、节镍生产200系列不锈钢的发展提供了有力的保证。 (二)锰在有色冶金工业中的应用 锰在有色冶金工业中主要有两种用途：一是在铜、锌、镉、铀等有色金属的湿法冶炼过程中加人二氧化锰或高锰酸钾作氧化剂，使溶于酸溶液中的二价铁氧化成三价，调整溶液的pH值，使铁沉淀而除去。 2FeS04+Mn02+2H2S04===Fe2(SO4)3+MnS04+2H20 每生产一吨锌要消耗含Mn0260%的矿石约8~10kg.湿法生产1t铜消耗含Mn0260%的矿石约20~25kg. 二是锰与铜、铝、镁生成许多有工业价值的合金，如黄铜、青铜、白铜、铝锰合金、镁锰合金等。 黄铜是应用非常广泛的铜合金，含Mnl%~4%.由于锰细化了晶粒，提高了强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性。因此，锰黄铜可以制成板、带、棒和线材，同时具有良好的机械性能和耐腐蚀性。 青铜含,其特点是耐热性能好，在温度较高时，它的强度与耐腐性能仍然比较好。 白铜是含镍低于50%加入一定量的锰后形成的铜镍合金。根据锰含量的不同，有考铜、康铜和锰铜之称，主要用于电器仪表中。 铝锰合金主要用于航空材料。含锰的铝锰合金硬度大，抗蚀能力强，同时抗拉强度可达186~235MPa,重量又轻，因此在航空工业以及军民的日常装备中得到广泛应用。 镁中加人的锰后形成的合金具有良好的耐蚀性和耐温性能，在航空工业中也得到了广泛应用。 (三)锰在电池工业中的应用 锌-锰电池由于使用方便，价格低廉，至今仍是电池中使用最广，产值、产量最大的一种电池。 MnO2是锌-锰电池的正极，电池放电时被还原。制备电池用MnO2的原料主要有天然MnO2(NMD)、化学MnO2(CMD)和电解MnO2(EMD).天然Mn02由于纯度低，一般只应用于生产糊式锌锰干电池，而且自然界适合于干电池用的NMD数量已越来越少，同时由于技术进步和人们生活水平的提高以及环境保护日益加强，用NMD生产糊式锌-锰电池将会逐渐减少。而碱性锌-锰电池正在迅速增长。因此，EMD在锌一锰干电池中的用量也将会不断增加。尤其是生产无汞锌-锰电池用的高纯EMD的需求量会增加更快。 （四）锰在电子工业中的应用 电子工业是全球经济发展最快的一个部门，带动了全球经济的发展。 磁性材料，尤其是软磁材料是电子工业的基本原料。软磁材料中又以锰锌铁氧体为主，因其具有狭窄的剩磁感应曲线，可以反复磁化，在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点，同时又价格低廉，来源广泛，已经取代了大部分镍锌铁氧体，在软磁材料中占到了80%以上。 用锰锌铁氧体磁芯制成的各种电感器件、变压器、线圈、扼流圈等，在通讯设备、家电产品、计算机产品、工业自动化设备等方面都得到了广泛应用。 在锰锌铁氧体中四氧化三锰用量占到了21%左右。 （五）锰在建筑材料中的应用 锰在建筑材料方面的用途主要是在生产玻璃时作为褪色、着色和澄清剂等。 用于生产玻璃的原料中多数含有钻、铁等杂质，影响了玻璃的颜色，适量加人Mn02可以使玻璃变为无色，加人不同量的Mn02又可以使玻璃具有不同的颜色。 锰在建筑材料中的另一用途是使陶瓷和砖、瓦表面的着色，如着褐色、绿色、紫色、黑色等光彩鲜艳的颜色。西欧一些国家的楼房建筑装饰材料釉面砖、瓦表面着色主要是采用MnO2作着色料,颜色鲜艳，持久不易褪色，很受人们青睐。 (六)锰在农业中的应用 锰是植物正常生长不可缺少的微量元素之一，它参与光合作用和氮素的转化，参与许多酶的活动和氧化还原过程，能促进叶绿素的合成和碳水化合物的运转。当土壤中严重缺锰时，农作物出现枯黄，生长不良，产量下降。 据中国科学院南京土壤研究所和江苏农业科学院的调查表明，我国缺锰土壤达亿亩以上，若以每年每亩施lkg锰肥计，我国农业需含锰肥料就达10万t之多。硫酸锰和一氧化锰都是优质的锰肥。 除了用于肥料之外，锰在农业上还有许多其他的应用，如作杀菌剂(乙撑双二硫代氨基甲酸锰)、饲料添加剂等。 （七）锰在环保治理方面的应用 锰在环境保护方面，主要用于对污水和废气的处理。 在天然饮用水中常含有一定的杂质，需要净化，用二氧化锰净化水特别适用于地下水的除铁。 我国地下水含铁浓度多数达10mg/LS以上。国家规定生活饮用水和工业水含铁量不应超过，对于棉毛、造纸工业用水含铁量不应超过，对于纺织、印染、电子工业用水不得超过。 地下水中铁常以二价铁的形式存在，由于二价铁在水中溶解度较大，所以，刚从地下抽出来的水仍然清澈透明，但和空气接触，水中的二价铁被空气中的氧氧化，生成难溶于水的三价铁的氢氧化物。地下水中的铁虽然对人的健康并无影响，但水中含铁浓度大于时水便发浑，超过1mg/L时水有铁腥味。水中含有过量的铁质，在洗涤的衣物上会生成锈色斑点；在锅炉用水中，铁是生成水垢的成分之一；在纺织工业中，使纺织品产生锈色斑点，印染时与染料结合使色泽不艳；造纸时铁质吸附于纤维素之间使颜色变黄等，因此，必须对地下水净化除铁。 天然二氧化锰可以对水中铁起氧化作用，使水中可溶性二价铁氧化成不溶于水的三价铁的氢氧化物而除去。 2Fe2++Mn02+4H+===2Fe3++Mn2++2H20 2Fe3++6H2O===2Fe(OH)3↓+6H+ 天然二氧化锰氧化能力的大小与锰砂品种和晶体结构有关。天然锰砂本身难溶于水，因此不会给用户带来新的污染。 二氧化锰可用于净化废水中的砷，还可用于净化废气中的硫化氢和二氧化硫等有害气体，以及净化含汞的工业废气。 (八)锰与人类健康 已有的资料表明锰是有益于人类健康的微量元素。 我国广西巴马族自治县是世界著名的长寿之乡，超过百岁的老人在十万人中有31人，超过国际公认长寿之乡25人的标准。为了查明巴马人长寿的原因，先后有20多个国家的专家到巴马进行了科学考察，发现除了巴马县的自然环境保护好、水和空气均没被污染外，还与土壤中Mn，Zn含量高有密切关系。在一般土地中Mn含量高达1188~2383μg/g,菜地中Mn含量高达6566μg/g，Zn含量平均239~173μg/g.百岁老人头发中Mn高达()μg/g,比广州人头发含Mn()μg/g和日本东京人头发含Mn()μg/g高了10倍以上。巴马人吃的食品如粮食、蔬菜、豆类、菌类、笋类中含Mn,Zn等微量元素也比其他地区的要高。 人类健康长寿自然与许多因素有关，但从我国广西巴马县人长寿的调查结果可以看出，Mn元素被植物吸收，再进人人体对人类健康长寿是有益的。 医学研究近来证实:老年人骨质疏松与缺少锰有一定关系。 (九)锰在其他方面的应用 在制皂工业中广泛采用高锰酸钾或二氧化锰作催化剂。更新的技术是采用锰皂代替高锰酸钾和二氧化锰作催化剂，效果更好。目前，我国已用一部分合成脂肪酸代替一部分动植物油来制备洗涤肥皂。锰皂用的原料为含量98%以上的工业硫酸锰、液碱及脂肪酸，其反应为 MnS04·H2O+2NaOH→Mn(OH)2↓+Na2S04＋H2O Mn(OH)2+2RCOOH→Mn(RCOO)2+2H20 在医药方面锰主要是作消毒剂、制药氧化剂、催化剂等。 高锰酸钾是医药上最常用的消毒剂之一，它是一种很强的氧化剂，配成的高锰酸钾溶液就能起到消毒杀菌的作用。 在生产镇静剂芬那露的过程中，用二氧化锰作中间氧化剂：在生产解热镇痛剂非那西丁中，用对硝基氯苯在活性二氧化锰催化剂存在下与氢氧化钠的乙醇溶液作用，生成对硝基乙醚，再用硫化钠还原，以醋酸进行乙醇化即制得非那西丁。 在印染工业中用二氧化锰作氧化剂制备还原艳绿印染颜料。 用二氧化锰作氧化剂制备的对苯二酚是电影胶片、照相底片的显影剂。 锰在焊接工业中也是一种不可少的重要原料，无论是手工电弧焊接还是自动埋弧焊接锰都是一种重要的原材料，起到脱硫、脱氧和提高焊缝强度的作用。
金属锰 “灰锰氧”里的金属——锰 锰，是瑞典化学家、氯气的发现者社勒于1774年从软锰矿中发现的。当时，这种软锰矿通称为“Manganese”，社勒就用这名字作为新元素的名字，即“锰”。 锰是银灰色的金属，很象铁，但比铁要软一些。如果锰中含有少量的杂质——碳或硅，便变得非常坚硬，而且很脆。不过，纯净的金属锰的用途并不太广，因为它比铁还易生锈，在潮湿的空气中，没一会儿便变得灰蒙蒙的，失去了光泽——表面生成了一层氧化锰。再说，锰的熔点又比铁低，机械强度不如钢铁，而价格又比钢铁贵得多，因此人们几乎不生产金属锰，而大量生产钢铁。 锰最重要的用途是制造合金——锰钢。 锰钢的脾气十分古怪而有趣：如果在钢中加入—％的锰，那么所制得的低锰钢简直脆得象玻璃一样，一敲就碎。然而，如果加入13％以上的锰，制成高锰钢，那么就变得既坚硬又富有韧性。高锰钢加热到淡橙色时，变得十分柔软，很易进行各种加工。另外，它没有磁性，不会被磁铁所吸引。现在，人们大量用锰钢制造钢磨、滚珠轴承、推土机与掘土机的铲斗等经常受磨的构件，以及铁轨、桥梁等。上海新建的文化广场观众厅的屋顶，采用新颖的网架结构，用几千根锰钢钢管焊接而成。在纵76米、横138米的扇形大厅里，中间没有一根柱子。由于用锰钢作为结构材料，非常结实，而且用料比别的钢材省，平均每平方米的屋顶只用45公斤锰钢。1973年兴健的上海体育馆(容纳一万八千人)，也同样采用锰钢作为网架屋顶的结构材料。在军事上，用高锰钢制造钢盔、坦克钢甲、穿甲弹的弹头等。炼制锰钢时，是把含锰达60一70％的软锡矿和铁矿一起混合冶炼而成的。 除了锰钢外，锰钢也是重要的锰合金，锰钢含有30％的锰，具有很好的机械强度。由84％的钢、12％的锰和4％的镍组成的“孟加臬”合金(又名锰镍铜齐)，它的电阻随温度的改变很小，被用来制造精密的电学仪器。 锰的重要化合物是二氧化锰。在大自然中，便有大量天然的二氧化锰——软锰矿。人们早在远古时代便知道软锰矿了。二氧化锰是黑构色的粉末。干电池中那些黑色的粉末，便是二氧化锰。二氧化锰能够催化油类的氧化作用，人们常在油漆中加入它，以便加速油漆干燥的速度。人们在制造玻璃时，常往里加入二氧化锰，因为它能消除玻璃的绿色，使绿色玻璃变得无色透明。 锰的另一重要化合物是高锰酸钾(俗称“灰锰氧”)。高锰酸钾是紫色针状晶体。只要加入一点儿高锰酸钾，便足以使一大桶水变成紫色。高锰酸钾是很强的氧化剂，能杀菌。在公共场所的茶缸旁，常放着一桶紫色的消毒用水，人们称之为“灰锰水”，其实，这就是高锰酸钾溶液，浓度为千分之一。不过，这种水不能喝进肚里，因为它有催吐作用，在医学上用作洗胃剂和催吐剂。在分析化学上，高锰酸钾常用作氧化剂，著名的高锰酸钾法便是用它作滴定液进行化学分析的。高锰酸钾被还原后，常变成二氧化锰。“灰锰水”用完后，底下常有些黑色的渣子，那便是二氧化锰。 此外，碳酸锰是重要的白色颜料，俗称“锰白”，而硫酸锰在农业上，则用作种子催芽剂或作“锰肥”——微量元素肥料。 在动植物体中，锰的含量一般不超过十万分之几。但红蚂蚁体内含锰竟达万分之五，有些细菌含锰甚至达百分之几。人体中含锰为百万分之四，大部分分布在心脏、肝脏和肾脏。锰主要是影响人体的生长、血液的形成与内分泌功能。 在大自然中，锰是分布很广的元素之一，约占地壳总原子数的万分之三。最重要的锰矿是软锰矿和硬锰矿。虽然海水中含锰量很少，但在海洋深处的淤泥中，含锰却达千分之三。有人预言，在不久的将来，人们将从海底开采锰矿!
[胶体化学论文] 以必修课、选修课、活动课三个板块进行教学活动。在活动课中，以实验为基础的化学应占一席之地。一、化学活动课与化学必修课关系的认识化学活动课并非无目标的随意活动，也不同于现行课程教材体制下的化学实验课。它的取材应该是源于必修课教材，高于必修课教材，贴近生活、生产实际，反映新的科技成果。它的作用应该是必修课课堂教学的延伸与发展，培养学生的兴趣特长、拓宽学生的知识面、发展学生的智力、能力，发现和培养人才。化学活动课应该与化学必修课相辅相成，通过化学活动课促进化学基础知识和基本技能的落实。化学活动课的部分内容可以直接为化学必修课的课堂教学服务。如仪器的制作，实验的装置等。因此化学活动课与必修课、选修课三个板块既是相互独立，又是相互渗透，互为促进的。二、化学活动课的内容及实施1.趣味性实验活动设置此类实验的目的是激发学生学习化学的兴趣，争取更多的学生参加化学活动课。这类实验以趣味性强烈、效果明显、操作简便为特点，而又内含许多“为什么”，使学生一参加化学实验活动就处于“欲罢不能”的境地。例如蓝瓶子（或红瓶子）实验、波动实验、示温涂料、水中黄金、固体酒精等。2.实用性实验活动以贴近生活，发生在身边的化学现象为素材，组织实用性化学实验活动，既培养学生学习化学的兴趣，又使学生感受化学在国民经济及生活中的实际运用。如制皮蛋、制肥皂、制洗洁精、制除锈剂、制高效灭蚊纸、制记号墨水、制纯碱等。上述实验除制纯碱装置较复杂，费时较多外，其余均取材容易（有的可让学生自备），操作简便，活动成果有实用价值。如通过除锈剂的配制与使用，验证除锈剂确能除锈，而使学生感受到化学就在我身边，学好化学能造福人类，激发了学习的动力。变被动学习为主动学习，在实践中去发现、掌握知识。3.探究性实验活动设置此类实验活动的目的是为了让学生在参加活动的过程中进一步掌握学习化学的方法，培养……
文档介绍：毕业论文***工艺姓 名 学 号 专业 有机化工生产技术 班级 指导教师 完成时间 化学与环境工程系摘要***是基本化学工业的重要产品之一,也是一种重要的化工原料,产量在各类酸中仅次于硫酸。工业上制取浓***(HNO3浓度高于96%)的方法有三种:一是在有脱水剂的情况下,用稀***蒸馏制取的间接法,习惯上称“间硝";二是由氮氧化物、氧及水直接合成浓***,称为’直硝’;三是包括:氨氧化、超共沸酸(75%—80%HNO3)生产和精馏的直接法。本文仅探讨超共沸精馏法。关键词:浓***、氨氧化、超共沸精馏法目录第一章.***的性质.用途及方法 ***的性质 ***的用途 ***的生产方法 4第二章.***生产的基本原理及工艺条件的选择 氨的催化氧化及原理 氨氧化催化剂 氨催化氧化的工艺条件 氨氧化炉的结构和技术特性 一氧化氮的氧化 氮氧化物的吸收 吸收工艺条件的选择 ***尾气的处理 14第三章.工艺流程的选择 工艺流程的选择 流程说明 17致谢 20第一章.***的性质.用途及方法***的性质纯***为带有窒息性与刺激性的无色液体,其相对密度,沸点℃,熔点‐℃,分为浓***和稀***。无水***极不稳定,一旦受热见光就会分解,生成二氧化氮和水。***能与任意比例的水混合,形成浓***(96%~98%HNO3 )和稀***(45%~70%HNO3)。***是三大强酸之一,具有很强的氧化性。除金、铂及一些稀有金属外,各种金属都能与稀***作用生成***盐。由浓***与盐酸按1:3(体积比)组成的混合液称为“王水”,能溶解金和铂,故称“王水”。***还具有强烈的硝化作用,与硫酸制成的混酸能与很多有机化合物结合成硝化物。***的用途***是一种重要得化工原料,在各类酸中,产量仅次于硫酸。工业***依HNO3含量多少分为浓***(96%—98%)和稀***(45%—70%)。稀***大部分用于制造***铵、***磷肥和各种***盐。浓***最主要用于国防工业,是生产三硝基甲苯(TNT)、硝化纤维、***等的主要原料。生产***的中间产物——液体四氧化二氮是火箭、导弹发射的高能燃料。***还广泛用于有机合成工业;用***将苯硝化并经还原制得苯***,用***氧化,苯可制造邻苯二甲酸,均用于染料生产。此外,制药、塑料、有色金属冶炼等方面都需要用到***。***的生产方法工业上生产***的原料主要是氨和空气,采用氨的接触催化氧化的方法进行生产的。其总反应是式为:NH3+2O2=HNO3+H2O此反应由3步组成,在催化剂的作用下,氨氧化为一氧化氮;一氧化氮进一步氧化为二氧化氮;二氧化氮被水吸收生成***。可用下列反应式表示:4NH3+5O2=4NO+6H2O2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO氨催化氧化法能制得45%—60%的稀***第二章.***生产的基本原理及工艺条件的选择 氨的催化氧化及原理氨和氧可以进行下列三个反应:4NH3+5O2=4NO+6H2O △H=(1) 4NH3+4O2=2N2O+6H2O△H=(2)4NH3+3O2=2N2+6H2O△H=(3)除此以外,还可能发生下列反应:2NH3=N2+3H2△H=(4)2NO=N2+O2△H=(5)4NH3+6NO=5N2+6H2O△H=(6)不同温度下,上述式(1)~式(4)的平衡常数见表1表1不同温度下氨氧化或氨分解反应的平衡常数(p=)温度/×××××××××××××××××××××××××××104从表1可知,在一定温度下,几个反应的平衡常数都很大,实际上可视为不可逆反应,比较各反应的平衡常数,以式(3)为最大。如果对反应不加任何控制而任其自然进行,氨和氧的最终反应产物必然是氮气。欲获得所要求的产物NO,不可能从热力学去改变化学平衡来达到目的,而只可能
如下：
【摘要】：综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展，重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用，其中，负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。
【关键词】：环己烷氧化，环己酮，催化剂的认识。
环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂，广泛应用于医药、油漆、涂料、橡胶、农药行业、印刷和塑料回收方面。目前，工业上制取环己醇和环己酮的方法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷液相氧化法，环己烷氧化法的应用最为普遍，占90%以上。
由于环己醇和环己酮比环己烷更易于被氧化，为获得适宜的环已醇和环已酮的选择性，工业上环己烷氧化转化率通常控制在，氧化选择性为90%左右。
但环己烷的大量循环造成能耗上的巨大浪费。目前，环己烷氧化工艺研究的热点主要集中在对传统工艺的改造优化、氧化剂的选择及高效催化剂的开发。开发高性能和环境友好的催化剂成为研究热点，近年来开发的一些氧化催化剂在改善环己烷转化率和产物选择性方面表现出较好的性能。
本文主要综述分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展。
这不是闺房记乐，这是闲情记趣中的。绝 是说 花多，不断绝。你自己参照百度吧属 是一类的意思 。联系上下文，是寻觅昆虫善 这一句翻译为，岂不是很好吗行 试验，或者说做了 。何妨而效之 ， 何不仿效一下。或抱花梗，或踏草叶，栩栩如生，宛然动人。上文说以针刺死，做了标本，所以有这句。浮生六记记得是芸这个人，表现的是一个知己与伴侣的妻子，你从这方面来回答吧。既然是闲情，也何必计较呢，应试教育真是糟蹋东西。我闲居在家的时候，案头上的插花盆景长续不断。芸说，你的插花啊，能表现出雨露风晴中的各种自然韵味，可谓精妙入神。然后画法中有一种草木与昆虫共同相处的方法，你为何不效仿一下呢。我说，虫儿会爬会乱动，怎么可能像作画一般呢？芸说，我有一种办法，不过恐怕会被（后人）作为始作俑者而引起罪过呢。我说，那你说说看。芸说，虫儿死后，它的颜色神态并不会有多大改变，（我们）找到螳螂产蝉蝶之类用针刺死，然后用细丝捆在它们的脖子上，系在草木间，再整理它们的脚足，或抱花梗，或踏草叶，栩栩如生，（这样）岂不是很好吗？我很高兴，按她的办法去试了，看见的人没有不赞美称绝的。求于闺中的意见，当今世上恐怕未必再有这样会心的人了吧。
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。求最佳答案
和指导老师搞好关系，也要有真本事
化学工程可以写工艺，或者废水处理方面的。开始也是不懂怎么弄，还是学长给的文方网，写的《臭氧氧化深度处理煤化工废水的应用研究》，非常专业基于Web的磷化工工艺安全评价系统的设计与实现废弃塑料裂解炼油过程控制系统的研究与设计高等职业教育化工工艺专业的教学改革与实践高纯磷化工工艺技术数据库开发化工工艺数据挖掘中数据预处理技术的研究与应用SketchUp在生物化工工艺流程设计方面的运用CD公司化工工艺专业设置及工艺开发室员工绩效评价的方案设计化工企业环境风险评价与突发环境事件应急预案研究化工过程仿真系统的开发危险化学品监管机制建构研究基于主题和主体框架的工程应用软件开发技术研究年产20吨OZ车间工艺设计化工仿真系统的研究与开发旋风滑弧非热等离子体反应器设计技术研究磷化工安全评价决策支持系统的设计与开发间接加热式热风循环干燥设备及工艺的本质安全化改进研究煤化工冷态半实物仿真培训系统的研究与设计磷化工环境评价决策支持系统开发
甲醇的生产，主要是合成法，尚有少量从木材干馏作为副产回收。合成的化学反应式为： H2 + CO → CH3OH 合成甲醇可以固体（如煤、焦炭）液体（如原油、重油、轻油）或气体（如天然气及其他可燃性气体）为原料，经造气净化（脱硫）变换，除去二氧化碳，配制成一定的合成气（一氧化碳和氢）。在不同的催化剂存在下，选用不同的工艺条件。单产甲醇（分高压法低压和中压法），或与合成氨联产甲醇（联醇法）。将合成后的粗甲醇，经预精馏脱除甲醚，精馏而得成品甲醇。高压法为BASF最先实现工业合成的方法，但因其能耗大，加工复杂，材质要求苛刻，产品中副产物多，今后将由ICI低压和中压法及Lurgi低压和中压法取代。
化学如同物理一样皆为自然科学的基础科学。下面我给大家分享一些化学与科技论文范文，大家快来跟我一起欣赏吧。 化学与科技论文范文篇一 实用化学应用教学 摘要：化学教育目标的确定，决定于化学教育的价值取向.化学教育里的价值研究，成了化学教育理论与实践的必备基础.近年来，在试题中出现了越来越多的有化学知识应用的命题，越来越接近化学教学价值取向.化学教育目标是让学生了解化学与社会、化学与材料、化学与能源、化学与环境、化学与生命科学等的密切关系，会应用化学知识去解决实际问题，具有化学的综合素质和创新意识. 关键词：两面性;实用性;化学教学 一、 化学是一门实用的学科 近些年来，化学物质好象成了有毒、有害的代名词，一提到某化学药品，总跟污染，健康的杀手扯到一起，但这不是化学物质的本质特点.任何化学物质都具有两面性，一方面他带给我们不利的地方，另一方面，他承担了一定的功能.王佛松院士等主编的“展望21世纪的化学”一书中提到一个很重要的观点：任何物质和能量以至于生物，对于人类来说都具有两面性.在现在现实生活中，我们经常夸大化学药品的有害性，却忽略其有用性的一面，造成了一种不好的形象，它需要我们去纠正这种片面的看法.三聚氰胺毒奶粉事件给全国人民带来很大的心理创伤，但三聚氰胺无罪，它与甲醛缩合聚合可制得三聚氰胺树脂，可用于塑料及涂料工业，也可作纺织物防摺、防缩处理剂.其改性树脂可做色泽鲜艳、耐久、硬度好的金属涂料.其还可用于坚固、耐热装饰薄板，防潮纸及灰色皮革鞣皮剂，合成防火层板的粘接剂，防水剂的固定剂或硬化剂，可用作阻燃剂等. 化学作为一门基础学科，它来源于生活，生活中很多东西都跟化学有关，处理这些问题，我们必须具备一定的化学知识，同样是污染，最后解决这个问题的关键还是化学知识.在日常生活中，没有一点化学常识的人是无法生存下去的.我们每天都在跟化学知识打交道.没有化学知识帮助我们解决问题，我们衣食住行都不可能得到发展.没有它，人类的生存和生活质量无法保证.利用化学生产化肥和农药，以增加粮食产量;利用化学合成药物，以抑制细菌和病毒，保障人体健康;利用化学开发新能源、新材料，以改善人类的生存条件;利用化学综合应用自然资源和保护环境以使人类生活得更加美好. 二、实用化学知识教育 教师是教学过程的组织者、设计者和控制者， 同时也是教学信息的发送者和评判者，要树立正确的教学理念，明确教学目标、教学对象，合理组织、设计教学过程的各要素.我们在化学教学中自已必须先认识到化学教学理念，我们教学生学习化学，是让学生去感受的化学知识的用途，了解化学知识在解决我们很多问题的方法，从而激发学生学习化学的热情. 不能仅侧重于化学知识的学术性，要让所有学生能从一些实际生活中遇到的东西去学习知识，或者学完知识能去解决一些能触摸到的问题.不要让很实用知识，变成纯理论化的知识，反而让学生无法去应用.在不同的教学思想下，学生的地位、活动及培养方法和评价方法是不同的.掌握学科的知识是一件可喜的事，但让学生学会各种有用的东西是我们最希望看到的，当学生能尝试从生活应用中学习化学知识，或者能把刚学会的化学知识应用到实际生活中去的时候，我们还会怕学生学不好化学吗?学生就会对化学产生新的认识. 在教学过程中，教学素材选择很重要，只要我们认真关注生活中知识的应用，教学就会信息丰富、科学、先进.从而促进学生综合能力的提高.化学学科的知识体系不是教条，在教学过程中加入应用性知识教育，引导学生去关注生活，去研究生活，在生活的应用中得到更大的发展，对学生的进入社会后的发展是有利的. 三、实用化学在教学过程中的应用 1.学习兴趣是学习活动的重要动力，一方面学生容易对新颖的、能引起好奇的事物产生兴趣，进而诱发内驱力，激起求知、探究、操作等意愿.同时，现实生活中的一些常识也会引导学生进入自我学习的状态.(1)合理使用教材中的资源，在“金属的腐蚀与防护”课题教学中，我们教材先谈腐蚀再研究原理，根据原理实施防护.从发现问题到研究化学知识，再谈化学知识应用，合情合理，但书本知识金属腐蚀仅从物质角度来加以研究，我们认真关注一下这节内容的课后题，就会发现当铁吸氧腐蚀的一个实用案例，利用吸氧腐蚀所释放的能量生产的取暖设备，这是教学中一个很好的素材，也有利于学生能正确认识化学知识的两面性.(2)适当拓展教学资源.如，在高中化学的“化学反应中的能量变化”，该节内容学生在初中已积累了一定的基础知识，且内容与社会生活息息相关，也是当今家喻户晓的话题， 学生很易于发挥，是把学生广泛兴趣与中心兴趣有机结合、培养的较好内容.在学习醇类的时候，我们可以把家中的食用酒拿出来作为引题，再结合医用酒精，还能联系到工业酒精(甲醇).从用途到危害，引导学生进入学习研究之中.在学习碳酸钠和碳酸氢钠的过程中，我们可以引导学生从灭火器中进入问题的思考，学生就能接受到灭火器的相关常识教育.当我们在生活中面临重金属中毒的时候，为什么一碗豆浆能解决问题呢，如果没有豆浆，能不能找出替代品呢?当我们进入蛋白质的学习之后就能解决这个问题.(3)合理引入课外资源.门捷列夫是怎么发现这个规律的，它对我们处理日常繁杂的事务有什么样的帮助呢，这种解决问题的方法对学生的成长是很有好处的，学生会发现许多解决问题的方法其实是相通的，积累了人生的智慧.学习不能仅仅为了考试，学习后能应用这才是我们的目标. 2.在教学交流过程中，我们其实就是让学生体验化学的应用并应用知识去解决问题，不仅要让学生去应用已经知道的东西，还要让学生从更多的方面去了解、理解并能尝试着找到新的使用方法.首先，学生要去认识物质使用并不是单方面的，当我们让学生认识CO2的温室效应的同时，在解析原理的同时，我们是否可以想象一下小范围的温室——大棚种植，如何应有是我们在学习过程要深刻去加以体会的.我们也可以让学生去认识一下它在多方面的应用，比如，我们都要碰到的灭火器，植物的光合作用，就会完善学生心目中的CO2的形象.当我们认识到CO煤气中毒的同时，解析原理的同时，我们也可以让学生知道它在生理病理的调节作用.当我们为有O2存在而庆幸的时候，我们也应该让学生去认识到氧中毒.其次，化学最初的知识来源于生活的经验的总结，这些知识的发展最终还是要就用于实践.当我们学习到中和水解的时候，让学生去认识肥料的搭配.当我们了解了化学反应速速率之后，我们就应当让学生清楚如何确实有效的保存家中的食物. 3.一堂课完成以后，我们不希望看到学生作业只有习题.知识只有在应用中才能得到巩固、发展.只有习题是远远不够的，它恐怕只是其中一种比较无奈的选择.当我们学完醇类之后，假酒就是学生学有所用的一个舞台，如何去检测酒中甲醇的含量就是一个很好的例子.当我们学会醛类之后，室内装潢的气体污染会成学生关注的一个方面.当我们学完电化学之后，小小的电池会吸引很多学生的眼球.当我们面临着更多生存危机的时候，我们应当相信化学能解决这些问题的. 参考文献： [1]王佛松，等.展望21世纪的化学.北京：化学工业出版社，2000. [浙江省临海市大田中学 (317000)] 化学与科技论文范文篇二 浅谈“绿色”化学教育 摘要：随着社会不断发展，人口不断增长，环境污染日益成为当今世界的突出社会问题，作为与环境问题有密切联系的中学化学，应义不容辞的承担起培养学生环保意识之职责。在中学阶段进行绿色化学理念的教育,是培养具有绿色意识和环保能力的高素质人才的根本途径,也是解决环境问题的根本途径。 关键词：绿色化学化学教育绿色化学教育 环境与发展问题,已成了当代世界共同面临的两难选择,成了对21世纪人类最严峻的挑战,人类不得不面临新的环境问题。为了从根本上预防和治理环境污染,必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学(Green Chemisty)。 一、“绿色化学”的提出和内涵 “绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。1995年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。 “绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%(原子经济性)。原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。 把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。 二、“绿色化学”在中学化学中的渗透 在化学教学中培养学生的环保意识，应该抓住教学中的各个方面，多角度的进行环保教育。 1.抓住教材的环保内容渗透环保教育 化学教师应该结合化学教材中的许多章节向学生介绍环保的相关知识。如结合硫、氮的氧化物，介绍空气污染，酸雨的形成及其危害;结合一氧化碳等有毒气体的教学，在课堂上介绍其对环境和人体的影响和相关的实验操作注意事项;结合炼钢炼铁的工业流程，介绍工业污染及废气、废渣的处理;结合重金属元素的教学，介绍重金属对水的污染并给人体健康带来的危害;结合磷肥的相关知识，介绍湖泊水质的富营养化;结合有机高分子化合物的内容介绍白色污染及其危害和解决方法等等。课堂是教师的第一阵地，作为化学教师，我们要抓住这一阵地，紧密联系教材，在日常教学中渗透环保教育，让学生理解环保的必要性和紧迫性，逐步培养起环保意识。 2.在实验教学中推进环保教育 作为化学教师，我们要利用实验教学，让学生参与到环境保护的实践中来。首先，我们要培养学生的实验习惯，如在密闭系统或通风橱中操作有毒气体，对反应后的尾气进行吸收，不让其扩散到空气中，反应后的废液、废渣不随意倒入水池，而是分类回收等等，使学生养成环保的好习惯。其次，我们要帮助学生学会从环保角度设计、改进、挑选实验方案，选取实验药品。使学生尽可能采用一些无毒无害、低污染、低能耗的实验方案和选择一些无污染、可回收、可循环利用的药品。从小培养学生在科学实验和工业生产上的环保意识。 3.发挥考试的导向功能，强化环保教育 近年来，环境保护试题在各地中考试卷中都有出现。这些题有的落点仍在化学的基础知识上，发挥考试的导向作用和教育功能，引导学生关心社会、了解社会，推动中学的素质教育，提高学生对环境保护的认识。我觉得，中考中环保试题应向着综合型发展，难度有所提高，范围更加广泛，促进我们更要培养学生的环保意识，鼓励学生多了解环保常识，多把书本中的理论与社会实践相联系。我们化学教师要在平时就注重把身边实际与知识相结合，在日常考试练习中给学生营造一个重视环境保护的外部环境。 4.利用丰富的课外活动开展环保教育 根据现行《中学化学教学大纲》的要求，学生环保意识的培养仅靠在课堂上的培养是不够的。我们应该把环保活动作为化学课外活动的一个重要组成部分，把培养学生环保意识作为化学课外活动的一个重要目标来认真有效的实施。 ① 专题讲座。结合国内外重大的环境污染问题和重大的环保活动举办专题讲座。如结合6月5 日世界环境日向学生介绍当前世界关注的全球性环境问题有哪些;结合9月16 日国际保护臭氧层日向学生介绍臭氧层的相关知识及其被破坏的原因和氟里昂的应用及其替代技术;结合我国提倡消除白色垃圾活动谈谈白色垃圾的起源及其危害。 ② 组织学生参观活动。我们可以利用假期组织学生到附近典型的污染工厂(如焦化厂、水泥厂和镀锌厂)和受污染河流等处参观，与厂里工人和技术人员及河流周围的居民交谈，明确环境污染的危害性和环保的紧迫性。③ 组织学生进行小课题调查研究 a.组织学生对雨水、江水和工厂废水、民用废水的pH值测定后进行比较;b.了解空气质量是怎样评估的，API值与空气质量级别的对应关系，调查繁忙公路上二氧化碳及空气污染气体的含量;，c.调查目前各品牌冰箱中氟里昂的使用情况，与以前情况对比如何;d.对比小白鼠在不同空气质量、不同酸度的饮用水的条件下的生长情况;e.从环保角度改进课本上一些实验，并进行讨论研究。通过这样一些课外活动，让学生活动在环保第一线，把平时所学的化学知识用到实处，亲身参与环保活动，真真切切体会到环保任务的艰巨性，有利于学生把被动的培养环保意识转为自发的主动的培养自身的环保意识。 随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球,二十一世纪将成为绿色世纪。在中学化学教学中开展绿色化教育是历史赋予我们的责任。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学必须体现绿色化学教育,要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中,真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。 参考文献： (1) 《十万个为什么—环境化学分册》 (2)《化学教育》 郑长龙、李得才、 (3)《科技素质教育的几个问题的探讨》王秀红看了"化学与科技论文范文"的人还看: 1. 大学化学科技论文范文 2. 初中化学科技论文范文 3. 大学化学小论文范文 4. 关于化学论文范文 5. 化学毕业论文范文精选
在写机械专业论文时，首先面临的问题就是题目如何拟定?题目的选择，关系着论文的成败，因此决定论文题目时，必须经过审慎的考虑。下面我给大家带来2021机械专业论文题目_机械论文题目选题，希望能帮助到大家!
机械论文题目
1、自主导航农业机械避障路径规划
2、煤矿机械电气设备自动化调试技术研究
3、机械加工中加工精度的影响因素与控制
4、三自由度机械臂式升降平台运动学建模及仿真
5、基于并联交错的起重机械节能装置设计研究
6、CNN和RNN融合法在旋转机械故障诊断中的应用
7、机械剪切剥离法制备石墨烯研究进展
8、机械压力机滚滑复合导轨结构设计研究
9、机械压力机曲轴、轴瓦温升自动控制设计技术
10、基于无线传感的机械冲压机振动监测分析
11、基于GNSS的农业机械定位与姿态获取系统
12、一种冗余机械臂多目标轨迹优化 方法
13、基于湍流模型的高速螺旋槽机械密封稳态性能研究
14、基于多楔现象的微孔端面机械密封泄漏率分析及孔形设计
15、牵引变电站直流断路器机械状态监测与故障诊断研究
16、方钢管混凝土柱卡扣机械连接试验及有限元分析
17、机械电子工程与人工智能的关系
18、机械法与机械-酶消化法制备大鼠膈肌组织单细胞悬液的比较
19、机械制造工艺及精密加工技术研究
20、腐蚀减薄对X80钢管机械损伤凹陷过程中应力应变的影响
21、基于驻极体材料的机械天线式低频通信系统仿真研究
22、基于"J型锁芯"的机械锁芯结构创新分析
23、浅析我国烟草机械技术的发展现状和趋势
24、液滴分析仪的机械结构设计
25、化工机械密封件损伤数值模拟及维修对策探讨
26、一种镍基单晶高温合金的反相热机械疲劳行为
27、浅谈机械数控技术的应用现状和发展趋势
28、数控机械加工进刀工艺优化 措施 分析
29、基于STM32六自由度机械臂发展前景
30、机械工程自动化技术存在的问题及对策探析
31、机械设计制造的智能化发展趋势综述
32、RFID在机械加工中的应用探究
33、试论船舶机械设备维修保养中的常见故障及排除方法
34、探讨港口流动机械预防性维护保养
35、关于端盖零件机械加工工艺的设计要点分析
36、关于机械加工工艺对零件加工精度的影响研究
37、现代机械制造及加工技术分析
38、论机械设计加工中需要注意的问题
39、基于机械设计制造中零件毛坯选择的研究与应用
40、机械零件加工精度影响因素探析
41、机械制造加工设备的安全管理与维修探讨
42、机械设备的环保性能分析
43、探究机电一体化系统在机械工程中的应用
44、机械制造过程的绿色制造技术应用研究
45、浅析机械设计制造中机电一体化的应用
46、机械工程的可靠性优化设计分析
47、浅析机械设备焊接制作中注意事项与探讨
48、浅谈山西省农产品初加工机械发展现状
49、浅谈信息化教学在机械制图课程中的应用策略
50、基于OBE的机械原理课程设计项目式教学改革研究
机械专业 毕业 论文题目
1、新型机械设计方法研究
2、钢铁冶炼机械设备的故障诊断及处理措施研究
3、机械制造工艺的可靠性分析
4、浅谈影响机械加工表面质量的因素与应对措施
5、抛光介质对镁合金化学机械抛光的影响
6、机械设计制造及其自动化发展方向的研究
7、试论物流机械设备使用管理
8、起重机械节能技术的应用研究
9、机械传动系统扭转振动模式的有限元分析
10、齿轮加工技术发展动态
11、机电产品设计与腐蚀防护设计的关系
12、机械制造中数控技术应用分析
13、铜冶炼设备机械液压系统的污染与控制
14、柴油机齿轮室总成异响分析与改进
15、一种用于图书自动存取装置的设计
16、机械加工零件表面纹理缺陷检测技术与实践
17、圆柱齿轮的加工原理及误差分析
18、机械设计基础课程 教学方法 与手段的探讨
19、基于OBE工程 教育 理念的机械原理课程设计改革
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22、浅谈大直径渐开线斜齿轮的修整加工
23、机械加工工艺对加工精度的影响分析
24、机械构建的自动控制阀门探究
25、浅谈绿色制造技术在机械制造领域的应用
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27、某减速机齿轮崩齿失效分析
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29、大型薄壁件多点定位的初始布局优化算法研究
30、轴向拉紧的圆弧端齿轴段扭转特性研究
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32、化工生产用减速机的常见问题与处理
33、强化工程能力培养的地方高校机械设计系列课程改革
34、机械优化设计理论方法研究综述
35、我国机械设计制造及其自动化发展方向研究
36、机械设计制造及其自动化的发展方向
37、基于小波包和样本熵的齿轮故障特征提取
38、LDP型电动单梁起重机双向防坠落安全钩设计
39、自平衡自定位节能型多段水泵的研究
40、往复运动机构的能耗特点及加入空气弹簧后的节能控制方法
41、考虑粗糙度和固体颗粒效应的直齿轮跑合瞬态热弹流润滑分析
42、超大型起重机桥架整体加工工艺及装备
43、数控车间供电质量缺陷及对策
44、浅谈机械加工工艺对零件加工精度的影响
45、基于弹流理论的深槽密封机制分析
46、管线球阀产品及监造质量控制概述
47、往复式压缩机组管线振动分析及改造
48、精制柴油泵机封泄漏原因浅析和改进措施
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50、离心泵径向力预测方法研究
机械工程硕士论文题目
1、车载液压机械臂动态设计与研究
2、基于网络模型的复杂机电系统可靠性评估
3、螺纹联接自动装配系统的研究
4、轴承压装仿真与试验以及液力变矩器导轮的热装配变形分析研究
5、硫系自润滑钢中原位自生金属硫化物自润滑相的形成机制与控制方法
6、基于电动气旋流的吸附器的开发和特性研究
7、动圈式比例电磁铁关键技术研究
8、箱式风机管道法兰的柔性制造系统
9、六自由度运动平台优化设计及动态仿真研究
10、面向恶劣服役环境的工件抗缺陷结构优化设计方法及其应用
11、基于数字液压缸组的多浮力摆波能装置压力平衡研究
12、具有运动控制功能的电液比例阀控制器研究
13、微型轴承内圆磨削加工的质量监控系统研究
14、抗负载波动回转控制阀优化设计研究
15、气浮式无摩擦气缸静动态特性研究
16、模拟风力机载荷的电液加载装置的设计研究
17、用于扩散吸收式热变换器的气泡泵性能实验研究
18、脂肪醇聚氧乙烯醚与三乙醇胺硼酸酯水溶液的摩擦学性能研究
19、表面织构化固体润滑膜设计与制备技术研究
20、双压力角非对称齿轮承载能力的影响因素研究及参数优化
21、全电液式多路阀自动测试系统设计与实现
22、开关液压源系统研究分析及其试验系统的设计与搭建
23、飞轮储能系统电机与轴系设计
24、面向不完全数据的疲劳可靠性分析方法研究
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26、新型双输出摆线减速器的设计与分析
27、基于ARM9架构的工业喷码机研究与实现
28、超高压水射流破拆机器人液压系统设计与研究
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38、闸板位置对闸阀内部气固两相流及磨损的影响
39、电液伺服阀试验台测控系统的设计
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50、倾斜式带式输送机断带抓捕装置的研究
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行行查，行业研究数据库：
石墨烯是已知的导热系数最高的物质，理论导热率达到5300W/m〃K，远高于石墨。它是由单层碳原子经电子轨道杂化后形成的蜂巢状二维晶体，厚度仅为，又称为单层石墨，是碳纳米管、富勒烯的同素异形体。根据中国石墨烯产业技术创新战略联盟标准，单层石墨烯指由一层碳原子构成的二维碳材料。
石墨烯的快速导热特性与快速散热特性，使其成为传统石墨散热膜的理想替代材料，广泛用于智能手机、平板电脑、大功率节能LED照明、超薄LCD电视等散热。除高导热性之外，石墨烯还有其他优异的理化特性，因此下游应用广泛。例如，导电性高，可应用在集成电路、导电剂、传感器和锂电等领域；比功率高，可作为超级电容和储能元件；柔性强，弯折不影响性能，可作为柔性材料用于曲面屏和可穿戴设备；具有高透光率，可用于透明导电薄膜。石墨烯产品形态包括薄膜和粉体两类，石墨烯粉体的应用领域包括：（1）锂电池正负极材料的导电添加剂，可以提高充放电速度和循环性能；（2）超级电容的电极材料，储能活性强且循环性能优良；（3）特征涂料，作为添加剂掺杂在防腐涂料、散热涂层和导电涂层中改善涂料性能；（4）高效催化剂，应用于能源化工领域。石墨烯薄膜的应用领域包括：（1）导热膜，用于智能手机和平板电脑等的散热层；（2）柔性显示，用于柔性显示屏和可穿戴设备等领域；（3）传感器材料，用于可穿戴设备、医疗和环境监测等领域；（4）集成电路基础材料，用于超级计算机、高频芯片和精密电子元件等领域。
根据《纳米材料前沿——石墨烯》一书，我国在石墨烯领域发表的研究论文数、申请的专利数均为全球第一。通过对Incopat专利数据库进行检索，截至2018年6月，中国受理的石墨烯专利申请总量为46076件，国内申请43586件，占比，国外申请2490件，占比，主要来源于美国、韩国、日本和德国。由我国本土申请的石墨烯专利始于2006年，并自2010年开始爆炸式增长，2017年我国受理的专利申请量高达13658件，研究热度至今不减。在专利技术来源方面，中国的石墨烯最早优先权专利占比达，其次是韩国、美国和日本，占比分别为、和，来源于中国的石墨烯专利已大幅领先于其他国家/地区。
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我：十一
论文选题有意义，写出来的 文章 才有学术价值，如果选定的题目毫无意义或过于偏狭，也毫无价值可言。关于工科方面的论文题目有哪些?下面我给大家带来工科方面的 毕业 论文题目选题方向参考，希望能帮助到大家!
电气自动化专业论文题目参考
1、130吨小型冷库设计与控制
2、专用可编程控制器的研制
3、基于VPVT控制算法的变风量空调系统的研究
4、基于四卷筒电气差动的抓斗卸船机控制系统研究
5、高速全伺服热收缩膜包装机的电气自动化设计
6、发电厂电气综合自动化系统的研究
7、成套电气控制柜总装课程实训课题设计研究
8、醋酸乙烯项目供配电系统继电保护的设计与实现
9、发电厂电气综合自动化管理系统的研究
10、火电厂厂用电监控系统及纳入DCS应用的研究
11、火电厂电气监控中主控单元的研究
12、现场总线应用于发电厂电气控制系统的研究
13、110kV变电所继电保护自动化设计分析
14、综合机械化在煤矿开采中的应用探讨
15、电控及自动化设备可靠性试验 方法 研究
16、发电厂电气监控系统发展的探讨
17、建筑电气工程自动化设计及实现分析
18、巷道堆垛机控制系统的设计
19、分析电气的自动化在电气工程中的融合运用
20、厚板厂冷矫直机区域全自动控制功能失效的原因分析及对策
21、电气工程及其自动化存在的问题及解决 措施
22、酰氯尾气吸收项目的仪电自动化设计
23、浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用
24、电厂电气监控系统发展问题探讨
25、基于课程群及项目驱动的教学新模式探索
26、浅谈综合机械化在煤矿开采上的应用
27、电气工程自动化的智能化技术应用分析
28、火电厂厂用电监控系统的应用
29、发电厂电气监控管理系统应用方式研究
30、探析电气设备自动化控制中PLC技术的应用
31、基于低压电器的电气工程继电器自动化应用研究
32、电气工程自动化专业特点及其发展前景
33、浅谈电气工程及其自动化
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37、电厂电气监控系统初探
38、楼宇自动化在生活中的应用分析
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40、电器自动化调试系统探究
41、应用型高校电气工程及其自动化专业课程体系改革探讨
42、浅谈电力自动化节能设计技术
43、大型设备或构件高空从室外向室内吊装工艺
44、高职电气专业岗位化课程体系改革实践
45、提高自动化设备可靠性的智能控制系统的研究
46、探讨电气的自动化在电气工程中融合运用
47、发电厂电气综合自动化系统浅析
48、水电厂电气工程自动化监控 系统安全 防护探讨
49、提高中职PLC课程教学效果的策略
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第一作者：孙华传，李林峰，陈効谦
通讯作者：王春栋*，熊宇杰*
单位：华中 科技 大学，中国科学技术大学
研究背景
文章简介
近日，来自华中 科技 大学王春栋副教授团队和中国科学技术大学熊宇杰教授团队合作，在国际知名期刊 Science Bulletin 上发表题为“Highly efficient overall urea electrolysis via single-atomically active centers on layered double hydroxide”的研究文章。该文章仔细研究了层状双氢氧化物上（LDH）的单原子(SAC)精确位置以及不同单原子含量对催化活性的影响, 并通过理论结合实验的方式系统阐述了单原子与载体LDH之间的相互协同作用。这项工作从单原子精确位置的角度为全电解多功能SAC的设计提供了重要见解。
电催化析氢和尿素氧化的反应机理图
本文要点
要点一 ：本文采用乙二醇辅助水热法将单原子 Rh均匀分散到超薄 NiV-LDH纳米片上(Rh/NiV-LDH)，并将其同时用于催化 HER 和 UOR。Rh/NiV-LDH具有较高的TOF值，并表现出显著的质量活性，同时具有较低的过电位和较快的HER和UOR反应动力学。
图1. Rh/NiV-LDH电极的制备流程示意图以及结构与微观形貌表征。
要点二： 通过 AC-STEM 和 HAADF-STEM 图像，观察到大量高度分散在NiV-LDH 载体上的 Rh 单原子。FT-EXAFS 拟合结果表明，Rh/NiV-LDH 催化剂中只有 Rh-O 键被探测到( Å)，没有任何的金属 Rh-Rh 键( Å)或 Rh-O-Rh 键( Å)，进一步证实了NiV-LDH 载体上的 Rh 原子与载体表面的氧成键并以单分散形式存在。DFT 理论计算表明，Rh 原子在NiV-LDH 表面即在的Ni、V 和O 位点顶部的形成能分别为 、 eV 和 eV ，再一次说明Rh 在NiV-LDH表面的单分散构型比在 NiV-LDH 的Ni 和V位上的掺杂构型更具有能量可行性。此外，Rh 原子在 NiV-LDH的 NiV中空位置且垂直面对氧原子构型的形成能最低，说明大部分 Rh 单原子分布在Ni-V中空位置(O 原子的顶部)，少部分可能分布在Ni原子或V原子的顶部位置。
图2. Rh/NiV-LDH的光谱表征。
要点三 ：测试表明，在碱性介质中，Rh/NiV-LDH阴极催化剂在100 mA cm-2电流密度下的HER过电位为64 mV，且能稳定工作超过200 h，电催化析氢法拉第效率接近100%。此外，Rh/NiV-LDH在100 mV过电位下具有较高HER质量活性( A mg 1)和周转频率(TOF： s 1)。
图3. 制备催化剂在碱性电解质中的电催化析氢(HER)性能。
要点四 ：Rh/NiV-LDH 催化电极Rh/NiV-LDH表现出优异的UOR催化活性，仅需要 V即可实现10 mA cm 2。将 Rh/NiV-LDH 催化电极分别作为电解槽的阴极和阳极，并以碱性尿素介质(1 M KOH+ M Urea )为电解液，从而组装简易的 Rh/NiV-LDH (+)//Rh/NiV-LDH (-)双电极尿素电解槽。该电解槽驱动 10mA cm-2时仅需施加的电压, 且能稳定工作超过100 h。当自组装 Rh/NiVLDH(+)||Rh/NiV-LDH (-)电解槽的工作电流密度达到 100 mA cm-2 时，该装置只需要稳定工作 3 h 就可以将电解液中的尿素降解 93%左右，即使循环工作三次，其尿素降解率仍然能保持 90%左右，且能稳定产生 H2, 表明 Rh/NiV-LDH 在大规模节能制氢和净化富尿素废水方面具有巨大的潜力。
图4. Rh/NiV-LDH及其对比样在1 M KOH溶液中的电催化尿素氧化(UOR)和尿素全解性能测试。
要点五 ：密度泛函理论(DFT)计算表明，单分散的 Rh 单原子改变了载体 NiV-LDH 的电子结构，优化了氢吸附中间体(H*)的吸附和解吸过程，从而降低了 HER 过程中 Volmer 步骤和Heyrovsky 步骤的反应势垒，进而提升 Rh/NiV-LDH 催化剂的 HER 催化活性。与此同时， 单原子 Rh 位点还优化了 Rh/NiV-LDH 催化剂对尿素分子的吸附和活化，促进了其关键中间体(如 CO*/NH*)的解吸，显著降低UOR反应决速步骤(RDS)的反应能垒，加速 UOR 反应动力学并提升 UOR 催化活性。
图5. 密度泛函理论计算。
总 结
综上所述，AC-STEM、XAS和DFT计算结果表明，通过一步水热合成法成功制备了锚定在NiV-LDH基体上的Rh SACs(位于Ni-V中空位点)。所制备的Rh/NiV-LDH在碱性溶液中对HER和UOR表现出良好的双功能催化活性。DFT计算表明，单分散的Rh单原子改变了载体NiV-LDH的电子结构，降低了HER的Volmer步骤和Heyrovsky步骤的反应势垒。同时，Rh位点也优化了尿素分子的吸附和/或活化，促进了关键中间体(如CO*/NH*)的解吸，这显著降低了UOR决速步骤（RDS）的反应能垒，加快了UOR反应动力学。将Rh/NiV-LDH催化剂分别作为阴极和阳极组装成整体尿素电解槽，其由 V太阳能电池板供电即可使得两个电极上产生大量H2和N2气泡。这表明该催化剂在大规模节能制氢和富尿素废水净化方面具有很大的潜力。本工作对未来具有精确位置的SACs的可控和大规模生产具有一定的启发作用。
文章链接
Huachuan Sun, Linfeng Li, Hsiao-Chien Chen, Delong Duan, Muhammad Humayun, Yang Qiu, Xia Zhang, Xiang Ao, Ying Wu, Yuanjie Pang, Kaifu Huo, Chundong Wang*, Yujie Xiong*.Highly efficient overall urea electrolysis via single-atomically active centers on layered double hydroxide. Sci. Bull. 2022 .
DOI:
通讯作者简介
王春栋副教授 ，华中 科技 大学光学与电子信息学院/武汉光电国家研究中心双聘副教授、华中卓越学者。2013年于香港城市大学获得博士学位，2013-2015年先后在香港城市大学、香港 科技 大学，荷语鲁汶大学任高级研究助理/副研究员，比利时弗拉芒政府科学基金会FWO学者，鲁汶大学F+研究员，2015年9月起任职华中 科技 大学。研究领域为非贵金属光/电催化剂设计及其在环境和能源中的应用。王春栋副教授是香港城市大学优秀博士论文奖（ 2013 年全校 7 个）获得者，获评湖北省“楚天学者”计划楚天学子（ 2015 年），澳门大学杰出访问学者(2019)，华中卓越学者晨星岗(2020), 是美国材料学会(MRS)会员, 欧洲材料学会(EMRS)会员, 中国化学学会会员。担任 Frontier in Chemistry和Molecules杂志客座编辑， Advanced Powder Materials 杂志特聘编委，Exploration青年编委，Rare Metals青年编委。长期担任 Adv. Func. Mater.,等四十余个国际著名杂志审稿人/仲裁人，塞尔维亚国家自然科学基金和香港研究资助委员会（RGC）国际评审专家。在 J. Am. Chem. Soc.，Energy Environ. Sci., Angew. Chem. Int. Ed., ., Research 等杂志发表 SCI 论文 150 余篇，他引6000余次， H-因子 44，2021年入选全球前2%顶尖科学家榜单和全球前十万科学家榜单。先后主持国家重点研发计划（国际合作重点专项）、基金委面上项目、基金委青年项目、湖北省重点研发计划等项目十余项。
课题组网站：
熊宇杰， 中国科学技术大学讲席教授、博士生导师。1996年进入中国科学技术大学少年班系学习，2000年获化学物理学士学位，2004年获无机化学博士学位，师从谢毅院士。2004至2011年先后在美国华盛顿大学（西雅图）、伊利诺伊大学香槟分校、华盛顿大学圣路易斯分校工作。2011年辞去美国国家纳米技术基础设施组织的首席研究员职位，回到中国科学技术大学任教授，建立独立研究团队。2017年获国家杰出青年科学基金资助，入选英国皇家化学会会士（FRSC）。2018年获聘长江学者特聘教授，入选国家万人计划 科技 创新领军人才。2022年当选东盟工程与技术科学院外籍院士（FAAET(F)）、新加坡国家化学会会士（FSNIC）。现任ACS Materials Letters副主编。主要从事基于催化过程的生态系统重构研究。迄今为止，在Science等国际刊物上发表260余篇论文，总引用32,000余次（H指数93），入选科睿唯安全球高被引科学家榜单和爱思唯尔中国高被引学者榜单。2012年获国家自然科学二等奖（第三完成人），2014-2016和2018年四次获中国科学院优秀导师奖，2015年获中美化学与化学生物学教授协会杰出教授奖，2019年获英国皇家化学会Chem Soc Rev开拓研究者讲座奖，2021年获安徽省自然科学一等奖（第一完成人）。
课题组网站：
第一作者简介
孙华传 ，华中 科技 大学光学与电子信息学院的2019级博士，研究方向为高活性金属电催化剂设计合成及其在电解水中的应用，目前以第一作者和共同第一作者的身份在 J. Am. Chem. Soc.、.、Appl. Cata. B-Environ、ACS Appl. Mater. Inter.、Chem. Eng. J.、J. Power Sources 等期刊发表SCI论文8篇，其中2篇入选ESI高被引论文。
Email ：
李林峰 ，华中 科技 大学光学与电子信息学院的2020级硕士研究生，研究方向为单原子催化剂及其合成电催化中的应用，以及电催化中的计算材料科学。
Email ：
陈効谦 ：2011年毕业于长庚大学并获得化学与材料工程专业博士学位，目前担任长庚大学可靠性科学与技术中心的助理教授。目前的研究方向包括电化学能量中电催化剂的原位表征技术的发展转换。
Email ：
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。求最佳答案
二苯乙二酮与尿素反应机理:这个反应条件温和,二苯甲酮被还原成二苯甲醇,只有转换率低而没有完全反应这种事情,没有什么副反应的,一般用的氧化剂是硝酸.目前也有用更加温和的氧化剂替代,比如醋酸铜-硝酸钠 -氯化铵 的混合体系 .安息香 中的C-C单键很容易在羟基被氧化的同时发生断裂,如果用硝酸氧化,这种情况更加明显.所以氧化过程中,必须要逐步升温,让反应平稳进行.如果直接升高到较高温度立刻开始反应,此时温度高,氧化剂浓度大,断键几率会大大增加.苯妥英是通过二苯乙二酮和尿素发生类似二苯乙醇酸重排反应而获得的,这个反应的条件是在碱催化.二苯乙醇酸重排反应中,碱进攻二苯乙二酮的一个羰基,随后发生苯基迁移.苯妥因或者其他类似的巴比妥类 化合物的合成中也是利用类似的机理,只不过氢氧根离子进攻羰基后,接下来发生的是尿素的进攻,随后再是苯基的迁移.
这不是闺房记乐，这是闲情记趣中的。绝 是说 花多，不断绝。你自己参照百度吧属 是一类的意思 。联系上下文，是寻觅昆虫善 这一句翻译为，岂不是很好吗行 试验，或者说做了 。何妨而效之 ， 何不仿效一下。或抱花梗，或踏草叶，栩栩如生，宛然动人。上文说以针刺死，做了标本，所以有这句。浮生六记记得是芸这个人，表现的是一个知己与伴侣的妻子，你从这方面来回答吧。既然是闲情，也何必计较呢，应试教育真是糟蹋东西。我闲居在家的时候，案头上的插花盆景长续不断。芸说，你的插花啊，能表现出雨露风晴中的各种自然韵味，可谓精妙入神。然后画法中有一种草木与昆虫共同相处的方法，你为何不效仿一下呢。我说，虫儿会爬会乱动，怎么可能像作画一般呢？芸说，我有一种办法，不过恐怕会被（后人）作为始作俑者而引起罪过呢。我说，那你说说看。芸说，虫儿死后，它的颜色神态并不会有多大改变，（我们）找到螳螂产蝉蝶之类用针刺死，然后用细丝捆在它们的脖子上，系在草木间，再整理它们的脚足，或抱花梗，或踏草叶，栩栩如生，（这样）岂不是很好吗？我很高兴，按她的办法去试了，看见的人没有不赞美称绝的。求于闺中的意见，当今世上恐怕未必再有这样会心的人了吧。