元素名称：磷 原子序数:15 ,第二周期,第15族(VA 氮族) 元素符号:P 元素原子量： 晶体结构：晶胞为简单立方晶胞。 原子体积:(立方厘米/摩尔) 元素在太阳中的含量:(ppm) 7 元素在海水中的含量:(ppm) 太平洋表面 地壳中含量：（ppm） 1000 原子结构 原子半径/Å: 原子体积/cm3/mol: 17 共价半径/Å: 电子构型: 1s2 2s2p6 3s2p3 离子半径/Å: 氧化态: ±3,5,4 晶体结构 白磷是分子晶体，立方晶系，分子间靠范德华力结合，分子式P4，4个磷原子位于四面体的四个顶点。 红磷的结构目前还不十分清楚，有人认为红磷是链状结构。 发现 1669 在德国,汉堡, 由 Hennig Brandt 发明。 来源 以磷酸盐矿存在于自然界。 用途 用于制造磷肥、火柴、烟火、杀虫剂、牙膏和除垢剂。 氧化态： Main P+5 Other P-3, P-2, P0, P+2, P+3 化学键能： (kJ /mol) P-H 328 P-O 407 P=O 560 P-F 490 P-Cl 319 P-P 209 热导率: W/(m·K) (white) 晶胞参数： a = 1145 pm b = pm c = pm α = ° β = ° γ = ° 电离能 (kJ/ mol) M - M+ M+ - M2+ M2+ - M3+ 2912 M3+ - M4+ 4956 M4+ - M5+ 6273 M5+ - M6+ 21268 M6+ - M7+ 25397 M7+ - M8+ 29854 M8+ - M9+ 35867 M9+ - M10+ 40958 磷的同位素: 已发现的共有13种 包括从磷27到磷39 其中只有磷31最为稳定 其它同位素都具有放射性 磷的同素异形体: 黑磷（紫磷、金属磷） 白磷 红磷（赤磷） 元素类型：非金属 元素描述： 单质磷有几种同素异形体。其中，白磷或黄磷是无色或淡黄色的透明结晶固体。密度克/厘米3。熔点℃，沸点280℃，着火点是40℃。放于暗处有磷光发出。有恶臭。剧毒。白磷几乎不溶于水，易溶解与二硫化碳溶剂中．在高压下加热会变为黑磷，其密度克/厘米3，略显金属性。电离能为电子伏特。不溶于普通溶剂中。白磷经放置或在400℃密闭加热数小时可转化为红磷。红磷是红棕色粉末，无毒，密度克/厘米3，熔点59℃，沸点200℃，着火点240℃。不溶于水。在自然界中，磷以磷酸盐的形式存在，是生命体的重要元素。存在于细胞、蛋白质、骨骼和牙齿中。在含磷化合物中，磷原子通过氧原子而和别的原子或基团相联结。 元素来源： 单质磷是由磷酸钙、石英砂和碳粉的混合物在电弧炉中熔烧或蒸馏尿而制得。 元素用途： 白磷用于制造磷酸、燃烧弹和烟雾弹。红磷用于制造农药和安全火柴。 元素辅助资料： 西方化学史的研究者们几乎一致认为，磷是在1669年首先由德国汉堡一位叫汉林·布朗德的人发现的。他是怎么样取得磷的呢？一般只是说他是通过强热蒸发尿取得。他在蒸发尿的过程中，偶然地在曲颈瓶的接受器中发现到一种特殊的白色固体，在黑暗中不断发光，称它为kalte feuer（德文，冷火）。 磷广泛存在于动植物体中，因而它最初从人和动物的尿以及骨骼中取得。这和古代人们从矿物中取得的那些金属元素不同，它是第一个从有机体中取得的元素。最初发现时取得的是白磷，是白色半透明晶体，在空气中缓慢氧化，产生的能量以光的形式放出，因此在暗处发光。当白磷在空气中氧化到表面积聚的能量使温度达到40℃时，便达到磷的燃点而自燃。所以白磷曾在19世纪早期被用于火柴的制作中，但由于当时白磷的产量很少而且白磷有剧毒，使用白磷制成的火柴极易着火，效果倒是很好，可是不安全，所以很快就不再使用白磷制造火柴。到1845年，奥地利化学家施勒特尔发现了红磷，确定白磷和红磷是同素异形体。由于红磷无毒，在240℃左右着火，受热后能转变成白磷而燃烧，于是红磷成为制造火柴的原料，一直沿用至今。 是拉瓦锡首先把磷列入化学元素的行列。他燃烧了磷和其他物质，确定了空气的组成成分。磷的发现促进了人们对空气的认识。 磷的拉丁名称phosphorum有希腊文phos（光）和phero（携带）组成，也就是“发光物”的意思，元素符号是P。 另外，我们常说的的“鬼火”是P2H4气体在空气中自动燃烧的现象。 磷,原子序数15,原子量,元素名来自希腊文，原意是“发光物”。1669年德国科学家布兰德从尿中制得。磷在地壳中的含量为。自然界中含磷的矿物有磷酸钙、磷辉石等，磷还存在于细胞、蛋白质、骨骼中。天然的磷有一种稳定同位素：磷31。 磷有白磷、红磷、黑磷三种同素异构体。白磷又叫黄磷为白色至黄色蜡性固体，熔点°C，沸点280°C，密度克/厘米³。白磷活性很高，必须储存在水里，人吸入克白磷就会中毒死亡。白磷在没有空气的条件下，加热到260°C或在光照下就会转变成红磷，而红磷在加热到416°C变成蒸汽之后冷凝就会变成白磷。红磷无毒，加热到240°C以上才着火。在高压下，白磷可转变为黑磷，它具有层状网络结构，能导电，是磷的同素异形体中最稳定的。 如果氧气不足，在潮湿情况下，白磷氧化很慢，并伴随有磷光现象。白磷可溶于热的浓碱溶液，生成磷化氢和次磷酸二氢盐；干燥的氯气与过量的磷反应生成三氯化磷，过量的氯气与磷反应生成五氯化磷。磷在充足的空气中燃烧可生成五氧化二磷，如果空气不足则生成三氧化二磷。 约三分之二的磷用于磷肥。磷还用于制造磷酸、烟火、燃烧弹、杀虫剂等。三聚磷酸盐用于合成洗涤剂。 磷的简介 磷在生物圈内的分布很广泛，地壳含量丰富列前10位，在海水中浓度属第2类。广泛存在于动、植物组织中，也是人体含量较多的元素之一，稍次于钙排列为第六位。约占人体重的1%，成人体内约含有600-900g的磷。体内磷的集中于骨和牙，其余散在分布于全身各组织及体液中，其中一半存在于肌肉组织。它不但构成人体成分，且参与生命活动中非常重要的代谢过程，是机体很重要的一种元素。 磷的发现 关于磷元素的发现，还得从欧洲中世纪的炼金术说起。那时候，盛行着炼金术，据说只要找到一种聪明人的石头——哲人石，便可以点石成金，让普通的铅、铁变成贵重的黄金。炼金术家仿佛疯子一般，采用稀奇古怪的器皿和物质，在幽暗的小屋里，口中念着咒语，在炉火里炼，在大缸中搅，昭思慕想寻觅点石成金的哲人石。1669年，德国汉堡一位叫布朗特（Brand H）的商人在强热蒸发人尿的过程中，他没有制得黄金，却意外地得到一种像白蜡一样的物质，在黑暗的小屋里闪闪发光。这从未见过的白蜡模样的东西，虽不是布朗特梦寐以求的黄金，可那神奇的蓝绿色的火光却令他兴奋得手舞足蹈。他发现这种绿火不发热，不引燃其它物质，是一种冷光。于是，他就以“冷光”的意思命名这种新发现的物质为“磷”。磷的拉丁文名称Phosphorum就是“冷光”之意，它的化学符号是P，它的英文名称是Phosphorus。 食物来源 磷在食物中分布很广，无论动物性食物或食物性食物，在其细胞中，都含有丰富的磷，动物的乳汁中也含有磷，所以磷是与蛋白质并存的，瘦肉、蛋、奶、动物的肝、肾含量都很高，海带、紫菜、芝麻酱、花生、干豆类、坚果粗粮含磷也较丰富。但粮谷中的磷为植酸磷，不经过加工处理，吸收利用率低。 代谢吸收 磷的吸收部位在小肠，其中以十二指肠及空肠部位吸收最快，回肠较差。磷的吸收分为通过载体需能的主动吸收和扩散被动吸收两种机制。磷的代谢过程与钙相似，体内的磷平衡取决于体内和体外环境之间磷的交换。磷的主要排泄途径是经肾脏。未经肠道吸收的磷从粪便排出，这部分平均约占机体每日摄磷量的30%，其余70%经由肾以可溶性磷酸盐形式排出，少量也可由汗液排出。 生理功能 1.构成骨骼和牙齿。 2.磷酸组成生命的重要物质，促进成长及身体组织器官的修复。 3.参与代谢过程，协助脂肪和淀粉的代谢，供给能量与活力。 4.参与酸碱平衡的调节。 需要人群 甲状腺功能亢进的人需要补充磷质。 生理需要 成人适宜摄入量为700mg/d。 过量表现 骨质疏松易碎、牙齿蛀蚀、各种钙缺乏症状日益明显、精神不振甚至崩溃，破坏其他矿物质平衡。高磷血症。 缺乏症 1.磷质缺乏会导致佝偻病和牙龈溢脓等疾患。 2.缺磷会使人虚弱，全身疲劳，肌肉酸痛，食欲不振。 摄取提示 因为人类食物中含有丰富的磷，故人类营养性的磷缺乏很少见，中国人不缺乏，已经过量并干扰钙的吸收。 物理性质 状态：软的白色蜡状固体，棕红色粉末或黑色固体。 熔 点(℃): 沸 点(℃): 280 密度(g/cc，300K): 比 热/J/gK : 蒸发热/KJ/mol : 熔化热/KJ/mol: 导电率／106/cm : 导热系数／W/cmK: 地质数据 丰 度 滞留时间/年: 100000 太阳(相对于 H=1×1012): × 105 海水中/. 地壳/.: 1000 大西洋表面: 太平洋表面: 大西洋深处: 太平洋深处: 生物数据 人体中含量 肝/.: 3 - 器官中: 肌肉/.: 3000 - 8500 血/mg dm-3 : 345 日摄入量/mg: 900 - 19000 骨/.: 67000 - 71000 人(70Kg)均体内总量/g: 780
为何人类永远无法登陆金星？
我觉得这个问题不成立。人类迄今没有登陆金星，主要基于两点：一是金星环境条件太过恶劣，在金星上无人探测登陆都很难，更别说载人登陆了；二是载人登陆金星去干什么呢？登陆金星的投入产出比根本无法成正比，何必劳民伤财呢？
现在人类无法在金星登陆，并不等于永远做不到。我认为如有需要，未来人类在金星上登陆并非不可能。
在这方面成就最为卓著的是前苏联。从1961年开始，苏联就不断向金星发射探测器，先先后后大概发射有20来艘。最早发射的巨人号金星探测器失败了，后来又不断地发射了金星1号到金星16号探测器，还发射了织女星1号、2号。这些探测器大部分发射成功，有的飞掠金星，有的在轨环绕金星，有的释放了着陆器，取得了大量金星环境数据。
美国紧跟在苏联之后，同样连续对金星开展探测活动。先后发射了水手号系列、先驱号系列、麦哲伦号等探测器，也是绝大多数成功，其中也有飞掠、环绕、硬着陆、软着陆，取得了不菲的成就。
两个航天大国的探测活动主要发生在上世纪，本世纪欧洲航天局2005年发射了金星快车号探测器，日本2010年发射了拂晓号探测器，都成功到达了金星，以轨道器的方式进行探测。
美国和俄罗斯现在又提出了名为“韦内拉-D”的太空合作任务，计划在2025年左右发射探测器到金星，并释放登陆器登陆金星，地表工作时间要超过以往的探测器，达到数小时之久，以便对金星远古气候和是否具备孕育生命条件做更详尽的分析。
迄今，人类派往金星的探测器已经达到40余艘，据不完全统计，其中飞掠器有11艘，轨道器有9艘，硬着陆（坠落）探测有6艘，软着陆探测有10艘，气球探测有2艘，还有若干失败的探测器。
在金星表面软着陆工作时间最长的是前苏联的金星11号、12号，都达到110分钟。人类通过这些探测，对金星虽不能说是了如指掌，但大致基本情况还是掌握的。
金星有浓密的大气包裹，主要成分是二氧化碳，占总比例的96%以上；其次是氮，占3%以上；其余不到1%的气体有微量的水汽、二氧化硫、氧气、一氧化碳等。由于大气密度比地球大100倍，因此金星表面气压达到地球海平面压力的90倍以上。
二氧化碳是温室气体的主要组成，因此在如此浓密的温室气体包裹下，金星表面温度达到460~480 ，极限温度可能高达500 。金星表面没有水，但金星也有云也有雨，浓密橙黄色的云里面都是硫酸和硫粒子，因此落下来的雨不是水，而是浓硫酸。这就是探测器即便做得再坚固，设法做得更耐腐蚀和高温，也无法在地表坚持很久的原因。
金星上有风，有电闪雷鸣，闪电次数和强度都大于地球，每分钟有几十次之多，探测器记录到的一次闪电竟长达15分钟。
通过上世纪对金星的频繁探测，人们了解了金星地狱般的极端环境，那里可能存在金星人的幻想破灭了，因此渐渐对金星心灰意冷了，基本对金星存在生命的期望判了死刑。
但一项新的发现，让人们对金星又燃起了热情。
2020年9月14日，《自然天文学》杂志披露了一项研究，金星厚厚的硫酸云层中，发现了磷化氢的化学特征。发表这项研究论文的通讯作者是英国卡迪夫大学简·格里夫斯（Jane Greaves）和他的同事，他们在2017年和2019年，通过用麦克斯韦望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵观测金星，探测到了一个只属于磷化氢的光谱特征，并估算出金星云层中磷化氢的丰度为20ppb，也就是十亿分之一。
磷化氢是一种有毒气体，这种闻起来有大蒜味或者腐鱼味的气体，在地球上一般与厌氧微生物有关，因此是一种生命的信号。那么金星上这种气体的出现，是生命的象征吗？目前无法确定。
上述团队还考察了产生磷化氢的各种不同方式，包括来自金星地表、微陨星、闪电、云层内部化学反应都有可能生成磷化氢。但金星上磷化氢浓度虽然很稀薄，总体量还是很庞大的，这种量光靠自然化学反应很难解释，由此人们对金星可能存在生命又充满了兴趣。
当然，即便真的存在生命，也只是低级的微生物生命。美俄的“韦内拉-D”太空合作项目，或许就是为了去解开这个谜团。
从前面介绍的探测器进行表面软着陆，最长坚持的工作时间只有不到2个小时，就可以看出，机器都无法在金星长久坚持，人类这种娇贵的肉体要登陆金星，当然难度非常大。但难度大并非不可能，既然探测器能够在那里坚持一段时间，那么就为未来人类在金星登陆留下了可能。
不管是机器还是人类，要登陆金星，首先必须解决三个大问题：一是耐高温，二是耐腐蚀，三是耐高压。这三大问题一个一个突破是比较容易的，但要综合解决，还要为人类登陆做好生存保障就比较难了。
比如耐高温，消防队员们进入的火场就需要耐千度高温的防护服，碳纤维可以耐受高温，但这些又要耐高压就很难；深潜器可以潜到万米深的海沟，那里的压力达到海平面1000倍以上，金星上只有90多倍，因此制造出耐高压的着陆器并不难，难的是还能够耐浓硫酸吗？陶瓷、玻璃和特殊橡胶制品可以耐浓硫酸腐蚀，但怎么如何做到耐压和个高温又是个难题。
目前宇航服能够耐受零下180 低温和150 高温；由于可采用聚四氟乙烯的强化玻璃纤维制成，因此具有较强的抗腐蚀性。但现在国际空间站任务，或者月球和火星任务应对的主要是低气压环境，因此舱外宇航服主要是为应对低压而设计。显然，现在的宇航服是无法在金星上保障宇航员生命的。
（上面2图：穿上这种潜水服可以深潜330米，相当33个大气压）
那么以后能设计出适合金星表面活动的飞船或宇航服吗？我想是有可能的。现在人类能够深潜到万米海沟，就能够创造出抵御金星表面压力的着陆器，防高温和防腐蚀的材料也都掌握了，关键是如何把这些材料和技术柔和在一起，制造出既能够防高温，又能够耐受高压和强腐蚀的设施。
随着人类未来的 科技 进步，真到了人类对金星探测或开发有迫切需求的时候，保障人类在金星工作生存的装置就会制造出来。不信？我们可以拭目以待，这个时间不需要很长。
人类永远无法登陆金星？前苏联人发射的探测器已经做到了。 只是对于现在人类的 科技 水平而言，金星的地理环境十分恶劣，难以登陆。 金星的环境几乎能够运用地狱来形容，人类登入金星无疑是登入地狱一般，前苏联登入金星的探测器工作时间只是维持不到2个小时就报废了。
金星作为离地球最近的行星，(火星有时候会更近)。近些年来，人类对附近地球的几个行星燃起了非常大的热心，登入月球，登入火星等等，但是作为与地球附近的另一颗星球，人类却对它热心大减。为何人类只提登入月球、火星而不想登入金星呢？
以下是金星和火星的基本数据：
表面温度，摄氏度（最低/平均/最高）：火星：-87/-63/-5；金星： 465/475/485
可见火 星起码还有可能生存，金星干脆不适合人类居住 ，另外火星局部地区的温度在夏天可以到十几至二十几度。
自转周期：火星：小时；金星：243天
火星一天跟地球差不多，金星一天就太长了，另外金星没有四季变化，火星有。
二者大气成份差不多，但 金星上有时速为每小时350公里的飓风，大气层中有大量的硫酸，连探测器都坚持不了多久，更别说人类了 。
金星表面大气压是地球的92倍 ，火星气压只有不足地球的1%，气压太大就意味着登陆以后非常困难，气压低可以搭棚子住人，但气压太高就比较困难了。
以上几条就可以说明火星比金星更适合人类居住了。金星仅仅只是个头上跟地球差不多而已。人类的太空探测很大程度上是为了寻找人类的第二家园，而金星显然不是。所以人类登陆金星的热情并没多少，也没有登陆火星更有价值。
因为有新的线索暗示金星可能曾经是一颗云层密布的海洋世界，基本上不具备在金星生存的条件。
根据我们从课本上获取的知识，金星是一处闷热荒凉的“废土”。其表面温度超过了 800 （ 400 ），如果你想要在太阳系内寻找哪里有水，它绝对是最后一个地方。 然而巴黎萨克莱大学的一组科学家们，却在通过计算机模型来模拟金星在各种条件下的进化过程之后，发现了新的线索。 得益于极低的转速（约为地球的 1/116）、以及当前这颗星球上留存的足够多的二氧化碳，模型揭示金星可能曾经拥有过一个广阔而较浅的海洋。
（上图来自：NASA）
听起来似乎很不可思议，但这其实还有另一个前提 —— 如果金星有足够厚的云层来帮地表显著降温的话。
新研究基于此前关于岩石行星形成最初的数据和模型而打造，先是极端的高温和构造活动，然后观察它们开始冷却后最终会发生什么。
科学家们猜测金星与地球的形成方式类似，模拟结果显示 —— 金星只需要大约 30% 的地球海洋水分，就能够给它的表面披上一层稀薄的海洋层。
需要指出的是，研究人员们没有将他们所有的筹码都押在这个理论上，仅仅是暗示我们的行星邻居“在多云的天空的支持下，还是有可能存在过液态水的”。
此外，我们对于金星地下有什么也还不清楚。如果俄罗斯的一个金星任务可在 2024 年如愿落地的话，我们或许不用等待太久就等得到答案。
工作中遇到一个好玩的事情，有个客户找我们测无机磷，说是有员工做无机磷的体检，查出肝有问题，但是医生说这很可能是由生活习惯导致的，客户怕有纠纷，希望我们去检测无机磷（期望测不出），来证实没有「磷及其化合物」这项危害因素。
在做检测方案的时候，我就发愁了，客户提供给我们的抗氧剂、阻燃剂（粉末状）MSDS里确实有含磷化合物，但含磷的部分都是磷酸根、聚磷酸根。宽泛地说，确实符合《职业病危害因素分类目录》2015年版里的「磷及其化合物（磷化氢、磷化锌、磷化铝、有机磷除外）」，但是根据CAS查遍国内外所有能查的接触限值，没有一个物质是有接触限值的。
我不禁陷入了沉思，一没有对应限值，也查不到对人体有危害，二没有办法分别计算出各种磷化合物的量（原吸只能测出磷元素的量），三如果只是测磷元素，那多半测的出来，因为确实含磷。那我们测「磷及其化合物」意义何在？
请原谅我前面长长的铺垫，下面进入正题。
在我跟boss反馈了这个问题后，boss一语惊醒梦中人，“那就当做「妞森斯dust」来测啊”。
我不经又陷入了沉思，「妞森斯dust」到底是个啥？赶紧搜索起来。
「妞森斯dust」原来是 nuisance dust。
上段的大意就是nuisance particulate（也叫nuisance dusts）是ACGIH曾经用来描述，在合理控制的暴露下，对肺仅有一点点影响，不导致重大疾病和有害作用的空气中的物质（固体或液体）。
Also called "biologically inert" dusts and "particulates not otherwise classified" (PNOC), the lung-tissue reaction caused by nuisance dusts is characterized by 1) Air space architecture remaining intact. 2) Collagen (scar tissue) not forming to a significant extent. 3) Tissue reaction is potentially reversible.
Nuisance dusts也叫做生物惰性粉尘或者未分类粉尘，由该粉尘引起的肺组织反应具有以下特点：1）空中结构保持完好。2）胶原（瘢痕组织）不能达到显着的程度。3）组织反应是潜在可逆的。
这段看起来是不是和GBZ 上「其他粉尘」的定义特别像？
那么问题来了，那么PNOR（Particulates Not Otherwise Regulated）和PNOS（Particles Not Otherwise Specfied） 又是什么呢？
还是看ACGIH 2017 TLVs and BELs的小册子里的定义。（鉴于英文太长，可直接看中文）
There are many insoluble particles of low toxicity for which no TLV@ has been established. ACGIH@ believes that even biologically inert, insoluble, or poorly soluble particles may have adverse effects and suggests hat airborne concentrations should be kept below 3 mg/m 3 , respirable particles, and 10 mg/m 3 , inhalable particles, until such time as a TLV@ is set for a particular substance. A description of the rationale for his recommendation and he citeria tr substances to which it pertains are provided in Appendix B.
还是有很多低毒不溶颗粒物没有建立TLV，ACGIH认为，即使他们是惰性的、不溶的或难溶的，还是会产生有害作用，因此建议把浓度控制在3mg/m 3 以下（呼吸性粉尘），10mg/m 3 以下（可吸入粉尘，暂且理解为国内的总尘吧，毕竟总尘是total dust，不好说可吸入粉尘就是总尘）。
ACGIH对它的定义：
讲真，这段定义跟国内其他粉尘不是很像。我认为不能等同于国内的其他粉尘。
在 [29 CFR ]里查到这样一个注释： All inert or nuisance dusts, whether mineral, inorganic, or organic, not listed specifically by substance name are covered by the Particulates Not Otherwise Regulated (PNOR) limit which is the same as the inert or nuisance dust limit of Table Z-3.
所有的惰性粉尘，无论是无论是矿物的、无机的、或是未被列入[29 CFR ]的，都可称为Particulates Not Otherwise Regulated (PNOR)，而PNOR的限值同惰性粉尘（Z-3表格）。
查东西的过程真是像剥洋葱，一层套一层。最后搞清楚了，Z-1表格里规定了PNOR的限值，15mg/m 3 （总）、5mg/m 3 （呼），Z-3表格里规定了惰性粉尘（nuisance dusts）的限值，也是15mg/m 3 （总）、5mg/m 3 （呼）。
从定义上看，惰性粉尘（nuisance dusts）=PNOC（未分类粉尘）=PNOR（其他粉尘）=国内的其他粉尘，而PNOS（非指定粉尘）与他们有些许不同。
那么从限值上看，PNOR（其他粉尘）等同于惰性粉尘（nuisance dusts），而PNOS（非指定粉尘）的TLV值，是低于PNOR和惰性粉尘的接触限值的。而且要注意的是，PNOR和nuisance dusts是合规的，OSHA制定的，PNOS只是ACGIH的推荐值，不具有法律效益。
有害粉尘或惰性粉尘可定义为包含少于1％石英的粉尘。由于硅酸盐含量低，很久以来大家都认为，惰性粉尘对肺只有微乎其微的不良影响，惰性粉尘导致的任何反应都是可逆的。然而，工作场所中过量的有害粉尘会降低能见度（例如氧化铁），可能导致眼睛，耳朵和鼻腔（例如水泥尘）沉积物，并可能通过化学或机械作用，导致皮肤或粘膜受伤。
过去20年的研究表明，以前被认为是惰性粉尘的许多粉尘可能会导致慢性阻塞性肺病（COPD）或长期暴露的其他慢性肺部疾病。慢性阻塞性肺病往往是渐进的，并且可逆性很差。
尽管COPD最大的负担是吸烟的后果，但英国健康与安全执行委员会（HSE）表示，“越来越多的研究证据表明COPD可能由工作中的粉尘，烟雾和刺激性气体造成或恶化” 。他们认为，在英国，“约15％的COPD可能与工作有关; 每年4000例COPD死亡可能与工作暴露有关; 40％的COPD患者低于退休年龄; 四分之一以下退休年龄的人根本无法工作"。
低毒性粉尘包括所有溶解性差的非纤维性粉尘，在低水平暴露时，对机体的毒性作用可忽略不计，但如果吸入量足够，则会积聚并导致末端气道和近端肺泡的损伤，导致炎症随后COPD的发展，至少对于煤矿工人来说，是尘肺病。 根据这一定义，低毒性粉尘包括各种各样的材料，其中一些如硫化钡粉尘具有职业接触限值（OEL），但许多材料没有。低毒性粉尘包括含有无定形二氧化硅，硅，碳化硅，粉煤灰，石灰石，石膏，石墨，氧化铝，二氧化钛，低结晶性二氧化硅含量的其他矿物粉尘，和不含有害细菌或生物毒素（如内毒素）的有机粉尘的混合物， 但有一类例外，比如面粉，因为它的生物成分被认为是有害的。由于在肺中停留时间短，可溶性粉尘不在此定义范围内。
我们建议术语惰性粉尘不应该用于低毒性粉尘，因为它错误地暗示暴露不会引起任何健康问题。这已经在许多国家得到实施，其中诸如“非指定粉尘”（PNOS）等术语被替代。
在过去的40年中，低毒性粉尘的OEL发生了变化。在1969年，在英国，政府采取了ACGIH“惰性颗粒”（含有<1％结晶二氧化硅的粉尘）阈限值（TLV ® ）为15mg/m 3 。到1974年，限值减少到10mg/m 3 ，到1980年，之前10mg/m 3 的限值保留，并加入了5mg/m 3 （呼吸性粉尘）限值。
今天，ACGIH建议把10mg/m 3 （可吸入粉尘）和3mg/m 3 （呼吸性粉尘）作为可吸入的不溶或难溶的颗粒（PNOS）的指南（请注意，不是TLV），尽管没有规定采样时长，但可以假设ACGIH是希望把这个指南作为8h TLV-TWA的。
其他粉尘（PNOR，包括惰性粉尘，虽然惰性粉尘这个概念不用了）是一类概念，是OSHA、GBZ认可的，具有检测方法和接触限值的合规概念。 OSHA限值就是15mg/m 3 （总）、5mg/m 3 （呼）。 国内是8mg/m 3 （总）。 根据以上论文的观点，其他粉尘或是惰性粉尘的说法不建议用在低毒性粉尘上，因为它错误地暗示暴露不会引起任何健康问题。
而ACGIH不讲其他粉尘，他们提倡PNOS（非指定颗粒）（好像是2003年引入的），PNOS的概念为： 1、仅用于没有适用TLV的 2、不溶或难溶于水（或最好是在有水的肺里，如果有相关数据的话） 3、低毒（无细胞毒性、遗传毒性、或与正常肺组织发生化学反应，也不会产生电离辐射，不会导致免疫致敏，除炎症或“肺过载”机制外不会引起毒性作用）
ACGIH建议把10mg/m 3 （可吸入粉尘）和3mg/m 3 （呼吸性粉尘）作为PNOS的指导值，所以PNOS没有接触限值，没有检测方法，也不是合规的概念。
ACGIH是一直走在行业前端的专业协会，说不定哪天我国也采用了ACGIH的说法，用PNOS替代了其他粉尘，也说不定呢：)
生活中的化学组长：经过了一学期的研究学习，本小组完成了对生活中的化学研究。具体分工如下：：生活中的化学试验：网上资料收集：资料整理 经过本次研究性学习我们更加认识到了化学在生活中的重要性。生活是与化学密不可分的。经过多次的试验我将找到了生活中许多现象的化学本质，将所学化学知识应用到了实际。例如苹果在空气中的氧化试验，洗衣粉的清污原理。。。另外对一些网络资料进行了整理，从而了解到我们所不能亲自试验的化学现象。得出以下结论。在昏暗的灯光下，一个披散着满头长发的中年男子半闭着眼睛，右手手中胡乱地挥舞着一把“宝剑”，口中念念有词，突然，他象看见了什么，眼睛一动不动，紧紧盯着前方，怕是惊动了什么似的，小心翼翼地把腰间的“宝葫芦”凑到嘴边喝了一口“仙水”，随着他手中宝剑虚空一刺 ，大喝一声“哪里跑！”对着宝剑“噗”的喷了一口，顿时，殷红的鲜血从宝剑上一滴一滴的滴下来。只见他对着早已吓瘫在地的一对母女说：“别怕！我已经把鬼杀了……”这就是科教片《崇尚科学，反对迷信》中《空中斩鬼的把戏》。 原来，他是利用了化学反应FeCl3 + 3KSCN = Fe(SCN)3 + 3KCl生成的Fe(SCN)3显血红色的道理来钱的。 其实化学就在我们身边，生活中处处有化学。只要我们留心，就会有收获。请看： 1．同一支笔使用不同型号的墨水，为什么容易造成堵塞。 墨水是胶体，不同的墨水胶体粒子带不同的电荷。当两种带相反电荷的胶体混合时，由于互相中和电性，使胶体粒子间因带同种电荷的排斥作用减小，从而使之聚集成大的颗粒，出现胶体的聚沉造成堵塞。 ２．为什么一夜之间，香蕉就熟了 你知道吗？北方吃到的香蕉并不是在树上成熟的。原来，香蕉在尚未完全成熟以前，采摘下来运到北方。在出售以前，把要出售的香蕉放在一间密封好的屋子里，喷洒一种人工合成的化学调节剂——乙烯利。乙烯利被香蕉吸收后，在香蕉内释放出乙烯，而乙烯对香蕉的成熟有促进作用。于是，第二天，香蕉便变黄成熟了。如果你家里有青香蕉、绿橘子等尚未完全成熟的水果，要想把它尽快催熟，可以把它们与熟苹果放在一个塑料袋里，系紧袋口。过几天就成熟了。这是因为水果在成熟的过程中，自身能放出乙烯气体，利用成熟水果放出的乙烯可以催熟生水果。 ３．为什么用同一种粘土烧制的砖瓦有的是青色有的是红色 在烧制砖瓦时，用粘土做成的坯经过烘烧后，铁的化合物转化成Fe2O3而制得红色的砖瓦。若烧制后期从窑顶向下慢慢喷洒冷水，窑内会因发生化学反应C + H2O = CO+H2而产生大量的CO和H2，它们把红色的Fe2O3还原为黑色的Fe3O4和FeO，从而制得青色的砖瓦 ４．洗衣粉是怎样把衣服洗干净的 洗衣粉的成分是合成洗涤剂，它的主要成分是烷基磺酸钠等，从它的分子结构上看，可以分成两部分，如图1：一部分是非极性的憎水基CH3-(CH2)n-，它具有亲油的性质，另一部分是极性的亲水基-SO3Na它易溶于水。在洗涤过程中，憎水基CH3-(CH2)n-部分就插入污垢中的油脂中，而亲水基-SO3Na部分伸在油污的外面，如图2：这样油污就被包围起来。再经磨擦、振动，大的油污就被分散成小的油珠，从而脱离衣物。 ５．鬼火是怎么回事 你见过“鬼火”吗？夏日的晚上，当你走在一片坟地边的时候，常常会看见坟地周围有明灭可见的蓝莹莹的“鬼火”，加上远处猫头鹰的叫声，显得阴森可怖。更有人说这是阎罗王出巡的鬼灯笼……其实不然，人类与动物尸体中含有很多磷，腐烂后生成了磷化氢，磷化氢在空气中能自燃放火，就形成了“鬼火”。 在实验室里，我们可以造出“鬼火”，先在烧瓶里加入白磷与浓的氢氧化钾溶液，加热后，玻璃管口就冒出磷化氢气泡，这时把窗户用黑布遮上，就会看到从玻璃管口冒出一个个浅蓝色的亮圈，在空中游荡，宛如“鬼火”。 ６．家用炒菜铁锅用水清洗放置后为什么出现锈斑 家用炒菜铁锅等生活中的铁制品，都是铁的合金，里面混有一定量的碳元素。当用水清洗放置时，洗去了表面的油脂，且在表面有一层薄薄的水，水是极弱的电解质，这就有了发生电化学腐蚀的条件——电解质溶液。这样就形成了无数个微小的Fe-C原电池。作负极的铁发生反应Fe-2 e- = Fe2+,在正极C的表面发生反应2 H2O + O2 + 4e- = 4OH-。生成的Fe2+和OH-又发生反应生成Fe(OH)2，而Fe(OH)2又极易被O2 氧化为Fe(OH)3：4Fe(OH)2 + 2 H2O + O2 = 4Fe(OH)3，最后Fe(OH)3失水，生成Fe2O3·n H2O即为红色锈斑。 ７．怎样除去煤饼燃烧时呛人的煤味 煤饼燃烧时呛人的煤味是含硫煤在燃烧时产生了有毒气体SO2，它具有强烈的刺激性。如果在煤中加入石灰，则燃烧时产生的SO2与石灰Ca(OH)2发生反应Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3 + H2O ；生成的CaSO3又和O2发生反应：2CaSO3 + O2 = 2CaSO4。生成CaSO4，从而消除了有害气体SO2的排放，也就闻不到“煤味”了。 ８．“卤水点豆腐，一物降一物”是怎么回事 原来，豆浆是蛋白质分散在水中的胶体，卤水中有MgCl2等电解质，当将卤水加入煮沸后的豆浆中时，MgCl2电离的带电离子与蛋白质胶体粒子吸附的电荷发生中和，减小了胶体因带同种电荷的排斥作用，而使之发生聚沉，聚沉后部分胶体粒子和水凝聚在一起形成豆腐花，再压制成型就成了蛋白质和水凝胶——豆腐了。 ９．馒头为什么松软而且多孔 在做馒头前首先要“发面”，就是将面“引子”或酵母粉同面粉、 水和成面团，里面的酵母菌遇到潮湿的面团，迅速繁殖。它们把面粉里的部分淀粉分解成葡萄糖和二氧化碳还有有机酸乳酸等。等面“发”好以后，再加上纯碱制成馒头，上蒸笼去蒸，原来面团中的二氧化碳和有机酸与纯碱反应生成的二氧化碳受热后膨胀起来，最后从面团里跑出来，馒头里就留下了无数的小洞洞，馒头蒸熟了，也就变得又大又松了。 10．打开汽水瓶为什么冒气泡 汽水是用小苏打（碳酸氢钠）和柠檬酸，甜味剂、食用色素等按一定比例混溶于水中而制得的。小苏打和柠檬酸发生反应，生成二氧化碳气体，而瓶子已塞紧，二氧化碳被迫溶解在水中，当瓶塞打开后，压强变小了，二氧化碳在水中的溶解度变小，便从水中逸出，也就是我们见到的气泡翻腾的原因。 11．为什么炸油条要用明矾 明矾的化学式为2KAl(SO4)２·12H2O，在炸油条时与小苏打(NaHCO3）按照一定的比例一并和入面团中用作膨松剂，高温油炸的过程中由于Al3+和HCO3-发生双水解反应，产生二氧化碳气体，使油条膨发。反应方程式如下：6NaHCO3 + 2KAl(SO4)２= 3Na2SO4 + K2SO4 + 2Al(OH)3↓+6CO２↑。如果在食物中经常摄入过多的铝，在人体内积累过多，容易影响脑细胞功能，导致记忆力下降，思维迟钝。但是患有胃病的人，常吃油条有好处， 因为生成的氢氧化铝是胃舒平的主要成分，它能中和胃中产生过多的胃酸(盐酸)以保护胃壁粘膜。 12．为什么用草木灰洗盘子特别干净 过去人们在洗刷锅盖、油缸、盘子时，往往先抓一把草木灰搓一搓，然后用清水漂洗，洗过后特别干净。原来草木灰中含有碳酸钾，它在水中水解生成氢氧根离子，而氢氧根离子与油脂（高级脂肪酸的甘油酯 ）发生皂化反应，生成可溶于水的高级脂肪酸钠和甘油从而洗去油污。 13．鲁迅先生是怎样阅读方志敏同志的“无字信”的 1935年方志敏同志从狱中巧妙地躲开了愚蠢的看守，托人捎给鲁迅先生一封“无字信”。聪明的鲁迅先生收到后找来一盆加了几滴碘酒的清水，然后把这封“无字信”放入水中，顺利地阅读了信的内容。原来，这封信是方志敏同志趁吃饭时悄悄地用米汤写成的，米汤中有淀粉，淀粉遇碘单质会变蓝色，而鲁迅先生加的碘酒中就有碘单质，因此，就会显出蓝色的字迹来了。 以上是我们身边化学中的点滴，平时的学习、生活中，我们应做个有心人，用化学来解释生活中的现象，把化学用到生活中去，使化学更好地服务于我们的生活。
不会，因为金星上没有水，也没有氧气，不符合生命出现的基本条件。所以，金星上不会有生物生存。
①便携式气体检测仪器：定电位电解式；②常用快速化学分析方法：硝酸银检测管法《突发性环境污染事故应急监测与处理处置技术》万本太主编气体速测管（北京劳保所产品、德国德尔格公司产品）
行星科学史上最大的意外之一是，2020年9月的一项研究宣布金星云层中存在磷化氢气体：这可能是生物过程引起的诱人暗示。磷化氢（PH3）与氨化氢（NH3）在化学上相似，但磷化氢（PH3）仅通过生化过程在地球上自然产生，据称在金星中以20亿分之十的水平存在。JCMT和ALMA这两个独立的观测站都声称可以检测到该信号，因此该信号看上去很强。
图注：在许多方面，金星是太阳系中与地球最相似的行星。具有可比的质量和半径，它可能在数亿甚至数十亿年的时间里拥有水、潮湿的，并且与人类一样对生命友好。如今，其浓厚的硫酸气氛使它的表面不适合居住，但具有广泛的化学反应潜力。
这一发现提出了令人兴奋的可能性，即金星的云是生命的家园，而这些生物生命形式正在产生这种膦。实际上，太阳辐射产生的光化学过程，热力学大气效应产生的化学过程以及表面化学反应产生的地球化学过程都被认为不足以产生这些水平的膦。
那么，难道是生化过程中产生的吗？也许。但这是假设磷化氢确实存在的前提下，一项新的研究刚刚提交，这个研究对整个磷化氢探测提出了质疑。并且刚刚提交了一项新研究，这使整个检测都令人怀疑。
早在9月，由简·格里夫斯（JaneGreaves）教授领导的一组科学家宣布通过在天文学中应用一种众所周知的非常简单的技术来发现磷化氢（PH3）。
他们在光谱的无线电部分测量了光，根据先前的观测结果模拟了大气的已知成分和条件，预测了当光分解成各个波长时应该出现什么信号，预测如果实际上存在（或不存在）磷化氢应存在（或不存在）哪些特征，然后在光谱上分解该光，以分析该光以确定磷化氢的存在和丰度。他们在来自JCMT和ALMA的两个独立数据集中看到的是在相同波长和相同信号强度下的吸收特征，表明存在某种东西导致无线电波被特定频率吸收，该频率对应于磷化氢分子中的自然转变。如果正确执行了此分析，则表明磷化氢确实存在。
立即并且完全可以理解，这引发了炒作的风暴。这种磷化氢是如何形成的？是什么原因导致它的存在，它在中纬度和40至60km的海拔高度上表现最强：在金星的“温带”中或附近，那里的温度和气压与地球表面的温度和气压相似？
好吧，磷化氢自然存在于地球上，因为厌氧环境中的细菌（据推测是大肠杆菌的一种形式）会产生磷化氢。金星的大气是一个厌氧环境，在金星的条件下是行不通的。我们可以通过受控的化学反应在地球上人工生产它，但是这些条件也不适用于金星。
发现小组推测，也许确实是由于金星在特定高度上的云层中存在生物，如果它们的密度接近最大可能的上限，它们就会产生足够的磷化氢。
但是还有另一种可能的解释，即如果我们是负责任的科学家，则必须考虑。数据的分析方式可能存在缺陷，也许这意味着根本不存在磷化氢。从生化到热力学再到无机化学途径，我们一直在推测可能导致该分子存在的原因的途径之前，我们必须确保我们没有完全在自欺欺人。即使我们尽了最大的责任，我们也必须排除我们的分析导致我们得出错误结论的可能性。
我们可以做的第一个合理的检查是查看较旧的数据：来自过去探过金星大气层的任务。1978年，Pioneer-Venus大探针中性质谱仪问世，它测量了金星云层内不同高度的中性气体质量。特别是，它们对50-60km之间的气体敏感，这在最近的数据支持存在磷化氢的区域中是正确的。在宣布“关于金星大气中磷化氢”发布不到两周后，一个团队重新检查了该数据，以查看其是否与磷化氢一致。
通过大规模分解金星的大气成分，他们发现是：
明确存在原子磷（P），存在指示磷化氢（PH3）或其与硫化氢（H2S）混合的信号，氘化膦（PH2D）也明确存在，其中磷化氢中的一个氢原子的原子核具有中子。原子磷可能是磷化氢的一个组成原子，其他原子团（例如PH和PH2）也可能被检测到。以前，可能是磷化氢的特征归因于硫化氢，但这种重新分析表明磷化物可能构成部分甚至所有信号。不过，这些数额与格里夫斯等人的研究表明的一致吗？据提交人称：
“虽然峰强度很低，但它们可能与格里夫斯等人报道的20ppb丰度相符。”
所以，也许，较早的数据并不能给我们灌篮，但也不会不利于磷化氢。
那其他观察结果呢？我们多年来一直在光谱的红外部分监视金星，与无线电观测所揭示的相比，它在不同的高度揭示了不同的分子特征集：探测金星大气层的云顶。自2012年以来，这些观察结果使我们能够确定二氧化硅（SO2）和水分子（H2O）的存在与分布。
“由于在此频率下没有任何特征，我们得出[％可信度]5ppb的上限...”
表示他们不赞成无线电数据得出的结论，而是认为，
“我们的上限与整个中层中20ppb的恒定混合比不兼容，正如格里夫斯等人宣布的那样。（2020）。”
但是，最直接的反驳是，事实证明，高质量的ALMA数据毕竟表明磷化氢的存在，而该数据是迄今为止磷化氢存在的最有力证据。这将是一个非同寻常的反驳，因为原始研究声称可以以惊人的15-sigma置信水平明确地检测出与磷化氢一致的光谱线。15-sigma结果错误的几率大约与在一个可观察的宇宙中获取一个亚原子的抽签彩票的几率。
2020年10月19日，一份论文已提交给arXiv：预印服务器，几乎所有天体物理学论文都在此发表。通过对原始ALMA数据本身进行独立的重新分析，他们以可比的置信度找到了此类信号的痕迹。实际上，他们的重大发现可以归纳为两点：
原始团队处理数据的方式存在缺陷，他们证明了这些错误会导致错误的高置信度信号，
并且，当他们（正确）处理数据时，出现的最“可信”信号甚至没有达到2σ置信度，这被视为不可检测。
分析中的缺陷。在作为天文学家的行星上进行光谱分析时，通常要做的事情如下：
您的仪器会采集数据，您可以根据特定于该仪器的处理脚本来处理数据，您需剔除在对仪器有干扰的地方测得的数据（例如，太靠近行星的高山地区），您可以通过将数据收集到一系列狭窄的连续间隔中来“合并”数据，您减去（相邻两者相似但起首与末尾截然不同的）连续体，您可以对（但不包括）您希望信号出现的区域周围的仪器纹波进行建模，您从感兴趣的区域中减去了建模区域的最佳拟合（稍后将详细介绍），然后您分析剩下的内容以查找是否存在特定特征。问题是，最后一步是强大的，但潜在的危险。通常，您希望去除噪声结构和仪器效果，同时保持真正的光谱要素完好无损。这是最初的（格里夫斯等人）团队所做的，这就是他们如何发现磷化氢。
但是由伊格纳斯·斯内伦（IgnasSnellen）领导的再分析小组发现，格里夫斯（Greaves）等人使用的拟合减法方法。研究小组认为“光谱特征和人工结果的重要性被严重高估了”。换句话说，声称的磷化氢检测是不可靠的，因此他们继续演示如何进行。
检测信号"消失"，没有不当的分析技术。上图是斯内伦等人的"图2"，您应该将图2作为两半。前半部分显示了光谱的六个区域：连续减法之后，但在对仪器纹波建模之前。原始数据以窄条形图样式显示，其上面覆盖着"最佳拟合"模型：平滑、连续的曲线。
后半部分显示了相同的六个区域，但从中减去了"最佳拟合"模型。正如你可以清楚地看到，吸收功能坚持在所有六个区域，如一个疼痛的拇指。
但这就是问题所在：这六个方框的左上角对应于声称检测到磷化氢的区域；其他五个框完全对应。所有六个区域都具有极高的信噪比。对于所有六个区域，结论应该是相同的：那里什么也没有。根据斯内伦的论文：
“它表明，[格里夫斯等人]遵循的程序是不正确的，并且会导致杂散的高信噪比线。”
相反，斯内伦的团队认为，采用一种更为温和的噪声去除程序来处理数据的可信度更大：这不会导致虚假的高信噪比线路。完成后，信噪比仅为2左右。根本没有去除任何噪声，信噪比仅为1左右。正如斯内伦的团队正确指出的那样：“在天文学中，[信噪比]这么低的特征通常被认为在统计上并不重要。”
那么，这一切意味着什么呢？这意味着，正如格里夫斯等人团队所宣称的，对磷化氢的初步检测突然陷入巨大的怀疑。如果他们像这项新工作所主张的那样以一种不合理的方式分析了他们的数据，那么这种化学特征毕竟可能不存在。这份新论文仍然需要经过同行评审过程，我怀疑原始团队会自行进行重新分析，以查看得出的结论。
在最初似乎没有特别证据的情况下，我们需要回到默认位置：金星没有证据表明它是一个生物活跃的世界。除非对此新的分析提出反驳，并且证明最初的工作是正确的，否则金星上存在磷化氢的想法是无稽之谈。
第1、 首先磷化氢是一种无色、剧毒、易燃的储存于钢瓶内的液化压缩气体。该气体比空气重并有类似臭鱼的味道。如果遇到痕量其它磷的氢化物如乙磷化氢，会引起自燃。磷化氢按照高毒性且自燃的气体处理。吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。第2、发生泄露其注意：⒈让所有人员撤离立即受影响区域。⒉移走所有可能燃烧的物品并进行最大限度的防爆通风。监测磷化氢的浓度。使用适当的设备。⒊如有可能切断气源，隔离泄漏的钢瓶。若从容器内及泄压阀或其他阀门泄漏，则需与供货商联系。⒋若泄漏来自用户系统，关掉钢瓶阀门，在修复前一定要泄压并用惰性气体吹扫第3、建议安装泄露浓度报警器设备，如东日瀛能或者霍尼韦尔等厂家工业高精度级别的
这个问题问的相当模糊，只能说磷化促进剂是磷化添加剂的关键成分，类似酶的作用，降低反应温度，提升反应速度，优化反应条件，磷化剂有很多种，常见的有亚硝酸盐型、氧化型、还原型。如果你要写这方面的论文，最好去图书馆翻翻资料吧。
磷化实验过程磷化流程一、去油（化学品：脱脂剂或除油剂）。好坏一般以表面有没有油为标准二、清水过滤三、去锈（化学品：盐酸）表面一定不可以残留锈迹。如果没有生锈最好不要过酸四、中和（化学品：纯碱）PH值在11-12五、清水过滤六、表调七、磷化八、清水过滤磷化是指磷酸盐转化膜,金属表面磷化后具有一定的防锈等耐蚀性,也有的磷化处理是用于漆前打底,为了增加漆膜的结合力 3 常温磷化液的组成 基本成膜物质 成膜物质包括金属离子(如Zn2+、Fe2+等)、磷酸根离子及一定浓度的游离磷酸。一般Zn2+～10 g/L(一般 铁离子不直接添到磷化液中，而由铁基材溶解获得)，PO3-410～25 g/L，喷淋浓度偏低，浸渍浓度偏高。 pH值～，酸比(总酸／游酸)20～50。要严格控制适当酸比，才能获得结晶细密、膜层完整的优质磷 化膜，其相互关系见表1〔2〕。 表1 总酸、游离酸、温度、pH值相互关系 磷化方式 总酸度／点 温度／℃ 游离酸/点 酸比(总酸/游酸) pH值 浸渍磷化 25～30 ＜20 ＞50 ＞ 25～30 ～1 30～40 ～ ＞30 1～ 20～30 ～ 喷淋磷化 15～20 30～40 ～ 50～80 ～ 磷化促进剂 氧化促进剂 (1)NO-2是最常用的促进剂，常与NO3配合使用。但NO-2不稳定、易分解，用NO-2作促进剂的磷化液都采用 双包装的，使用时定量混合，并定期补加。NO-2含量应严格控制在～。含量少，促进作用弱； 含量过高，则渣多，且形成的膜粗厚，易泛黄。 (2)NO-3也是常用氧化剂，可直接加入到磷化液中，含量约～10g/L。NO-3/PO3-4比值越高，磷化膜形成 越快，但过高会导致膜泛黄，单一使用NO-3会使磷化膜结晶粗大。 (3)ClO-3一般只用于锌系磷化。ClO-3较稳定，无须经常补加，使用浓度为～。但Cl-Y有腐蚀性会 使磷化膜产生“白斑”等现象，故不单独使用。 (4)H2O2是工业应用中最强的促进剂，但不稳定、易分解，工艺上难以控制，渣多，不常用。 (5)MoO-4是较为理想的常温磷化促进剂〔18〕，并有钝化和净化作用，使用钼酸盐的突出优点为：沉渣少、 溶液稳定、使用寿命长、易调整；单独使用能迅速形成薄而致密的膜层；可不进行磷化前金属基板的表面 调整；直接参与成膜，成为膜的构成组分，从而降低了磷化液中有效成分的消耗等。MoO-4的用量一般为 1～4g/L。 (6)硝基化合物 硝基弧、三硝基苯酚、硝基芳香族化合物等用作促进剂均有报道〔19〕。使用较多、效果较 好的是硝基苯磺酸钠(SNBS)，具有控制范围宽、稳定性好等。但其成本高，溶解度低不能混入浓缩液中， 氧化后产生有色物质等，不能单独作用，必须与其他促进剂如ClO-3、NO-2、NO-3等配合使用。 (7)其他氧化促进剂 硫酸羟胺(HAS)〔20〕能改变磷化膜结构，生成粒状或柱状结构的磷化膜，还与其他促 进剂起协同促进作用。吡啶、磺基水杨酸也可用于磷化加速剂。还有报道用淀粉为原料合成促进剂的〔21〕。 综上所述，硝酸盐形成的晶粒粗大，氯酸盐易产生粉状沉淀，过氧化氢不稳定、工艺难以控制，SNBS价格 较高，故以亚硝酸盐应用最广。但是，除了钼酸盐外，没有一种氧化剂单独起作用可达到良好的常温磷化 效果。所以，常常是两种或以上的氧化促进剂进行复配使用。 金属离子促进剂 在磷化液中添加金属盐(一般为硝酸盐)，如Cu、Ni、Mn、Ca、Co等电位较正的金属盐，有利于晶核生成和 晶粒细化，有利于加速常温磷化的进程。 (1)Cu2+ 极少量的铜盐会大幅度提高磷化速度。工作液中含Cu2+～时其磷化速度提高6倍以 上，但铜的添加量一定要适度，否则，铜膜会代替磷化膜，性能下降。 (2)Ni2+ 是最有效、最常用的磷化促进剂。它不仅能加速磷化、细化结晶，而且能提高膜的抗腐蚀能力。 Ni2+含量不宜过低，否则膜层薄；与Cu盐不同的是，大量添加Ni盐并无不良影响，但会增加成本。一般控 制Ni2+含量为～ g/L。 (3)Mn2+ 降低磷化处理温度、提高反应速度、降低膜厚，还可降低昂贵的金属镍的用量(Mn/Ni比值应在 以下)；此外，Mn的加入还可提高基材表面的耐磨损性能。国外大量采用Zn-Ni-Mn磷化体系，Ni、Mn在成膜 过程中被结合到磷化膜晶体内，形成耐蚀性优良的磷酸锰或磷酸镍锰。 (4)Ca2+ 抑制磷化晶体的生长，并使其呈短棒状和颗粒状，晶粒得到了细化。但它所要求的温度较高，一 般不适合于常温磷化。 (5)其他金属离子 钨酸钠〔20〕是一种良好的辅助成膜剂，起到细化结晶作用。也有人将Ti离子直接加到磷 化液中而省去表面调整工序〔22〕。稀土元素促进剂使成膜性能优良〔23〕。 上述金属离子促进剂可单独使用，也可将两种或多种金属离子进行复配以获得良好的协同效应，得到性能 最佳的磷化膜层。实际应用表明，三阳离子(Zn、Ni、Mn)磷化体系是最佳的体系之一。 复合促进剂 一般说来，常温磷化体系均同时含有氧化促进剂、金属离子促进剂及成膜助剂。氧化促进剂保证常温磷化 反应在热力学上是可行的；金属离子促进剂及成膜助剂确保常温磷化反应在动力学上是可行的，并起改善 膜性能、稳定运行条件等作用。可以说，常温磷化体系均为复合促进剂体系，如梁钢〔28〕的以SNBS为主 的复合促进剂体系，张丕俭等自行研制的促进剂体系〔29〕，张景双研制成功的一种稀土元素复合促进剂 体系〔23〕。 磷化助剂 此类物质主要起稳定磷化液、细化结晶、改良膜性能等作用。NaF可以用作缓冲剂，使磷化液的pH值较长时 间稳定在一定范围内(如3±)。同时，F-还有细化结晶、掩蔽杂质的作用，如其和Al3+络合，阻止Al3+对 形成磷化膜的干扰。酒石酸、柠檬酸钠、焦磷酸钠在磷化液中起络合作用，如其和Al3+络合，阻止Al3+对 形成磷化膜的干扰。酒石酸、柠檬酸钠、焦磷酸钠在磷化液中起络合作用，能稳定槽液、降低沉渣量，同 时还可降低膜厚，改善膜的质量。少量表面活性剂，如OP乳化剂、十二烷基磺酸钠可以改善磷化液对工件 表面的润湿性能，降低对前处理的要求〔24〕。C18胺及连二硫氨基甲酸酯可降低磷化层的渗透性，提高耐 蚀性能〔25〕。非离子表面活性剂三梨醇单硬脂酸酯用作磷化促进剂可有效地改善膜性能〔26〕。六次甲基 四胺起润湿作用，能使成膜速度加快〔27〕。十八烷基胺(ODA)能使磷化膜变薄，附着力增强，耐蚀性提 高〔28〕。
磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。下面是我为大家精心推荐的金属表面磷化技术论文，希望能够对您有所帮助。 金属表面磷化技术论文篇一 金属表面漆前磷化处理工艺问题 [摘 要]主要研究了金属表面漆前锌盐磷化处理工艺，通过实验确定了适宜配方和工艺条件.实验结果表明，该工艺与普通锌系磷化处理工艺相比，具有磷化膜的耐腐蚀性好，磷化温度低，磷化时间短，耐冲击性和均匀性好等特点。 [关键词]金属;磷化处理工艺;磷化膜 中图分类号：TG174 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2016)17-0063-02 磷化处理是将金属表面(主要是钢铁和锌)通过化学反应生成一层非金属的、不导电的多孔磷酸盐薄膜。磷化处理工艺在工业上使用广泛，主要用作油漆涂层的基底。 目前国内外研究和利用较多的是中、高温磷化。但因其能耗大，处理工艺时间长，沉渣多而不利于现代化生产。为了提高磷化液的质量，降低能耗成本，磷化工艺已向低温、少渣、优质的方向发展，成为当前研究中的潮流 。本文主要研究了低温锌、锰系磷化，并确定了最佳配方和工艺条件。 1 实验部分 试验药品 氧化锌、碳酸锰、碳酸钠、硝酸(65%)、磷酸(85cA、)、亚硝酸钠、硝酸镍、硫酸铜(均为分析纯)。 磷化液的配制 将ZnO、MnCO3、NaCO3用水溶解调成糊状.将H3PO4和HNO3，混合在一起.将上述两部分液体慢慢混合，搅拌反应完全.反应完全后得无色透明溶液，因反应放热，操作时要特别注意安全.待反应完全后加人硝酸镍，搅拌至全部溶解.静置熟化1 h以上，备用.若配制工作液需将上述磷化液稀释20倍，加入适量促进剂，用NaCO3调整酸度至工艺范围，搅拌均匀，化验分析备用. 磷化膜性能测定 目测法外观检验 采用目测法外观检验是现场评价磷化膜质量的最简单而有效的手段，一般检验项目有：晶体粒度、均匀性、色调、光泽、斑点、粉化情况等，可进行大体上的判断. 微观结构显微镜法 用电子显微镜将磷化膜放大100～1 000倍，观察结晶形状、尺寸大小及排布情况.结晶尺寸小些为好，一般控制在几十微米以下，排布越均匀，孔隙率越小越好 . 腐蚀性能测定法 最常用的是硫酸铜点滴实验法.在室温(15～25 。C)下，在未浸油的磷化零件表面上滴一滴3%硫酸铜溶液，同时启动秒表，30s后不出现玫瑰红班为合格. 2 结果及讨论 主要成分的作用与影响 磷酸二氢锌 配制磷化液时碳酸锰用量为12 g/L，碳酸钠用量为18 g/L，硝酸(65%)用量为135 g/L，磷酸(85%)用量为210g/L，亚硝酸钠 g/L，硝酸镍18 g/L，反应温度为40℃，磷化时间3 min，磷酸二氢锌是主要的成膜物质，可由氧化锌与磷酸反应制取.随着磷酸二氢锌用量的增加，磷化膜的耐腐蚀性提高;达到一定量时，磷化膜的耐腐蚀性随磷酸二氢钠用量的增加反而下降.这是因为磷酸二氢锌主要起调节总酸度的作用，含量过高时，成膜速度快，膜层粗糙、疏松、附着力差，表面有浮灰;含量过低时，溶液成分变化快，调整困难，且磷化能力较弱，甚至膜薄不成膜，进而导致磷化膜的耐腐蚀性下降.通过实验确定氧化锌最佳用量为80一90g/L。 氧化促进剂 其他反应条件同，氧化锌为85 g/L，一般常温低温型磷化采用NO3-/NO2-、NO3-/ClO3-/NO2-;氧化促进剂体系较好，不仅成膜速度快，磷化膜形成结晶细密，促进剂主体NO2-;测定非常方便，所以槽液管理简单，不易出现问题.对NO3-/ClO3-;有机硝基物促进剂体系，它虽不需要经常补加，但由于主促进剂ClO2-;、有机硝基物的测定比较复杂，在实际应用中当出现促进剂过量或不足时槽液会变成深棕色，使总酸度、游离酸度的化验带来不便.本实验促进剂主要成分为NO3-/NO2-体系.这种促进剂体系效果较好，成膜速度快，且结晶细致.但促进剂用量一定要控制在规定的范围内，含量过低会使磷化膜表面不均，含量过高又会使Fe+2聚集过多，磷化膜易生黄色锈迹.通过实验确定硝酸最佳用量为130～140 g/L。 磷化液中镍离子和锰离子的影响 其他反应条件同，氧化锌为85 L，调整硝酸镍和碳酸锰的用量，实验结果如图1～2。 镍是比锌电位高的二价金属，能参与成膜，部分地置换出磷化膜中的铁离子形成新的结晶活性中心，能促进成膜，细化晶粒，增强膜层结合力，降低了磷化温度，缩短了磷化时间.镍盐的加入量太少无作用，加入最大，没有不利影响，但会增加磷化液的成本;锰离子参与成膜，可提高磷化膜的硬度、耐腐蚀性和结合力，降低磷化处理温度、提高反应速度、降低膜厚使磷化膜颜色加深，并带有金属光泽，还可降低昂贵的金属镍的用量.通过实验确定硝酸镍的用量为1O一20 g/L，碳酸锰的用量为l0一l5 g/L。 磷化工艺的影响 温度的影响 其他反应条件同，改变反应温度，实验结果见图4。 温度适当升高，虽然能激活能垒低的点也能成为结晶“活性中心”，使晶核数目增多，结晶速率加快.但温度过高，Fe+2大量产生，生成大量沉渣，造成成分不稳定，消耗磷化液，使工件表面有挂灰现或不能生成膜层，易返黄，耐蚀性差，所以磷化时间随温度而定.将磷化温度控制在35―45℃之间，既能保证适当的磷化速度和膜层质量，还能减少沉渣产生，稳定槽液稳定性也差表2氧化锌对磷化膜性能的影响，且磷化膜层粗大耐蚀性差，同时槽液的稳定性也差;温度低，磷化速度减慢，膜层不连续。 酸度的影响 磷化工艺中控制槽液的PH值比控制酸度比更合适。因为无论磷化液是由H3PO4或磷酸盐配制， 它们在水溶液中都同时存在着多步离解平衡： 因为磷化体系中/=K2(25℃，K2=)， 将(2)、(3)式代入到平衡常数K2的表达式中整理得到： C总=×10-5( + ×10-2 +×10-10 +×10-22 (4) 在满足K2表达式的前提下，磷化液的PH值与配成磷化液的H3PO4或磷酸盐的总浓度之关系可由(4)式计算出来，计算结果见表4。 磷化时间的影响 其他反应条件同，改变反应时间， 磷化时间是一个重要的影响因素，磷化时间短，能节约成本，但工艺不稳定，不易控制，磷化膜性能不稳定;磷化时间长，成本高，获得的磷化膜质量差，结晶面上再结晶，膜层粗糙较厚，附着力差.本工艺磷化时间应控制在3 min左右，能形成理想的磷化膜. 3 结论 通过对铁板板材进行大量的重复试验，得出了最优的工艺配方：氧化锌用量为80―9O g/L，碳酸锰l0～l5 g/L，碳酸钠15―20 g/L，硝酸(65%)130―140 g/L，磷酸(85%)200―220 L，亚硝酸钠― g/L，硝酸镍l0～20 g/L.本工艺属于低温锌系磷化，使用了多种金属的酸式盐作为成膜物质，控制温度在35―45。c，总酸/游离酸在18―25之间，磷化时间3―5 min，比普通锌系磷化工艺得到的磷化膜耐腐蚀性好，磷化温度低，时间短，磷化膜耐蚀性好，与涂层附着力好，耐冲击性好，均匀性好，改善了普通锌系磷化工艺沉渣多，能耗大，磷化液不耐用等缺点。 金属表面磷化技术论文篇二 磷化工产业可持续发展初探 摘要：磷化工产业可持续发展包括资源的科学利用、产业的全面发展、环境的有效保护三个方面的基本要求。本文分析了当前主要存在资源利用水平较低、产业结构不尽合理、环境污染较为严重等主要问题，提出了积极推进自主创新、大力发展循环经济、加大产业整合力度的政策建议。 关键词：磷化工产业可持续发展基本要求政策建议 磷化工产业是以磷矿资源为基础，磷肥、磷酸盐和磷化物等磷化工产品为主体的产业，是国民经济重要的战略性产业之一。本文分析了磷化工产业可持续发展的基本要求，研究了当前存在的主要问题，并提出了相关政策建议。 一、磷化工产业可持续发展的基本要求 尽管学界关于可持续发展的理解还存在很大差异，从经济学、社会学、生态学、系统学等角度都作出了不同界定，但一般认为可持续发展应当是“既满足当代人的需求，又不对子孙后代满足其需求的能力构成危害的发展”。在这个意义上讲，磷化工产业可持续发展至少包括以下三个方面的要求。 1、资源的科学利用 可持续发展强调对不同属性的资源采取不同的保护措施，对于矿物、石油、天然气等不可再生资源，要提高其利用率，并尽可能用可再生资源代替，以延长其使用的寿命。磷矿是一种典型的不可再生资源，我国磷矿资源虽然目前探明储量较大，居世界第二位，仅次于摩洛哥，但具有丰而不富的特点，已被国土资源部列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20个矿种之一。近年来，我国磷化工产品年生产能力近850万吨，资源消耗量居世界第一位;我国的磷化工产品在满足国内生产、生活需求的同时，也有大宗的、传统的初级磷化工产品用于出口，总体仍然属于“资源输出型”发展模式。与此相反，很多发达国家均对本国磷矿资源进行严格保护和科学利用，主要用于生产高端产品，并明令限制出口。磷化工产业的可持续发展，首先必须科学利用好磷矿这一稀缺资源，这是发展的前提和基础。 2、产业的全面发展 可持续发展首先必须强调发展;离开了发展，可持续发展就成了无源之水、无本之木。磷化工产业作为一个完整的产业链，具有磷矿开采、加工、运输、保护、研发、出口等多个环节、多种形态。我国有27个省份有磷矿分布，但总体分布比较分散，主要集中在资源比较丰富的云南、贵州、四川、湖北、湖南等五个省，产业集中程度较低。同时，我国磷化工产品以生产磷肥等初级产品为主，精细、专用、材料产品很少;产业发展后劲不足，无论是在磷矿采选还是在磷化工产品中，中小企业多，大企业少，产能投入不足，技术创新能力不够。磷化工产业的可持续发展，必然要求我们始终把发展作为鲜明主题，用发展的眼光、发展的思路、发展的办法，着力解决当前在发展中出现的突出问题，促进磷化工产业发展能力、发展水平的不断提高，促进整个磷化工产业的全面发展。 3、环境的有效保护 可持续发展在鼓励经济增长的同时，强调要对人类需求的满足进行限制，不能超越资源与环境的承载能力，要注意改善质量、提高效益、节约能源、减少废物，改变传统的生产和消费模式，实现人与自然的和谐，有效保护人们赖以生存的环境。当前，我国磷化工产业处于比较落后的局面，一些磷化工产品的生产给环境带来了巨大污染。比如，黄磷是热法磷化工的母体产品，长期以来一直被认为是高耗能、高污染的“夕阳”产业，一些发达国家已经停产或宣布不再生产黄磷。与此趋势相反，我国近年来黄磷生产却大幅上升。黄磷生产中所生成的炉渣、磷铁及炉气都已对环境造成较为严重的污染。除黄磷生产之外，其他磷化工产品的生产，如果保护不够，也会对环境造成不同程度的破坏。因此，我国磷化工产业的可持续发展，必须在促进经济发展的同时，最大限度地考虑环境的承载力，有效满足当代与后代对环境发展的要求。 二、磷化工产业可持续发展的主要问题 在经济全球化背景下，磷化工产业在世界范围内都面临激烈竞争。从实现可持续发展的基本要求来看，我国磷化工产业还面临不少问题，主要体现在以下三个方面。 1、资源利用水平较低 磷矿资源十分稀缺，但我国综合利用总体而言不充分、不合理。我国磷矿80%为沉积岩，70%为中低品位的胶磷矿，地下开采约占总量的60%，即使在富矿比较集中的云南、贵州两省，也含有大量贫矿，矿产杂质多，开采难度大。但与此相反，我国绝大多数矿山属于中小型矿山，特别是集体、个人的小型矿山，生产设备相当简陋，技术力量十分薄弱，管理工作较为滞后，乱挖滥采、采易弃难、采富弃贫现象比较普遍，有限资源浪费较大。同时，即使在优质磷矿富产地区，由于发展理念、生产技术等方面的原因，存在磷富矿“优矿劣用”、“高质低用”的现象，相当一部分优质矿用于生产低浓度的钙镁磷肥和普通过磷酸钙等，资源利用水平比较低，一些有价值的元素被遗弃，加剧了优质资源消耗速度。 2、产业结构不尽合理 经过近年来的发展，我国已经形成了较为完整的磷化工产业结构。从产业生产结构看，但我国的磷化工企业仍主要是以生产黄磷、三聚磷酸钠、磷酸氢钙等初级磷化工企业为主，生产附加值高的精细、专用磷化工产品及有机磷产品的企业很少。从产业地区布局看，我国磷化工产业主要布局于磷矿资源集中的云南、贵州、湖北等五省，但地区之间信息交流不够通畅，各自“产业链”不够完整，注意减少不必要的重复投资、加强相互之间的协作配合还比较欠缺，这些地方的资源优势没有转化为产业优势，不仅与国外磷化工产业差距较大，也与我国经济社会发展要求不相适应。从产业增长方式看，整个磷化工产业的经济增长仍然属于高投入、高消耗、低产出、低效益的传统方式，依靠科技创新推动经济增长的方式还没有形成，产业结构亟待调整升级。 3、环境污染较为严重 在磷矿开采中，人们要对森林植被进行砍伐，剥离表土或注水洗选，必然会造成一定的生态破坏和环境恶化。同时，磷化工产业是典型的高能耗、高排放、高污染行业，其“三废”排放强度远远高于其他工业平均水平。磷化工产业发展带来了大量的环境污染，最为典型的是云南滇池附近因为磷化工废弃产品的无序排放，导致滇池磷含量超标，造成水体过度营养化，曾引起国内外媒体的广泛关注。这一事件使人们充分认识到磷化工产品的污染问题，江苏、厦门、深圳、昆明等省市已明令禁止使用含磷洗涤剂。总体而言，我国磷矿分布和磷化工发展区域，基本是人口较为密集、经济相对活跃的区域，由于开采、生产技术的限制，磷化工产业的高排放、高污染，与人类有限的生存空间、环境容量之间的矛盾十分突出。 三、磷化工产业可持续发展的政策建议 《中国磷化工十一五发展指南》提出，要合理开发利用资源，优化矿区布局，加强自主创新及技术进步，促进磷化工业可持续发展。为了实现这一目标，本文建议要突出抓好三个方面。 1、积极推进自主创新 推进自主创新，是转变经济增长方式的基本前提，是保持经济长期平稳较快发展的客观需要，是建设资源节约型、环境友好型社会的重要保证。从技术角度讲，全球磷化工新技术发展的总趋势是：湿法、热法并举，以湿法为主，在稳定发展大宗磷肥、磷复肥的同时，为满足人类社会多方面的需求，发展精细磷化工产品，提高不可再生资源附加值。我国磷化工产业之所以会出现资源利用水平低、产业结构不合理，环境污染较严重等问题，与选矿设备简陋，生产技术薄弱，高新技术运用较少有着密切关系。要促进磷化工产业的发展，首当其冲的是必须坚持走自主创新道路，加大技术创新力度，把增强自主创新能力作为调整产业结构和转变发展方式的中心环节，学习借鉴国际最新的中低品位磷矿综合利用技术、温法磷酸的精制净化技术、精细磷化学品的绿色合成技术等最近的技术成果，加强引进消化吸收再创新的步伐，大力推进原始创新、集成创新，着力突破影响和制约磷化工产业发展的关键技术，不断提高可持续发展的能力。 2、大力发展循环经济 循环经济是符合科学发展观要求的，一种社会生产、再生产范式，以资源的高效利用和循环利用为核心，以低消耗、低排放、高效率为基本特征的发展模式。要克服磷化工产业资源消耗量大、“三废”排放严重等问题，坚决摆脱“先污染一后治理”的传统发展道路，就应当实现从传统经济增长方式到可持续发展经济增长方式的转变，推进磷及磷化工废物资源化、磷-煤-盐化工共生耦合循环、磷化工、盐化工、煤化工废物综合利用，充分利用磷矿资源中的每种元素，降低磷矿的消耗，有效地减少甚至消除“废物”排放，最大限度地提高稀缺而又宝贵的自然资源利用率，发展循环经济，降低生产成本，实现可持续发展。近年来，我国一些大型的磷化工企业已经开始在发展循环经济方面进行有益探索。比如，云天化集团三环公司坚持以资源节约、综合利用和清洁生产为途径，以“减量化、再利用、再循环”的原则，依靠科技创新、技术进步，走新型工业化道路，大力发展循环经济，取得了明显成效。在企业自主发展循环经济的同时，我国政府应当出台相应的政策措施，鼓励和支持磷化工企业走循环经济发展道路，尽可能用最少的资源消耗实现最大的发展效益，实现真正的科学发展。 3、加大产业整合力度 近年来，一些磷矿资源丰富的省份先后就资源保护、产业发展等出台了一系列地方政策，如云南省颁布《磷矿资源开采市场准入条件》，湖北省出台《关于今年磷矿山开采总量控制计划的通知》，有力促进了产业的规范、快速发展，形成了一批具有竞争力的大集团，但这些整合工作仍然局限于一个省份之内，跨地区、跨行业的整合还没有出现。本文建议，我国应当坚持政府引导、市场导向、企业为主的原则，进一步在全国范围内加大磷化工行业整合工作：从政府引导上，中央有关部门应加大宏观调控力度，尽早出台黄磷行业准入条件，建立严格监管机制和政策协调机制，强化行业自律职能;从发展模式上，要适应化工园区这一国际化工发展的主流，以园区聚合理配置生产要素，实施清洁生产和“三废”的统一治理，实现产业的园区化、集约化和一体化;从产业结构上，适当控制黄磷的生产，积极发展磷化物等中间产品，大力发展亚磷酸盐等下游产品，坚持发展无机磷化工和有机磷化工相结合，改变单一生产模式，不断优化产业结构;从企业重组上，要通过兼并、控股、联合等方式，努力形成一批国际化、大型化、精细化和专业化的企业集团，提高整体的技术水平和市场占有率，以此带动和促进磷化工产业的可持续发展。 总之，我国应坚持在自主创新中求发展，在发展循环经济中求发展，在保护环境中求发展，实现磷化工产业可持续发展。看了"金属表面磷化技术论文"的人还看: 1. 表面处理技术论文 2. 试论汽车发动机气门的拆装技巧
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第一作者及通讯作者：李伟（陕西 科技 大学（西安））
共同通讯作者：王传义（陕西 科技 大学（西安））
通讯单位：陕西 科技 大学
论文DOI:
研究亮点
1. 通过简单可控的方法将单原子Pd成功修饰在了CdS NPs表面。
2. 单原子Pd与CdS NPs表面的S原子形成强配位作用，通过协同金属-半导体配位相互作用促进了光诱导载流子自体相向表面的迁移，抑制了CdS光腐蚀现象，提高了光诱导电子利用效率。
3. 单原子Pd修饰CdS NPs后降低了催化水分解产氢能垒，显著增强了其全分解水产氢活性。
研究背景
随着双碳目标的提出，国家对氢能源的发展做出了重要指导，有效推进氢能源的发展。传统产氢手段能耗高，且伴随有二次污染。由于太阳光能来源广泛、使用方便、绿色可持续性等优点，将太阳能转变为方便使用的高附加值化学能无疑是新能源开发的有效途径，具有潜在应用价值。日光诱导全分解水产氢是一种开发氢能源的潜在技术，然而较低的效率阻碍了该项技术的大规模应用推广。因此，开发高效稳定的全分解水产氢催化剂具有理论与实际研究意义。
硫化镉（CdS）是一种低功函且具有优异可见光响应的过渡金属硫化物，在光催化和电催化领域有着广泛的应用。被用于光催化材料时，长时间光诱导容易导致其结构发生严重光腐蚀，极大地影响其光催化性能。如何在提高CdS基光催化剂催化活性的同时，有效抑制其光腐蚀影响，增强其结构稳定性，是需要研究者不断 探索 和解决的关键科学问题。
拟解决的关键问题
本课题通过一步简单诱导还原策略，将单原子Pd修饰在CdNPs表面，实现了协同的金属-半导体配位相互作用，抑制了载流子复合，提高了催化剂量子产率。更为重要的是，高度缓解了CdS光腐蚀影响，赋予其以长时间光电流稳定性，一定程度上解决了光腐蚀导致其催化剂结构不稳定的科学问题。
成果简介
针对CdS光催化剂在光诱导下光腐蚀严重影响其催化性能的科学问题， 陕西 科技 大学（西安）李伟副教授及王传义教授 等人通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面，制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同的半导体-金属配位相互作用，其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强，有效抑制了其光腐蚀，增强了催化剂结构稳定性。同时，CdS-Pd催化剂表面全分解水产氢过程能垒相较于纯CdS NPs明显降低，从而在模拟日光诱导下达到了纯CdS纳米催化剂110倍的全分解水产氢活性，且表现出良好的耐光性能。
要点1：CdS-Pd复合光催化剂合成
通过简单的一步诱导还原法将单原子Pd修饰在六方相CdSNPs表面，优化并制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。
图复合光催化剂的合成示意图及结构表征。
要点2：CdS-Pd复合光催化剂结构、组成及形貌表征
通过XRD、Raman、XPS、XAFS和ac-STEM等表征研究发现：贵金属Pd是以单原子状态均匀分布在CdS 纳米催化剂表面，且单原子Pd与CdS 纳米催化剂表面的S原子形成了S-Pd配位作用，这有利于促进光诱导载流子的传导。
图复合光催化剂的形貌、晶型及组成分析。
要点3：CdS-Pd复合催化剂模拟日光诱导产氢活性及稳定性
当反应体系pH = 10时，优化后的CdS-Pd纳米催化剂在模拟太阳光诱导下全分解水析氢速率为 μmol·g -1 ·h -1 ，是纯CdS的110倍。如果进一步加入牺牲剂，其半分解水析氢速率可达到 μmol·g -1 ·h -1 。在λ = 420 nm的光波诱导下，其全分解水和半分解水的表观量子产率分别为和。即使在室外日光辐照下，也可以清晰地观察到大量气泡的产生。以上研究表明单原子Pd修饰后的纳米催化剂模拟日光诱导产氢活性显著提高。另外，通过评价该改性催化剂进行模拟日光诱导催化产氢的持久性及再生性，证明Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂具有稳定的光诱导催化活性和良好的结构稳定性。
图复合光催化剂的催化产氢性能、持久性和重复使用性。
要点4：CdS-Pd复合光催化剂的协同作用增强光-电化学性能及机理分析
通过光-电化学各项表分析可知：Pd单原子修饰后的CdS纳米催化剂表现出良好的电子-空穴对分离特性，且由于协同的半导体（CdS）-金属（Pd）配位相互作用加快了载流子自体相向表面的迁移，有效抑制了CdS的光腐蚀，延长了光生载流子寿命，从而在长时间光诱导下呈现高密度且稳定的光电流信号。
图4. CdS-Pd复合光催化剂的光-电化学性能表征及机理分析。
要点5：CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及催化机制分析
通过DFT计算分析可知：CdS-Pd纳米催化剂表面全分解水产氢能垒相较于纯CdS NPs明显降低，且支撑了S-Pd配位键形成的可能性。最终证明氢气生成的主要活性位点为催化剂表面的S位点，而表面单原子Pd则促进了水分子的分解。综上所述，在模拟日光诱导下，CdS基体生成大量光诱导载流子，并快速迁移至表面。H 2 O分子首先在催化剂表面Pd位点处被分解为氢质子中间体和OH-离子，氢质子进一步在S位点处获得电子被还原成氢气，而OH - 离子则在CdS表面被光生空穴氧化为O 2 分子。由于该催化剂协同的金属-半导体作用机制，O 2 分子与部分光诱导电子作用被快速转化为超氧自由基（O 2 +e - O 2•- ），所以该催化剂更适合于在模拟日光诱导下催化水分解产氢应用。
图5. CdS-Pd复合光催化剂的DFT计算及全分解水机制
小结与展望
综上所述，针对纯CdS半导体光诱导过程中光腐蚀影响导致其结构稳定性较差的科学问题，本研究通过一步简单光诱导还原手段将单原子Pd修饰在六方相CdS NPs表面，制备出一种CdS-Pd纳米光催化剂。由于CdS主体催化剂与单原子Pd活性位点间协同配位作用，其光响应性及界面电荷传导特性均显著增强，光诱导电子-空穴对复合抑制效果明显。同时，单原子Pd修饰后的纳米催化剂明显降低了全分解水产氢过程的能垒，从而在模拟日光诱导下达到纯CdS纳米催化剂近110倍的全分解水产氢活性，并表现出优良的催化活性与结构稳定性。本研究对于通过简单有效的制备方法合成稳定且高效的全分解水产氢CdS基光催化剂具有理论与实际研究意义。
参考文献
W. Li, X. Chu, F. Wang, Y. Dang, X. Liu, T. Ma, J. Li, C. Wang, Pd single-atom decorated CdS nanocatalyst for highly efficient overall watersplitting under simulated solar light. Appl. Catal. B-Environ . 2021, DOI: .
作者介绍
李伟 ，陕西 科技 大学 化学与化工学院，副教授。从事光催化剂结构设计及合成、光催化污水处理、太阳能光伏氢能源生产相关研究。目前已发表国际SCI论文30余篇，总被引频次1000余次。部分研究被《Appl. Catal. B-Environ.》、《J. Mater. Chem. A》、《Environ. 》、《ACS Sustainable .》、《Chem. Eng. J.》、《ChemCatChem》、《Electrochim. Acta》等期刊报导。
王传义 ，陕西 科技 大学特聘教授。德国洪堡学者、英国皇家化学会会士、国家外专局高端外国专家创新团队负责人、德国洪堡基金会联合研究小组中方负责人、陕西 科技 大学特聘教授、武汉大学兼职教授、博士生导师。应邀担任中国可再生能源学会光化学专业委员会委员、中国感光学会光催化专业委员会委员及中国环境科学学会特聘理事、国家 科技 奖励和国家重点研发计划项目会评专家及国家基金委等机构项目评审专家。从事光催化技术在环境与能源领域的应用研究。
声明
第一作者：焦龙博士 ；通讯作者：江海龙教授 通讯单位：中国科学技术大学
论文DOI：
在该工作中，我们构筑了一系列同构的卟啉基MOF材料，通过调变卟啉中心的金属物种，从而衍生得到了一系列含有不同金属物种（Fe, Co, Ni, Cu）的单原子催化剂材料，这些催化剂除了金属物种不同，金属负载量、配位环境、比表面积、孔尺寸等特性均保持一致，从而实现了有效的变量控制。在该模型体系构筑的基础上，我们研究了不同单原子材料电催化CO2还原性能， 其中单原子Ni催化剂（Ni1-N-C）表现出了最高的CO选择性，并且在CO2浓度降低至15%的含量时，最优的CO选择性依然可以超过80%，展示了单原子催化剂在实际CO2催化转化中巨大的应用前景。
单原子催化剂（SACs）在诸多反应中表现出了极大的优越性，并且已经成为了多相催化的前沿领域。通常情况下，SACs的催化性能不仅依赖于金属活性位点的本征活性，同时也会受到活性位周围的微环境以及载体的物理化学特性的调控。然而，由于不同金属物种的单原子催化剂合成方法的不同，得到的单原子催化剂除了金属物种外，许多理化特性例如单原子金属的负载量、孔结构等等都不尽相同。由于变量的复杂性，给对比不同单原子活性位的本征活性带来很大的挑战。单原子金属修饰N掺杂碳(M1-N-C)材料，作为重要的一类单原子催化剂，在电催化CO2还原反应(CO2RR)表现出的优异的性能。然而，文献报道的M1-N-C材料的碳载体往往表现出不同的特征(孔隙结构、表面积、形貌等)，使得即使相同的金属中心，M1-N-C的活性也会有较大的差异。有鉴于此，我们希望发展一种通用的单原子合成策略同时可以实现微环境和载体性质的严格控制，从而来判别单原子不同金属物种的活性位点的内在活性。
我们在调研单原子催化剂相关文献的过程中发现，例如在CO2电催化还原反应中，即使相同金属中心，不同文献中报道的催化活性有时候差异会非常大。我们发现这些催化剂的载体性质、金属载量、活性位微环境等通常差异较大，很难去对活性位的本征活性做出客观的评价。我们基于一种卟啉基的多变量MOF，MOF的卟啉配体中心金属种类可以任意调变而不影响MOF的拓扑结构和形貌，进一步借助MOF和它的衍生材料结构上的继承关系，可以严格控制MOF衍生不同单原子材料的理化性质，从而为对比不同金属中心的催化活性提供了良好的模型体系。
除了活性位点的识别，CO2利用的另一个关键问题是高能耗的CO2捕获和净化过程。具体来说，为了达到高选择性，目前报道的CO2RR通常在纯CO2中进行。然而，实际工业过程中可用的CO2原料的实际浓度相对较低，例如燃煤电厂和钢铁/石化行业排放的CO2气体浓度分别在5-15%和14-33%左右。考虑到CO2 中C=O键键能大约在 806 kJ/mol，热力学比较稳定性，活化较为困难。另外其在水溶液中有限的溶解度，低的CO2浓度会显著影响其催化转化的活性，为CO2的直接利用设置了很大的障碍。因此，开发高效的低压下二氧化碳直接转化电催化剂非常重要，但目前很少能实现。
Scheme 1. Illustration showing the general fabrication of single-atom M1-N-C catalysts based on MTV-MOFs for electrocatalytic CO2 reduction.
我们基于混合配体策略，通过改变金属卟啉配体中心金属的种类，构筑了一系列同构的卟啉MOF，通过衍生之后获得了一系列具有不同金属中心（Fe, Co, Ni, Cu）的碳基单原子催化剂材料 （Scheme 1）。卟啉中心金属的改变并未影响MOF的结构和形貌，借助于MOF前驱体和它的衍生材料结构上的继承性，获得的一系列单原子催化剂材料。除单原子金属种类之外，其他理化性质（形貌，成分，孔结构等）同样可以保持高度的一致，从而实现了变量的控制。
Figure 1. Electrochemical performances in pure CO2. a) LSV curves of Ni1-N-C in pure Ar- and CO2-saturated M KHCO3. b) FEs and c) TOFs of M1-N-C for CO in pure CO2-saturated M KHCO3. d) Tafel plots of M1-N-C for CO2RR. e) Durability test of Ni1-N-C at a constant potential of V vs RHE in pure CO2.
基于得到的一系列单原子催化剂材料，我们首先研究了他们在纯的CO2氛围下的电催化性能。通过实验可以发现，Ni1-N-C材料在众多单原子催化剂材料中，表现出了最高的CO选择性、TOF值以及Tafel斜率，并且具有良好的催化稳定性（Figure 1）。
Figure 2. DFT calculations. a) Reaction paths and b) Free energy diagrams of CO2 reduction to CO and c) The values of UL(CO2)-UL(H2) for all M1-N-C catalysts.
理论计算表明，在CO2电催化还原生成CO的多步基元反应中，Ni1-N-C相较于其他单原子催化剂，具有最为优化的COOH*形成和CO脱附的能垒，有效的促进了CO2的转化和产物的脱附，预示着其具有最高的CO2电催化还原的活性。另外，通过对比不同材料CO2还原和析氢反应的决速步电势差（UL(CO2)-UL(H2)），可以看出Ni1-N-C可以更有效的抑制析氢竞争反应，从而表现出最优的CO2还原的选择性 （Figure 2）。
Figure 3. Electrochemical performances of CO2 at low pressures. a) LSV curves and b) CO FE of Ni1-N-C in M KHCO3 saturated with 30% and 15% CO2. c) Durability tests of Ni1-N-C at constant potential of V under 30% CO2 concentration and V under 15% CO2 concentration, respectively.
鉴于在纯CO2中的实验结果和理论计算的结论，我们进一步 探索 了Ni1-N-C在低浓度的CO2还原反应的测试中的性能。可以看到，Ni1-N-C在30%和15%的CO2浓度下依然有明显的电流响应，进一步通过不同电位下的选择性测试可以看出，在15%的CO2浓度下其最优选择性依然可以超过80%，并表现出了良好的催化稳定性 （Figure 3）。
该工作基于同构的卟啉基MTV-MOFs，构建了一系列单原子催化剂 (M1-N-C, M = Fe, Co, Ni和Cu)，除单原子金属的种类不同之外，其孔结构和化学成分以及活性位微环境都保持一致，因而可以作为研究不同单原子金属物种本征活性差异的理想模型。在纯CO2条件下， Ni1-N-C表现出了最优的CO选择性。进一步，Ni1-N-C在更具有挑战性的低浓度CO2还原中，甚至可以在30%和15%的CO2浓度下保持其高的CO选择性，表明了Ni1-N-C在电催化CO2RR的独特优势。这项工作不仅提供了一种SACs的普适性合成方案，同时本文的结果展示了单原子催化剂在低浓度二氧化碳直接电催化转化方面的巨大潜力。
江海龙，中国科学技术大学教授、博士生导师、英国皇家化学会会士（FRSC），获得国家杰出青年基金资助，入选国家万人计划领军人才等。长期从事配位化学、材料化学和催化化学的交叉性研究工作，特别在基于金属有机框架（MOFs）的晶态多孔功能材料的设计、合成与催化功能 探索 等方面开展了系统的研究工作，并取得了一些重要的研究结果。已在国际重要SCI期刊上发表论文150余篇，其中以第一和通讯作者身份发表J. Am. Chem. Soc.（13篇），Angew. Chem.（12篇），Chem（3篇），Nat. Commun.（2篇），Adv. Mater.（6篇），Natl. Sci. Rev.（2篇），Acc. Chem. Res.（1篇），Chem. Soc. Rev.（2篇），Coord. Chem. Rev.（4篇）, Mater. Today（1篇）等高水平论文。论文被引用20,000次以上（H指数：71），有50篇论文入选ESI高被引论文（Highly Cited Papers, Top 1%）。在《Nanoporous Materials: Synthesis and Applications》中撰写书章一章。担任中国化学会晶体化学专业委员会委员、中国感光学会光催化专业委员会委员等；担任EnergyChem（Elsevier）、Materials（MDPI）、中国化学快报、化学学报、Scientific Reports（NPG）、无机化学学报、Sci（MDPI）等期刊编委和顾问委员会委员。主持国家杰出青年科学基金、重大科学研究计划课题、基金委面上基金、青年基金等科研项目。
主要研究方向 本课题组以配位化学为基础，致力于多孔金属有机骨架材料（Metal-Organic Frameworks, MOFs）及其纳米复合材料与衍生材料的设计合成与功能应用研究。本课题组的研究属于交叉学科，内容涉及无机配位化学、晶体工程学、材料化学、纳米 科技 以及催化化学等多个领域。主要研究方向包括： (1)催化功能导向的稳定MOFs：设计、合成、修饰及催化性能研究； (2) MOFs基纳米复合材料：理性构筑及其催化功能 探索 ，特别是在有机反应多相催化及光、电催化中的应用研究； (3) CO2的选择性捕集与转化。
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