時間：2023-01-17 06:53:07
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇制堿工業論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】氯堿工業；腐蝕；防護
一、引言
材料的腐蝕是整個工業生產中面臨的共同的難題，每年因為材料的腐蝕造成的經濟損失多達數千億元人民幣。尤其是在氯堿工業中，所用的原材料都是具有強烈腐蝕性的強酸、強堿、氯氣等，因此腐蝕性問題是制約氯堿工業安全的重要的限制因素。
腐蝕發生的機理較為復雜，涉及的范圍比較廣泛，大體上可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。在整個氯堿工業中，正確選取氯堿裝置材料是氯堿工業防腐蝕的關鍵。
二、氯堿生產的腐蝕與防護
1、氯氣的腐蝕與防護
氯氣在常溫常壓下為黃綠色氣體，是氯堿工業的主要產品之一，具有強氧化性。氯氣的化學性質非常活潑，在常溫下干燥的氯氣的腐蝕性較低，當溫度升高后氯氣的腐蝕性會增強。氯氣與水反應會生成鹽酸和次氯酸，這些產物都具有強烈的腐蝕性，大多數金屬物質都會被腐蝕，特定的金屬或者非金屬材料在一定條件下才具有防腐性能。因此氯堿生產生成的濕氯氣必須經過特定的工序處理。干燥的氯氣溫度在90℃以下時碳鋼還是較為穩定的，但濕氯氣卻容易將碳鋼腐蝕。碳鋼中部分物質會溶于飽和食鹽水中，會加速碳鋼的腐蝕，并且由于溶鹽所用的熱水溫度達到55~60℃，不斷攪動的鹽水更增加了溶解氧的濃度，造成碳鋼腐蝕加快。一般的碳鋼設備不能直接接觸鹽水，必須對碳鋼設備采取專業的防腐措施。某廠采用適當的鹽水工序村里設備材料、優化施工質量，取得了較好的經濟效益。
鈦是一種活性金屬，但是在常溫下鈦生成的氧化膜具有非常好的耐腐蝕特性，能起到很好的保護作用。能耐各種酸性物質的腐蝕。但是還原性的酸有腐蝕作用。與其他少量貴金屬制作成合金，能提高鈦一定的防腐性能。在工業生產中，橡膠的應用范圍較為廣泛，所制成的各種橡膠制品具備優良的防腐性和防滲性能。橡膠有天然橡膠和合成橡膠。具有優良化學性能的天然橡膠可以承受一般的酸性腐蝕，但在強氧化性的酸和芳香化合物中不穩定。
2、鹽酸的腐蝕與防護
氯化氫是氯堿工業中的副產物之一，遇水變成鹽酸溶液具有比較強的腐蝕性，對生產設備和管道造成損壞。另外生產中所用的硫酸也會造成設備的腐蝕。鹽酸裝置所用的材料必須合理選取，做好防腐工作。目前合成爐、換熱器、吸收器廣泛采用石墨材質，鹽酸貯槽目前大多采用玻璃鋼。
玻璃鋼的原材料有增強材料和基體材料兩種。作為玻璃鋼主要承載材料的增強材料是玻璃鋼的強度和剛度的直接影響因素，一般是玻璃纖維或其織物。基體材料的主要成分是合成樹脂，組成物質是合成樹脂和輔料。在纖維間傳遞有效載荷是基體材料的主要作用，并且使載荷均勻分布。玻璃鋼的性能受到基體材料性能，如耐腐蝕性、耐熱性等的影響。如雙酚A型不飽和聚酯玻璃鋼耐溫只有60～70℃，乙烯基酯玻璃鋼能耐110℃濃鹽酸，在化工生產企業中正在取代碳鋼、不銹鋼等。不透性石墨具備較為優良的耐腐蝕性，能適應絕大多數的惡劣環境，但是在強氧化性介質如硝酸、濃硫酸等中防腐性也較差。不同的浸漬樹脂使得不透性石墨的品種也不一樣，耐腐蝕性能有差異。
3、燒堿的腐蝕與防護
氫氧化鈉也是氯堿生產的主要產品之一，燒堿的存在會導致在鍋式法固堿生產過程中設備的應力性腐蝕開裂，濃縮的氫氧化鈉溶液也會腐蝕相關的設備器材。在氯堿工業中必須采取相應的方法較少設備的腐蝕，從而延長設備的使用壽命。
燒堿所用大鍋一般為鑄鐵材質，大鍋的損壞有兩方面原因：一是堿液中氯酸鹽在熬煮時對大鍋存在腐蝕，二是由于大鍋壁內與壁外有較大的溫度差會產生應力，在反復的不均勻的應力作用下造成大鍋的腐蝕開裂。延長大鍋壽命可以有以下幾點措施：⑴在生產過程中嚴格按照章程操作，盡量減少堿液中氯酸鹽的形成。⑵向鍋內加入少量的硝酸鈉，再進行進料點火，鍋內表面生成的氧化保護膜可以有效減少大鍋的腐蝕。⑶對堿液進行預熱，在預熱后再加入到熬堿鍋中。⑷在對鍋底進行清理時，必須先用熱堿溶解后用熱水稀釋，減緩鍋溫的變化。⑸盡量使鍋體均勻受熱，可以優化大鍋的設計，防止偏燒。⑹操作要嚴格要求，升溫降溫要均勻。
擁有優良的機械、加工性能的鎳同樣有較強的耐腐蝕性，能夠承受熱濃堿液的腐蝕，同時也耐中性和酸性溶液以及有機溶液的腐蝕，但是對氧化性酸和含有氧化劑的溶液以及熔金屬的抗腐蝕性較差。在多種氯堿工業設備裝置上，鎳都有較為廣泛的運用。
4、次氯酸鈉的腐蝕與防護
次氯酸鈉在強酸性或堿性條件下是穩定的，次氯酸鈉具有非常強的腐蝕性，在高溫時腐蝕性最大。當次氯酸鈉較為穩定時，有許多的非金屬材料有較強的防腐蝕性。聚酯FRP及乙烯酯FRP、氯丁橡膠、PVC和PP等都具有較高的經濟性和適用性。次氯酸鈉的分解反應會產生大量的熱，如果熱量不能及時散去集中于一個區域，會造成局部溫度過高導致設備器壁的損壞，同時分解反應會使許多非金屬材料遭到破壞。P11FE、FEP及PFA等材質對次氯酸鈉的防腐性能較好，能夠滿足防腐要求。
當次氯酸鈉溫度較高時，對大多數金屬物質都具有一定的腐蝕性，嚴重的話會造成金屬穿孔。應用鈦金屬材料能夠對次氯酸鈉起到很好的防腐性，在實際運用的中運行的效果也比較好。在實際的氯堿生產中，選用玻璃鋼與PVC材料儲存輸送次氯酸鈉具有較好的經濟性。
三、氯堿工業的電化學保護
陰極保護和陽極保護是電化學保護的兩種形式。
在氯堿生產中廣泛采用陰極保護法。陰極保護就是將直流電源的負極與工業設備連接，電源正極與其他陽極連接。陰極保護的原理是金屬—電解質溶解腐蝕體系受到陰極極化時，電位負移，金屬陽極氧化反應過電位ηa減小，反應速度減小，因而金屬腐蝕速度減小。輔助陽極材料一般選用石墨或者硅等。目前我國應用較多的還有陽極保護，對于陰極保護來說它是比較新的防腐蝕技術。陽極保護是電化學防腐蝕技術之一，它基于金屬的陽極鈍化性。鈍性機理目前為止有兩種：（1）氧化膜理論：認為鈍化了的金屬，其表面被一層氧化膜所遮蓋。膜的穩定性很高，不容易溶解，從而保護了金屬；（2）吸附理論：認為金屬在鈍化時，其表面吸附了一層氧的原子（或其它原子），并飽和金屬表面原子的活潑價，或者是被金屬中的電子所離子化而形成雙電層的結構，因此阻滯了金屬陽極溶解過程，使腐蝕速率極低。陽極適合致鈍電流密度和維鈍電流教小的情況，這樣可以降低能耗提高生產的經濟效益。
四、結束語
氯堿工業中氯堿產品的生產環境非常復雜，所用的原材料都是強酸、強堿等腐蝕性較強的物質，發生腐蝕的機理也比較多樣，如果不重視防腐問題，由于腐蝕造成的后果也會非常嚴重，企業應予以高度重視，切實采取有關措施保護氯堿設備，歸結起來有以下幾點：
⑴優化工程設計，采用先進的科學技術，恰當選取設備材料。⑵對相關氯堿設備定期檢查維修。⑶使用操作過程必須嚴格按照相關章程要求，做到零失誤。⑷完善氯堿生產的管理體制，加強對工作、安全人員的教育，提升相關的專業素質，增強防腐專業力量。
參考文獻
[1]王香愛.氯堿生產中三氯化氮的生成及防治措施[期刊論文]-氯堿工業,2007(08)
[2]趙國平.氯堿生產過程中需要注意的安全問題[期刊論文]-氯堿工業,2008(09)
關鍵詞：蓮；化學成分；藥理作用
0 引言
蓮的根莖、花、葉、果實（蓮子）、蓮蓬等，均具有食用、滋補、醫藥等多種用途。其中，蓮葉性平味苦，含豐富的維生素C及荷葉堿，具有清暑醒脾、涼血止血之用。蓮子富含維生素C、蛋白質、銅、錳等礦物質及荷葉堿，可清心安神、保健腸胃。蓮藕含有蛋白質、氨基酸、維生素B等成分，可涼血去暑、健胃開脾、活血化瘀。蓮蓬可去除體內濕氣、活血散瘀。蓮心具有清心、降熱除躁、祛火氣的功能。蓮梗可清熱解暑、去濕消腫，并能順暢體內氣血循環。
1 蓮的化學成分研究
蓮之所以有多方面的藥理作用，主要含有多種類型的活性成分。
1.1 黃酮類化合物
迄今為止， 從蓮的葉、葉脈、花瓣、雄蕊、雌蕊、花托、蓮房、種皮、蓮子、蓮子心、花柄、葉柄和蓮藕等部位均檢測到類黃酮化合物[1]，楊瑞珍、Chen et al和Li et al等人的研究表明在荷花的各組織中類黃酮含量最高的是荷葉， 其次是葉脈、花瓣、雄蕊、雌蕊、花托、蓮房和蓮子心，花柄、葉柄、種皮和蓮藕中含量較低， 蓮子中只能檢測到微量的類黃酮成分[2-4]。
1.2 多酚類物質
多酚有很強的抗自由基防衰老作用。蓮藕、蓮房和蓮子中均含有多酚性物質，鐘怡平通過正交試驗優化熱回流提取蓮房多酚，在最佳工藝條件下，提取率高達5.23%[5]。
1.3 生物堿類化合物
研究顯示蓮花、蓮心和蓮葉中含有生物堿，蓮的其他部位鮮有生物堿的報道。
1.4 多糖
據文獻報道，蓮葉、蓮子和蓮花中均含有大量的多糖類化合物，唐麗君，鐘先鋒的研究顯示多糖在荷葉中的含量可達9%-10%左右，王宇，嚴浪研究了多糖在蓮藕中的含量也高達11%以上，丁利君的研究表明多糖在蓮子中含量也高達9%左右。
1.5 有機酸類
謝瑋等從蓮藕中提取了阿魏酸，阿魏酸相對于干蓮藕的提取率0.127mg/g[6]。早期的研究發現荷葉中含有酒石酸、蘋果酸、檸檬酸等非揮發性有機酸。
1.6 揮發油
張連文[7]和季愛民分別用溶劑提取法和超臨界C02法從蓮心中提取油狀物質并用GC-MS分析，前者鑒定了17種化合物，后者鑒定14種化合物。曾虹燕提取荷葉中揮發油并對比了超臨界C02法和水蒸汽蒸餾法的優劣，發現用超臨界C02法萃取荷葉揮發油更具天然性[8]。
1.7 其它成分
林宣賢研究顯示，蓮花中含有17種氨基酸，豐富的Vc、黃酮甙、微量元素鐵等[9]。黃先菊、楊東梅等人的研究發現蓮心和蓮藕中存在多種無機微量元素[10]。
2 蓮的藥理作用
2.1 降脂降血壓、降血糖
蓮葉含有豐富的黃酮類物質，多人研究發現，蓮葉提取物具有明顯的降脂作用，其中活性物質主要是蓮葉黃酮，其次是蓮葉生物堿。另外，蓮藕乙醇提取物能顯著的降低小鼠的血糖水平
2.2 抗氧化、抗衰老
研究發現藕節提取物總酚含量較高，抗氧化能力較強；蓮子乙醇提取物也表現較強的抗自由基活性。
2.3 抑菌 、抗炎
臨床證明荷葉提取液對牙齦炎、牙周炎、口臭等致病菌有較強抑制作用，該有效成分已被成功的應用于牙膏產品。在堿性環境下，荷葉中的生物堿對細菌、酵母和霉菌也有較強的抑制作用。
2.4 抗艾滋、抗腫瘤
國外學者從荷葉中提取出來具有抗艾滋作用的生物堿和黃酮。還有研究報道蓮藕中的樺木酸是抗艾滋、抗腫瘤的特效細胞毒素藥。
2.5 鎮定、解熱作用
多人研究發現蓮藕和蓮藕稈的提取物對小白鼠分別有鎮靜安撫、和解熱作用。
3 結語
蓮以其價格便宜，原料易得，在食療和疾病治療方面發揮著重要的作用。蓮的種類繁多，各個組織含有的活性成分也不盡相同，因此也具有不同藥理作用，應用之前，應嚴格區分，以保證藥效和安全。
參考文獻：
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[7]張連文，賀嬡，崔慶新.蓮子心揮發油成分分析[J].中草藥，2003.
[8]曾虹燕，蘇杰龍，方芳，馮波.不同方法提取的荷葉揮發油化學成分分析[J].西北植物學報，2005.
[9]林宣賢.荷花的營養成分和安全性研究[J].食品科學，2006.
[10]黃先菊，羅順德，楊鍵.蓮子心有效成分及其藥理作用研究進展[J].湖北省衛生職工醫學院學報，2002.
論文摘要：高性能砼在高層建筑中應用越來越廣泛，在施工中很容易出現各種質量問題；本文從高性能砼試配、拌制要求、施工方法、質量保證措施等方面,介紹了高強砼的施工技術及質量控制措施。
高性能砼是一種新型高技術砼,具有高強度, 高彈性模量, 變形小,耐久性、抗滲性好等優點,在高層建筑中的應用越來越廣泛,本工程的部分剪力墻及框架柱砼強度等級為C60，屬于高性能砼,如何做好高性能砼的配制與施工是確保工程質量的重點。結合國內實際情況和工藝特點，在堅持采用本地原材料和目前生產工藝的原則下，試驗C60高性能砼，并采用合理的施工方法精心組織施工確保高性能砼達到要求。
1、C60高性能砼試配
⑴高性能砼原材料質量要求
①水泥：為了降低水化熱、提高砼的和易性、減少泌水性、減少砼的早期收縮裂縫和減少砼的干縮及徐變, 應選用非早強型(非R型)普通硅酸鹽、低堿、低水化熱水泥，強度等級為52.5。
②粗骨料：選用質地堅硬、級配良好的以石灰巖等石質為主的機制碎卵石，且采用二級破碎的5-20mm粒級的粗骨料，針片狀含量等指標應符合規范要求。
③細骨料：應選擇質地堅硬、級配良好的中砂，細度模數控制在4.2～2.8范圍內, 砂硬度高，級配曲線合理，含泥量不應超過2%;
④摻合料：考慮使用“三摻”技術，摻合料宜采用細摻料（需要比水泥熟料具有更大的細度和更好的顆粒級配），為保證砼性能需摻加一定量具有較好活性的硅粉、粉煤灰和磨細礦粉，硅粉中的極細顆粒具有良好的微填充效應，可以使砼的孔結構充分致密，從而保障砼的強度和耐久性，磨細礦粉應細度細、燒失量低。
⑤外加劑：為了減少用水量，改善砼的流動性和密實性,選用聚羧酸系高效減水劑, 其能滿足配制一般要求的高性能砼，且摻量少;
⑵試配的技術要求
高性能砼必須經試驗室試配并經現場試驗確認后,方可正式使用，超出的數值應根據砼強度標準差確定。
①在滿足強度要求、耐久要求和工作性能的前提下，通過對集料、配合比的優化和優選,盡量減少水泥用量和用水量，配制出水化熱低、收縮小、無裂縫，并能有良好的施工性能和耐久性優異高強、高性能砼,以減少砼的自收縮引起的體積變形，降低絕對溫升，延緩水化熱峰值，提高砼的抗裂性、密實性和耐久性等;
②配制強度必須大于設計要求的強度標準值，通常大一個等級,坍落度損失率不大于10%，120min后展開度不小于450mm。
③水膠比控制在0.25～0.42之間，水泥用量不宜大于450kg/ m3，砂率宜控制在34%～44%之間。
④合理摻入優質I級粉煤灰，延緩了砼凝結時間，降低水化熱,解決砼粘聚性高、泵送阻力大的難題;
⑤通過采用高性能減水劑, 改善砼的和易性，使骨料懸浮于水泥漿體中，砼拌合物具有高流動性，而又不出現離析泌水現象，以保證砼在出機3h內坍落度損失率＜10％;
⑥粗骨料采用碎石，級配連續，細集料選用石英含量較高的圓形顆粒狀優質天然中粗河砂。
⑶實驗室試驗
為了保證砼的抗滲性和抗裂性能達到設計要求，需要對砼進行體積穩定性試驗，氯離子滲透試驗，碳化實驗和堿活性實驗等進一步檢驗砼性能, 再根據試驗結果，合理確定施工配合比,在原材料有變化及季節變化時，需要及時調整配合比。
2 高性能砼的拌制要求
針對本工程砼強度等級高，抗滲性要求高等特點，必須強化砼原材料的檢驗標準，加強砼攪拌過程的技術措施等要求。
⑴原材料質量：嚴格控制原材料質量，對原材料供應源必須進行調查和預先進行抽樣檢測，原材料進場后要嚴格按規定要求進行抽樣檢查。
⑵原材料稱量：嚴格按配合比重量計量，控制計量偏差,水泥和摻合料±1%，水和外加劑±1%，粗、細骨料±2%。
⑶攪拌站設備：應有精確的原材料自動稱量系統和計算機自動控制系統，并能對原材料品質均勻性、配合比參數的變化等，通過人機對話進行監控、數據采集與分析；
⑷攪拌時間：根據砼的強度等級以及其他性能要求，結合攪拌設備的要求確定合適的攪拌時間。
3、高性能砼施工方法
⑴振動棒是使用:高性能砼因自身流動性較高，易于流動和密實，因此不需強力振搗，可選用低頻振搗器。
⑵墻體砼澆注和振搗：砼下料點要分散布置，澆注砼要連續進行，間隔時間不應超過2h。
⑶框架柱砼澆注和振搗：若框架柱高度大于3m，澆注砼必須用串桶或溜槽,每層振搗時振搗棒要插入下層砼且深度不小于50mm, 振搗要均勻。
⑷梁、頂板砼澆注和振搗：為了提高頂板砼表面觀感，在頂板澆注時，采用3m長鋁合金杠刮平;在頂板砼進行最后一遍壓光時，應用毛刷將砼表面沿同一方向刷出順紋,初凝時再進行二次壓面。
⑸樓梯砼澆注和振搗：砼澆注樓梯時應自下而上，先振搗平臺板及樓梯板砼，達到踏步位置時,再與踏步砼一起澆注，接著連續向上推進，并一邊推進一邊用木抹子將表面抹平。
⑹高強砼澆注時間的控制:由于高強砼的初凝時間較普通砼來得要快，因此要盡量控制好砼的初凝時間，高強砼的初凝時間不小于6個小時，其終凝時間應不大于10個小時。
⑺高強砼對施工機械的要求
在高強砼的施工過程中，對砼的施工機械又有更嚴格的要求，如砼泵車、砼運輸車輛等等，應保持最佳狀態，保證高強砼施工的連續性，以減少砼施工中的冷縫的發生。
⑻高性能砼養護
為保證砼具有優良的密實性和強度，要求對已澆注完的砼部位盡早保水養護,通過在砼上面架設帶孔的塑料管，然后接通自來水連續澆水，通過隔氣保溫養護，降低砼水化熱高峰時的溫差,正常施工情況下砼拆模后，可涂刷養護劑，總養護時間不小于14天，可避免砼內部失水。
4、高性能砼質量保證措施
⑴高性能砼在試配與施工前，各方應共同制定文件，規定質量控制措施，并明確專人監督實施情況;
⑵合理布置泵管和安放泵車，泵送前用同砼配比的去石子砂漿潤管，正確啟動泵車，檢查泵管連接、支撐是否牢固等;
⑶施工時采用泵送砼，為保證砼連續澆注，要求在技術和生產組織上保證砼供應、輸送和澆注的各環節效率協調一致，保證泵送工作連續進行。
⑷收集施工過程中砼的性能數據，以幫助調整、改進設計配比和監督砼拌合生產過程。
⑸針對商品砼站運距較遠且地處交通復雜地帶，為了解決C60級砼坍落度損失的問題（特別是高溫季節尤為突出），保證砼正常施工，采取部分泵送劑在現場二次摻加的方案，現場二次摻用的泵送劑必須配成溶液使用,二次摻用量根據試驗確定。
⑹砼出站運送至現場卸料完畢的時間、試塊的制取、養護和試驗嚴格按國家標準的規定執行。
5、結束語
本工程根據高性能砼施工的規定，充分運用科學、合理的方法在施工上高標準、嚴要求，遵循不斷進步、不斷創新的理念，從高性能砼試配、拌制要求、施工方法、質量保證措施等方面進行嚴加控制，保證高性能砼達到“質量均勻、體積穩定、耐久、滿足設計強度”的目標。
參考文獻
[1]姚燕著.高性能砼的體積變化及裂縫控制.中國建筑工業出版社，2011年2月.
新研究讓液態金屬機器能“跑”能“跳”
據中科院微信公眾號，近期，中國科學院理化技術研究所聯合清華大學研究組，首次報道了由液態金屬驅動的金屬絲振蕩效應、金屬顆粒觸發型液態金屬跳躍現象等，并研發出鍍有磁層的自驅動液態金屬機器乃至以液態金屬為車輪的微型車輛，其中兩項研究以封面文章形式發表。
此前，液態金屬機器均以純液態方式出現，固液組合機器效應的發現和技術突破，使得液態金屬機器自此有了功能性內外骨骼，將提速柔性機器的研制進程。
記者注意到，這個科研團隊的帶頭人是中科院理化所雙聘研究員、清華大學教授劉靜。
2013年6月，把液態金屬做成打印“墨水”，劉靜團隊首次研發出紙上直接生成電子電路的技術。一年后，團隊又研發出世界首臺室溫液態金屬打印機，借助該設備，只需在計算機上設定程序，就可以“打”出個性化的電路系統。2015年初，劉靜帶領的團隊造出世界首臺液態金屬機器的相關論文引起《科學》等權威網站的關注，被形容為制造出“終結者”。
劉靜團隊近期在發表于《先進科學》上的題為Liquid Metal Machine Triggered Violin-like Wire Oscillator（10.1002/advs.201600212，2016；封面文章）的論文中，報道了一種異常獨特的液態金屬固液組合機器的自激振蕩效應：將處理過的銅絲觸及含鋁的液態金屬時，銅絲會被液態金屬迅速吞入，并隨后在液態金屬機體上做長時間往復穿梭運動，如同演奏音樂中的小提琴琴弦一般（如圖1）。
此外，用不銹鋼絲觸碰液態金屬，還可對銅絲的振蕩行為加以調頻調幅操控。造成上述現象的機制主要在于，鋁與堿溶液反應引發液態金屬與銅絲兩端出現浸潤力差異所致，這里，~絲、液態金屬、電解液及氫氣之間多相界面的動態耦合產生了節律性牽引力。這一突破性發現革新了傳統的界面科學認識，也為柔性智能機器的研制打開了新思路，還可發展出流體、電學、機械、光學等系統的控制開關。
在發表于《應用物理學快報》上的題為Jumping Liquid Metal Droplet in Electrolyte Triggered by Solid Metal Particles（108，223901，2016）的論文中，作者們發現了一類有趣的液態金屬跳躍行為（如圖2）：向放有金屬液滴的溶液體系中加入固體金屬顆粒（鎳、鐵等）后，原本靜止的金屬液滴開始跳動起來，并在容器底部留下一串餅狀“腳印”。
研究揭示，金屬顆粒與液態金屬表面發生點接觸時，交界面處電場強度顯著增強，以至會在溶液內電解產氫，氫氣泡在基底不斷吸附長大形成“氣體彈簧”，這就為液滴跳躍提供了推力。導致電場極化的因素之一是來自液態金屬與固體金屬顆粒之間的電勢差即原電池效應（如圖3）；另一原因則在于，固-液材料界面間微觀形貌差異會導致電荷累積，繼而引發尖端放電效應。
在《材料化學學報B》上的論文Self-Propelled Liquid Metal Motors Steered by Magnetic or Electrical Field for Drug Delivery（4，5349，2016，封面文章）中，研究小組通過電鍍方法在液態金屬表面鑲嵌鐵磁性鎳層，由此實現了機器在外部磁場或電場作用下的靈活控制（如圖4），并驗證了其在藥物遞送方面的潛在價值。超越于無規則運動型液態金屬機器的是，該磁性固液組合機器可實現運動起停、轉向和加速等復雜行為。
進一步地，研究小組還發展出一種以柔性可變形“車輪”驅動的微型車輛，其由金屬液滴及經3D打印的塑料本體組合而成。在電場作用下，液態金屬“車輪”可發生旋轉變形，繼而驅動車輛行進、加速乃至實現更多復雜運動（如圖5）。采用類似于四驅車的結構，研究小組證實其可在攜帶重物0.4g的情況下以25mm/s速度運動。這種固液組裝型柔性機器的設計概念可衍生出更多復雜的可控機器結構。相應研究發表在RSC Advances（Liquid Metal Wheeled Small Vehicle for Cargo Delivery，6，56482-56488，2016）上。
十多年來，由中科院理化所研究員劉靜帶領的團隊圍繞液態金屬開展了大量原創性探索，在芯片冷卻、先進制造、電子技術、生物醫療及柔性機器等領域取得全面突破。團隊迄今已發現30類以上具有重要科學意義的液態金屬基礎現象或效應，研發出數十種實用技術，在包括北京、云南、廣東等地在內的全國范圍內推動產業化，先后促成了領先性液態金屬產品生產線、研發中心及科技館的建設落成，多種產品進入市場，提出的創建液態金屬谷乃至發展液態金屬全新工業體系的構想也正從理想變成現實，成果在海內外學術界和工業界產生重大影響。
近些年，劉靜團隊一直在致力于聯合工業界推動液態金屬產業化應用。“我們有幸在液態金屬研究上走在世界前頭，但在產業方面不能落后，我們要把握歷史機遇，幫助我國建成世界級的液態金屬谷。”劉靜說。
離造出“變形機器人”還有很長路要走
隨著科技的不斷進步，液態金屬已經走進了我們的視野，但擁有液態金屬就意味著能制造出“變形機器人”嗎？
澳大利亞皇家墨爾本理工大學的科學家在今年8月也表示，他們使用一種液態金屬合金制造出能自主操作的開關和泵。最新技術可用于制造能像活組織一樣行動的電子設備，甚至類似“T-1000終結者”那樣的3D液態金屬機器人。盡管目前“T-1000”離完全實現還有不少技術障礙，但澳大利亞的科學家稱他們已朝這一方向“邁出了堅實的一步”。
論文摘要: 廢舊電池的隨意丟棄會帶來嚴重的環境污染以及資源的浪費,同時其回收再利用的空間也較大。目前我國在廢電池的處理和回收利用上仍然存在許多問題,如何建立和健全我國的廢電池回收利用機制,成為我們應當關注的重點。
伴隨我國科技水平及社會生活水平的不斷提高,越來越多的電子產品被人們購買和使用。而電池作為一種便攜式能量儲存器,消耗量與日俱增,其所含的重金屬等物質一旦進入環境中的土壤、水體等,會對人體造成不同程度的危害;同時,如果有合適的處理方法,這些重金屬又有很大的回收利用價值。目前,我國在廢電池的回收處理上還處于起步階段,仍然具有很大的發展空間。如何根據我國廢電池回收處理的現狀,提出合理的解決辦法,已經成為一個刻不容緩的問題。
1 廢電池對環境的危害
電池中含有大量的有毒有害物質,如果進行隨意的丟棄,其對環境造成的影響也是相當巨大的,科學調查顯示,一顆紐扣電池一旦隨意丟棄,可以污染掉高達60萬升的水體,約等于正常人一生的用水量。概括起來,廢電池的危害主要有以下幾個方面:
1.1 酸、堿電解質溶液的污染
廢電池中含有大量的酸性和堿性溶液,特別是經過雨水的沖刷和淋溶之后,會對附近的水體和土壤的PH值造成影響,導致土壤及水體的酸化或堿化,水體PH值的改變直接影響水中生物的生長繁殖;同時,環境的改變也會對人類的健康造成影響。
1.2 重金屬污染
從電池的主要結構可以看出,電池中含有大量的重金屬,總的來說主要有Zn、Hg、Cd、Ni、Pb等,這些重金屬一旦流入生態系統并進入食物網,會對人體的健康造成諸多不利影響。
汞特別是有機汞化物具有極強的生物毒性和極長的腦器官生物半衰期,能引發中樞神經疾病;鉛會導致人體精神紊亂及消化系統的損害等;鎘具有致癌性,是引發疼痛病的元兇;鎳、鋅的毒性相對較小,同時還是人體必需的微量元素,但是如果攝入過多,同樣會對人體造成一定的危害。
1.3 其他污染類型
除了酸、堿電解質以及重金屬的污染,廢電池的隨意丟棄和處理也會帶來其他方面的污染。例如:廢電池在進行焚燒處理的過程中釋放的污染物對大氣造成的危害;在廢電池集中清運、貯存過程中由于管理不善,造成局部地區更加嚴重的污染問題等等。
2 我國廢電池處理的現狀
我國是電池的使用大國,對廢電池進行資源化回收利用對于環境的保護以及資源的再生都有著極大的效用,然而就目前我國的廢電池回收處理現狀來看,仍然存在大量的問題。
2.1 缺乏相關教育,個人意識淡薄
由于對廢電池相關影響的知識教育的卻乏,大部分人認識不到廢舊電池對環境危害的嚴重性,環保意識的淡薄使得群眾不能積極主動的參與到舊電池的回收處理上,致使許多的電池回收設備形同虛設,并不能夠很好的利用起來。
據調查,目前我國電池的年使用量高達70億左右,并以每年10%左右的速度在增長,然而其回收力度卻不足2%。較低的回收水平也導致廢電池的處理難以產業化、規模化。
2.2 處理技術的要求高,利潤低
由于廢舊電池中含有大量的有毒有害物質,特殊的結構又決定了其處理難度的升高,加上處理水平和經濟條件的制約,使得廢電池的回收很難向產業化發展。同時該產業較低的處理利潤很難吸引較多的投資者投資處理,給廢電池的回收處理帶來一定的困難。
2.3 相關法律制度的缺乏
到目前為止,我國仍然缺乏對廢舊電池處理的相關法律法規,因此,使得生產者、消費者和使用者之間很難分清各自應當承擔的責任。由于缺少法律的制約使得一些正式的回收處理廠商經常面臨回收量不足的困境;另一方面,一些對環境污染較大的小加工作坊由于技術上的難以跟進及設備的缺乏,不但使得廢電池中的有用物質很難得到回收利用,還會帶來更加嚴重的二次污染。
3 我國廢電池回收的發展建議
3.1 開發新的回收利用技術
在傳統的廢電池回收利用中,主要用到的是濕法冶金處理工藝和火法冶金處理工藝。其中濕法工藝是利用重金屬鹽可以與酸發生反應生成各種可溶性鹽的特點,進而用電解等方法進行分離提純;火法工藝主要利用金屬化合物高溫下的氧化還原反應得以將其回收利用。兩種方法在處理過程中有一定的優越性,也存在一定的二次污染問題,如電解過程中水體的污染以及高溫下的熱污染等等。
因此可以對傳統的處理工藝加以改進,比如加入一些預處理的工藝,從而簡化傳統工藝的工作條件,減少其帶來的一些污染;再者可以增加一些后續處理設備,盡量使產生的二次污染危害最小化。
3.2 提高群眾意識
加大關于廢電池的危害及處理過程的教育力度,增強民眾的環境保護意識,從回收源頭上解決處理難題,實施分類回收和處理方針,盡量做到回收的規模化、正式化。
3.3 完善相關法律法規
良好的法律制度是市場經濟中企業健康發展的有效外部力量,在我國廢電池回收市場的發展上應當逐步建立和健全相關的政策,明確企業及相關人員的責任、義務、權力和處罰條件,建立完整的廢電池回收、處理體系,實施企業化管理模式,關閉不符合環境要求的小作坊,對存在問題的回收企業實行整改,逐步完善回收處理市場。
3.4 實施合理的經濟手段
由于我國電池價格普遍偏低,造成對消費者的錯誤引導,因此可以通過對電池進行合理定價(將污染治理的部分費用并入商品的價格中)來減少電池的使用,同時對電池的生產企業征收合理的環境治理費用。將這些費用利用到廢電池的回收和利用上,對回收利用企業給予補貼,提高其回收生產積極性。
4 總結
廢電池的隨意堆放和處理對環境造成的影響大,嚴重危害人體健康,因此對廢電池的回收利用很有必要。目前我國對廢電池的回收利用還剛剛起步,仍然面臨著諸多問題,更應當提高認識、加強管理,多學習其他國家先進的處理模式,做到科學的、系統化的回收利用,以實現廢電池的減量化、無害化和資源化。
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論文摘要：就業導向驅動是市場經濟對教育的必然要求。市場經濟下的化學教學已不同于以往計劃經濟下的化學教學。在中醫藥院校的無機化學教學中，重視傳統教學方法的繼承與發揮，努力探索利用現代化手段進行創新，結合專業激發學生學習興趣，提高學習能力，提高綜合素質，有利于培養智慧型應用人才。
當前我國高等教育正處于由精英型教育向大眾化教育、由應試型教育向素質能力培養型教育轉軌的時期，這是我國高教事業的重大變革。為了適應這一新形勢，中醫藥院校教育必須改革，而教學改革是教育改革中的一項重要內容。目前，大多數中醫藥院校的無機化學教學，無論從教材結構、教學手段，還是從與專業結合的角度來看，都與滿足教育轉軌的需要、適應學生就業的需求有較大差距，無法滿足學生學以致用、舉一反三的實際需要。無機化學是中藥學、藥學等相關專業學生人校的第一門重要基礎課。
它不僅為后續有機化學、分析化學、物理化學等相關課程提供必備的思維方法和綜合運用能力，還擔負著使學生盡快適應大學的教育模式和學習方法的重要任務。上好無機化學課，對中醫藥學生從高中的應試教育向大學的素質教育轉化起到特殊作用。
一、重視緒論課，激發學習熱情
良好的開端，是成功的一半。無機化學緒論課的主要內容，通常是從介紹化學研究對象，到無機化學研究對象、發展前景、與中醫藥的關系，再到無機化學的學習要求和學習方法。講課時，可突出以下幾個方面。
1．無機化學是化學學科的基礎和母體。我國國務院學位委員會規定無機化學為化學學科所屬的七個二級學科之首，其余依次是核化學和放射化學、分析化學、有機化學、物理化學、高分子化學和環境化學。
2．強調無機化學與藥學的關系。某些無機物質作為礦物藥，是中藥的重要組成部分。我國地域遼闊，礦物藥種類繁多，應用礦物藥治病歷史悠久。《中藥大辭典》、《全國中草藥匯編》等專著也有礦物藥記載。目前在新藥開發中，以無機物為主的制劑也大量出現。研究金屬元素和藥物的關系，研究在生物體內由于這些元素的失衡所引起的各種疾病和治療這些疾病的藥物以及治療手段，即藥物無機化學，是近十多年來十分活躍的一個領域，可以認為是生物無機化學的一個分支。另外，最近的研究表明，在抗癌化合物的任意篩選中，從無機化合物中發現活性物質的概率要比在有機化合物中大25倍。
3．提出“做人”的道理，落實“育人”的目的。韓愈認為：“師者，所以傳道、授業、解惑也。”世界著名的牛津大學和劍橋大學都以培養有“教養”的人為目標。他們認為培養學生有“教養”，比具有高深學識更為重要，教育的成果“不是書面是人”。作為入學第一門基礎課的任課教師，當然有義務向學生進行一次“做人”的道德思想教育。
曾經兩度獲得諾貝爾獎的居里夫人在法國發現了新元素，毅然選擇自己的祖國波蘭來命名它為“釙”(Pdandium)；我國化學專家侯德榜，早年留美，1920年獲得哥倫比亞大學研究院化學工程博士。1921年毅然回國，面對國際制堿托拉斯對我國堿業的壟斷，決心振興民族化學工業。他不辭勞苦，潛心研究，首先提出了聯合制堿法，被公認為侯氏制堿法，為我國制堿業做出了輝煌的貢獻③。適時對學生進行一些諸如此類的愛國主義思想教育，能激勵學生為振興我國的中醫藥事業而學習的熱情。
二、重視學習能力的培養與訓練
對于剛從高中升人大學的新生，多習慣于原來的學習方法，并以中學的教學模式要求教師。而實際上，大學課程內容多，信息量大，授課進度快，課堂復習輔導時間少，但自習課相對增多。因此，新生可能會出現兩種不良現象：一是放松學習，利用自習課、晚上時間來彌補高中階段因緊張應試而失去的玩樂時間；二是找不到適合自己的學習方法，被老師拖著疲憊地向前趕進度。為了避免這些現象，教師必須給予正確的引導。
1．重視課前預習，提高學習能力。先告訴學生每章的重點、難點，課堂講授大約幾學時，講授的基本內容，讓學生心中有數。每次提前下發預習內容，給學生布置明確、具體、帶有啟發性的閱讀提綱，或設置一系列閱讀思考題，幫助他們把握重點，了解難點，預先了解知識的脈絡體系。
2．課后歸納，啟發思考。每章內容學習完之后，要求學生先自
己歸納總結本章所學內容。歸納總結可以按照事物求同的某種屬性，運用求同思維去進行；也可以根據事物本質加以概括，使知識更加簡約，更加精練，更加便于理解和記憶。譬如理論部分可用條理式，比較式。如在“弱酸弱堿電離”、“緩沖溶液”、“沉淀平衡”中都提到了“同離子效應”的概念，有無類似之處；在“分子結構”一章中，提到了多種化學鍵理論，可比較這些理論提m的先后順序，各自的優缺點，更適用于解決那一類問題；在“酸堿平衡”一章中公式很多，它們在使用時各有什么局限性；等等。在進行這樣比較、歸納、總結后，可將前后知識梳理清晰。在此基礎上可啟發學生獨立思考融會貫通。
三、尊重傳統，結合中醫藥特點，活躍教學氣氛，啟迪智慧
諾貝爾獎獲得者楊振寧先生在比較了中美的教學方法后指出④：中國的傳統教學方法重視演繹、推理，其結果就是按部就班，嚴謹認真，基礎好，但創新精神不足；而美國的教學方法中歸納、綜合和分析相互滲透，雖不夠嚴謹，但其效果是獨立思考和創新精神強。雙螺旋結構是1953年由一位青年生物學家沃森和另一位青年物理學家克里克提出的，但他們的研究方法應該講是模仿化學家鮑林的。鮑林依靠他在結構化學方面的優勢，從原子之間的立體化學關系，氫鍵的配置，采用拼搭模型的手段，就將一螺旋的結構“猜”了出來。教學中訓練學生從大量的知識堆積中找出共性，上升到理性認識的思維方法，不僅能提高學習效率，更能培養學生分析問題、解決問題的能力。通過這種教學方式，開發了學生學習的各種潛能(分析、理解、記憶、想象等)，達到了素質教育的目標。
無機化學的特點是知識繁雜，有人戲稱無機化學為“無理化學”。如果教師不注意調整教學方式，一本教材，一支粉筆，面無表情講完一本書，學生也只會死氣沉沉，心不在焉地聽完一本書。教師與學生感情上沒有溝通，教與學配合不緊密，學生對這一學科的學習就不會有太大的熱情。愛因斯坦有句名言：“興趣是最好的老師。”學生對某一學科有強烈的興趣時，就會產生積極的探索精神，從而提高學習的自覺性和學習效率。
1．理論與實際相結合，激發學生的學習熱情。如介紹無機化
合物在中藥方劑中的應用時，可治流行性乙型腦炎的“白虎湯”：生石膏50g，知母18g，甘草6g，粳米9g。方中君藥生石膏[c．so·H20]味辛甘，性大寒，善能清熱，并能止渴除煩。治療暑濕的“六一散”：滑石18g，甘草3g。方中君藥滑石[Mm(Si，O．。)(0H)】能清tl，解暑熱，滲濕利小便。暑濕證兼tl，悸怔忡，失眠多夢者，用六一散加辰砂，燈心湯調服，即“益元散”。用于清熱開竅，豁痰解毒的“安宮牛黃丸”：牛黃、郁金、黃連、朱砂、山梔、雄黃、黃芩各一兩，水牛角濃縮粉一兩，冰片、麝香各二錢五分，珍珠五錢，金箔衣。方中牛黃味苦而涼，能清心解毒，熄風定驚，豁痰開竅與麝香共為君藥；佐以朱砂【Hgs】、珍珠[CaCO，】鎮心’安神，以除煩躁不安；雄黃【As2S2】助牛黃以豁痰解毒；用金箔【Au】為衣，亦是取其重鎮安神之效⑥。這些例子學生很有興趣，也緊密聯系了無機化學與中醫藥的關系。
2．利用課堂演示實驗，增強教學互動性。如講配合物一章時，用演示實驗就可很好地導人配合物的定義，取得更好的效果。另外有很多元素性質部分的驗證實驗因學時有限，學生不能在實驗室做，對于其中重要的、經典的實驗，可在課堂上演示，并請學生毛遂自薦上臺示范。示范時一方面要先分析實驗現象；另一方面為了觀察到是否發生了反應，就要體現出是否有現象變化，那么加試劑的先后順序也應事先琢磨好。這樣學生不僅掌握了書本知識，在實際操作中鍛煉了動手能力，提高了分析能力，也使課堂氣氛更活躍，提高了學生的學習興趣。
3．探究教學方法，教學相長。教師在課堂上儀表端莊，和顏悅色，精神飽滿，思維敏捷，幽默機智，則課堂氣氛活躍，師生關系融洽。教師還應創造機會讓學生發問，加強課堂教學的雙向交流，做到教學相長，師生互動。對于學生提出或回答的問題給予肯定，保護其積極性。多給予學生表揚，多用激勵性和指導性語言來激發學生的上進性、自尊心。學生喜歡這樣的化學老師，對化學學科也會產生一種親切感，即所謂“親其師，信其道”。
四、鼓勵創新，利用現代化手段激勵學生學以致用。
那么，我們中學化學應該如何為創建綠色學校來“添加綠色”，進行綠色化學教育呢?本文針對化學教育的特點，結合近年來所進行的化學環保教育的實踐，初步探討了綠色化學教育的方法和途徑。
一、通過化學教學滲透綠色化學教育
在化學教學中，可把本地區環境污染的典型事例自然地、生動地滲透到化學教學中，讓學生親身體驗到污染給人們帶來的危害，培養學生對環境保護的責任感，明確實施綠色化學的重要性。例如：硫酸工業制法的教學，在講SO2尾氣的污染時，讓學生看酸雨危害的錄像，還讓學生做將SO2回收制取H2SO2，及液態SO2的練習題。使學生體會到回收SO2，不但可以減少污染，減少經濟損失，而且還可變廢為寶，制取新產品，提高經濟效益。在講氮族元素這一章時，進行素質教育的整體設計，特別講解氮在自然界的循環。穿插汽車尾氣的排放，氮氧化物造成光化學煙霧，水中氮磷過多造成水富營養化，形成赤潮造成污染等等環保知識。
另外，教科書上的很多化學實驗內容在操作過程中會造成大氣或水體污染，如：無機化學中Cl2的制取和性質實驗，硫及其化合物的性質實驗，氮化合物的性質實驗及有關重金屬鹽的實驗等等，還有有機化學中的許多實驗。在教學中教師除傳授知識和培養實驗技能外，還要著重引導學生對污染環境的化學實驗的裝置進行改革、創新，使其成為綠色化學實驗。將Cl2的制備和性質實驗改在一個封閉、連通、透明的裝置中進行操作，這樣既不影響實驗效果，也不污染大氣，又可增強學生的環保意識。
在這里介紹一下原料綠色化的簡單例子。氫氰酸是劇毒物質，對工人的健康損害很大，同時，排放含CN-的污水、廢氣也嚴重污染環境。因此，現在電鍍工藝中主要使用無氰電鍍，無氰電鍍的電鍍液中不含CN-。無氰電鍍液的配方可鼓勵學生去因特網上查找。在講解氯氣的漂白作用(實際上是HCIO的漂白作用)時，不妨告訴學生：現在造紙廠和自來水廠已逐步用二氧化氯(ClO2)、過氧化氫(H2O2)、臭氧(O2)等，代替氯氣作漂白劑和消毒劑，這樣可避免產生二惡英和其他有機氯化物，因為二惡英和許多有機氯化物多為致癌物。在講解高二教材第四章“石油、煤”一節時，應告訴學生，目前95％以上的有機化學品都來自石油和煤。但是，石油和煤都是不可再生資源，伴隨著人類的開采、利用將逐步耗竭。因此，利用可再生資源合成化學品是綠色化學研究的又一戰略。
能源綠色化要求生產過程應該盡量控制在溫和的溫度和壓力下進行，使能耗最低，并盡量使用可再生能源。關于這個條件，高二教材第七章第二節提及利用高分子膜淡化海水、處理污水和能量轉化等方面的范例。采用高分子膜淡化技術就不需加熱蒸餾，可節約大量能源，為緩解能源的不足帶來希望。高三教材第四單元“氯堿工業”一節中也介紹了“離子交換膜法電解制堿技術”，該法具有能耗低的優點。而關于能源的凈化、無害化，高二教材第四章第六節詳細介紹了煤的干餾、汽化和液化技術。高三教材第三單元第四節，專門討論了“使用石化燃料的利弊及新能源的開發”。我國是世界上最大的耗煤國，積極開展煤的無污染利用和綜合利用十分重要。這方面的綠色化學技術主要有等離子除硫除塵、生物化學除硫等。曾有一系列的檢測表明，我國有一半左右的城市兒童血鉛含量超過了國際公認的鉛中毒標準。罪魁禍首就是為提高汽油的辛烷值而添加的一種名為四乙基鉛的抗爆震劑(見高二教材第99頁閱讀材料)。最新的綠色化學成果已開發出通過固體酸催化工藝提高汽油辛烷值，為汽油無鉛化提供了強有力的技術支持。
最后，告訴學生，最好的防治辦法是“不讓污染物產生”，如改變燃料的結構、成份，尋找新能源，大量植被造林，城市禁止使用煤而改用管道煤氣等。這樣教學豐富了課堂教學內容，提高了學生的學習興趣，又溶進了綠色化學教育。
二、通過實驗教學培養學生的綠色意識
化學實驗的污染排放看似微不足道，但其成分復雜，累計效應實在不容忽視，尤其不能忽視的是實驗的育人功能。因為化學實驗是培養學生科學素養、注重化學與環境之間密切關系的關鍵環節。因此，化學實驗的綠色化設計，應該大有作為。
在化學演示實驗和學生分組實驗中，都存在著“廢氣、廢液、廢渣”的問題，這些實際問題的處理過程，是培養學生良好的環保習慣的難得機會。廢氣如何處理?如氯氣的全封閉制取裝置(尾氣用NaOH吸收)；廢液如何處理?如分組實驗制乙烯后硫酸的回收；廢渣如何處理?如制H，后鋅粒的回收等等。盡管有些回收處理較繁瑣，遠沒有亂倒亂丟方便，但若放松了這一關，就至少有兩方面的危害：從近處看，污染物積少成多，造成實驗室長期的危害和隱患。例如積累在下水管道里的Zn粒若遇到大量的酸，甚至會造成H，爆炸，這種災害已有所聞；往遠處看，貪方便，圖省力的不嚴謹的習慣一旦形成，積重難返，就會產生不守法規、污染環境的新一代，誤人子弟，誤民誤國。
三、通過化學課外活動加強綠色化學教育
英國教育專家的統計表明，青少年時代親歷過的實踐活動，對一個人終身的影響占有很大的份量。這說明親自“感覺”這個世界遠遠比知道這個世界更重要。如果只讓學生們坐在教室里討論離他們很遙遠而且憑他們目前的力量根本無法解決的問題(如化學污染、環境危機等)，久而久之，他們就會被這種無能為力的悲觀和沮喪所淹沒，對綠色化學的目標的實現產生懷疑。基于上述“體驗比理解更重要”的教育理念，在實施綠色化學教育時，完全有必要組織學生進行環境調查、撰寫綠色化學科技小論文等活動。學生通過調查去親自體驗綠色化學問題。
在學“肥皂和洗滌劑”時，提到：有的洗滌劑含有磷元素，造成水體富營養化，促使水生藻類大
量繁殖，水中的溶解氧降低，使水質變壞。目前，合成洗滌劑導致的水體污染已引起人們極大的關注，并正積極研制無磷等新型洗滌劑，以減輕環境污染。因此，教師可組織學生對當地的水體進行考察。
學生學習了臭氧之后，教師組織學生閱讀有關臭氧的知識，1984年科學家發現南極上空臭氧空洞；其實是氟里昂對臭氧層的破壞作用，這正是產品綠色化方面的問題，但是真正的元兇是Cl原子，而Cl原子的產生與氟里昂有關，生活中氟里昂的產生主要在家用電冰箱、換氣扇，要求學生調查家里的這類電器，并寫成小報告在全班進行演講。還有許多例子，如自己所在城市的空氣狀況，這就需要了解周圍的工廠及機動車輛的多少，同樣寫成報告的形式。還可以留心閱讀家庭日化用品(如洗衣粉、滅蚊劑、干電池、化妝品、調味品、醫用藥品等)的說明書，特別是其原料成分的說明，聯系已了解的綠色化學知識，分清哪些成分是符合綠色化學要求的，哪些是不符合綠色化學要求、需要逐步替代的，對這類日化用品要逐步減少使用，使用后要考慮如何減少對環境的污染。
總之，在實施綠色化學教育時，完全有必要組織學生進行工廠及環境調查、撰寫綠色化學科技小論文等活動。使學生通過調查去親自體驗綠色化學問題。
我國的綠色化學的研究和開發剛剛起步，而綠色化學不僅僅是科研戰線或化工戰線的任務，在整個化學領域都要實現從傳統化學到綠色化學的轉變。作為普及化學知識和培養能力、肩負培養化學專門人才重任的化學教育，就必須義不容辭的地承擔起普及、宣傳和實施綠色化學教育的任務，讓綠色化學教育成為21世紀素質教育的重要內容，把綠色化學教育的思想和內容貫穿在整個教學工作的全過程，使學生認識到化學在社會發展、提高人們生活質量、增進人們身體健康、實現人與自然和諧發展中的作用，更要認識到化學給環境帶來的負面影響，從而使學生牢固樹立起綠色化學和環境保護的意識，認識到綠色化學是“防”，環境保護是“治”，只有從根本上切斷污染源，才能真正做到環境保護。
總之，只要結合好具體的教學這個主載體，充分利用教材中的綠色化學素材，聯系綠色化學發展的新成就，注重學生的興趣特點，隨時隨地都可以擺開綠色化學教育的課堂，在“潤物細無聲”中使學生了解綠色化學原理、樹立綠色化學意識，實現綠色化學教育的目標。
關鍵詞： 外加劑 混凝土 減水劑 相容性 強度
Abstract: in this building engineering, concrete is the most versatile, the dosage of one of the biggest building materials. Continuously improve the performance of the concrete become the main trend. And for how to improve the have a lot of methods, and mixing admixture is one of them, its characteristic is more varieties, content is less, in improving the new mixing sclerosis concrete performance and plays an important role in, it is the main technical modification concrete ways, different admixtures have different function mechanism, can from different aspects of improving the concrete performance, but in actual process, it is necessary to correctly use, prevent the improper use of concrete to negative impact on performance.
Key words: concrete admixtures water reducing agent compatibility strength
中圖分類號：TU528 文獻標識碼：A文章編號：
混凝土外加劑是指在拌制混凝土的過程中摻入用以改善混凝土性能的物質。混凝土外加劑的摻量一般不大于水泥質量的5%。混凝土外加劑產品的質量必須符合國家標準《混凝土外加劑》（GB8076-2008）的規定。
外加劑按主要功能分為四類：
(1)改善混凝土拌合物和易性能的外加劑，包括各種減水劑、引氣劑和泵送劑等；
(2)調節混凝土凝結時間、硬化性能的外加劑，包括緩凝劑、早強劑和速凝劑等；
(3)改善混凝土耐久性的外加劑，包括引氣劑、防水劑和阻銹劑等；
(4)改善混凝土其他性能的外加劑，包括膨脹劑、防凍劑、防水劑和泵送劑等。
施工過程中要根據不同的要求選擇合適的外加劑種類及用量。在混凝土工程中為了滿足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高的特點，會導致混凝土的孔隙率很高，（約占水泥石總體積的25%-40%），特別是其中毛細孔占相當大部分，水分、各種侵蝕介質、氧氣、二氧化碳及其它有害物質通過毛細孔進入混凝土內部的通道，引起混凝土耐久性的不足。而外加劑的摻入在一定程度上降低混凝土的水膠比，改善新拌混凝土的工作性和控制混凝土的坍落度損失，并賦予混凝土優良的施工性能及高密實性[2]。外加劑己成為混凝土的重要組成部分，其品種日益增多，性能不斷提高。新品種外加劑的研究開發，是21世紀混凝土新技術向前發展的關鍵。在提高新拌和硬化混凝土的性能中起著越來越重要的作用，但外加劑與水泥的相容性問題制約了混凝土高性能化的發展。
因其涉及到水泥化學、高分子材料學、表面物理化學和電化學等多方面的知識，是一個極其復雜的問題。通過研究證明，水泥中的四大礦物成分對外加劑有一定的吸附作用，尤其是對減水劑而言。其吸附程度的大小順序為：C3A>C4AF>C3S>C2S, 其原因是C3A和C4AF在水化初期其動電電位呈正值，因而較強的吸附減水劑（大多數減水劑為陰離子表面活性劑），且C3A含量對相容性的影響要遠遠大于C4AF，這是由于C3A水化速度比C4AF快，減水劑優先吸附于C3A。C3S和C2S在水化初期動電電位呈負值，因而吸附減水劑的能力較弱。因此水泥中的C3A和C4AF的比例越大，減水劑與水泥的相容性越差。實驗證明：當商品混凝土中使用鋁酸鹽含量較高的水泥時，容易造成需水量增加，混凝土坍落度損失加快[1]。
在外加劑的試驗項目中，有硫酸根的這項檢驗。這是因為在水泥漿體中，硫酸根離子是控制漿體流變行為的一個重要因素，當硫酸根離子濃度與C3A量相對應時，漿體成分的相容性較好。當水泥中硫酸鹽溶解慢，即漿體中硫酸根離子濃度較少，需要影響C3A的量卻相對較多時,由于缺少足夠多的SO42-，較多的C3A快速水化，高效減水劑就會吸附于C3A及其初期水化產物，降低了液相中有效減水劑的濃度，分散作用減小，坍落度損失加劇。含半水石膏、二水石膏的水泥與高效減水劑的相容性比含硬石膏的要好，原因是前二者釋放SO42-的速度比后者快，故石膏的摻量及其溶解速率有重要影響[3]。
堿含量也是外加劑檢驗項目之一，影響水泥的堿含量主要是指Na2O和K2O的含量，通常以Na2O的等當量質量百分數來表示。水泥中堿的存在有助于鋁酸鹽相的溶出，導致水泥粒子對外加劑的吸附量增加，所以隨著水泥堿含量的增加，外加劑的塑化效果變差，而且堿含量的提高還會導致混凝土凝結時間的縮短和坍落度損失的加劇。在一定范圍內，當水泥的堿式硫酸鹽的數量增加時，吸附于水泥顆粒上高效減水劑的數量成準線性降低。
水泥顆粒對外加劑分子有較強的吸附性，在摻加外加劑的水泥漿體中，水泥顆粒越細，對外加劑分子的吸附量越大。而且，水泥顆粒本身具有絮凝的作用，水泥顆粒越細，這種絮凝作用就越明顯，而要破壞這種絮凝所用到的外加劑就會越多。所以外加劑在相同摻量的情況下，水泥越細，其塑化效果就越差。在水泥細度相近時，水泥顆粒級配對外加劑相容性的影響主要表現在水泥顆粒中微細顆粒含量的差異，因而會對外加劑與水泥的相容性產生很大的影響。
外加劑摻加時的狀態也會影響其對水泥的分散效果。摻加粉狀的外加劑分散效果比摻加液態外加劑時約低5％，其原因是粉狀外加劑的分子呈纏繞狀結構，而外加劑溶解在水中1d以上時則其分子呈直鏈形結構，因此吸附在水泥顆粒上所起的分散效果就要大一些。而且，不同的外加劑對于同種水泥，同種外加劑對于不同的水泥的分散效果差別也很大[1]。
混凝土減水劑并不與水泥直接起化學反應，減水劑對混凝土的作用主要是通過對新拌混凝土的塑化作用，其對新拌混凝土的塑化作用的機理主要表現在以下3個方面[4]：吸附分散作用、潤濕作用、作用。
混凝土的流動性一般是由坍落度值表示的。在混凝土用水量和水泥用量不變的情況下，摻加減水劑可增大混凝土的坍落度。絕大部分減水劑摻入混凝土中，會使混凝土的含氣量有所增加。混凝土中摻入減水劑，尤其是引氣型減水劑，在相同和易性條件下，可顯著降低混凝土的泌水率[5]，原因是混凝土的水灰比降低，以及混凝土的分散性得到提高。摻加減水劑會延長混凝土的凝結時間，當減水劑超量摻加時，將導致混凝土出現嚴重緩凝，甚至發生長時間不凝結現象，并且對混凝土強度產生較大的副作用。由于減水劑的摻入，可使混凝土在保持相同流動性的情況下，大幅減小水灰比，因而，混凝土內部水泥石的孔隙率減小，孔結構得到改善，強度提高。在保持相同水泥用量和相同坍落度的情況下，摻加減水劑由于可以提高混凝土的強度，因而會增大彈性模量。摻加減水劑，能夠減小混凝土水灰比，細化孔徑，增加混凝土的抗滲透性，減小碳化速度，提高混凝土的抗鋼筋銹蝕性。所以在外加劑的檢測項目中，有凝結時間差、泌水率比、含氣量、抗壓強度比等試驗項目。
結語：因為混凝土是一種復合體系，外加劑最終多用在制備混凝土中，所以對于外加劑相容性問題的研究最終是對混凝土復合體系的相容性研究。研究外加劑相容性問題不僅包括外加劑與其中某些組分的相容，還要考慮整個體系的相容問題，。混凝土流動性的增加往往造成穩定性的下降，同樣為增加混凝土的穩定性，減少離析、泌水程度，必須以降低流動性來實現。只有解決好這一矛盾的兩個方面，才能生產出性能優越的混凝土。對抗凍融性能要求高的混凝土，所用的外加劑最好是同時具節約資源和能源，保護環境，促進建筑業的可持續發展而努力。有高效減水和引氣性能的復合型產品。若混凝土在低溫下施工，則選用的外加劑除有引氣、減水成分外，還應有防凍和早強成分。對抗滲要求高的混凝土，應該用減水率高的外加劑來減少混凝土用水量，提高密實度，同時加入引氣成分，使混凝土中形成大量微小氣泡，減少泌水通道，提高抗滲性能。混凝土的碳化與鋼筋銹蝕有著密不可分的關系。通過在混凝土中摻加高效減水劑，增加混凝土密實度，可明顯減緩混凝土的碳化速度， pH值降低緩慢，鋼筋產生銹蝕的危害也明顯減慢。
參考文獻
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論文摘要：分析化學實驗是培養學生職業技能和創新能力的重要實踐環節。文章分析了職業學校傳統的分析化學實驗教學模式，并闡述了對其改革的必要性，最后提出若干改革的基本措施。
《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中明確提出:大力發展職業教育，職業教育要著力培養學生的職業道德、職業技能和就業創業能力。職業教育以服務為宗旨，以就業為導向，推進教育教學改革。實行工學結合、校企合作、頂崗實習的人才培養模式。
分析化學是石油化工類學校工業分析、化工工藝、環境科學等專業學生必修的一門專業基礎課，是一門實踐性很強的學科，其中實驗占有較大的比例。學生要在實驗技能方面取得成功，必須付出艱苦勞動。通過分析化學的學習，可以培養學生實事求是的科學精神，培養他們理論聯系實際的能力及創新精神，提高其分析和解決問題的能力。但長期以來，受傳統的重理論、輕實踐思想觀念的影響，實驗教學一直處于教學體系中的弱勢地位，傳統的分析化學實驗教學無論從實驗內容上還是教學方式上，都沒能使該學科的特點很好地顯現。當今社會科技迅猛發展，為了使學生適應當代社會的需要，必須改變傳統的分析化學的教學模式。筆者結合工作實際情況，在分析化學實驗教學內容、實驗教學方法、實驗教學手段、完善實驗評價體系等方面，對分析化學實驗教學改革提出了一系列設想，并逐步付諸實施。
1.擾化實驗教學內容，編寫合適的校本教材。現行的中職學校分析化學教材大多是大學教材的簡單縮寫，與中職學校學生的實際水平有許多不相符合的內容。中職學校學制早就由原來的四年制改為三年制，生源質量也大幅下降，但教材卻基本沒變。這其間的固有矛盾，就自然而然地顯現出來。如原先四年制時的工藝專業把《有機化學》專門作為一門學科，在一年時間內學完。現在是把《無機化學》、《有機化學》、《物理化學》三門課融為一門《化學基礎》，在一年時間內學完。但大多專業課內容除了比改革前簡單了，沒什么大的調整。因此，許多相關聯的課程之間出現了脫節現象。如分析化學中出現的一些內容，在有機化學中根本沒有學過，導致許多學生分不清有機酸、有機堿和有機鹽類，計算公式就更不知道代哪個了。因此，編寫合適的校本教材尤為重要。編寫教材時除了解決以上問題外，還要注重實驗內容與社會實際相結合，為社會培養優良的應用型人才。石油化工類學校學生畢業后大部分走向工廠和企業，編寫教材時應選取與實際相接近的綜合實驗和設計實驗。如硅酸鹽水泥中主要成分分析，工業純堿中碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉的聯合測定，水質成分分析，煤、石油、天然氣分析等。這些實驗貼近我省陜北化工能源基地的實際，又能綜合利用不同化學和儀器分析方法進行分析，一部分作為實驗自選項目，另一部分可作為必做實驗項目，滿足不同層次學生的需求。
另外，編寫教材時不能忽視插圖的潛在功能。課程資源的開發和利用，包括課堂教學資源和課外學習資源，教材中的插圖是最重要的課堂教學資源之一。插圖能以直觀的方法讓師生理解教材所敘述事物的形態及變化規律，使其內容表達得更合理、更完善。教師在化學教學實踐中應重視挖掘插圖的潛在教育教學功能，充分發揮其獨特的資源優勢，引導學生認識和領悟插圖這一“特殊的藝術語言”，從中捕捉所隱含的豐富的化學信息，對提高分析化學課堂教學效果、培養學生能力，都具有十分重要的意義。這一點筆者在多年的分析化學教學中體會頗深。目前，在一些經濟發達地區的職業學校，最好的教學模式就是將實驗教學和實驗安排在同一實驗綜合教室，這樣可以一邊教學，一邊演示，學生可以很直觀地感受到實驗結果，可以對實驗部分理論的理解得更加深刻，教學效果也可以大大提高。然而在廣大西部欠發達地區的學校往往達不到這樣的條件，只能想辦法創造條件，可以充分利用圖片的作用。在分析化學中，滴定分析部分占了多一半的內容，筆者在講四大滴定時，每次都要將滴定分析的簡單的示意圖畫在黑板，雖然畫得不怎么標準，但總能起到事半功倍的作用。比如，在講鹽酸堿標定時，將碳酸鈉和甲基橙指示劑標在錐形瓶中，鹽酸溶液標在滴定管中，這樣看起來整個反應就更加直觀，學生也更容易理解。如果在新教材中能插人必要的圖片，教學中就能挖掘教材插圖這一重要的課堂教學資源，充分發揮教材插圖的潛在教學功能。
此外，在新編教材過程中，應盡量做到實驗內容的綠色化，改進有嚴重污染性的實驗方法，減少污染的排放和減少對人體的危害。增加少量的微型實驗項目，可以節約實驗試劑、實驗經費和時間，減少試劑對環境的污染，提高學生的環保意識，并且具有良好的經濟效益。
2．轉變實驗教學方式，發揮學生主體、教師主導的作用。職業教育改革的教學原則之一就是要面向全體與個別指導相結合。要求教學面對全體學生，加強個別指導。要用正確的學生觀、人才觀看待學生，真誠地期望每一個學生都能成功，為他們創造成功的機會并及時給予激勵，成為他們的知心朋友。職校教師應把教學的重點定位于對學生能力的培養，教師的角色則由教學的中心轉變成教學的組織者、輔導者。
雖然現在很多企業都使用全自動分析天平，但作為分析化學的基本操作，學生還應掌握半自動天平的基本操作。第一次練習天平時，總有個別學生操作很困難，而有一部分學生卻能很快掌握。遇到教師輔導不過來的時候，就可以讓他們相互輔導。學生之間的溝通在某種程度上要更容易些，這樣就發揮了學生主體、教師主導的作用。因此，在新的實驗教學模式下，可形成以學生為中心的開放式實驗教學模式，實現以學生自我訓練為主的教學方法和手段，能激發他們的求知和創新欲望。
3.在實驗教學中應重視教師的示范作用。首先是基礎訓練實驗，要求學生掌握基本操作技術，熟練使用分析化學實驗常用的儀器，為綜合實驗奠定堅實的基礎。分析化學實驗要求學生嚴格樹立“量”的概念，加強學生實驗操作基本功的訓練，是分析化學實驗的關鍵。因此，對分析天平的稱量，滴定管，容量瓶，移液管等定量容器的洗滌、使用、讀數必須按操作規程反復嚴格訓練，以便讓他們養成尊重實驗現象、尊重實驗數據、實事求是和嚴謹的科學態度與習慣，為今后的工作打下堅實的基礎。此外，學生實驗操作時，教師要不斷查看實驗情況，嚴格要求學生，必要時要對相關實驗加以演示。對于初學者來說，教師演示是分化實驗必不可少的一個環節。如在用甲基橙作指示劑，碳酸鈉作基準物標定鹽酸的實驗中，學生一開始很難掌握終點的橙色，如果教師能將橙色準確地演示給他們，就不用逐個解釋終點是否正確，學生只要將兩個終點一比就可以判斷終點是否到達。這樣，通過教師的引導與示范，教會學生怎樣去發現問題、分析解決問題、優化實驗操作過程。
4.更新實驗教學手段，增加課堂的趣味性。分析天平的使用、容量器皿的操作、分光光度計的使用等基本操作的講解內容多，時間緊張，有些操作需要展示操作細節，僅靠實驗教在現場示范是遠遠不夠的。如果將這些內容制成課件可以反復播放，對滴定終點的判斷可以緩慢展示變色過程，并呈現出逼真的終點顏色，這樣增加了課堂的直觀性，便于學生快速掌握要領。筆者講碘量法這節時，將用重鉻酸鉀作基準物標定硫代硫酸鈉溶液的實驗中，依次出現的碘溶液的紅棕色、近終點的淺黃綠色、加淀粉后的藍色，以及終點鉻離子的亮綠色，通過動畫這種直觀的形式加以演示，增加了課堂的趣味性，學生在輕松愉快的氛圍中接受了新知識，改善了教學效果。
5.優化實驗教學內容。作為學科教學的重要組成部分，分化實驗大多是照方抓藥式的單純驗證性實驗，鑒于學生普遍動手能力差、缺乏創新意識，我們對實驗項目進行整合，精選驗證性實驗，增加生活化、設計性實驗。如除了測定自來水的水硬度、水中氯含量，還組織學生以小組合作的形式，對學生家里的井水、化肥的各項指標、食用堿面中的微量鐵進行測定。整個研究過程以這樣的模式進行:問題—設計方案—實驗—表達與交流—反思與評價。學生在所有的實驗探究活動中都表現出極大的熱情，這更能調動他們的積極性、培養了其合作精神。學生一致認為“收獲很大，希望今后能多組織此類實驗。”此類實驗的開展在一定程度上能彌補他們對理論知識的理解與掌握的不足，為今后走向工作崗位打下堅實基礎。這種探究性實驗的開設，可以提高學生獨立開展科研工作的能力和創新意識。
6.建立新的分析化學實驗測量與評價體系。分析化學實驗能力的測評應成為分化教學測量與評價的重要組成部分。如何客觀、公正、合理地評價學生的實驗課成績，直接影響他們做實驗的積極性，對其實驗態度、實驗技能也起著重要的導向作用。建立促進學生全面發展的實驗評價體系，主要包括對分析化學實驗知識與技能、實驗探究能力、情感態度與價值觀的評價。
14年來，我校學生在省級以上化學競賽共獲獎162個，其中省級一等獎81個，二等獎38個，三等獎22個；國家級一等獎14個，二等獎1個，特別是從1993年至1997年5年中，共有6人參加國際化學奧賽，獲金牌4塊，銀牌2塊。我校成為我國中學生參加國際化學奧賽獲獎牌最多的學校之一。
這些成績充分顯示了我校在培訓化學競賽選手上取得的豐碩成果，也顯示了我校化學教學質量達到了一個較高水平。
在全面推進素質教育的今天，廣泛地開展化學競賽活動，能夠有效地大面積提高教育質量，它是常規教育的有益補充，更是教學改革的深化和提高。
一、化學競賽有利于全面提高學生的素質
在由應試教育向素質教育轉軌的時期，教育的目的是提高學生的素質。
抓化學競賽培訓，對全面提高學生的科學素質、心理素質、政治思想素質，也是重要的途徑之一。
1．提高了學生的科學素質
科學素質是一個人成才的基礎，而科學素質的提高是后天勤奮努力和培養的結果。
興趣是培養學生科學素質的前提。化學競賽具有興趣性、競爭性和創造性的特點，符合中學生的好奇、好勝心理。參加化學競賽是學生的自主選擇，因而他們以極大的興趣和愛好自覺地參與。興趣與主動性、與熱情同在，興之所致，甚至廢寢忘食。據調查，參加化學競賽的學生都主動地閱讀過課外化學讀物，做過一定量的化學競賽題，參加過化學課外活動，這對于變“要我學”為“我要學”，變厭學為樂學，培養學生的自學能力和勤奮上進的優良品質都很有好處。
化學競賽活動具有良好的激勵功能，每一次活動都是競賽選手個人價值的自我發現和自我體現的機會，也是他們經受磨煉、提高能力的過程。學生在參賽過程中經常研究一些富有挑戰性的問題，在思考這些問題的同時既提高了抽象思維能力，也提高了形象思維能力，同時還培養了創造思維能力和自學能力。在激烈的競賽環境里，每一個選手都面臨著強手的挑戰，面對眾多的強手，要想在競爭中取勝，就必須善于獨立思考，要有較強的綜合、推理、分析、判斷、評價的能力。因此，通過競賽這把鑰匙，可以打開參賽學生的智力閘門，使他們的各種能力如一瀉千里的洪流，得到充分地發揮。雖然許多競賽選手將來并不以研究化學為職業，但他們從化學競賽的文化熏陶中所獲得的洞察力和創造力將受益終生。
例如1994年我校高中畢業的一位同學，曾獲省化學競賽一等獎，通過參加化學競賽，他的自學能力和思維能力得到了極大地提高。他被保送上湖南師范大學化學系后，一年級英語通過了四級，二年級英語通過了六級，而且他的各科成績在系里名列前茅，系里決定他提前一年畢業，并以第一名的總分考取吉林大學化學系碩士研究生。他在寫給老師的信中說：“在師大附中三年的學習給我最大的益處是自學能力的培養和思維能力的提高……有了這兩種能力，在學習中可以立于不敗之地，我在大學里所取得的成績就說明了這個問題”。化學競賽活動為學生提供了在課堂教學之外獲取新的知識信息的機會，與在課堂上獲取的知識信息相比，這種新的知識信息拓寬了學生的知識面，開闊了學生的視野，因而具有發展型和探究型兩大特征。
發展型知識結構是知識信息的時代特征。化學競賽活動的內容不再封閉在傳統的教學之中。現代化學的內容經過化學教育專家之手，用通俗易懂的語言、文字再現在中學生的面前，使中學生及時地受到現代化學思想與方法的啟迪。甚至于有些化學家苦心研究的最新成果，以很快的速度，就到達中學生的手中。例如C60是美國科學家在1985年通過實驗得到的碳的同素異形體，在1992年1月全國化學競賽時就出一道有關C60的試題，這道試題對每個中學生來說是全新的。這種傳播方式使學生的知識結構中滲透了現代化學的內容，為學生知識結構的進步更新與發展奠定了良好的基礎。
探究型知識結構是科學人才的突出特征。化學競賽內容不再是以傳授知識為主的模仿型。與課本上的常規題不同，高層次的化學競賽題大多是非常規題，所謂“規無定規、法無定法”，就是說沒有現成的解題模式，是需要自己去探究問題的解法，解題的途徑需要經過自己的思考獨辟蹊徑。學生通過這種訓練，養成了獨立鉆研的習慣，學會了獨立解題的方法。
2．造就了學生良好的心理素質
化學競賽活動造就了學生追求科學發現的百折不撓的心理品質。化學競賽活動的經驗告訴我們：競賽要有強烈的好奇心，旺盛的求知欲，自覺的學習動力；競賽要有堅強的意志，冷靜的頭腦，靈活的應變能力；競賽要有強烈的競爭意識，有不服輸的精神，必須好強而不呈強；競賽要有很強的自信心，而不是夜郎自大，盲目樂觀，善于調整競技狀態，抑制臨考前的緊張情緒，相信天下的事都可以做好，因而要從點滴做起，持之以恒，直至成功。化學競賽活動給予學生的上述經驗，為學生未來的發展和攀登科學高峰奠定了良好的心理基礎。
3．有利于提高學生的政治思想素質
在化學競賽活動中，教師不僅給學生知識，還要教他們做人，教師在教學中注重教材的思想性，對學生進行正面教育，經常通過介紹科學家的生平事跡，進行愛國主義教育和勤奮求實、獻身科學的教育。
侯德榜是我國著名的化學家，是我國制堿工業的先驅和奠基人。他潛心研究制堿技術，打破了帝國主義對制堿技術的壟斷，我們應該發揚他那種不屈不撓、勇于拼搏的精神，學習他那艱苦樸素、勇于實踐、不斷進娶無私奉獻、執著愛國的高貴品德。
作為競賽的參與者，他們有激情，有光榮感、使命感和責任感。他們把個人競賽的優劣與集體榮譽緊密地結合在一起，每一次競賽都是一次生動的集體主義、愛國主義教育。將他們參加競賽的激情轉化為對社會、對祖國的責任感，從而提高學生的政治思想素質。
二、化學競賽鍛煉和培養了一批化學教師
化學競賽是基礎教育階段的高水平的智力競賽，不是一兩個教師能勝任和承擔得了的，需要一批甘為人梯、富有理想、樂于奉獻、事業心強、勤學好鉆、勇于帶領學生去拼搏的教師隊伍。要適應化學競賽培訓的要求，培養出高水平的學生，就要求教師進一步加強自身的學習，加速知識更新，不斷提高自身的素質。有的教師，為了輔導好學生，除重新深入鉆研中學化學教學大綱和教材外，還要重新閱讀一些有關的大學教材，同時還要經常關注化學課外書籍及報刊雜志的最新化學研究課題，拓寬知識面、研究大量的化學競賽試題，進一步充實和豐富自己的知識儲備，在培養學生的同時，又提高了自己。我校化學教研組共12名教師，其中有7名教師，均能參加指導競賽培訓。在這些教師中，尤其一批年輕教師是在化學競賽中成長的，他們努力鉆研，勤于思考，不但能教好高中的化學課，還利用假期到湖南師大化學系去進修提高，讀函授研究生，從而使自己能勝任大學的無機化學、有機化學的教學，促進了我校化學競賽活動的順利進行。
三、化學競賽有力地促進了化學教育教學的改革
化學競賽活動激發了廣大青少年學習科學的興趣與愛好，培養了他們的全面素質與能力，同時也有力地推動和促進了化學教育教學的改革。
1．推動了課堂教學的改革
傳統的課堂教學以“傳道、授業”為己任，大多采用被動式的灌輸方式，即遵循“學習、復習、再復習”的模式，這種模式使知識在原有的框架內重復出現，是一種再現性思維的模式。它是思維的低級形式，它忽視了學生的學習主體性，忽視了學生思維的能動作用。而化學競賽活動則從一個新的角度來培養學生的創造性思維，那就是要貫徹“學習、學習、創造”的新教學模式，它十分強調學習過程的主體作用，要求教師“引而發之”，像放鞭炮一樣，教師點著引線，使學生內在潛力迸發出來。如教師在課堂上講一個例題，學生學習、模仿，稱為學習階段，那么給學生留下的課后習題，就不應是例題的簡單重復，而是讓學生看書、鉆研教材后才能解出的題型，學生通過這一過程，又有了新的見解，稱為第二個學習階段，然后在此基礎上獨立地判斷題型，解題，稱為創造階段。這時學生可突破原有的知識構型，超出教師的思維模式，甚至達到一種新的知識境界。幾年來，我校在競賽中能取得這樣突出的成績，這也是重要的原因之一。化學競賽活動，實際上也有一定的導向、啟發作用，促進了我校課堂教學方法的改革。
2．豐富了第二課堂活動的內容
化學競賽是化學科技活動的一種形式。化學競賽活動包括競賽培訓和經常性的化學科技活動的全過程。化學競賽活動通過化學講座、化學課外興趣小組、化學小論文撰寫、化學競賽培訓、化學魔術表演、舉辦化學游藝會、辦化學小報、組織參觀工廠等的深入廣泛的開展，成為學校教育改革的重要組成部分，彌補了課內教學的不足，使學生在課外獲得大量的知識信息，激發了興趣愛好，發展了個性能力，陶冶了情操，鍛煉了意志品質，形成特長，提高了學生的全面素質。
近幾年來，我們請專家來校進行講學。請他們講化學的最新成果、化學的發展現狀及其未來、化學與現代化建設、化學與生活、化學教育與人才培養以及國際化學奧林匹克發展概況等。通過化學講座拓寬了學生的科學視野，激發了他們的求知欲和對科學的濃厚興趣，因而受到了廣大學生的歡迎。
組織學有潛力的學生參加課外興趣小組，興趣小組的主要活動方式是在自學基礎上的集體討論，通過討論，相互啟發，得到新的思路，引出新的設想。特別是那些各抒己見的爭論，對于激發參與者的靈感和培養他們思維的批判性和獨創性大有裨益。課外興趣小組是學生的一種自我教育、自我成長的有效途徑。
為了培養同學們的創造性思維，豐富第二課堂的內容，我們還經常組織同學撰寫化學論文，并進行評選活動。小論文從搜集信息到提煉主題，從謀篇構思到行文表達，都有賴于科學而周密的思維活動。好的文章還推薦到有關雜志發表，這樣做的目的就在于讓學生感到自己智慧的力量，使他們覺得在化學領域一旦自己的能力智慧得到老師的承認，甚至還能在雜志上發表的話，更會迸發出學習的熱情，從而愛好化學、探索化學、獻身于化學。
根據教材內容，貫徹理論聯系實際的原則，組織學生參觀與化學化工有關的工廠，學習了解化學在社會中的地位。不僅擴大了學生知識的領域，同時也使他們對工人師傅的辛勤勞動和技術改革的日新月異有了新的感受，從而提高了同學們學習化學的興趣。
通過這些豐富多彩的課外活動，開發了學生的智力，培養了能力，吸引了廣大中學生參加，因而大大豐富了第二課堂活動的內容。
科技教育的重點是在學生掌握科學文化的基礎上，培養學生運用知識發現問題、解決問題的能力以及幫助學生形成善觀察、勤思考、肯實踐、愿創新的良好品質。小學科學課程正是以培養科學素養為宗旨的科學啟蒙課程，它與科技創新教育有著密切的聯系，為我們把小學科學教學和科技教育有效融合，起到了較好效果。
一、夯實科技教育主渠道———科學課堂教學
小學科學的課程目標包括科學探究、情感態度價值觀和科學知識三個方面。這三維目標在科學素養結構中是互相影響、互相聯系、互相促進的關系。科學探究過程是培養情感態度與價值觀和形成科學知識的基礎和途徑，科學探究的著力點還是課堂，因而夯實科學課堂教學尤為重要。
1.確立科學的教學理念在美國華盛頓兒童博物館的墻上寫著這樣的格言：“聽到的，過眼煙云；看到的，銘記在心；做過的，淪肌浹髓。”如果把這句話用在科學教學中，也就是科學課標中強調的“科學探究”。從這個角度來看，科學學習不僅僅是“學科學”，而是讓學生在動手實踐中“做科學”，在積極探究中“體驗科學”，在創新發展中“應用科學”。
2.構建主動探究型課堂教學模式學校構建了“激趣生疑———猜想假設———探究經歷———交流創新”的課堂教學模式。首先以形象化的手段、實踐性的活動提出問題激發學生探究欲望；其次在師生共同面對要解決的問題時允許和鼓勵學生敢于猜測，作出假設，制定研究計劃；再次讓學生大膽嘗試實驗，探究驗證科學結論，使學生在經歷中體驗，在經歷中獲得，在經歷中發展；最后讓學生將科學知識應用于實踐，開展科技創新。如教學《馬鈴薯在液體中的沉和浮》，我以“小魔術”激趣引入，我拿起兩個大小差不多的馬鈴薯輕輕放入兩杯“清水”里，啊！學生發現“一個沉，一個浮”的現象，產生疑問“為什么同一物質沉浮情況不同呢？是不是兩杯‘清水’不一樣？”當學生猜想其中一杯“清水”可能是鹽水時，我讓學生討論“怎樣證明另一杯是鹽水？”學生想出了“把這杯水放到太陽下去曬；再溶解一杯鹽水，將馬鈴薯放入，看能否浮起來；用酒精燈給這杯水加熱等”方法。這時我抓住契機讓學生討論哪些方法“不科學”？接著讓學生根據我提供的材料用“加熱法”驗證。在教學“調制一杯使馬鈴薯浮起來的液體”環節，我準備了多種材料：鹽、堿、糖、味精和不等量的水，讓學生調配出能讓馬鈴薯浮起來的溶液。學生的做法是不同的，有的是一包一包地增加要溶解的物質，有的是改變水的多少。在交流匯報環節，幾個組都得出了只有“一定濃度”的溶液才能使馬鈴薯浮起來，使學生對于本課實驗所要揭示的科學概念真正做到了在實驗中總結，在理解中記憶，收到了很好的效果。
二、加強科技教育輔助道———科技創新興趣活動
我們把課外科技創新教育作為拓寬、延伸科學課堂教學的內容。在教師的組織、引導下，由個人或小組進行課外科技創新活動，如開展小觀察、小實驗、小制作、小采集、小調查、小論文等。如小制作，學習了《光的反射》，同學們用紙盒、鏡片制出了“潛望鏡”；學習了《怎樣得到更多的光和熱》，同學們用大紙盒、泡沫塑料、小飲料瓶、錫箔紙、透明塑料紙等制出了“簡易太陽能熱水器”……如小論文，學生楊曉輝撰寫的《我家的低碳生活》在河南教育報刊社組織的“寒假日記征文”中獲得二等獎。再如學習了《風向和風速》一課后，李路同學在老師指導下寫了“小觀察”《奇怪的風向》：這天的清晨，我看到校園里的國旗向西方飄，心里想：今天刮得是東風。回到教室，我告訴我的同桌“，今天刮得是東風，在天氣日歷上記下吧！”同桌卻說“：你看錯了吧，我剛才看到大電廠的高煙筒冒的煙向南方飄，今天刮得應該是北風。”難道是我看錯了，于是我叫上同桌一同到教室外又看了一遍。我們發現了一個奇怪的現象：校園里的國旗向西方飄動，而電廠的煙往南方飄，風向為什么不一樣呢？我們疑惑地去問老師，老師告訴我們：地面的風向與高空的風向一般來說是不一致的，因為存在空氣的對流現象，高空的風受水平氣壓梯度力和地轉偏向力兩個力的共同作用，最終風向和水平氣壓梯度力平行。近地面的風除了受那兩個力的作用，還受摩擦力的作用，最終風向是和水平氣壓梯度力有一定夾角。由于大電廠的煙囪很高，頂端在高空，而國旗旗桿頂端屬于低空，所以產生了紅旗與煙的飄動方向不一致的現象。看來，大自然中有著無窮無盡的科學奧秘等待我們去探索。科技創新興趣活動培養了學生的探索科學的興趣，并由興趣發展為志趣，挖掘了學生的潛能。
三、拓展科技教育延伸道———利用好家庭和社區資源
家庭和社區存在著對學生進行科技教育的開放性資源。我校通過家委會、向家長發放科技教育宣傳資料等形式，宣傳科技教育在孩子成才中的重要作用，介紹有效的家庭科技教育經驗和方法，使科技教育走進學生家庭、走進社區。如：有的家長鼓勵孩子把買回的電動玩具進行拆裝，培養動手動腦能力；有的家長支持孩子看中央電視臺《動物世界》、《科學教育》等節目……由于我校位于魯北高科技工業園，結合科學教學，到社區內工廠參觀極為便利。如學習《滑輪組》一課時，在學校的北面正好建設住宅樓，教師便組織學生到工地現場腳手架下，請工人師傅介紹哪是定滑輪，哪是動滑輪，它們是怎樣工作的，學生們親身感受到了科技應用于生產的作用；學習《電能從哪里來》后，教師組織學生到大唐魯北發電公司參觀，請工人介紹熱力發電的基本流程，哪是鍋爐，哪是發電機，熱能是怎樣變成電能的，學生感受到了能量轉化的奧秘等等。這樣，我們以科學教學為主導，以科技創新活動為側重，利用多種科技資源，課內和課外相結合，校內和校外相結合，豐富了科技教育的形式，真正提高學生的科學素養。
（一）機理
傳統舒適性面料多以棉等親水性纖維原料為主，此類纖維的吸水迅速，但濕透的織物不能及時向空氣傳遞散發熱濕，使人不舒服。而用現代吸濕快干性聚酯纖維做成的織物，能把皮膚上的汗水迅速從織物內層引導到織物外表，并散發到空氣中去，從而保持貼身層始終處于干爽狀態，使人體感覺舒適[2]。
（二）表征方法[3]
1．毛細管效應或垂直芯吸法
毛細管效應是最常用也是最直觀的一種方法，可以表現織物吸汗能力及擴散能力。測試方法參照ZBW04019-90紡織品毛細效應試驗方法進行，在YG(B)871型毛細管效應儀上測定，記錄30min后水在織物條上的爬升高度。
2．透濕率
這是衡量織物兩面存在水蒸汽壓力差時織物透通水汽的性能。測試方法是在透濕杯內裝蒸餾水，杯口覆蓋試樣，整體置入干燥器內，干燥器處于規定的溫度條件下((38士0.5)℃)。試樣兩側保持恒定水蒸汽壓差時，在適當時間間隔下稱取透濕杯的質量。當質量下降與時間間隔成正比時，從質量下降量測定透濕率，即MVT=(A2-A1)/S·t，其中A1為試驗1h后稱得的加蓋透濕杯質量(g)；A2為繼續試驗2h后稱得的加蓋透濕杯質量(g)；S為試樣的透濕面積(m2)；t為兩次稱重間隔時間(h)。
3．帶液率
這是衡量織物吸水能力的方法，測試時被測織物試樣在60℃烘箱中烘10h后稱取質量(W0)，然后將織物試樣在蒸餾水中浸泡3h，取出后脫水2min再稱重(W1)，則帶液率(I)為：I=(W1一W0)/W0×100%
4．干燥速率
將測定過帶液率的織物試樣在37℃的烘箱內烘5min，再稱量(W2)，則干燥速率(V干燥)為：V干燥=(W1一W2)/(W1一W0)×100%
二、制作方法
通過對聚酯、聚酰胺、聚丙烯等化纖進行改性，以實現纖維吸濕性能與導濕性能的有機結合。這些方法大致包括物理改性和化學改性以及二者的結合。
（一）物理改性法
1．異形截面法
具有吸濕快干功能的纖維，一般都要有高的比表面積，其纖維的截面必須具有溝槽，利用這些溝槽，織造時纖維和纖維之間形成通道，通過這些溝槽的芯吸效應起到吸濕快干的功效。
2．多孔中空截面法
多孔中空截面纖維就是從纖維表面到中空部分有許多貫通的細孔的中空纖維，具有優良的導濕排汗功能。其生產工藝是，先與特殊的微孔形成劑共混，然后再將其溶出。
3．雙組分復合共紡法
借助共軛熔融紡絲技術，將2種聚合物分別通過2臺螺桿擠壓機連續熔融擠出，經過各自的熔體管道，并經過量泵定量輸入紡絲組件，在組件內適當部位2組分以一定方式復合，從同一塊噴絲板噴出后經卷繞成型，最終得到截面為星形、橘瓣形、米字形結構，單絲纖度小于0.3dtex的裂片型復合超細纖維或單絲纖維小于0.08dtex的海島型復合超細纖維。
4．纖維細旦化法
細旦纖維織制的織物表面立起的細纖維形成無數個微細的凹凸結構，相當于無數個毛細管，因此織物毛細芯吸效應明顯增加，能起到傳遞水分子的作用，大大改善織物的透氣性能和輸水導汗性能。現在細旦導濕工藝主要用于丙綸織物。
（二）化學改性法
1．親水性化合物制備共熔結晶型聚合物
應用親水性化合物制備聚乙二醇的共熔結晶型聚酯，是一個典型的例子。國外相關報道表明，為了使纖維表面親水化，通常使用親水性高分子覆蓋于纖維表面，但要求在洗滌時該親水性化合物不易脫落。
2．應用第3單體合成具有親水性的共聚物共混紡絲
如以間苯二甲酸5磺酸鈉作為第3單體合成共聚酯，然后再與普通聚酯共混紡出中空纖維，然后對其織物進行堿減量處理。由于共聚酯容易為堿液所水解，在纖維內部形成許多與中空部連通的微孔，從而使之具有良好的吸水透濕性。
3．絲膠朊聚酯
用化學方法將真絲織物煮練中所抽提出的絲膠朊附著于聚酯纖維分子上。絲膠朊具有良好的吸濕性，而且與構成人體皮膚的氨基酸的組成接近，因此使纖維更具有吸濕功能，并對皮膚無任何不良作用。
三、研發現狀
為提高服用的舒適性，美國、日本、韓國、中國臺灣等著名纖維公司相繼研究并推出具有吸濕排汗性能的聚酯纖維。此類產品都是通過纖維截面異形化來增加毛細管效應，使織物由于纖維上或纖維間的毛細通道，產生芯吸作用而具有吸濕導濕性能[3]。
（一）國外研究發展情況[4]
美國的主要產品有：杜邦公司獨家研究開發的Coolmax功能性纖維面料，它通過異型截面形狀“十”字形和“CO”形來散濕快干；Optimer公司開發的Dri-Release高吸濕紗線，采用“微混法”，在棉纖維的紡紗過程中，紡入少量的特殊滌綸，把棉和滌綸的優點發揮到最大限度來吸濕快干。
日本的主要產品有：東洋紡開發成功的CoolDry滌綸纖維面料，它通過Y形截面來散濕；尤尼契卡纖維公司(Unitika)推出的Hygra纖維，它是通過具有特殊網絡構造的吸水聚合物包覆錦綸的芯鞘型復合纖維來吸濕散熱。
韓國的主要產品有：曉星公司開發的Aerocool新型聚酯纖維，通過象“苜蓿草”的四葉子形的細微溝槽和孔洞來吸濕排汗；東國貿易株式會社研發的I-COOL系列纖維，也是通過異型截面的毛細管現象來吸濕排汗。
（二）國內研究發展情況
國家紡織產品開發中心與泉州海天輕紡集團聯合開發的CoolDry，通過具有特殊表面溝槽吸濕排汗功能；中國石化儀征化纖股份公司生產的Coolbst系列纖維，Coolbst“FCLS-75”通過物理改性和化學改性兩種方法來賦予其吸濕排汗功能、Coolbst差別化短纖采用了全新的纖維截面形狀來吸濕排汗；廣東順德金紡集團與東華大學合作開發的Coolnice纖維，通過異形截面吸濕導汗；香港澳利華化纖有限公司與韓國公司合作，共同開發的“艾麗酷吸濕排汗紗”、臺灣中興紡織廠開發的Coolplus纖維。
四、結束語
目前導濕快干纖維的開發主要體現在Cool系列高科技聚酯纖維的開發上，該系列纖維主要是使用異形纖維表面積增大、毛細效果增強的機理進行導濕的，國際大型的體育比賽中，新型的吸濕快干纖維已經被廣泛應用，受到運動員的喜愛。可以預見，吸濕快干纖維及其面料的采用可以拓展中高端市場，提高紡織產品的市場定位，其經濟效應不可估量的。
參考文獻
[1]郭華，秦慶才，王國德，可吸濕排汗的新型聚酯纖維的研制[J]，聚酯工業，2006，3(3)：31-33
[2]翟涵，徐小麗，王其，薛斌，吸濕排汗纖維及其作用原理研究[J]，上海紡織科技2004，4：6-7
[3]胡盼盼，潘婉蓮，吳旭華，等，異形滌綸導濕性能研究[J]，合成纖維工業，2002，25(5)：15-17
[4]劉峻，纖維導濕改性的進展及其新產品開發[J]，紡織導報2005，1：24-28
