时间：2023-01-17 06:53:07
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇制碱工业论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】氯碱工业；腐蚀；防护
一、引言
材料的腐蚀是整个工业生产中面临的共同的难题，每年因为材料的腐蚀造成的经济损失多达数千亿元人民币。尤其是在氯碱工业中，所用的原材料都是具有强烈腐蚀性的强酸、强碱、氯气等，因此腐蚀性问题是制约氯碱工业安全的重要的限制因素。
腐蚀发生的机理较为复杂，涉及的范围比较广泛，大体上可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。在整个氯碱工业中，正确选取氯碱装置材料是氯碱工业防腐蚀的关键。
二、氯碱生产的腐蚀与防护
1、氯气的腐蚀与防护
氯气在常温常压下为黄绿色气体，是氯碱工业的主要产品之一，具有强氧化性。氯气的化学性质非常活泼，在常温下干燥的氯气的腐蚀性较低，当温度升高后氯气的腐蚀性会增强。氯气与水反应会生成盐酸和次氯酸，这些产物都具有强烈的腐蚀性，大多数金属物质都会被腐蚀，特定的金属或者非金属材料在一定条件下才具有防腐性能。因此氯碱生产生成的湿氯气必须经过特定的工序处理。干燥的氯气温度在90℃以下时碳钢还是较为稳定的，但湿氯气却容易将碳钢腐蚀。碳钢中部分物质会溶于饱和食盐水中，会加速碳钢的腐蚀，并且由于溶盐所用的热水温度达到55~60℃，不断搅动的盐水更增加了溶解氧的浓度，造成碳钢腐蚀加快。一般的碳钢设备不能直接接触盐水，必须对碳钢设备采取专业的防腐措施。某厂采用适当的盐水工序村里设备材料、优化施工质量，取得了较好的经济效益。
钛是一种活性金属，但是在常温下钛生成的氧化膜具有非常好的耐腐蚀特性，能起到很好的保护作用。能耐各种酸性物质的腐蚀。但是还原性的酸有腐蚀作用。与其他少量贵金属制作成合金，能提高钛一定的防腐性能。在工业生产中，橡胶的应用范围较为广泛，所制成的各种橡胶制品具备优良的防腐性和防渗性能。橡胶有天然橡胶和合成橡胶。具有优良化学性能的天然橡胶可以承受一般的酸性腐蚀，但在强氧化性的酸和芳香化合物中不稳定。
2、盐酸的腐蚀与防护
氯化氢是氯碱工业中的副产物之一，遇水变成盐酸溶液具有比较强的腐蚀性，对生产设备和管道造成损坏。另外生产中所用的硫酸也会造成设备的腐蚀。盐酸装置所用的材料必须合理选取，做好防腐工作。目前合成炉、换热器、吸收器广泛采用石墨材质，盐酸贮槽目前大多采用玻璃钢。
玻璃钢的原材料有增强材料和基体材料两种。作为玻璃钢主要承载材料的增强材料是玻璃钢的强度和刚度的直接影响因素，一般是玻璃纤维或其织物。基体材料的主要成分是合成树脂，组成物质是合成树脂和辅料。在纤维间传递有效载荷是基体材料的主要作用，并且使载荷均匀分布。玻璃钢的性能受到基体材料性能，如耐腐蚀性、耐热性等的影响。如双酚A型不饱和聚酯玻璃钢耐温只有60～70℃，乙烯基酯玻璃钢能耐110℃浓盐酸，在化工生产企业中正在取代碳钢、不锈钢等。不透性石墨具备较为优良的耐腐蚀性，能适应绝大多数的恶劣环境，但是在强氧化性介质如硝酸、浓硫酸等中防腐性也较差。不同的浸渍树脂使得不透性石墨的品种也不一样，耐腐蚀性能有差异。
3、烧碱的腐蚀与防护
氢氧化钠也是氯碱生产的主要产品之一，烧碱的存在会导致在锅式法固碱生产过程中设备的应力性腐蚀开裂，浓缩的氢氧化钠溶液也会腐蚀相关的设备器材。在氯碱工业中必须采取相应的方法较少设备的腐蚀，从而延长设备的使用寿命。
烧碱所用大锅一般为铸铁材质，大锅的损坏有两方面原因：一是碱液中氯酸盐在熬煮时对大锅存在腐蚀，二是由于大锅壁内与壁外有较大的温度差会产生应力，在反复的不均匀的应力作用下造成大锅的腐蚀开裂。延长大锅寿命可以有以下几点措施：⑴在生产过程中严格按照章程操作，尽量减少碱液中氯酸盐的形成。⑵向锅内加入少量的硝酸钠，再进行进料点火，锅内表面生成的氧化保护膜可以有效减少大锅的腐蚀。⑶对碱液进行预热，在预热后再加入到熬碱锅中。⑷在对锅底进行清理时，必须先用热碱溶解后用热水稀释，减缓锅温的变化。⑸尽量使锅体均匀受热，可以优化大锅的设计，防止偏烧。⑹操作要严格要求，升温降温要均匀。
拥有优良的机械、加工性能的镍同样有较强的耐腐蚀性，能够承受热浓碱液的腐蚀，同时也耐中性和酸性溶液以及有机溶液的腐蚀，但是对氧化性酸和含有氧化剂的溶液以及熔金属的抗腐蚀性较差。在多种氯碱工业设备装置上，镍都有较为广泛的运用。
4、次氯酸钠的腐蚀与防护
次氯酸钠在强酸性或碱性条件下是稳定的，次氯酸钠具有非常强的腐蚀性，在高温时腐蚀性最大。当次氯酸钠较为稳定时，有许多的非金属材料有较强的防腐蚀性。聚酯FRP及乙烯酯FRP、氯丁橡胶、PVC和PP等都具有较高的经济性和适用性。次氯酸钠的分解反应会产生大量的热，如果热量不能及时散去集中于一个区域，会造成局部温度过高导致设备器壁的损坏，同时分解反应会使许多非金属材料遭到破坏。P11FE、FEP及PFA等材质对次氯酸钠的防腐性能较好，能够满足防腐要求。
当次氯酸钠温度较高时，对大多数金属物质都具有一定的腐蚀性，严重的话会造成金属穿孔。应用钛金属材料能够对次氯酸钠起到很好的防腐性，在实际运用的中运行的效果也比较好。在实际的氯碱生产中，选用玻璃钢与PVC材料储存输送次氯酸钠具有较好的经济性。
三、氯碱工业的电化学保护
阴极保护和阳极保护是电化学保护的两种形式。
在氯碱生产中广泛采用阴极保护法。阴极保护就是将直流电源的负极与工业设备连接，电源正极与其他阳极连接。阴极保护的原理是金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时，电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa减小，反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小。辅助阳极材料一般选用石墨或者硅等。目前我国应用较多的还有阳极保护，对于阴极保护来说它是比较新的防腐蚀技术。阳极保护是电化学防腐蚀技术之一，它基于金属的阳极钝化性。钝性机理目前为止有两种：（1）氧化膜理论：认为钝化了的金属，其表面被一层氧化膜所遮盖。膜的稳定性很高，不容易溶解，从而保护了金属；（2）吸附理论：认为金属在钝化时，其表面吸附了一层氧的原子（或其它原子），并饱和金属表面原子的活泼价，或者是被金属中的电子所离子化而形成双电层的结构，因此阻滞了金属阳极溶解过程，使腐蚀速率极低。阳极适合致钝电流密度和维钝电流教小的情况，这样可以降低能耗提高生产的经济效益。
四、结束语
氯碱工业中氯碱产品的生产环境非常复杂，所用的原材料都是强酸、强碱等腐蚀性较强的物质，发生腐蚀的机理也比较多样，如果不重视防腐问题，由于腐蚀造成的后果也会非常严重，企业应予以高度重视，切实采取有关措施保护氯碱设备，归结起来有以下几点：
⑴优化工程设计，采用先进的科学技术，恰当选取设备材料。⑵对相关氯碱设备定期检查维修。⑶使用操作过程必须严格按照相关章程要求，做到零失误。⑷完善氯碱生产的管理体制，加强对工作、安全人员的教育，提升相关的专业素质，增强防腐专业力量。
参考文献
[1]王香爱.氯碱生产中三氯化氮的生成及防治措施[期刊论文]-氯碱工业,2007(08)
[2]赵国平.氯碱生产过程中需要注意的安全问题[期刊论文]-氯碱工业,2008(09)
关键词：莲；化学成分；药理作用
0 引言
莲的根茎、花、叶、果实（莲子）、莲蓬等，均具有食用、滋补、医药等多种用途。其中，莲叶性平味苦，含丰富的维生素C及荷叶碱，具有清暑醒脾、凉血止血之用。莲子富含维生素C、蛋白质、铜、锰等矿物质及荷叶碱，可清心安神、保健肠胃。莲藕含有蛋白质、氨基酸、维生素B等成分，可凉血去暑、健胃开脾、活血化瘀。莲蓬可去除体内湿气、活血散瘀。莲心具有清心、降热除躁、祛火气的功能。莲梗可清热解暑、去湿消肿，并能顺畅体内气血循环。
1 莲的化学成分研究
莲之所以有多方面的药理作用，主要含有多种类型的活性成分。
1.1 黄酮类化合物
迄今为止， 从莲的叶、叶脉、花瓣、雄蕊、雌蕊、花托、莲房、种皮、莲子、莲子心、花柄、叶柄和莲藕等部位均检测到类黄酮化合物[1]，杨瑞珍、Chen et al和Li et al等人的研究表明在荷花的各组织中类黄酮含量最高的是荷叶， 其次是叶脉、花瓣、雄蕊、雌蕊、花托、莲房和莲子心，花柄、叶柄、种皮和莲藕中含量较低， 莲子中只能检测到微量的类黄酮成分[2-4]。
1.2 多酚类物质
多酚有很强的抗自由基防衰老作用。莲藕、莲房和莲子中均含有多酚性物质，钟怡平通过正交试验优化热回流提取莲房多酚，在最佳工艺条件下，提取率高达5.23%[5]。
1.3 生物碱类化合物
研究显示莲花、莲心和莲叶中含有生物碱，莲的其他部位鲜有生物碱的报道。
1.4 多糖
据文献报道，莲叶、莲子和莲花中均含有大量的多糖类化合物，唐丽君，钟先锋的研究显示多糖在荷叶中的含量可达9%-10%左右，王宇，严浪研究了多糖在莲藕中的含量也高达11%以上，丁利君的研究表明多糖在莲子中含量也高达9%左右。
1.5 有机酸类
谢玮等从莲藕中提取了阿魏酸，阿魏酸相对于干莲藕的提取率0.127mg/g[6]。早期的研究发现荷叶中含有酒石酸、苹果酸、柠檬酸等非挥发性有机酸。
1.6 挥发油
张连文[7]和季爱民分别用溶剂提取法和超临界C02法从莲心中提取油状物质并用GC-MS分析，前者鉴定了17种化合物，后者鉴定14种化合物。曾虹燕提取荷叶中挥发油并对比了超临界C02法和水蒸汽蒸馏法的优劣，发现用超临界C02法萃取荷叶挥发油更具天然性[8]。
1.7 其它成分
林宣贤研究显示，莲花中含有17种氨基酸，丰富的Vc、黄酮甙、微量元素铁等[9]。黄先菊、杨东梅等人的研究发现莲心和莲藕中存在多种无机微量元素[10]。
2 莲的药理作用
2.1 降脂降血压、降血糖
莲叶含有丰富的黄酮类物质，多人研究发现，莲叶提取物具有明显的降脂作用，其中活性物质主要是莲叶黄酮，其次是莲叶生物碱。另外，莲藕乙醇提取物能显著的降低小鼠的血糖水平
2.2 抗氧化、抗衰老
研究发现藕节提取物总酚含量较高，抗氧化能力较强；莲子乙醇提取物也表现较强的抗自由基活性。
2.3 抑菌 、抗炎
临床证明荷叶提取液对牙龈炎、牙周炎、口臭等致病菌有较强抑制作用，该有效成分已被成功的应用于牙膏产品。在碱性环境下，荷叶中的生物碱对细菌、酵母和霉菌也有较强的抑制作用。
2.4 抗艾滋、抗肿瘤
国外学者从荷叶中提取出来具有抗艾滋作用的生物碱和黄酮。还有研究报道莲藕中的桦木酸是抗艾滋、抗肿瘤的特效细胞毒素药。
2.5 镇定、解热作用
多人研究发现莲藕和莲藕秆的提取物对小白鼠分别有镇静安抚、和解热作用。
3 结语
莲以其价格便宜，原料易得，在食疗和疾病治疗方面发挥着重要的作用。莲的种类繁多，各个组织含有的活性成分也不尽相同，因此也具有不同药理作用，应用之前，应严格区分，以保证药效和安全。
参考文献：
[1]李珊珊，吴倩，袁茹玉等.莲属植物类黄酮代谢产物的研究进展[J].食品工业科技，2014.
[2]杨瑞珍.荷花花色素分析及花色形成的化学机制[M].硕士论文.北京： 中国科学院植物研究所， 2009.
[3]Chen S， Fang LC， Xi HF， Guan L， Fang JB， Liu YL， WuBH， Li SH. Simultaneous qualitative assessmentand quantitative analysis of flavonoids in various tissues
of lotus （Nelumbo nucifera） using high performance liquidchromatography coupled with triple quad mass spectrometry.[J]. Anal Chim Acta， 2012.
[4]Li SS， Wu J， Chen LG， et al. Biogenesis of C-glycosyl flavones and profiling of flavonoid glycosides in lotus （Nelumbo nucifera）. PLoS One 9， e108860. 2014.
[5]钟怡平，夏道宗，黄岚等.莲房多酚提取工艺优化及其抗氧化活性研究[J].植物学报，2014.
[6]谢玮，严守雷，李春丽等.响应面法优化莲藕中结合态阿魏酸的提取工艺[J].食品科学，2014.
[7]张连文，贺嫒，崔庆新.莲子心挥发油成分分析[J].中草药，2003.
[8]曾虹燕，苏杰龙，方芳，冯波.不同方法提取的荷叶挥发油化学成分分析[J].西北植物学报，2005.
[9]林宣贤.荷花的营养成分和安全性研究[J].食品科学，2006.
[10]黄先菊，罗顺德，杨键.莲子心有效成分及其药理作用研究进展[J].湖北省卫生职工医学院学报，2002.
论文摘要：高性能砼在高层建筑中应用越来越广泛，在施工中很容易出现各种质量问题；本文从高性能砼试配、拌制要求、施工方法、质量保证措施等方面,介绍了高强砼的施工技术及质量控制措施。
高性能砼是一种新型高技术砼,具有高强度, 高弹性模量, 变形小,耐久性、抗渗性好等优点,在高层建筑中的应用越来越广泛,本工程的部分剪力墙及框架柱砼强度等级为C60，属于高性能砼,如何做好高性能砼的配制与施工是确保工程质量的重点。结合国内实际情况和工艺特点，在坚持采用本地原材料和目前生产工艺的原则下，试验C60高性能砼，并采用合理的施工方法精心组织施工确保高性能砼达到要求。
1、C60高性能砼试配
⑴高性能砼原材料质量要求
①水泥：为了降低水化热、提高砼的和易性、减少泌水性、减少砼的早期收缩裂缝和减少砼的干缩及徐变, 应选用非早强型(非R型)普通硅酸盐、低碱、低水化热水泥，强度等级为52.5。
②粗骨料：选用质地坚硬、级配良好的以石灰岩等石质为主的机制碎卵石，且采用二级破碎的5-20mm粒级的粗骨料，针片状含量等指标应符合规范要求。
③细骨料：应选择质地坚硬、级配良好的中砂，细度模数控制在4.2～2.8范围内, 砂硬度高，级配曲线合理，含泥量不应超过2%;
④掺合料：考虑使用“三掺”技术，掺合料宜采用细掺料（需要比水泥熟料具有更大的细度和更好的颗粒级配），为保证砼性能需掺加一定量具有较好活性的硅粉、粉煤灰和磨细矿粉，硅粉中的极细颗粒具有良好的微填充效应，可以使砼的孔结构充分致密，从而保障砼的强度和耐久性，磨细矿粉应细度细、烧失量低。
⑤外加剂：为了减少用水量，改善砼的流动性和密实性,选用聚羧酸系高效减水剂, 其能满足配制一般要求的高性能砼，且掺量少;
⑵试配的技术要求
高性能砼必须经试验室试配并经现场试验确认后,方可正式使用，超出的数值应根据砼强度标准差确定。
①在满足强度要求、耐久要求和工作性能的前提下，通过对集料、配合比的优化和优选,尽量减少水泥用量和用水量，配制出水化热低、收缩小、无裂缝，并能有良好的施工性能和耐久性优异高强、高性能砼,以减少砼的自收缩引起的体积变形，降低绝对温升，延缓水化热峰值，提高砼的抗裂性、密实性和耐久性等;
②配制强度必须大于设计要求的强度标准值，通常大一个等级,坍落度损失率不大于10%，120min后展开度不小于450mm。
③水胶比控制在0.25～0.42之间，水泥用量不宜大于450kg/ m3，砂率宜控制在34%～44%之间。
④合理掺入优质I级粉煤灰，延缓了砼凝结时间，降低水化热,解决砼粘聚性高、泵送阻力大的难题;
⑤通过采用高性能减水剂, 改善砼的和易性，使骨料悬浮于水泥浆体中，砼拌合物具有高流动性，而又不出现离析泌水现象，以保证砼在出机3h内坍落度损失率＜10％;
⑥粗骨料采用碎石，级配连续，细集料选用石英含量较高的圆形颗粒状优质天然中粗河砂。
⑶实验室试验
为了保证砼的抗渗性和抗裂性能达到设计要求，需要对砼进行体积稳定性试验，氯离子渗透试验，碳化实验和碱活性实验等进一步检验砼性能, 再根据试验结果，合理确定施工配合比,在原材料有变化及季节变化时，需要及时调整配合比。
2 高性能砼的拌制要求
针对本工程砼强度等级高，抗渗性要求高等特点，必须强化砼原材料的检验标准，加强砼搅拌过程的技术措施等要求。
⑴原材料质量：严格控制原材料质量，对原材料供应源必须进行调查和预先进行抽样检测，原材料进场后要严格按规定要求进行抽样检查。
⑵原材料称量：严格按配合比重量计量，控制计量偏差,水泥和掺合料±1%，水和外加剂±1%，粗、细骨料±2%。
⑶搅拌站设备：应有精确的原材料自动称量系统和计算机自动控制系统，并能对原材料品质均匀性、配合比参数的变化等，通过人机对话进行监控、数据采集与分析；
⑷搅拌时间：根据砼的强度等级以及其他性能要求，结合搅拌设备的要求确定合适的搅拌时间。
3、高性能砼施工方法
⑴振动棒是使用:高性能砼因自身流动性较高，易于流动和密实，因此不需强力振捣，可选用低频振捣器。
⑵墙体砼浇注和振捣：砼下料点要分散布置，浇注砼要连续进行，间隔时间不应超过2h。
⑶框架柱砼浇注和振捣：若框架柱高度大于3m，浇注砼必须用串桶或溜槽,每层振捣时振捣棒要插入下层砼且深度不小于50mm, 振捣要均匀。
⑷梁、顶板砼浇注和振捣：为了提高顶板砼表面观感，在顶板浇注时，采用3m长铝合金杠刮平;在顶板砼进行最后一遍压光时，应用毛刷将砼表面沿同一方向刷出顺纹,初凝时再进行二次压面。
⑸楼梯砼浇注和振捣：砼浇注楼梯时应自下而上，先振捣平台板及楼梯板砼，达到踏步位置时,再与踏步砼一起浇注，接着连续向上推进，并一边推进一边用木抹子将表面抹平。
⑹高强砼浇注时间的控制:由于高强砼的初凝时间较普通砼来得要快，因此要尽量控制好砼的初凝时间，高强砼的初凝时间不小于6个小时，其终凝时间应不大于10个小时。
⑺高强砼对施工机械的要求
在高强砼的施工过程中，对砼的施工机械又有更严格的要求，如砼泵车、砼运输车辆等等，应保持最佳状态，保证高强砼施工的连续性，以减少砼施工中的冷缝的发生。
⑻高性能砼养护
为保证砼具有优良的密实性和强度，要求对已浇注完的砼部位尽早保水养护,通过在砼上面架设带孔的塑料管，然后接通自来水连续浇水，通过隔气保温养护，降低砼水化热高峰时的温差,正常施工情况下砼拆模后，可涂刷养护剂，总养护时间不小于14天，可避免砼内部失水。
4、高性能砼质量保证措施
⑴高性能砼在试配与施工前，各方应共同制定文件，规定质量控制措施，并明确专人监督实施情况;
⑵合理布置泵管和安放泵车，泵送前用同砼配比的去石子砂浆润管，正确启动泵车，检查泵管连接、支撑是否牢固等;
⑶施工时采用泵送砼，为保证砼连续浇注，要求在技术和生产组织上保证砼供应、输送和浇注的各环节效率协调一致，保证泵送工作连续进行。
⑷收集施工过程中砼的性能数据，以帮助调整、改进设计配比和监督砼拌合生产过程。
⑸针对商品砼站运距较远且地处交通复杂地带，为了解决C60级砼坍落度损失的问题（特别是高温季节尤为突出），保证砼正常施工，采取部分泵送剂在现场二次掺加的方案，现场二次掺用的泵送剂必须配成溶液使用,二次掺用量根据试验确定。
⑹砼出站运送至现场卸料完毕的时间、试块的制取、养护和试验严格按国家标准的规定执行。
5、结束语
本工程根据高性能砼施工的规定，充分运用科学、合理的方法在施工上高标准、严要求，遵循不断进步、不断创新的理念，从高性能砼试配、拌制要求、施工方法、质量保证措施等方面进行严加控制，保证高性能砼达到“质量均匀、体积稳定、耐久、满足设计强度”的目标。
参考文献
[1]姚燕著.高性能砼的体积变化及裂缝控制.中国建筑工业出版社，2011年2月.
新研究让液态金属机器能“跑”能“跳”
据中科院微信公众号，近期，中国科学院理化技术研究所联合清华大学研究组，首次报道了由液态金属驱动的金属丝振荡效应、金属颗粒触发型液态金属跳跃现象等，并研发出镀有磁层的自驱动液态金属机器乃至以液态金属为车轮的微型车辆，其中两项研究以封面文章形式发表。
此前，液态金属机器均以纯液态方式出现，固液组合机器效应的发现和技术突破，使得液态金属机器自此有了功能性内外骨骼，将提速柔性机器的研制进程。
记者注意到，这个科研团队的带头人是中科院理化所双聘研究员、清华大学教授刘静。
2013年6月，把液态金属做成打印“墨水”，刘静团队首次研发出纸上直接生成电子电路的技术。一年后，团队又研发出世界首台室温液态金属打印机，借助该设备，只需在计算机上设定程序，就可以“打”出个性化的电路系统。2015年初，刘静带领的团队造出世界首台液态金属机器的相关论文引起《科学》等权威网站的关注，被形容为制造出“终结者”。
刘静团队近期在发表于《先进科学》上的题为Liquid Metal Machine Triggered Violin-like Wire Oscillator（10.1002/advs.201600212，2016；封面文章）的论文中，报道了一种异常独特的液态金属固液组合机器的自激振荡效应：将处理过的铜丝触及含铝的液态金属时，铜丝会被液态金属迅速吞入，并随后在液态金属机体上做长时间往复穿梭运动，如同演奏音乐中的小提琴琴弦一般（如图1）。
此外，用不锈钢丝触碰液态金属，还可对铜丝的振荡行为加以调频调幅操控。造成上述现象的机制主要在于，铝与碱溶液反应引发液态金属与铜丝两端出现浸润力差异所致，这里，~丝、液态金属、电解液及氢气之间多相界面的动态耦合产生了节律性牵引力。这一突破性发现革新了传统的界面科学认识，也为柔性智能机器的研制打开了新思路，还可发展出流体、电学、机械、光学等系统的控制开关。
在发表于《应用物理学快报》上的题为Jumping Liquid Metal Droplet in Electrolyte Triggered by Solid Metal Particles（108，223901，2016）的论文中，作者们发现了一类有趣的液态金属跳跃行为（如图2）：向放有金属液滴的溶液体系中加入固体金属颗粒（镍、铁等）后，原本静止的金属液滴开始跳动起来，并在容器底部留下一串饼状“脚印”。
研究揭示，金属颗粒与液态金属表面发生点接触时，交界面处电场强度显著增强，以至会在溶液内电解产氢，氢气泡在基底不断吸附长大形成“气体弹簧”，这就为液滴跳跃提供了推力。导致电场极化的因素之一是来自液态金属与固体金属颗粒之间的电势差即原电池效应（如图3）；另一原因则在于，固-液材料界面间微观形貌差异会导致电荷累积，继而引发尖端放电效应。
在《材料化学学报B》上的论文Self-Propelled Liquid Metal Motors Steered by Magnetic or Electrical Field for Drug Delivery（4，5349，2016，封面文章）中，研究小组通过电镀方法在液态金属表面镶嵌铁磁性镍层，由此实现了机器在外部磁场或电场作用下的灵活控制（如图4），并验证了其在药物递送方面的潜在价值。超越于无规则运动型液态金属机器的是，该磁性固液组合机器可实现运动起停、转向和加速等复杂行为。
进一步地，研究小组还发展出一种以柔性可变形“车轮”驱动的微型车辆，其由金属液滴及经3D打印的塑料本体组合而成。在电场作用下，液态金属“车轮”可发生旋转变形，继而驱动车辆行进、加速乃至实现更多复杂运动（如图5）。采用类似于四驱车的结构，研究小组证实其可在携带重物0.4g的情况下以25mm/s速度运动。这种固液组装型柔性机器的设计概念可衍生出更多复杂的可控机器结构。相应研究发表在RSC Advances（Liquid Metal Wheeled Small Vehicle for Cargo Delivery，6，56482-56488，2016）上。
十多年来，由中科院理化所研究员刘静带领的团队围绕液态金属开展了大量原创性探索，在芯片冷却、先进制造、电子技术、生物医疗及柔性机器等领域取得全面突破。团队迄今已发现30类以上具有重要科学意义的液态金属基础现象或效应，研发出数十种实用技术，在包括北京、云南、广东等地在内的全国范围内推动产业化，先后促成了领先性液态金属产品生产线、研发中心及科技馆的建设落成，多种产品进入市场，提出的创建液态金属谷乃至发展液态金属全新工业体系的构想也正从理想变成现实，成果在海内外学术界和工业界产生重大影响。
近些年，刘静团队一直在致力于联合工业界推动液态金属产业化应用。“我们有幸在液态金属研究上走在世界前头，但在产业方面不能落后，我们要把握历史机遇，帮助我国建成世界级的液态金属谷。”刘静说。
离造出“变形机器人”还有很长路要走
随着科技的不断进步，液态金属已经走进了我们的视野，但拥有液态金属就意味着能制造出“变形机器人”吗？
澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家在今年8月也表示，他们使用一种液态金属合金制造出能自主操作的开关和泵。最新技术可用于制造能像活组织一样行动的电子设备，甚至类似“T-1000终结者”那样的3D液态金属机器人。尽管目前“T-1000”离完全实现还有不少技术障碍，但澳大利亚的科学家称他们已朝这一方向“迈出了坚实的一步”。
论文摘要: 废旧电池的随意丢弃会带来严重的环境污染以及资源的浪费,同时其回收再利用的空间也较大。目前我国在废电池的处理和回收利用上仍然存在许多问题,如何建立和健全我国的废电池回收利用机制,成为我们应当关注的重点。
伴随我国科技水平及社会生活水平的不断提高,越来越多的电子产品被人们购买和使用。而电池作为一种便携式能量储存器,消耗量与日俱增,其所含的重金属等物质一旦进入环境中的土壤、水体等,会对人体造成不同程度的危害;同时,如果有合适的处理方法,这些重金属又有很大的回收利用价值。目前,我国在废电池的回收处理上还处于起步阶段,仍然具有很大的发展空间。如何根据我国废电池回收处理的现状,提出合理的解决办法,已经成为一个刻不容缓的问题。
1 废电池对环境的危害
电池中含有大量的有毒有害物质,如果进行随意的丢弃,其对环境造成的影响也是相当巨大的,科学调查显示,一颗纽扣电池一旦随意丢弃,可以污染掉高达60万升的水体,约等于正常人一生的用水量。概括起来,废电池的危害主要有以下几个方面:
1.1 酸、碱电解质溶液的污染
废电池中含有大量的酸性和碱性溶液,特别是经过雨水的冲刷和淋溶之后,会对附近的水体和土壤的PH值造成影响,导致土壤及水体的酸化或碱化,水体PH值的改变直接影响水中生物的生长繁殖;同时,环境的改变也会对人类的健康造成影响。
1.2 重金属污染
从电池的主要结构可以看出,电池中含有大量的重金属,总的来说主要有Zn、Hg、Cd、Ni、Pb等,这些重金属一旦流入生态系统并进入食物网,会对人体的健康造成诸多不利影响。
汞特别是有机汞化物具有极强的生物毒性和极长的脑器官生物半衰期,能引发中枢神经疾病;铅会导致人体精神紊乱及消化系统的损害等;镉具有致癌性,是引发疼痛病的元凶;镍、锌的毒性相对较小,同时还是人体必需的微量元素,但是如果摄入过多,同样会对人体造成一定的危害。
1.3 其他污染类型
除了酸、碱电解质以及重金属的污染,废电池的随意丢弃和处理也会带来其他方面的污染。例如:废电池在进行焚烧处理的过程中释放的污染物对大气造成的危害;在废电池集中清运、贮存过程中由于管理不善,造成局部地区更加严重的污染问题等等。
2 我国废电池处理的现状
我国是电池的使用大国,对废电池进行资源化回收利用对于环境的保护以及资源的再生都有着极大的效用,然而就目前我国的废电池回收处理现状来看,仍然存在大量的问题。
2.1 缺乏相关教育,个人意识淡薄
由于对废电池相关影响的知识教育的却乏,大部分人认识不到废旧电池对环境危害的严重性,环保意识的淡薄使得群众不能积极主动的参与到旧电池的回收处理上,致使许多的电池回收设备形同虚设,并不能够很好的利用起来。
据调查,目前我国电池的年使用量高达70亿左右,并以每年10%左右的速度在增长,然而其回收力度却不足2%。较低的回收水平也导致废电池的处理难以产业化、规模化。
2.2 处理技术的要求高,利润低
由于废旧电池中含有大量的有毒有害物质,特殊的结构又决定了其处理难度的升高,加上处理水平和经济条件的制约,使得废电池的回收很难向产业化发展。同时该产业较低的处理利润很难吸引较多的投资者投资处理,给废电池的回收处理带来一定的困难。
2.3 相关法律制度的缺乏
到目前为止,我国仍然缺乏对废旧电池处理的相关法律法规,因此,使得生产者、消费者和使用者之间很难分清各自应当承担的责任。由于缺少法律的制约使得一些正式的回收处理厂商经常面临回收量不足的困境;另一方面,一些对环境污染较大的小加工作坊由于技术上的难以跟进及设备的缺乏,不但使得废电池中的有用物质很难得到回收利用,还会带来更加严重的二次污染。
3 我国废电池回收的发展建议
3.1 开发新的回收利用技术
在传统的废电池回收利用中,主要用到的是湿法冶金处理工艺和火法冶金处理工艺。其中湿法工艺是利用重金属盐可以与酸发生反应生成各种可溶性盐的特点,进而用电解等方法进行分离提纯;火法工艺主要利用金属化合物高温下的氧化还原反应得以将其回收利用。两种方法在处理过程中有一定的优越性,也存在一定的二次污染问题,如电解过程中水体的污染以及高温下的热污染等等。
因此可以对传统的处理工艺加以改进,比如加入一些预处理的工艺,从而简化传统工艺的工作条件,减少其带来的一些污染;再者可以增加一些后续处理设备,尽量使产生的二次污染危害最小化。
3.2 提高群众意识
加大关于废电池的危害及处理过程的教育力度,增强民众的环境保护意识,从回收源头上解决处理难题,实施分类回收和处理方针,尽量做到回收的规模化、正式化。
3.3 完善相关法律法规
良好的法律制度是市场经济中企业健康发展的有效外部力量,在我国废电池回收市场的发展上应当逐步建立和健全相关的政策,明确企业及相关人员的责任、义务、权力和处罚条件,建立完整的废电池回收、处理体系,实施企业化管理模式,关闭不符合环境要求的小作坊,对存在问题的回收企业实行整改,逐步完善回收处理市场。
3.4 实施合理的经济手段
由于我国电池价格普遍偏低,造成对消费者的错误引导,因此可以通过对电池进行合理定价(将污染治理的部分费用并入商品的价格中)来减少电池的使用,同时对电池的生产企业征收合理的环境治理费用。将这些费用利用到废电池的回收和利用上,对回收利用企业给予补贴,提高其回收生产积极性。
4 总结
废电池的随意堆放和处理对环境造成的影响大,严重危害人体健康,因此对废电池的回收利用很有必要。目前我国对废电池的回收利用还刚刚起步,仍然面临着诸多问题,更应当提高认识、加强管理,多学习其他国家先进的处理模式,做到科学的、系统化的回收利用,以实现废电池的减量化、无害化和资源化。
参考文献:
[1]崔燕,王海宁.浅谈废电池的处理与综合利用〔J〕.科技情报开发与经济,2007,17(10):265-266.
[2]王雪松.我国废旧电池回收处理行业的现状及对策〔J〕.现代商贸工业,2009(2):60-61.
[3]王金良,王琪.再谈废电池的污染及防治〔J〕.电池工业,2003,8(1):37-40.
[4]白青子,白云起,钟乃良.废电池回收利用与二次污染的防治〔J〕.中国资源综合利用,2004,(5):30-32.
论文摘要：就业导向驱动是市场经济对教育的必然要求。市场经济下的化学教学已不同于以往计划经济下的化学教学。在中医药院校的无机化学教学中，重视传统教学方法的继承与发挥，努力探索利用现代化手段进行创新，结合专业激发学生学习兴趣，提高学习能力，提高综合素质，有利于培养智慧型应用人才。
当前我国高等教育正处于由精英型教育向大众化教育、由应试型教育向素质能力培养型教育转轨的时期，这是我国高教事业的重大变革。为了适应这一新形势，中医药院校教育必须改革，而教学改革是教育改革中的一项重要内容。目前，大多数中医药院校的无机化学教学，无论从教材结构、教学手段，还是从与专业结合的角度来看，都与满足教育转轨的需要、适应学生就业的需求有较大差距，无法满足学生学以致用、举一反三的实际需要。无机化学是中药学、药学等相关专业学生人校的第一门重要基础课。
它不仅为后续有机化学、分析化学、物理化学等相关课程提供必备的思维方法和综合运用能力，还担负着使学生尽快适应大学的教育模式和学习方法的重要任务。上好无机化学课，对中医药学生从高中的应试教育向大学的素质教育转化起到特殊作用。
一、重视绪论课，激发学习热情
良好的开端，是成功的一半。无机化学绪论课的主要内容，通常是从介绍化学研究对象，到无机化学研究对象、发展前景、与中医药的关系，再到无机化学的学习要求和学习方法。讲课时，可突出以下几个方面。
1．无机化学是化学学科的基础和母体。我国国务院学位委员会规定无机化学为化学学科所属的七个二级学科之首，其余依次是核化学和放射化学、分析化学、有机化学、物理化学、高分子化学和环境化学。
2．强调无机化学与药学的关系。某些无机物质作为矿物药，是中药的重要组成部分。我国地域辽阔，矿物药种类繁多，应用矿物药治病历史悠久。《中药大辞典》、《全国中草药汇编》等专著也有矿物药记载。目前在新药开发中，以无机物为主的制剂也大量出现。研究金属元素和药物的关系，研究在生物体内由于这些元素的失衡所引起的各种疾病和治疗这些疾病的药物以及治疗手段，即药物无机化学，是近十多年来十分活跃的一个领域，可以认为是生物无机化学的一个分支。另外，最近的研究表明，在抗癌化合物的任意筛选中，从无机化合物中发现活性物质的概率要比在有机化合物中大25倍。
3．提出“做人”的道理，落实“育人”的目的。韩愈认为：“师者，所以传道、授业、解惑也。”世界著名的牛津大学和剑桥大学都以培养有“教养”的人为目标。他们认为培养学生有“教养”，比具有高深学识更为重要，教育的成果“不是书面是人”。作为入学第一门基础课的任课教师，当然有义务向学生进行一次“做人”的道德思想教育。
曾经两度获得诺贝尔奖的居里夫人在法国发现了新元素，毅然选择自己的祖国波兰来命名它为“钋”(Pdandium)；我国化学专家侯德榜，早年留美，1920年获得哥伦比亚大学研究院化学工程博士。1921年毅然回国，面对国际制碱托拉斯对我国碱业的垄断，决心振兴民族化学工业。他不辞劳苦，潜心研究，首先提出了联合制碱法，被公认为侯氏制碱法，为我国制碱业做出了辉煌的贡献③。适时对学生进行一些诸如此类的爱国主义思想教育，能激励学生为振兴我国的中医药事业而学习的热情。
二、重视学习能力的培养与训练
对于刚从高中升人大学的新生，多习惯于原来的学习方法，并以中学的教学模式要求教师。而实际上，大学课程内容多，信息量大，授课进度快，课堂复习辅导时间少，但自习课相对增多。因此，新生可能会出现两种不良现象：一是放松学习，利用自习课、晚上时间来弥补高中阶段因紧张应试而失去的玩乐时间；二是找不到适合自己的学习方法，被老师拖着疲惫地向前赶进度。为了避免这些现象，教师必须给予正确的引导。
1．重视课前预习，提高学习能力。先告诉学生每章的重点、难点，课堂讲授大约几学时，讲授的基本内容，让学生心中有数。每次提前下发预习内容，给学生布置明确、具体、带有启发性的阅读提纲，或设置一系列阅读思考题，帮助他们把握重点，了解难点，预先了解知识的脉络体系。
2．课后归纳，启发思考。每章内容学习完之后，要求学生先自
己归纳总结本章所学内容。归纳总结可以按照事物求同的某种属性，运用求同思维去进行；也可以根据事物本质加以概括，使知识更加简约，更加精练，更加便于理解和记忆。譬如理论部分可用条理式，比较式。如在“弱酸弱碱电离”、“缓冲溶液”、“沉淀平衡”中都提到了“同离子效应”的概念，有无类似之处；在“分子结构”一章中，提到了多种化学键理论，可比较这些理论提m的先后顺序，各自的优缺点，更适用于解决那一类问题；在“酸碱平衡”一章中公式很多，它们在使用时各有什么局限性；等等。在进行这样比较、归纳、总结后，可将前后知识梳理清晰。在此基础上可启发学生独立思考融会贯通。
三、尊重传统，结合中医药特点，活跃教学气氛，启迪智慧
诺贝尔奖获得者杨振宁先生在比较了中美的教学方法后指出④：中国的传统教学方法重视演绎、推理，其结果就是按部就班，严谨认真，基础好，但创新精神不足；而美国的教学方法中归纳、综合和分析相互渗透，虽不够严谨，但其效果是独立思考和创新精神强。双螺旋结构是1953年由一位青年生物学家沃森和另一位青年物理学家克里克提出的，但他们的研究方法应该讲是模仿化学家鲍林的。鲍林依靠他在结构化学方面的优势，从原子之间的立体化学关系，氢键的配置，采用拼搭模型的手段，就将一螺旋的结构“猜”了出来。教学中训练学生从大量的知识堆积中找出共性，上升到理性认识的思维方法，不仅能提高学习效率，更能培养学生分析问题、解决问题的能力。通过这种教学方式，开发了学生学习的各种潜能(分析、理解、记忆、想象等)，达到了素质教育的目标。
无机化学的特点是知识繁杂，有人戏称无机化学为“无理化学”。如果教师不注意调整教学方式，一本教材，一支粉笔，面无表情讲完一本书，学生也只会死气沉沉，心不在焉地听完一本书。教师与学生感情上没有沟通，教与学配合不紧密，学生对这一学科的学习就不会有太大的热情。爱因斯坦有句名言：“兴趣是最好的老师。”学生对某一学科有强烈的兴趣时，就会产生积极的探索精神，从而提高学习的自觉性和学习效率。
1．理论与实际相结合，激发学生的学习热情。如介绍无机化
合物在中药方剂中的应用时，可治流行性乙型脑炎的“白虎汤”：生石膏50g，知母18g，甘草6g，粳米9g。方中君药生石膏[c．so·H20]味辛甘，性大寒，善能清热，并能止渴除烦。治疗暑湿的“六一散”：滑石18g，甘草3g。方中君药滑石[Mm(Si，O．。)(0H)】能清tl，解暑热，渗湿利小便。暑湿证兼tl，悸怔忡，失眠多梦者，用六一散加辰砂，灯心汤调服，即“益元散”。用于清热开窍，豁痰解毒的“安宫牛黄丸”：牛黄、郁金、黄连、朱砂、山栀、雄黄、黄芩各一两，水牛角浓缩粉一两，冰片、麝香各二钱五分，珍珠五钱，金箔衣。方中牛黄味苦而凉，能清心解毒，熄风定惊，豁痰开窍与麝香共为君药；佐以朱砂【Hgs】、珍珠[CaCO，】镇心’安神，以除烦躁不安；雄黄【As2S2】助牛黄以豁痰解毒；用金箔【Au】为衣，亦是取其重镇安神之效⑥。这些例子学生很有兴趣，也紧密联系了无机化学与中医药的关系。
2．利用课堂演示实验，增强教学互动性。如讲配合物一章时，用演示实验就可很好地导人配合物的定义，取得更好的效果。另外有很多元素性质部分的验证实验因学时有限，学生不能在实验室做，对于其中重要的、经典的实验，可在课堂上演示，并请学生毛遂自荐上台示范。示范时一方面要先分析实验现象；另一方面为了观察到是否发生了反应，就要体现出是否有现象变化，那么加试剂的先后顺序也应事先琢磨好。这样学生不仅掌握了书本知识，在实际操作中锻炼了动手能力，提高了分析能力，也使课堂气氛更活跃，提高了学生的学习兴趣。
3．探究教学方法，教学相长。教师在课堂上仪表端庄，和颜悦色，精神饱满，思维敏捷，幽默机智，则课堂气氛活跃，师生关系融洽。教师还应创造机会让学生发问，加强课堂教学的双向交流，做到教学相长，师生互动。对于学生提出或回答的问题给予肯定，保护其积极性。多给予学生表扬，多用激励性和指导性语言来激发学生的上进性、自尊心。学生喜欢这样的化学老师，对化学学科也会产生一种亲切感，即所谓“亲其师，信其道”。
四、鼓励创新，利用现代化手段激励学生学以致用。
那么，我们中学化学应该如何为创建绿色学校来“添加绿色”，进行绿色化学教育呢?本文针对化学教育的特点，结合近年来所进行的化学环保教育的实践，初步探讨了绿色化学教育的方法和途径。
一、通过化学教学渗透绿色化学教育
在化学教学中，可把本地区环境污染的典型事例自然地、生动地渗透到化学教学中，让学生亲身体验到污染给人们带来的危害，培养学生对环境保护的责任感，明确实施绿色化学的重要性。例如：硫酸工业制法的教学，在讲SO2尾气的污染时，让学生看酸雨危害的录像，还让学生做将SO2回收制取H2SO2，及液态SO2的练习题。使学生体会到回收SO2，不但可以减少污染，减少经济损失，而且还可变废为宝，制取新产品，提高经济效益。在讲氮族元素这一章时，进行素质教育的整体设计，特别讲解氮在自然界的循环。穿插汽车尾气的排放，氮氧化物造成光化学烟雾，水中氮磷过多造成水富营养化，形成赤潮造成污染等等环保知识。
另外，教科书上的很多化学实验内容在操作过程中会造成大气或水体污染，如：无机化学中Cl2的制取和性质实验，硫及其化合物的性质实验，氮化合物的性质实验及有关重金属盐的实验等等，还有有机化学中的许多实验。在教学中教师除传授知识和培养实验技能外，还要着重引导学生对污染环境的化学实验的装置进行改革、创新，使其成为绿色化学实验。将Cl2的制备和性质实验改在一个封闭、连通、透明的装置中进行操作，这样既不影响实验效果，也不污染大气，又可增强学生的环保意识。
在这里介绍一下原料绿色化的简单例子。氢氰酸是剧毒物质，对工人的健康损害很大，同时，排放含CN-的污水、废气也严重污染环境。因此，现在电镀工艺中主要使用无氰电镀，无氰电镀的电镀液中不含CN-。无氰电镀液的配方可鼓励学生去因特网上查找。在讲解氯气的漂白作用(实际上是HCIO的漂白作用)时，不妨告诉学生：现在造纸厂和自来水厂已逐步用二氧化氯(ClO2)、过氧化氢(H2O2)、臭氧(O2)等，代替氯气作漂白剂和消毒剂，这样可避免产生二恶英和其他有机氯化物，因为二恶英和许多有机氯化物多为致癌物。在讲解高二教材第四章“石油、煤”一节时，应告诉学生，目前95％以上的有机化学品都来自石油和煤。但是，石油和煤都是不可再生资源，伴随着人类的开采、利用将逐步耗竭。因此，利用可再生资源合成化学品是绿色化学研究的又一战略。
能源绿色化要求生产过程应该尽量控制在温和的温度和压力下进行，使能耗最低，并尽量使用可再生能源。关于这个条件，高二教材第七章第二节提及利用高分子膜淡化海水、处理污水和能量转化等方面的范例。采用高分子膜淡化技术就不需加热蒸馏，可节约大量能源，为缓解能源的不足带来希望。高三教材第四单元“氯碱工业”一节中也介绍了“离子交换膜法电解制碱技术”，该法具有能耗低的优点。而关于能源的净化、无害化，高二教材第四章第六节详细介绍了煤的干馏、汽化和液化技术。高三教材第三单元第四节，专门讨论了“使用石化燃料的利弊及新能源的开发”。我国是世界上最大的耗煤国，积极开展煤的无污染利用和综合利用十分重要。这方面的绿色化学技术主要有等离子除硫除尘、生物化学除硫等。曾有一系列的检测表明，我国有一半左右的城市儿童血铅含量超过了国际公认的铅中毒标准。罪魁祸首就是为提高汽油的辛烷值而添加的一种名为四乙基铅的抗爆震剂(见高二教材第99页阅读材料)。最新的绿色化学成果已开发出通过固体酸催化工艺提高汽油辛烷值，为汽油无铅化提供了强有力的技术支持。
最后，告诉学生，最好的防治办法是“不让污染物产生”，如改变燃料的结构、成份，寻找新能源，大量植被造林，城市禁止使用煤而改用管道煤气等。这样教学丰富了课堂教学内容，提高了学生的学习兴趣，又溶进了绿色化学教育。
二、通过实验教学培养学生的绿色意识
化学实验的污染排放看似微不足道，但其成分复杂，累计效应实在不容忽视，尤其不能忽视的是实验的育人功能。因为化学实验是培养学生科学素养、注重化学与环境之间密切关系的关键环节。因此，化学实验的绿色化设计，应该大有作为。
在化学演示实验和学生分组实验中，都存在着“废气、废液、废渣”的问题，这些实际问题的处理过程，是培养学生良好的环保习惯的难得机会。废气如何处理?如氯气的全封闭制取装置(尾气用NaOH吸收)；废液如何处理?如分组实验制乙烯后硫酸的回收；废渣如何处理?如制H，后锌粒的回收等等。尽管有些回收处理较繁琐，远没有乱倒乱丢方便，但若放松了这一关，就至少有两方面的危害：从近处看，污染物积少成多，造成实验室长期的危害和隐患。例如积累在下水管道里的Zn粒若遇到大量的酸，甚至会造成H，爆炸，这种灾害已有所闻；往远处看，贪方便，图省力的不严谨的习惯一旦形成，积重难返，就会产生不守法规、污染环境的新一代，误人子弟，误民误国。
三、通过化学课外活动加强绿色化学教育
英国教育专家的统计表明，青少年时代亲历过的实践活动，对一个人终身的影响占有很大的份量。这说明亲自“感觉”这个世界远远比知道这个世界更重要。如果只让学生们坐在教室里讨论离他们很遥远而且凭他们目前的力量根本无法解决的问题(如化学污染、环境危机等)，久而久之，他们就会被这种无能为力的悲观和沮丧所淹没，对绿色化学的目标的实现产生怀疑。基于上述“体验比理解更重要”的教育理念，在实施绿色化学教育时，完全有必要组织学生进行环境调查、撰写绿色化学科技小论文等活动。学生通过调查去亲自体验绿色化学问题。
在学“肥皂和洗涤剂”时，提到：有的洗涤剂含有磷元素，造成水体富营养化，促使水生藻类大
量繁殖，水中的溶解氧降低，使水质变坏。目前，合成洗涤剂导致的水体污染已引起人们极大的关注，并正积极研制无磷等新型洗涤剂，以减轻环境污染。因此，教师可组织学生对当地的水体进行考察。
学生学习了臭氧之后，教师组织学生阅读有关臭氧的知识，1984年科学家发现南极上空臭氧空洞；其实是氟里昂对臭氧层的破坏作用，这正是产品绿色化方面的问题，但是真正的元凶是Cl原子，而Cl原子的产生与氟里昂有关，生活中氟里昂的产生主要在家用电冰箱、换气扇，要求学生调查家里的这类电器，并写成小报告在全班进行演讲。还有许多例子，如自己所在城市的空气状况，这就需要了解周围的工厂及机动车辆的多少，同样写成报告的形式。还可以留心阅读家庭日化用品(如洗衣粉、灭蚊剂、干电池、化妆品、调味品、医用药品等)的说明书，特别是其原料成分的说明，联系已了解的绿色化学知识，分清哪些成分是符合绿色化学要求的，哪些是不符合绿色化学要求、需要逐步替代的，对这类日化用品要逐步减少使用，使用后要考虑如何减少对环境的污染。
总之，在实施绿色化学教育时，完全有必要组织学生进行工厂及环境调查、撰写绿色化学科技小论文等活动。使学生通过调查去亲自体验绿色化学问题。
我国的绿色化学的研究和开发刚刚起步，而绿色化学不仅仅是科研战线或化工战线的任务，在整个化学领域都要实现从传统化学到绿色化学的转变。作为普及化学知识和培养能力、肩负培养化学专门人才重任的化学教育，就必须义不容辞的地承担起普及、宣传和实施绿色化学教育的任务，让绿色化学教育成为21世纪素质教育的重要内容，把绿色化学教育的思想和内容贯穿在整个教学工作的全过程，使学生认识到化学在社会发展、提高人们生活质量、增进人们身体健康、实现人与自然和谐发展中的作用，更要认识到化学给环境带来的负面影响，从而使学生牢固树立起绿色化学和环境保护的意识，认识到绿色化学是“防”，环境保护是“治”，只有从根本上切断污染源，才能真正做到环境保护。
总之，只要结合好具体的教学这个主载体，充分利用教材中的绿色化学素材，联系绿色化学发展的新成就，注重学生的兴趣特点，随时随地都可以摆开绿色化学教育的课堂，在“润物细无声”中使学生了解绿色化学原理、树立绿色化学意识，实现绿色化学教育的目标。
关键词： 外加剂 混凝土 减水剂 相容性 强度
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
中图分类号：TU528 文献标识码：A文章编号：
混凝土外加剂是指在拌制混凝土的过程中掺入用以改善混凝土性能的物质。混凝土外加剂的掺量一般不大于水泥质量的5%。混凝土外加剂产品的质量必须符合国家标准《混凝土外加剂》（GB8076-2008）的规定。
外加剂按主要功能分为四类：
(1)改善混凝土拌合物和易性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等；
(2)调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等；
(3)改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等；
(4)改善混凝土其他性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、防水剂和泵送剂等。
施工过程中要根据不同的要求选择合适的外加剂种类及用量。在混凝土工程中为了满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高的特点，会导致混凝土的孔隙率很高，（约占水泥石总体积的25%-40%），特别是其中毛细孔占相当大部分，水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质通过毛细孔进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足。而外加剂的掺入在一定程度上降低混凝土的水胶比，改善新拌混凝土的工作性和控制混凝土的坍落度损失，并赋予混凝土优良的施工性能及高密实性[2]。外加剂己成为混凝土的重要组成部分，其品种日益增多，性能不断提高。新品种外加剂的研究开发，是21世纪混凝土新技术向前发展的关键。在提高新拌和硬化混凝土的性能中起着越来越重要的作用，但外加剂与水泥的相容性问题制约了混凝土高性能化的发展。
因其涉及到水泥化学、高分子材料学、表面物理化学和电化学等多方面的知识，是一个极其复杂的问题。通过研究证明，水泥中的四大矿物成分对外加剂有一定的吸附作用，尤其是对减水剂而言。其吸附程度的大小顺序为：C3A>C4AF>C3S>C2S, 其原因是C3A和C4AF在水化初期其动电电位呈正值，因而较强的吸附减水剂（大多数减水剂为阴离子表面活性剂），且C3A含量对相容性的影响要远远大于C4AF，这是由于C3A水化速度比C4AF快，减水剂优先吸附于C3A。C3S和C2S在水化初期动电电位呈负值，因而吸附减水剂的能力较弱。因此水泥中的C3A和C4AF的比例越大，减水剂与水泥的相容性越差。实验证明：当商品混凝土中使用铝酸盐含量较高的水泥时，容易造成需水量增加，混凝土坍落度损失加快[1]。
在外加剂的试验项目中，有硫酸根的这项检验。这是因为在水泥浆体中，硫酸根离子是控制浆体流变行为的一个重要因素，当硫酸根离子浓度与C3A量相对应时，浆体成分的相容性较好。当水泥中硫酸盐溶解慢，即浆体中硫酸根离子浓度较少，需要影响C3A的量却相对较多时,由于缺少足够多的SO42-，较多的C3A快速水化，高效减水剂就会吸附于C3A及其初期水化产物，降低了液相中有效减水剂的浓度，分散作用减小，坍落度损失加剧。含半水石膏、二水石膏的水泥与高效减水剂的相容性比含硬石膏的要好，原因是前二者释放SO42-的速度比后者快，故石膏的掺量及其溶解速率有重要影响[3]。
碱含量也是外加剂检验项目之一，影响水泥的碱含量主要是指Na2O和K2O的含量，通常以Na2O的等当量质量百分数来表示。水泥中碱的存在有助于铝酸盐相的溶出，导致水泥粒子对外加剂的吸附量增加，所以随着水泥碱含量的增加，外加剂的塑化效果变差，而且碱含量的提高还会导致混凝土凝结时间的缩短和坍落度损失的加剧。在一定范围内，当水泥的碱式硫酸盐的数量增加时，吸附于水泥颗粒上高效减水剂的数量成准线性降低。
水泥颗粒对外加剂分子有较强的吸附性，在掺加外加剂的水泥浆体中，水泥颗粒越细，对外加剂分子的吸附量越大。而且，水泥颗粒本身具有絮凝的作用，水泥颗粒越细，这种絮凝作用就越明显，而要破坏这种絮凝所用到的外加剂就会越多。所以外加剂在相同掺量的情况下，水泥越细，其塑化效果就越差。在水泥细度相近时，水泥颗粒级配对外加剂相容性的影响主要表现在水泥颗粒中微细颗粒含量的差异，因而会对外加剂与水泥的相容性产生很大的影响。
外加剂掺加时的状态也会影响其对水泥的分散效果。掺加粉状的外加剂分散效果比掺加液态外加剂时约低5％，其原因是粉状外加剂的分子呈缠绕状结构，而外加剂溶解在水中1d以上时则其分子呈直链形结构，因此吸附在水泥颗粒上所起的分散效果就要大一些。而且，不同的外加剂对于同种水泥，同种外加剂对于不同的水泥的分散效果差别也很大[1]。
混凝土减水剂并不与水泥直接起化学反应，减水剂对混凝土的作用主要是通过对新拌混凝土的塑化作用，其对新拌混凝土的塑化作用的机理主要表现在以下3个方面[4]：吸附分散作用、润湿作用、作用。
混凝土的流动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变的情况下，掺加减水剂可增大混凝土的坍落度。绝大部分减水剂掺入混凝土中，会使混凝土的含气量有所增加。混凝土中掺入减水剂，尤其是引气型减水剂，在相同和易性条件下，可显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。掺加减水剂会延长混凝土的凝结时间，当减水剂超量掺加时，将导致混凝土出现严重缓凝，甚至发生长时间不凝结现象，并且对混凝土强度产生较大的副作用。由于减水剂的掺入，可使混凝土在保持相同流动性的情况下，大幅减小水灰比，因而，混凝土内部水泥石的孔隙率减小，孔结构得到改善，强度提高。在保持相同水泥用量和相同坍落度的情况下，掺加减水剂由于可以提高混凝土的强度，因而会增大弹性模量。掺加减水剂，能够减小混凝土水灰比，细化孔径，增加混凝土的抗渗透性，减小碳化速度，提高混凝土的抗钢筋锈蚀性。所以在外加剂的检测项目中，有凝结时间差、泌水率比、含气量、抗压强度比等试验项目。
结语：因为混凝土是一种复合体系，外加剂最终多用在制备混凝土中，所以对于外加剂相容性问题的研究最终是对混凝土复合体系的相容性研究。研究外加剂相容性问题不仅包括外加剂与其中某些组分的相容，还要考虑整个体系的相容问题，。混凝土流动性的增加往往造成稳定性的下降，同样为增加混凝土的稳定性，减少离析、泌水程度，必须以降低流动性来实现。只有解决好这一矛盾的两个方面，才能生产出性能优越的混凝土。对抗冻融性能要求高的混凝土，所用的外加剂最好是同时具节约资源和能源，保护环境，促进建筑业的可持续发展而努力。有高效减水和引气性能的复合型产品。若混凝土在低温下施工，则选用的外加剂除有引气、减水成分外，还应有防冻和早强成分。对抗渗要求高的混凝土，应该用减水率高的外加剂来减少混凝土用水量，提高密实度，同时加入引气成分，使混凝土中形成大量微小气泡，减少泌水通道，提高抗渗性能。混凝土的碳化与钢筋锈蚀有着密不可分的关系。通过在混凝土中掺加高效减水剂，增加混凝土密实度，可明显减缓混凝土的碳化速度， pH值降低缓慢，钢筋产生锈蚀的危害也明显减慢。
参考文献
[1] 张德成等.外加剂相容性及其对混凝土性能的影响.硅酸盐通报，2006.8：25-4
[2]冯乃谦．高性能混凝土结构[M]．北京：机械工业出版社，2004．1．
[3]丁铸，张宁，张德成等．水泥与减水剂相容性的研究[J]．水泥技术，1999(5)：13―17．
论文摘要：分析化学实验是培养学生职业技能和创新能力的重要实践环节。文章分析了职业学校传统的分析化学实验教学模式，并阐述了对其改革的必要性，最后提出若干改革的基本措施。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中明确提出:大力发展职业教育，职业教育要着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力。职业教育以服务为宗旨，以就业为导向，推进教育教学改革。实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式。
分析化学是石油化工类学校工业分析、化工工艺、环境科学等专业学生必修的一门专业基础课，是一门实践性很强的学科，其中实验占有较大的比例。学生要在实验技能方面取得成功，必须付出艰苦劳动。通过分析化学的学习，可以培养学生实事求是的科学精神，培养他们理论联系实际的能力及创新精神，提高其分析和解决问题的能力。但长期以来，受传统的重理论、轻实践思想观念的影响，实验教学一直处于教学体系中的弱势地位，传统的分析化学实验教学无论从实验内容上还是教学方式上，都没能使该学科的特点很好地显现。当今社会科技迅猛发展，为了使学生适应当代社会的需要，必须改变传统的分析化学的教学模式。笔者结合工作实际情况，在分析化学实验教学内容、实验教学方法、实验教学手段、完善实验评价体系等方面，对分析化学实验教学改革提出了一系列设想，并逐步付诸实施。
1.扰化实验教学内容，编写合适的校本教材。现行的中职学校分析化学教材大多是大学教材的简单缩写，与中职学校学生的实际水平有许多不相符合的内容。中职学校学制早就由原来的四年制改为三年制，生源质量也大幅下降，但教材却基本没变。这其间的固有矛盾，就自然而然地显现出来。如原先四年制时的工艺专业把《有机化学》专门作为一门学科，在一年时间内学完。现在是把《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》三门课融为一门《化学基础》，在一年时间内学完。但大多专业课内容除了比改革前简单了，没什么大的调整。因此，许多相关联的课程之间出现了脱节现象。如分析化学中出现的一些内容，在有机化学中根本没有学过，导致许多学生分不清有机酸、有机碱和有机盐类，计算公式就更不知道代哪个了。因此，编写合适的校本教材尤为重要。编写教材时除了解决以上问题外，还要注重实验内容与社会实际相结合，为社会培养优良的应用型人才。石油化工类学校学生毕业后大部分走向工厂和企业，编写教材时应选取与实际相接近的综合实验和设计实验。如硅酸盐水泥中主要成分分析，工业纯碱中碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠的联合测定，水质成分分析，煤、石油、天然气分析等。这些实验贴近我省陕北化工能源基地的实际，又能综合利用不同化学和仪器分析方法进行分析，一部分作为实验自选项目，另一部分可作为必做实验项目，满足不同层次学生的需求。
另外，编写教材时不能忽视插图的潜在功能。课程资源的开发和利用，包括课堂教学资源和课外学习资源，教材中的插图是最重要的课堂教学资源之一。插图能以直观的方法让师生理解教材所叙述事物的形态及变化规律，使其内容表达得更合理、更完善。教师在化学教学实践中应重视挖掘插图的潜在教育教学功能，充分发挥其独特的资源优势，引导学生认识和领悟插图这一“特殊的艺术语言”，从中捕捉所隐含的丰富的化学信息，对提高分析化学课堂教学效果、培养学生能力，都具有十分重要的意义。这一点笔者在多年的分析化学教学中体会颇深。目前，在一些经济发达地区的职业学校，最好的教学模式就是将实验教学和实验安排在同一实验综合教室，这样可以一边教学，一边演示，学生可以很直观地感受到实验结果，可以对实验部分理论的理解得更加深刻，教学效果也可以大大提高。然而在广大西部欠发达地区的学校往往达不到这样的条件，只能想办法创造条件，可以充分利用图片的作用。在分析化学中，滴定分析部分占了多一半的内容，笔者在讲四大滴定时，每次都要将滴定分析的简单的示意图画在黑板，虽然画得不怎么标准，但总能起到事半功倍的作用。比如，在讲盐酸碱标定时，将碳酸钠和甲基橙指示剂标在锥形瓶中，盐酸溶液标在滴定管中，这样看起来整个反应就更加直观，学生也更容易理解。如果在新教材中能插人必要的图片，教学中就能挖掘教材插图这一重要的课堂教学资源，充分发挥教材插图的潜在教学功能。
此外，在新编教材过程中，应尽量做到实验内容的绿色化，改进有严重污染性的实验方法，减少污染的排放和减少对人体的危害。增加少量的微型实验项目，可以节约实验试剂、实验经费和时间，减少试剂对环境的污染，提高学生的环保意识，并且具有良好的经济效益。
2．转变实验教学方式，发挥学生主体、教师主导的作用。职业教育改革的教学原则之一就是要面向全体与个别指导相结合。要求教学面对全体学生，加强个别指导。要用正确的学生观、人才观看待学生，真诚地期望每一个学生都能成功，为他们创造成功的机会并及时给予激励，成为他们的知心朋友。职校教师应把教学的重点定位于对学生能力的培养，教师的角色则由教学的中心转变成教学的组织者、辅导者。
虽然现在很多企业都使用全自动分析天平，但作为分析化学的基本操作，学生还应掌握半自动天平的基本操作。第一次练习天平时，总有个别学生操作很困难，而有一部分学生却能很快掌握。遇到教师辅导不过来的时候，就可以让他们相互辅导。学生之间的沟通在某种程度上要更容易些，这样就发挥了学生主体、教师主导的作用。因此，在新的实验教学模式下，可形成以学生为中心的开放式实验教学模式，实现以学生自我训练为主的教学方法和手段，能激发他们的求知和创新欲望。
3.在实验教学中应重视教师的示范作用。首先是基础训练实验，要求学生掌握基本操作技术，熟练使用分析化学实验常用的仪器，为综合实验奠定坚实的基础。分析化学实验要求学生严格树立“量”的概念，加强学生实验操作基本功的训练，是分析化学实验的关键。因此，对分析天平的称量，滴定管，容量瓶，移液管等定量容器的洗涤、使用、读数必须按操作规程反复严格训练，以便让他们养成尊重实验现象、尊重实验数据、实事求是和严谨的科学态度与习惯，为今后的工作打下坚实的基础。此外，学生实验操作时，教师要不断查看实验情况，严格要求学生，必要时要对相关实验加以演示。对于初学者来说，教师演示是分化实验必不可少的一个环节。如在用甲基橙作指示剂，碳酸钠作基准物标定盐酸的实验中，学生一开始很难掌握终点的橙色，如果教师能将橙色准确地演示给他们，就不用逐个解释终点是否正确，学生只要将两个终点一比就可以判断终点是否到达。这样，通过教师的引导与示范，教会学生怎样去发现问题、分析解决问题、优化实验操作过程。
4.更新实验教学手段，增加课堂的趣味性。分析天平的使用、容量器皿的操作、分光光度计的使用等基本操作的讲解内容多，时间紧张，有些操作需要展示操作细节，仅靠实验教在现场示范是远远不够的。如果将这些内容制成课件可以反复播放，对滴定终点的判断可以缓慢展示变色过程，并呈现出逼真的终点颜色，这样增加了课堂的直观性，便于学生快速掌握要领。笔者讲碘量法这节时，将用重铬酸钾作基准物标定硫代硫酸钠溶液的实验中，依次出现的碘溶液的红棕色、近终点的浅黄绿色、加淀粉后的蓝色，以及终点铬离子的亮绿色，通过动画这种直观的形式加以演示，增加了课堂的趣味性，学生在轻松愉快的氛围中接受了新知识，改善了教学效果。
5.优化实验教学内容。作为学科教学的重要组成部分，分化实验大多是照方抓药式的单纯验证性实验，鉴于学生普遍动手能力差、缺乏创新意识，我们对实验项目进行整合，精选验证性实验，增加生活化、设计性实验。如除了测定自来水的水硬度、水中氯含量，还组织学生以小组合作的形式，对学生家里的井水、化肥的各项指标、食用碱面中的微量铁进行测定。整个研究过程以这样的模式进行:问题—设计方案—实验—表达与交流—反思与评价。学生在所有的实验探究活动中都表现出极大的热情，这更能调动他们的积极性、培养了其合作精神。学生一致认为“收获很大，希望今后能多组织此类实验。”此类实验的开展在一定程度上能弥补他们对理论知识的理解与掌握的不足，为今后走向工作岗位打下坚实基础。这种探究性实验的开设，可以提高学生独立开展科研工作的能力和创新意识。
6.建立新的分析化学实验测量与评价体系。分析化学实验能力的测评应成为分化教学测量与评价的重要组成部分。如何客观、公正、合理地评价学生的实验课成绩，直接影响他们做实验的积极性，对其实验态度、实验技能也起着重要的导向作用。建立促进学生全面发展的实验评价体系，主要包括对分析化学实验知识与技能、实验探究能力、情感态度与价值观的评价。
14年来，我校学生在省级以上化学竞赛共获奖162个，其中省级一等奖81个，二等奖38个，三等奖22个；国家级一等奖14个，二等奖1个，特别是从1993年至1997年5年中，共有6人参加国际化学奥赛，获金牌4块，银牌2块。我校成为我国中学生参加国际化学奥赛获奖牌最多的学校之一。
这些成绩充分显示了我校在培训化学竞赛选手上取得的丰硕成果，也显示了我校化学教学质量达到了一个较高水平。
在全面推进素质教育的今天，广泛地开展化学竞赛活动，能够有效地大面积提高教育质量，它是常规教育的有益补充，更是教学改革的深化和提高。
一、化学竞赛有利于全面提高学生的素质
在由应试教育向素质教育转轨的时期，教育的目的是提高学生的素质。
抓化学竞赛培训，对全面提高学生的科学素质、心理素质、政治思想素质，也是重要的途径之一。
1．提高了学生的科学素质
科学素质是一个人成才的基础，而科学素质的提高是后天勤奋努力和培养的结果。
兴趣是培养学生科学素质的前提。化学竞赛具有兴趣性、竞争性和创造性的特点，符合中学生的好奇、好胜心理。参加化学竞赛是学生的自主选择，因而他们以极大的兴趣和爱好自觉地参与。兴趣与主动性、与热情同在，兴之所致，甚至废寝忘食。据调查，参加化学竞赛的学生都主动地阅读过课外化学读物，做过一定量的化学竞赛题，参加过化学课外活动，这对于变“要我学”为“我要学”，变厌学为乐学，培养学生的自学能力和勤奋上进的优良品质都很有好处。
化学竞赛活动具有良好的激励功能，每一次活动都是竞赛选手个人价值的自我发现和自我体现的机会，也是他们经受磨炼、提高能力的过程。学生在参赛过程中经常研究一些富有挑战性的问题，在思考这些问题的同时既提高了抽象思维能力，也提高了形象思维能力，同时还培养了创造思维能力和自学能力。在激烈的竞赛环境里，每一个选手都面临着强手的挑战，面对众多的强手，要想在竞争中取胜，就必须善于独立思考，要有较强的综合、推理、分析、判断、评价的能力。因此，通过竞赛这把钥匙，可以打开参赛学生的智力闸门，使他们的各种能力如一泻千里的洪流，得到充分地发挥。虽然许多竞赛选手将来并不以研究化学为职业，但他们从化学竞赛的文化熏陶中所获得的洞察力和创造力将受益终生。
例如1994年我校高中毕业的一位同学，曾获省化学竞赛一等奖，通过参加化学竞赛，他的自学能力和思维能力得到了极大地提高。他被保送上湖南师范大学化学系后，一年级英语通过了四级，二年级英语通过了六级，而且他的各科成绩在系里名列前茅，系里决定他提前一年毕业，并以第一名的总分考取吉林大学化学系硕士研究生。他在写给老师的信中说：“在师大附中三年的学习给我最大的益处是自学能力的培养和思维能力的提高……有了这两种能力，在学习中可以立于不败之地，我在大学里所取得的成绩就说明了这个问题”。化学竞赛活动为学生提供了在课堂教学之外获取新的知识信息的机会，与在课堂上获取的知识信息相比，这种新的知识信息拓宽了学生的知识面，开阔了学生的视野，因而具有发展型和探究型两大特征。
发展型知识结构是知识信息的时代特征。化学竞赛活动的内容不再封闭在传统的教学之中。现代化学的内容经过化学教育专家之手，用通俗易懂的语言、文字再现在中学生的面前，使中学生及时地受到现代化学思想与方法的启迪。甚至于有些化学家苦心研究的最新成果，以很快的速度，就到达中学生的手中。例如C60是美国科学家在1985年通过实验得到的碳的同素异形体，在1992年1月全国化学竞赛时就出一道有关C60的试题，这道试题对每个中学生来说是全新的。这种传播方式使学生的知识结构中渗透了现代化学的内容，为学生知识结构的进步更新与发展奠定了良好的基础。
探究型知识结构是科学人才的突出特征。化学竞赛内容不再是以传授知识为主的模仿型。与课本上的常规题不同，高层次的化学竞赛题大多是非常规题，所谓“规无定规、法无定法”，就是说没有现成的解题模式，是需要自己去探究问题的解法，解题的途径需要经过自己的思考独辟蹊径。学生通过这种训练，养成了独立钻研的习惯，学会了独立解题的方法。
2．造就了学生良好的心理素质
化学竞赛活动造就了学生追求科学发现的百折不挠的心理品质。化学竞赛活动的经验告诉我们：竞赛要有强烈的好奇心，旺盛的求知欲，自觉的学习动力；竞赛要有坚强的意志，冷静的头脑，灵活的应变能力；竞赛要有强烈的竞争意识，有不服输的精神，必须好强而不呈强；竞赛要有很强的自信心，而不是夜郎自大，盲目乐观，善于调整竞技状态，抑制临考前的紧张情绪，相信天下的事都可以做好，因而要从点滴做起，持之以恒，直至成功。化学竞赛活动给予学生的上述经验，为学生未来的发展和攀登科学高峰奠定了良好的心理基础。
3．有利于提高学生的政治思想素质
在化学竞赛活动中，教师不仅给学生知识，还要教他们做人，教师在教学中注重教材的思想性，对学生进行正面教育，经常通过介绍科学家的生平事迹，进行爱国主义教育和勤奋求实、献身科学的教育。
侯德榜是我国著名的化学家，是我国制碱工业的先驱和奠基人。他潜心研究制碱技术，打破了帝国主义对制碱技术的垄断，我们应该发扬他那种不屈不挠、勇于拼搏的精神，学习他那艰苦朴素、勇于实践、不断进娶无私奉献、执着爱国的高贵品德。
作为竞赛的参与者，他们有激情，有光荣感、使命感和责任感。他们把个人竞赛的优劣与集体荣誉紧密地结合在一起，每一次竞赛都是一次生动的集体主义、爱国主义教育。将他们参加竞赛的激情转化为对社会、对祖国的责任感，从而提高学生的政治思想素质。
二、化学竞赛锻炼和培养了一批化学教师
化学竞赛是基础教育阶段的高水平的智力竞赛，不是一两个教师能胜任和承担得了的，需要一批甘为人梯、富有理想、乐于奉献、事业心强、勤学好钻、勇于带领学生去拼搏的教师队伍。要适应化学竞赛培训的要求，培养出高水平的学生，就要求教师进一步加强自身的学习，加速知识更新，不断提高自身的素质。有的教师，为了辅导好学生，除重新深入钻研中学化学教学大纲和教材外，还要重新阅读一些有关的大学教材，同时还要经常关注化学课外书籍及报刊杂志的最新化学研究课题，拓宽知识面、研究大量的化学竞赛试题，进一步充实和丰富自己的知识储备，在培养学生的同时，又提高了自己。我校化学教研组共12名教师，其中有7名教师，均能参加指导竞赛培训。在这些教师中，尤其一批年轻教师是在化学竞赛中成长的，他们努力钻研，勤于思考，不但能教好高中的化学课，还利用假期到湖南师大化学系去进修提高，读函授研究生，从而使自己能胜任大学的无机化学、有机化学的教学，促进了我校化学竞赛活动的顺利进行。
三、化学竞赛有力地促进了化学教育教学的改革
化学竞赛活动激发了广大青少年学习科学的兴趣与爱好，培养了他们的全面素质与能力，同时也有力地推动和促进了化学教育教学的改革。
1．推动了课堂教学的改革
传统的课堂教学以“传道、授业”为己任，大多采用被动式的灌输方式，即遵循“学习、复习、再复习”的模式，这种模式使知识在原有的框架内重复出现，是一种再现性思维的模式。它是思维的低级形式，它忽视了学生的学习主体性，忽视了学生思维的能动作用。而化学竞赛活动则从一个新的角度来培养学生的创造性思维，那就是要贯彻“学习、学习、创造”的新教学模式，它十分强调学习过程的主体作用，要求教师“引而发之”，像放鞭炮一样，教师点着引线，使学生内在潜力迸发出来。如教师在课堂上讲一个例题，学生学习、模仿，称为学习阶段，那么给学生留下的课后习题，就不应是例题的简单重复，而是让学生看书、钻研教材后才能解出的题型，学生通过这一过程，又有了新的见解，称为第二个学习阶段，然后在此基础上独立地判断题型，解题，称为创造阶段。这时学生可突破原有的知识构型，超出教师的思维模式，甚至达到一种新的知识境界。几年来，我校在竞赛中能取得这样突出的成绩，这也是重要的原因之一。化学竞赛活动，实际上也有一定的导向、启发作用，促进了我校课堂教学方法的改革。
2．丰富了第二课堂活动的内容
化学竞赛是化学科技活动的一种形式。化学竞赛活动包括竞赛培训和经常性的化学科技活动的全过程。化学竞赛活动通过化学讲座、化学课外兴趣小组、化学小论文撰写、化学竞赛培训、化学魔术表演、举办化学游艺会、办化学小报、组织参观工厂等的深入广泛的开展，成为学校教育改革的重要组成部分，弥补了课内教学的不足，使学生在课外获得大量的知识信息，激发了兴趣爱好，发展了个性能力，陶冶了情操，锻炼了意志品质，形成特长，提高了学生的全面素质。
近几年来，我们请专家来校进行讲学。请他们讲化学的最新成果、化学的发展现状及其未来、化学与现代化建设、化学与生活、化学教育与人才培养以及国际化学奥林匹克发展概况等。通过化学讲座拓宽了学生的科学视野，激发了他们的求知欲和对科学的浓厚兴趣，因而受到了广大学生的欢迎。
组织学有潜力的学生参加课外兴趣小组，兴趣小组的主要活动方式是在自学基础上的集体讨论，通过讨论，相互启发，得到新的思路，引出新的设想。特别是那些各抒己见的争论，对于激发参与者的灵感和培养他们思维的批判性和独创性大有裨益。课外兴趣小组是学生的一种自我教育、自我成长的有效途径。
为了培养同学们的创造性思维，丰富第二课堂的内容，我们还经常组织同学撰写化学论文，并进行评选活动。小论文从搜集信息到提炼主题，从谋篇构思到行文表达，都有赖于科学而周密的思维活动。好的文章还推荐到有关杂志发表，这样做的目的就在于让学生感到自己智慧的力量，使他们觉得在化学领域一旦自己的能力智慧得到老师的承认，甚至还能在杂志上发表的话，更会迸发出学习的热情，从而爱好化学、探索化学、献身于化学。
根据教材内容，贯彻理论联系实际的原则，组织学生参观与化学化工有关的工厂，学习了解化学在社会中的地位。不仅扩大了学生知识的领域，同时也使他们对工人师傅的辛勤劳动和技术改革的日新月异有了新的感受，从而提高了同学们学习化学的兴趣。
通过这些丰富多彩的课外活动，开发了学生的智力，培养了能力，吸引了广大中学生参加，因而大大丰富了第二课堂活动的内容。
科技教育的重点是在学生掌握科学文化的基础上，培养学生运用知识发现问题、解决问题的能力以及帮助学生形成善观察、勤思考、肯实践、愿创新的良好品质。小学科学课程正是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，它与科技创新教育有着密切的联系，为我们把小学科学教学和科技教育有效融合，起到了较好效果。
一、夯实科技教育主渠道———科学课堂教学
小学科学的课程目标包括科学探究、情感态度价值观和科学知识三个方面。这三维目标在科学素养结构中是互相影响、互相联系、互相促进的关系。科学探究过程是培养情感态度与价值观和形成科学知识的基础和途径，科学探究的着力点还是课堂，因而夯实科学课堂教学尤为重要。
1.确立科学的教学理念在美国华盛顿儿童博物馆的墙上写着这样的格言：“听到的，过眼烟云；看到的，铭记在心；做过的，沦肌浃髓。”如果把这句话用在科学教学中，也就是科学课标中强调的“科学探究”。从这个角度来看，科学学习不仅仅是“学科学”，而是让学生在动手实践中“做科学”，在积极探究中“体验科学”，在创新发展中“应用科学”。
2.构建主动探究型课堂教学模式学校构建了“激趣生疑———猜想假设———探究经历———交流创新”的课堂教学模式。首先以形象化的手段、实践性的活动提出问题激发学生探究欲望；其次在师生共同面对要解决的问题时允许和鼓励学生敢于猜测，作出假设，制定研究计划；再次让学生大胆尝试实验，探究验证科学结论，使学生在经历中体验，在经历中获得，在经历中发展；最后让学生将科学知识应用于实践，开展科技创新。如教学《马铃薯在液体中的沉和浮》，我以“小魔术”激趣引入，我拿起两个大小差不多的马铃薯轻轻放入两杯“清水”里，啊！学生发现“一个沉，一个浮”的现象，产生疑问“为什么同一物质沉浮情况不同呢？是不是两杯‘清水’不一样？”当学生猜想其中一杯“清水”可能是盐水时，我让学生讨论“怎样证明另一杯是盐水？”学生想出了“把这杯水放到太阳下去晒；再溶解一杯盐水，将马铃薯放入，看能否浮起来；用酒精灯给这杯水加热等”方法。这时我抓住契机让学生讨论哪些方法“不科学”？接着让学生根据我提供的材料用“加热法”验证。在教学“调制一杯使马铃薯浮起来的液体”环节，我准备了多种材料：盐、碱、糖、味精和不等量的水，让学生调配出能让马铃薯浮起来的溶液。学生的做法是不同的，有的是一包一包地增加要溶解的物质，有的是改变水的多少。在交流汇报环节，几个组都得出了只有“一定浓度”的溶液才能使马铃薯浮起来，使学生对于本课实验所要揭示的科学概念真正做到了在实验中总结，在理解中记忆，收到了很好的效果。
二、加强科技教育辅助道———科技创新兴趣活动
我们把课外科技创新教育作为拓宽、延伸科学课堂教学的内容。在教师的组织、引导下，由个人或小组进行课外科技创新活动，如开展小观察、小实验、小制作、小采集、小调查、小论文等。如小制作，学习了《光的反射》，同学们用纸盒、镜片制出了“潜望镜”；学习了《怎样得到更多的光和热》，同学们用大纸盒、泡沫塑料、小饮料瓶、锡箔纸、透明塑料纸等制出了“简易太阳能热水器”……如小论文，学生杨晓辉撰写的《我家的低碳生活》在河南教育报刊社组织的“寒假日记征文”中获得二等奖。再如学习了《风向和风速》一课后，李路同学在老师指导下写了“小观察”《奇怪的风向》：这天的清晨，我看到校园里的国旗向西方飘，心里想：今天刮得是东风。回到教室，我告诉我的同桌“，今天刮得是东风，在天气日历上记下吧！”同桌却说“：你看错了吧，我刚才看到大电厂的高烟筒冒的烟向南方飘，今天刮得应该是北风。”难道是我看错了，于是我叫上同桌一同到教室外又看了一遍。我们发现了一个奇怪的现象：校园里的国旗向西方飘动，而电厂的烟往南方飘，风向为什么不一样呢？我们疑惑地去问老师，老师告诉我们：地面的风向与高空的风向一般来说是不一致的，因为存在空气的对流现象，高空的风受水平气压梯度力和地转偏向力两个力的共同作用，最终风向和水平气压梯度力平行。近地面的风除了受那两个力的作用，还受摩擦力的作用，最终风向是和水平气压梯度力有一定夹角。由于大电厂的烟囱很高，顶端在高空，而国旗旗杆顶端属于低空，所以产生了红旗与烟的飘动方向不一致的现象。看来，大自然中有着无穷无尽的科学奥秘等待我们去探索。科技创新兴趣活动培养了学生的探索科学的兴趣，并由兴趣发展为志趣，挖掘了学生的潜能。
三、拓展科技教育延伸道———利用好家庭和社区资源
家庭和社区存在着对学生进行科技教育的开放性资源。我校通过家委会、向家长发放科技教育宣传资料等形式，宣传科技教育在孩子成才中的重要作用，介绍有效的家庭科技教育经验和方法，使科技教育走进学生家庭、走进社区。如：有的家长鼓励孩子把买回的电动玩具进行拆装，培养动手动脑能力；有的家长支持孩子看中央电视台《动物世界》、《科学教育》等节目……由于我校位于鲁北高科技工业园，结合科学教学，到社区内工厂参观极为便利。如学习《滑轮组》一课时，在学校的北面正好建设住宅楼，教师便组织学生到工地现场脚手架下，请工人师傅介绍哪是定滑轮，哪是动滑轮，它们是怎样工作的，学生们亲身感受到了科技应用于生产的作用；学习《电能从哪里来》后，教师组织学生到大唐鲁北发电公司参观，请工人介绍热力发电的基本流程，哪是锅炉，哪是发电机，热能是怎样变成电能的，学生感受到了能量转化的奥秘等等。这样，我们以科学教学为主导，以科技创新活动为侧重，利用多种科技资源，课内和课外相结合，校内和校外相结合，丰富了科技教育的形式，真正提高学生的科学素养。
（一）机理
传统舒适性面料多以棉等亲水性纤维原料为主，此类纤维的吸水迅速，但湿透的织物不能及时向空气传递散发热湿，使人不舒服。而用现代吸湿快干性聚酯纤维做成的织物，能把皮肤上的汗水迅速从织物内层引导到织物外表，并散发到空气中去，从而保持贴身层始终处于干爽状态，使人体感觉舒适[2]。
（二）表征方法[3]
1．毛细管效应或垂直芯吸法
毛细管效应是最常用也是最直观的一种方法，可以表现织物吸汗能力及扩散能力。测试方法参照ZBW04019-90纺织品毛细效应试验方法进行，在YG(B)871型毛细管效应仪上测定，记录30min后水在织物条上的爬升高度。
2．透湿率
这是衡量织物两面存在水蒸汽压力差时织物透通水汽的性能。测试方法是在透湿杯内装蒸馏水，杯口覆盖试样，整体置入干燥器内，干燥器处于规定的温度条件下((38士0.5)℃)。试样两侧保持恒定水蒸汽压差时，在适当时间间隔下称取透湿杯的质量。当质量下降与时间间隔成正比时，从质量下降量测定透湿率，即MVT=(A2-A1)/S·t，其中A1为试验1h后称得的加盖透湿杯质量(g)；A2为继续试验2h后称得的加盖透湿杯质量(g)；S为试样的透湿面积(m2)；t为两次称重间隔时间(h)。
3．带液率
这是衡量织物吸水能力的方法，测试时被测织物试样在60℃烘箱中烘10h后称取质量(W0)，然后将织物试样在蒸馏水中浸泡3h，取出后脱水2min再称重(W1)，则带液率(I)为：I=(W1一W0)/W0×100%
4．干燥速率
将测定过带液率的织物试样在37℃的烘箱内烘5min，再称量(W2)，则干燥速率(V干燥)为：V干燥=(W1一W2)/(W1一W0)×100%
二、制作方法
通过对聚酯、聚酰胺、聚丙烯等化纤进行改性，以实现纤维吸湿性能与导湿性能的有机结合。这些方法大致包括物理改性和化学改性以及二者的结合。
（一）物理改性法
1．异形截面法
具有吸湿快干功能的纤维，一般都要有高的比表面积，其纤维的截面必须具有沟槽，利用这些沟槽，织造时纤维和纤维之间形成通道，通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿快干的功效。
2．多孔中空截面法
多孔中空截面纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维，具有优良的导湿排汗功能。其生产工艺是，先与特殊的微孔形成剂共混，然后再将其溶出。
3．双组分复合共纺法
借助共轭熔融纺丝技术，将2种聚合物分别通过2台螺杆挤压机连续熔融挤出，经过各自的熔体管道，并经过量泵定量输入纺丝组件，在组件内适当部位2组分以一定方式复合，从同一块喷丝板喷出后经卷绕成型，最终得到截面为星形、橘瓣形、米字形结构，单丝纤度小于0.3dtex的裂片型复合超细纤维或单丝纤维小于0.08dtex的海岛型复合超细纤维。
4．纤维细旦化法
细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构，相当于无数个毛细管，因此织物毛细芯吸效应明显增加，能起到传递水分子的作用，大大改善织物的透气性能和输水导汗性能。现在细旦导湿工艺主要用于丙纶织物。
（二）化学改性法
1．亲水性化合物制备共熔结晶型聚合物
应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯，是一个典型的例子。国外相关报道表明，为了使纤维表面亲水化，通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面，但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。
2．应用第3单体合成具有亲水性的共聚物共混纺丝
如以间苯二甲酸5磺酸钠作为第3单体合成共聚酯，然后再与普通聚酯共混纺出中空纤维，然后对其织物进行碱减量处理。由于共聚酯容易为碱液所水解，在纤维内部形成许多与中空部连通的微孔，从而使之具有良好的吸水透湿性。
3．丝胶朊聚酯
用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。丝胶朊具有良好的吸湿性，而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近，因此使纤维更具有吸湿功能，并对皮肤无任何不良作用。
三、研发现状
为提高服用的舒适性，美国、日本、韩国、中国台湾等著名纤维公司相继研究并推出具有吸湿排汗性能的聚酯纤维。此类产品都是通过纤维截面异形化来增加毛细管效应，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有吸湿导湿性能[3]。
（一）国外研究发展情况[4]
美国的主要产品有：杜邦公司独家研究开发的Coolmax功能性纤维面料，它通过异型截面形状“十”字形和“CO”形来散湿快干；Optimer公司开发的Dri-Release高吸湿纱线，采用“微混法”，在棉纤维的纺纱过程中，纺入少量的特殊涤纶，把棉和涤纶的优点发挥到最大限度来吸湿快干。
日本的主要产品有：东洋纺开发成功的CoolDry涤纶纤维面料，它通过Y形截面来散湿；尤尼契卡纤维公司(Unitika)推出的Hygra纤维，它是通过具有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维来吸湿散热。
韩国的主要产品有：晓星公司开发的Aerocool新型聚酯纤维，通过象“苜蓿草”的四叶子形的细微沟槽和孔洞来吸湿排汗；东国贸易株式会社研发的I-COOL系列纤维，也是通过异型截面的毛细管现象来吸湿排汗。
（二）国内研究发展情况
国家纺织产品开发中心与泉州海天轻纺集团联合开发的CoolDry，通过具有特殊表面沟槽吸湿排汗功能；中国石化仪征化纤股份公司生产的Coolbst系列纤维，Coolbst“FCLS-75”通过物理改性和化学改性两种方法来赋予其吸湿排汗功能、Coolbst差别化短纤采用了全新的纤维截面形状来吸湿排汗；广东顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice纤维，通过异形截面吸湿导汗；香港澳利华化纤有限公司与韩国公司合作，共同开发的“艾丽酷吸湿排汗纱”、台湾中兴纺织厂开发的Coolplus纤维。
四、结束语
目前导湿快干纤维的开发主要体现在Cool系列高科技聚酯纤维的开发上，该系列纤维主要是使用异形纤维表面积增大、毛细效果增强的机理进行导湿的，国际大型的体育比赛中，新型的吸湿快干纤维已经被广泛应用，受到运动员的喜爱。可以预见，吸湿快干纤维及其面料的采用可以拓展中高端市场，提高纺织产品的市场定位，其经济效应不可估量的。
参考文献
[1]郭华，秦庆才，王国德，可吸湿排汗的新型聚酯纤维的研制[J]，聚酯工业，2006，3(3)：31-33
[2]翟涵，徐小丽，王其，薛斌，吸湿排汗纤维及其作用原理研究[J]，上海纺织科技2004，4：6-7
[3]胡盼盼，潘婉莲，吴旭华，等，异形涤纶导湿性能研究[J]，合成纤维工业，2002，25(5)：15-17
[4]刘峻，纤维导湿改性的进展及其新产品开发[J]，纺织导报2005，1：24-28