無機(jī)非金屬范文
時(shí)間:2023-04-06 21:59:01
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篇1
關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬;材料應(yīng)用;材料發(fā)展
非金屬材料是由非金屬元素或化合物構(gòu)成的材料,自19世紀(jì)以來,隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,尤其是無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,人類一天熱的礦物、植物、石油等為原料,制造和合成了許多新型非金屬材料,如水泥、人造石墨、特種陶瓷、合成橡膠、合成樹脂、合成纖維等;這些非金屬材料因具有各種優(yōu)異的性能,為天然的非金屬材料和某些金屬材料所不及,從而在近代工業(yè)中的用途不斷擴(kuò)大,并迅速發(fā)展。非金屬材料的種類比較多,它分為有機(jī)金屬材料和無機(jī)金屬材料兩種。而無機(jī)金屬材料是與有機(jī)高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一,市場(chǎng)前景非常好。
1 無機(jī)非金屬材料行業(yè)存在的問題
我國在無機(jī)非金屬新材料上雖然有一些不錯(cuò)的成績(jī),但是由于起步比較晚,基礎(chǔ)太差、投入少,目前,我國無機(jī)非金屬材料行業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比,仍然處于落后的地位。其主要表現(xiàn)在四個(gè)方面:(1)基礎(chǔ)落后,產(chǎn)品等級(jí)偏低。(2)材料性能低,質(zhì)量不穩(wěn)定。(3)生產(chǎn)設(shè)備落后,資源利用率太低。(4)技術(shù)滯后,生產(chǎn)成品率低等。我國的無機(jī)非金屬新材料的制作設(shè)備落后,技術(shù)也落后,這些是造成產(chǎn)品研制周期長(zhǎng)、生產(chǎn)規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)效益低等問題的關(guān)鍵所在。
2 無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)和應(yīng)用
以往的無機(jī)非金屬材料的品種比較多,主要包括水泥、陶瓷與建筑材料等,而建筑材料是最貼近人們生活的。新型無機(jī)非金屬材料是后來才出現(xiàn)的,現(xiàn)如今它是現(xiàn)代新技術(shù),新產(chǎn)業(yè)和生物醫(yī)學(xué)中不可或缺的材料。
2.1 無機(jī)非金屬的特點(diǎn)
傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬缺點(diǎn)非常多,而現(xiàn)代的無機(jī)非金屬材料的優(yōu)點(diǎn)相對(duì)就明顯很多。其主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):(1)整體性,無機(jī)非金屬材料抗腐蝕性強(qiáng),這對(duì)材料的完整性非常重要。(2)防高溫性能,因?yàn)槠浔臼蔷褪菬o機(jī)物,屬于非燃燒材料。(3)防水性能,因?yàn)闊o機(jī)非金屬其內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常的密集,所以其有防水滲透的能力。(4)防腐蝕性,因無機(jī)非金屬的物理化學(xué)性能,決定了其有一定的防腐蝕性和對(duì)一般生物侵害時(shí),也可以正常使用。(5)耐磨性,無機(jī)非金屬材料的耐磨性能是生物醫(yī)學(xué)最看重的一點(diǎn),比如陶瓷在生物醫(yī)學(xué)上的作用,因它的耐磨性能比一般的合金金屬好,所以它可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工關(guān)節(jié)置換的金屬材料。
2.2 無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用
無機(jī)非金屬新材料具有獨(dú)特的性能,是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可缺少的關(guān)鍵材料。例如稀土摻雜石英玻璃廣泛應(yīng)用于導(dǎo)彈、衛(wèi)星及坦克火控武器等激光測(cè)距系統(tǒng),耐輻照石英玻璃應(yīng)用于各種衛(wèi)星及宇宙飛船的姿控系統(tǒng);光學(xué)纖維面板和微通道板作為像增強(qiáng)器和微光夜視元件在全天候兵器中得到應(yīng)用;航空玻璃為中國各類軍用飛機(jī)提供了關(guān)鍵部件;人工晶體材料中激光、非線性光學(xué)和紅外等晶體,用于彈道制導(dǎo)、電子對(duì)抗、潛艇通訊、激光武器等。特種陶瓷中,耐高溫、高韌性陶瓷可用于航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)、衛(wèi)星遙感,可制作特殊性能的防彈裝甲陶瓷及特種纖維及用于電子對(duì)抗等。目前已開發(fā)了近四千種高性能、多功能無機(jī)非金屬新材料新品種。這些高性能材料在發(fā)展現(xiàn)代武器裝備中起到十分重要的作用。
3 無機(jī)非金屬材料的發(fā)展趨勢(shì)
目前,科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,帶來了技術(shù)上的革新。不管是傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料還是無機(jī)非金屬材料都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。其在未來的趨勢(shì)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面:(1)走可持續(xù)化發(fā)展道路,西方發(fā)達(dá)國家運(yùn)用生態(tài)環(huán)境來影響著世界資源可持續(xù)性的發(fā)展,并且已經(jīng)取得了很好的效果;但我們國家在這方面還只能望其項(xiàng)背,特別是缺乏立法支持與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)以及相應(yīng)組織的管理與監(jiān)督,使中國的傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展還有很大的提升空間;面對(duì)資源和環(huán)境對(duì)中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)峻考驗(yàn),國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略顯得愈加重要。(2)節(jié)約資源,以往的無機(jī)非金屬材料在工業(yè)上的消耗非常巨大。可世界資源正在短缺,那么怎么做好資源的節(jié)能、以及找到可替代資源的重要性就不言而喻了。在未來,材料的使用壽命也將會(huì)是一個(gè)值得關(guān)注的問題。提高材料的使用壽命將大大節(jié)約資源。(3)集中生產(chǎn),以后將不會(huì)是像現(xiàn)在一樣,各個(gè)工業(yè)之間各自為營(yíng)的生產(chǎn),未來工業(yè)的需求必須要將單條生產(chǎn)線的產(chǎn)能提高的同時(shí),除了注意產(chǎn)品的質(zhì)量問題,還應(yīng)能降低能源的消耗。為此,將水泥工業(yè)、陶瓷工業(yè)等集中在一起走向大型化是未來的一個(gè)趨勢(shì)。
4 結(jié)語
隨著技術(shù)的進(jìn)步和生活水平的提高,建筑材料的安全性智能診斷等智能技術(shù)將更多的應(yīng)用于建筑中。目前,國內(nèi)無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用越來越廣泛,在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)上也越來越重要。它在工業(yè)上的運(yùn)用已經(jīng)大大超過了其自身的范疇,它為國家科學(xué)的發(fā)展事業(yè)添了磚,也為經(jīng)濟(jì)建設(shè)加了瓦。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉佳欣.無機(jī)非金屬材料的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國粉體工業(yè),2014 (5).
篇2
關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬材料;石墨烯;制備;性能表征
中圖分類號(hào): TB321 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2016)02(c)-0000-00
無機(jī)非金屬新材料具有耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度、多功能等多種優(yōu)越性能,是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可缺少的關(guān)鍵材料,目前在各個(gè)工業(yè)部門以及空間技術(shù)、電子技術(shù)、激光技術(shù)、光電子技術(shù)、紅外技術(shù)發(fā)展方面發(fā)揮了重要作用。本文以石墨烯為例,對(duì)磷化銅納米粒子修飾石墨烯復(fù)合材料的制備及性能表征進(jìn)行分析,旨在對(duì)石墨烯及其他無機(jī)非金屬材料的制備和應(yīng)用有所幫助。
1 石墨烯與磷化銅性能分析:磷化銅存在特殊的電化學(xué)嵌鋰性能,作為鋰離子電池負(fù)極材料極具潛力,而且其體積容量幾乎是石墨的4倍。作為鋰離子電池負(fù)極材,磷化銅優(yōu)點(diǎn)是初始放電容量高,電化學(xué)活性高;缺點(diǎn)是在充放電的過程中,由于脫鋰/嵌鋰產(chǎn)生的應(yīng)力使得磷化銅活性物質(zhì)形貌結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導(dǎo)致放電容量的迅速衰減。磷化銅納米粒子與導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性較好的基體材料復(fù)合是改善材料電學(xué)性能的有效途徑。
石墨烯具有很高的柔性、優(yōu)良的導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性,可以從結(jié)構(gòu)上限制磷化銅在充放電過程中的體積膨脹與收縮,同時(shí)石墨烯具有很好的導(dǎo)電性,可以提高電子的傳導(dǎo)速率。因此,通過石墨烯復(fù)合磷化銅可以有效的提高其電學(xué)性能。
2 磷化銅納米粒子修飾石墨烯復(fù)合材料制備
2.1一般材料:氯化銅(CuCl2?2H2O,AR,上海埃彼化學(xué)試劑有限公司);白磷(P4,AR,天津富宇化工有限公司);石墨粉(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);十六烷基三甲基溴化銨(CTAB,西安化學(xué)試劑廠);水(二次蒸餾水)。
2.2氧化石墨烯的制備:使用天然的石墨粉,采用改進(jìn)的Hummers法合成氧化石墨烯。使用超純水對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行洗滌,至pH約為6。最后進(jìn)行真空冷凍干燥等到固體氧化石墨烯。
2.3復(fù)合材料的制備:精確的稱量出10mg氧化石墨烯固體與準(zhǔn)確量取40mL氨水溶液(28%)加入到50mL的聚四氟乙烯反應(yīng)釜內(nèi)襯中,超聲分散2h,直到反應(yīng)釜中的固體物質(zhì)完全分散,溶液變的均勻。加入50mg十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)超聲至CTAB完全溶解,將50mg氯化銅(CuCl2?2H2O)加入反應(yīng)釜中,磁力攪拌30min。期間超聲分散注意水溫保持室溫。加入100mg黃磷(YP),將內(nèi)襯密封至不銹鋼釜?dú)ぶ?,?40℃恒溫干燥箱中連續(xù)反應(yīng)12h。待反應(yīng)完成后,取釜,自然冷卻至室溫。得到的黑色粗產(chǎn)物用苯、無水乙醇、蒸餾水依次洗滌數(shù)次,來除去副反應(yīng)生成的雜質(zhì)。最后將清洗完全后的產(chǎn)物,在60℃真空干燥箱內(nèi)恒溫干燥6h,完成后,收集樣品待用。
3 磷化銅納米粒子修飾石墨烯復(fù)合材料性能表征:樣品的物相和純度同樣用D/Max-3c型XRD進(jìn)行檢測(cè);樣品的形貌分析利用日本HitachiS-4800型場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、透射電子顯微鏡(TEM,F(xiàn)EITecnaiG2F20S-TWIN)觀察。
3.1結(jié)構(gòu)分析
Gr和Cu3P-Gr復(fù)合物的XRD圖見圖1所示。
通過圖1可知,GO位于10.4°的(002)特征峰(圖1a插圖)對(duì)應(yīng)0.850nm的層間距。當(dāng)溶劑熱反應(yīng)完成后,Gr在大約24.4°處出現(xiàn)一個(gè)較寬的峰,其對(duì)應(yīng)的層間距為0.365nm,這說明在該溶劑熱體系下GO被還原成Gr。復(fù)合物中主要的(112),(202),(211),(300),(113)和(212)晶面分別出現(xiàn)在36.0°,39.1°,41.6°,45.1°,46.2°和47.3°,能夠?qū)?yīng)Cu3P的標(biāo)準(zhǔn)卡片值(JCPDS號(hào)為71-2261)。其中復(fù)合物XRD中出現(xiàn)明顯的寬峰(圖1a黑框標(biāo)記處),這直接說明Cu3P錨定在石墨烯表面。EDS圖分析結(jié)果表明在復(fù)合物中僅存在Cu、P、O和C四種元素,這點(diǎn)與XRD圖分析結(jié)果一致。對(duì)存在的元素的含量分析發(fā)現(xiàn),復(fù)合物中C:O接近11:1,這說明復(fù)合物中氧化石墨烯還原的程度較高。
3.2復(fù)合物的電學(xué)性能:石墨烯作為錨定點(diǎn)保留了其優(yōu)異的電學(xué)性能,同時(shí)與納米Cu3P粒子相互交疊加大了夾層間距和更豐富的微孔結(jié)構(gòu),兩者協(xié)同提供更多的儲(chǔ)鋰空間。有效的提升了復(fù)合材料的充放電比容量,解決了單一組分材料的電學(xué)性能缺陷。
此外,Cu3P-Gr復(fù)合材料和單一組分Cu3P都在0.75V左右出現(xiàn)了明顯的充放電平臺(tái),這可以歸結(jié)于Cu3P+3LiLi3P+3Cu這一反應(yīng)。同時(shí),Cu3P-Gr復(fù)合材料比單一組分Cu3P充放電平臺(tái)更長(zhǎng)更平穩(wěn),這說明石墨烯的加入有效的減少了納米Cu3P粒子所帶來的體積效應(yīng),且石墨烯優(yōu)異的電學(xué)性能提高了復(fù)合材料的整體導(dǎo)電能力,縮短了鋰離子傳輸?shù)木嚯x,提高鋰離子脫嵌過程的擴(kuò)散速度。這一顯著提高,更加有利于復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用。
4 結(jié)論
本文以石墨烯、氯化銅、白磷為原料成功制備出Cu3P修飾的石墨烯復(fù)合材料,并對(duì)其結(jié)構(gòu)、尺寸和形貌進(jìn)行了表征。石墨烯復(fù)合材料電學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明:復(fù)合物的放電容量及循環(huán)性能優(yōu)于單一組分的石墨烯、磷化銅,循環(huán)性能突出,具有一定的應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
[1]張立彬,王金清,楊生榮,孔祥正.石墨烯-聚酰亞胺復(fù)合薄膜的制備及性能表征[J].高分子學(xué)報(bào),2014,11:1472-1478.
[2]白樹林,趙云紅.石墨烯熱學(xué)性能及表征技術(shù)[J].力學(xué)進(jìn)展,2014,00:236-259.
篇3
關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬材料;專業(yè)英語;教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2015)13-0116-02
專業(yè)英語是學(xué)生、學(xué)者和工程技術(shù)人員獲取科研信息、掌握學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)、參加國際學(xué)術(shù)交流的重要工具?!稛o機(jī)非金屬材料專業(yè)英語》課程是針對(duì)無機(jī)非金屬材料工程專業(yè)學(xué)生在學(xué)完公共英語課及必要的專業(yè)知識(shí)后開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解專業(yè)英語的結(jié)構(gòu)、詞匯、寫作方法及其與普通英語的異同點(diǎn);掌握無機(jī)非金屬材料專業(yè)常用的英語詞匯,能較順利的閱讀、理解和翻譯有關(guān)的科技英文文獻(xiàn)和資料;掌握科技應(yīng)用文的書寫格式與寫作技巧。但是在目前的教學(xué)中仍存在一些問題,如教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核手段等。本文針對(duì)材料專業(yè)英語的教學(xué)現(xiàn)狀和存在問題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)進(jìn)度與模塊、教學(xué)方法幾個(gè)方面對(duì)無機(jī)非金屬材料專業(yè)英語教學(xué)改革進(jìn)行了初步探討。
一、針對(duì)教學(xué)內(nèi)容的改革:充實(shí)教學(xué)內(nèi)容,豐富課文載體形式
目前本課程采用的教材為杜永娟主編的《無機(jī)非金屬材料專業(yè)英語》(化學(xué)工業(yè)出版社),教材的內(nèi)容基本覆蓋了無機(jī)非金屬材料專業(yè)的重要內(nèi)容,但課文絕大部分來自20世紀(jì)80年代末和90年代以來的出版物,內(nèi)容略顯陳舊。另一方面,課文與閱讀材料來自英文原版教科書、專著、國際著名學(xué)術(shù)期刊和國際學(xué)術(shù)會(huì)議,課文載體的形式略顯單一。
經(jīng)統(tǒng)計(jì),本專業(yè)的學(xué)生畢業(yè)后除35%~45%就讀研究生繼續(xù)深造外,有55%~65%的畢業(yè)生直接參加工作,主要從事技術(shù)、管理、新產(chǎn)品開發(fā)等方面的工作。他們最需要的英語能力不是閱讀英文基礎(chǔ)理論的教科書,而是能走在無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域的前言,查閱、撰寫各種與科技開發(fā)、生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的書籍、合同、專利、儀器使用說明書等文獻(xiàn)情報(bào),以及其他進(jìn)行國際學(xué)術(shù)、科技及經(jīng)貿(mào)交流的資料。因此,在教材的基礎(chǔ)上需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì),對(duì)原教材中的課文進(jìn)行篩選,保留實(shí)用性強(qiáng)、較為新穎的課文,同時(shí)兼顧課文的范圍涵蓋無機(jī)非金屬材料的重要內(nèi)容,以此作為基本專業(yè)知識(shí)階段教學(xué)模塊。在此基礎(chǔ)上,補(bǔ)充其他形式的課文,包括專著文章、論文、專利、文摘、學(xué)術(shù)會(huì)議通訊、經(jīng)貿(mào)合同、各種產(chǎn)品說明書等,豐富課文載體的形式。
二、針對(duì)教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)模塊的改革:實(shí)施分階段教學(xué)
以往無機(jī)非金屬材料專業(yè)英語的教學(xué)主要依照無機(jī)非金屬材料的類型的劃分單元,即分別對(duì)各類無機(jī)非金屬材料進(jìn)行介紹。從材料的角度來看教學(xué)內(nèi)容覆蓋面較廣,但從英語教學(xué)的角度來看,始終停留學(xué)習(xí)性閱讀的教學(xué)層面,沒有對(duì)教學(xué)內(nèi)容作進(jìn)一步的深化,難以進(jìn)一步培養(yǎng)和拓展學(xué)生實(shí)際英語的應(yīng)用能力。因此,在教學(xué)改革中有必要按照由淺入深、循序漸進(jìn)的原則,合理安排教材和擴(kuò)展內(nèi)容,實(shí)施分階段教學(xué)。結(jié)合材料專業(yè)英語教學(xué)的特點(diǎn),將教學(xué)內(nèi)容分為三個(gè)階段,包括基本專業(yè)知識(shí)階段、提高階段和綜合應(yīng)用階段。各教學(xué)模塊的教學(xué)內(nèi)容和重點(diǎn)如下表所示:
其中基本專業(yè)知識(shí)階段主要圍繞教材中的課文,設(shè)置無機(jī)材料物理化學(xué)、陶瓷、玻璃、水泥與混凝土、耐火材料、寶石、無機(jī)材料工程七個(gè)單元。在教學(xué)中重點(diǎn)對(duì)課文中的背景知識(shí)及語言點(diǎn)作講解,結(jié)合課文和補(bǔ)充材料,使學(xué)生了解專業(yè)英語句法、詞法、結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),掌握無機(jī)非金屬材料中常見的英語詞匯和短語,培養(yǎng)學(xué)生閱讀專業(yè)資料的能力,為專業(yè)英語的實(shí)際應(yīng)用打好基礎(chǔ)。本階段的教學(xué)學(xué)時(shí)占整個(gè)學(xué)時(shí)的60%左右。
提高階段的教學(xué)內(nèi)容為常用英語科技應(yīng)用文的閱讀與寫作。英語科技應(yīng)用文范圍較廣,涉及說明書、合同、專利、簡(jiǎn)歷、求職信、圖表、科技論文、信函等。在本教學(xué)中結(jié)合材料專業(yè)的特點(diǎn),選取說明書、專利、科技論文寫作三大科技應(yīng)用文作為主要內(nèi)容,介紹其基本內(nèi)容、文體要求和一般格式,在此基礎(chǔ)上介紹相關(guān)的寫作方法與技巧,分析科技英語寫作中常見的問題,從而鍛煉學(xué)生的翻譯和寫作能力。其中說明書部分包括說明的基本組成、說明與說明書書寫的原則、說明與說明書的文體要求、說明書常用句型幾個(gè)部分;專利部分包括專利基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)介、專利文獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)兩大部分。英語科技論文部分由三大檢索簡(jiǎn)介、論文的結(jié)構(gòu)安排與撰寫、投稿及與編輯的聯(lián)系三大部分組成。提高階段的教學(xué)學(xué)時(shí)占整個(gè)學(xué)時(shí)的30%左右。
為了培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力,在前兩個(gè)階段基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了綜合應(yīng)用階段。在此階段教學(xué)中,讓學(xué)生根據(jù)各自實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容撰寫英文摘要并作專題演講和進(jìn)行集體討論,從而對(duì)前期所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行靈活應(yīng)用,鍛煉寫作、口語能力,使專業(yè)英語的實(shí)際應(yīng)用能力進(jìn)一步提升。綜合應(yīng)用階段的教學(xué)學(xué)時(shí)占整個(gè)學(xué)時(shí)的10%左右。
按照上述三個(gè)階段進(jìn)行教學(xué),可使學(xué)生由淺入深地掌握無機(jī)非金屬材料專業(yè)英語的知識(shí),既重視基礎(chǔ),又具有培養(yǎng)和拓展學(xué)生實(shí)際應(yīng)用英語能力的能力和空間,形成有機(jī)關(guān)聯(lián)的一個(gè)整體。
三、針對(duì)教學(xué)方法的改革:采用多樣的教學(xué)手段
目前專業(yè)英語的教學(xué)方法仍主要采用以教師講授為主的教學(xué)方法,這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能滿足本科教育的需要。因此有必要對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革。
在本教學(xué)中,將PBL(Problem-based leaning)教學(xué)方法引入專業(yè)英語的教學(xué)中。PBL教學(xué)方法在醫(yī)學(xué)等教學(xué)領(lǐng)域已被證明是一種有效的教學(xué)方法,該方法能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。將PBL教學(xué)法引入專業(yè)英語的教學(xué)中,設(shè)計(jì)一些與專業(yè)密切相關(guān)的問題,引導(dǎo)學(xué)生利用專業(yè)英語解決實(shí)際問題。例如根據(jù)課文內(nèi)容設(shè)定題目,如在“水泥與混凝土”這一單元中,要求學(xué)生就“什么是水泥”、“如何生產(chǎn)水泥”、“水泥的機(jī)械性質(zhì)如何”等問題進(jìn)行回答和討論;將學(xué)生分組,將他們?cè)趯?shí)習(xí)階段所參與的實(shí)習(xí)內(nèi)容寫成摘要,再通過專題演講的形式在課堂上介紹給大家,再引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行提問和討論;按照本專業(yè)實(shí)驗(yàn)室某種儀器的英文說明書掌握儀器的使用方法等。在課堂教學(xué)中以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo),改變過去以教師為中心的教學(xué)模式。
經(jīng)過以上三方面的改革,整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的安排更加合理,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和課堂參與度,在了解理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量閱讀、翻譯和寫作實(shí)踐,使學(xué)生能真正以英語為工具,熟練地獲取和交流本專業(yè)所需的信息,為將來在專業(yè)工作中使用英語打下良好的基礎(chǔ)。
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篇4
摘 要:材料工業(yè)是現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)支柱之一,對(duì)于整個(gè)人類社會(huì)的發(fā)展有著十分重要的作用,無機(jī)非金屬材料是材料體系的重要組成部分,本文主要就其進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,詳細(xì)分析與其有關(guān)的能源行業(yè)的發(fā)展問題,僅為無極非金屬材料的應(yīng)用研究提供參考。
關(guān)鍵詞:無機(jī)非金屬材料;發(fā)展歷程;能源行業(yè)
無機(jī)非金屬材料廣泛應(yīng)用于居民日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)過程中,對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要,本文主要就這種材料進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,分析無機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展歷程,探討有關(guān)的能源行業(yè)的未來發(fā)展方向,希望能夠?qū)ο嚓P(guān)研究人員的工作有所幫助。
一、無機(jī)非金屬材料概述
無機(jī)非金屬材料主要是由傳統(tǒng)的硅酸鹽材料演變而來,現(xiàn)在的無機(jī)非金屬材料則囊括了碳化物、氮化物、鋁酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鹵化物、磷酸鹽等等領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)上來說,無機(jī)非金屬材料的元素之間主要依靠共價(jià)鍵、離子鍵或者離子――共價(jià)鍵混合健進(jìn)行結(jié)合。正是由于在這些化學(xué)鍵的存在,無機(jī)非金屬材料往往擁有良好的抗氧化性、導(dǎo)電性、壓電性、鐵磁性、鐵電性、較高的熔點(diǎn)、硬度、強(qiáng)度、耐磨損,廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。
無機(jī)非金屬材料可以分為傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料和新型無機(jī)非金屬材料兩大類。日常生活中常見的玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷、電瓷等等都屬于傳統(tǒng)的無機(jī)非金屬材料,與民眾的生活及生產(chǎn)息息相關(guān)。而新型無機(jī)非金屬材料的性能及用途都比較特殊,主要是憑借一些新的技術(shù)手段改造而來,廣泛應(yīng)用與國防事業(yè)及生物工程之中,比如非晶體材料、無機(jī)纖維、無機(jī)涂層等等。
二、無機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展歷程
隨著人類社會(huì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,無機(jī)非金屬材料工業(yè)逐漸興起,下文主要從水泥、陶瓷、玻璃三種材料簡(jiǎn)單論述無機(jī)非金屬材料工業(yè)的發(fā)展歷程。
(一)陶瓷工業(yè)
陶瓷材料是使用時(shí)間最長(zhǎng)的無機(jī)非金屬材料,在我國制陶技藝可以追溯到8000年前的新時(shí)期時(shí)期,商朝白陶的成功燒制為陶器向瓷器的過渡奠定了良好的基礎(chǔ),東漢至魏晉時(shí)期出現(xiàn)了青瓷,這種胎質(zhì)堅(jiān)硬加工精細(xì)的瓷器的出現(xiàn)標(biāo)志著我國瓷器進(jìn)入新的時(shí)代,宋朝起我國的陶瓷開始向歐洲及南洋的一些國家大量輸出,出現(xiàn)了官、汝、定、鈞、哥等名窯。古代的陶瓷窯主要是間歇式窯型,隨著科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展進(jìn)步,傳統(tǒng)的窯型逐漸被現(xiàn)代窯型代替,1899年,法國出現(xiàn)機(jī)械式隧道窯,經(jīng)過了上百年的發(fā)展,現(xiàn)代陶瓷燒制的窯型主要有窯車式隧道窯、步進(jìn)窯、推板窯、輥道窯、氣墊窯等等幾種,其中窯車式隧道窯是現(xiàn)階段應(yīng)用較多的現(xiàn)代窯型,其他幾種窯型都是在此基礎(chǔ)上研究制造出來的,輥道窯燒成過程要求比較嚴(yán)格,必須要保證窯內(nèi)環(huán)境的均衡穩(wěn)定,這使得快速燒成及全自動(dòng)操作控制成為可能,新型陶窯的能耗明顯降低,陶瓷的產(chǎn)量得到了較大的提高,工人的勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減少,生產(chǎn)環(huán)境得到了極大地改善。此外,為了改善當(dāng)前陶瓷燒制過程中的生產(chǎn)污染,提高產(chǎn)品的燒制質(zhì)量,許多廠家都在積極的引用低污染的潔凈材料,以往傳統(tǒng)的非潔凈材料逐漸被摒棄。
(二)玻璃工業(yè)
公元前3700年前,古埃及人燒制出簡(jiǎn)單的有色玻璃飾品及器皿,公元前1000年前,無色玻璃出現(xiàn),公元12世紀(jì),玻璃逐漸開始應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中,18世紀(jì)光學(xué)玻璃出現(xiàn),并應(yīng)于于望遠(yuǎn)鏡之中,1874年比利時(shí)制造出平板玻璃。就目前來說,玻璃材料廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)、醫(yī)療、電子、日用、儀表等等領(lǐng)域之中。按照生產(chǎn)工藝,玻璃可以分為鋼化玻璃、浮雕玻璃、琉璃玻璃、夾絲玻璃、調(diào)光玻璃、放光玻璃等等種類。就玻璃生產(chǎn)工藝來說,傳統(tǒng)的工藝方法有平拉法、對(duì)輥法、有槽法、無槽法等等。1957年,浮法工藝開始在英國出現(xiàn),1兩年之后該種工藝技術(shù)成功應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中,與傳統(tǒng)工藝技術(shù)相比,浮法工藝的生產(chǎn)效率明顯較高,因此,浮法工藝迅速普及。隨后相關(guān)廠家利用這種新型的工藝技術(shù)生產(chǎn)出磨光玻璃,隨著生產(chǎn)成本的降低,玻璃的品種也在逐漸的增加,就目前來說,浮法工藝基本上已經(jīng)完全取代了傳統(tǒng)的玻璃生產(chǎn)工藝,并逐漸朝著大型化方向發(fā)展。現(xiàn)階段,平板玻璃窯日熔化能力普遍較高,在400t~700t左右,部分廠家達(dá)到了900t。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的研究發(fā)展,浮法工藝生產(chǎn)線逐漸向著自動(dòng)化方向發(fā)展,少部分廠家已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化,能源及原材料的消耗都大幅度降低,產(chǎn)品的質(zhì)量也得到了明顯的提高,現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境同時(shí)得到了較大的改善。
(三)水泥工業(yè)
水泥是一種是十分重要的膠凝材料,廣泛應(yīng)用于水利、國防、土木建筑工程之中。1756年英國工程師J.斯米頓在研究石灰在水中的硬化特性時(shí)發(fā)現(xiàn),使用含有粘土的石灰石能夠燒制出水硬性石灰,使用火山灰和水硬性石灰能夠配成用于水下建筑的砌筑砂漿,這一發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代水泥研制發(fā)展的基礎(chǔ)。1796年,另一個(gè)英國工程師J.帕克使用泥灰?guī)r燒制出天然水泥。1824年英國建筑工人J.阿斯譜丁配制出波蘭特水泥,這種水泥建筑性能優(yōu)良,對(duì)于水泥史的發(fā)展具有重要意義。20世紀(jì),水泥行業(yè)相關(guān)研究人員對(duì)波蘭特水泥進(jìn)行了不斷地改進(jìn),同時(shí)研究出各種適合特殊建筑工程的水泥,就目前來說,全球水泥種類達(dá)到100多種,其中硅酸鹽水泥是應(yīng)用最為廣泛的水泥品種。
水泥工業(yè)發(fā)展至今,已經(jīng)經(jīng)過了幾個(gè)世紀(jì),燒制工藝及設(shè)備也在不斷地完善之中,現(xiàn)代機(jī)械化立窯逐漸取代了以往的間隙式土立窯,傳統(tǒng)的干法回轉(zhuǎn)窯逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闈穹ɑ剞D(zhuǎn)窯、半干法回轉(zhuǎn)窯,現(xiàn)階段還出現(xiàn)了以窯外角解爐以及懸浮預(yù)熱器為核心的新型干法回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng),該系統(tǒng)中涉及到生料均化技術(shù)、原料預(yù)均化技術(shù)等等現(xiàn)代化的工藝技術(shù),使得水泥生產(chǎn)的低污染、低能耗、高質(zhì)量成為可能。
三、與無機(jī)非金屬材料相關(guān)的能源行業(yè)
無機(jī)非金屬材料大多是經(jīng)過高溫制成,而高溫的獲得與能源息息相關(guān),因此無機(jī)非金屬材料工業(yè)與能源工業(yè)聯(lián)系十分緊密,下文就與無機(jī)非金屬材料工業(yè)相關(guān)的能源行業(yè)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析討論。
就目前來說,無機(jī)非金屬材料工業(yè)中使用的最為頻繁的能源為燃料及電能,各種燃料主要用于普通無機(jī)非金屬材料的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn),而電能主要用于新型無機(jī)非金屬材料的生產(chǎn)。常見的燃料有天然氣、液化石油氣、煤炭、輕質(zhì)柴油、重油等等,這些燃料都屬于一次能源,不可再生,且煤炭、柴油、重油等物質(zhì)屬于非清潔性燃料,燃燒后會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、二氧化碳等等物質(zhì),對(duì)大氣造成嚴(yán)重的污染,無機(jī)非金屬材料工業(yè)生產(chǎn)中絕大多數(shù)使用的是非清潔燃料,由于能源熱效率較低,因此實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)之中燃料浪費(fèi)的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。隨著環(huán)境污染、能源危機(jī)的日益加劇,節(jié)能、低排放甚至零排放成為工業(yè)生產(chǎn)研究的重點(diǎn)之一,無機(jī)非金屬材料工業(yè)發(fā)展過程中也在積極的尋求新的能源,開發(fā)研究節(jié)能降耗技術(shù),優(yōu)化無機(jī)非金屬產(chǎn)品的生產(chǎn)流程,改善產(chǎn)品的質(zhì)量,從而促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
結(jié)束語
無機(jī)非金屬材料工業(yè)對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)十分重要,本文結(jié)合陶瓷、水泥、玻璃幾種產(chǎn)品就無機(jī)非金屬材料的發(fā)展歷程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的歸納分析,討論了與無機(jī)非金屬材料相關(guān)的能源行業(yè)未來的發(fā)展方向,無機(jī)非金屬材料及其相關(guān)能源行業(yè)研究工作提供參考。
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篇5
關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;無機(jī)非金屬材料;教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2016)44-0130-02
材料是社會(huì)文明的一個(gè)重要標(biāo)志,也是當(dāng)今社會(huì)各個(gè)國家與地區(qū)發(fā)展基礎(chǔ)工業(yè)和開發(fā)新技術(shù)、新行業(yè)的源泉和動(dòng)力。新材料的開發(fā)和使用,不僅需要材料研究的創(chuàng)新性思維,而且需要材料科學(xué)與技術(shù)人才的創(chuàng)新精神。當(dāng)前,隨著材料學(xué)的快速發(fā)展,將對(duì)材料人才提出了更多更高的要求,由原先的單一技術(shù)型人才逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂卸鄬哟?、多學(xué)科交叉的復(fù)合型人才[1,2]。復(fù)合材料學(xué)科近年的發(fā)展也反映了社會(huì)對(duì)材料的要求,人們對(duì)多功能材料的需求和要求也在不斷提高,這加重了對(duì)學(xué)習(xí)材料人的要求,對(duì)于各類材料的結(jié)構(gòu)原理及其制備技術(shù)需要更多的了解。無機(jī)非金屬材料不僅是復(fù)合材料專業(yè)的必選課程,而且也是一門材料學(xué)科的綜合性課程。該課程主要講解無機(jī)非金屬材料的定義、分類,以及無機(jī)非金屬材料的共性與個(gè)性;無機(jī)非金屬材料中原料的制備、配合料的計(jì)算、成型、干燥和燒成等生產(chǎn)工藝以及介紹無機(jī)非金屬材料現(xiàn)在的發(fā)展?fàn)顩r與研究方向。復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的目的是讓學(xué)生能夠了解無機(jī)非金屬材料的基本知識(shí),在學(xué)習(xí)復(fù)合材料專業(yè)的同時(shí),拓展自己的學(xué)科知識(shí),深化自己的專業(yè)領(lǐng)域,這對(duì)于增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力具有重要意義。
一、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料的必要性
無機(jī)非金屬材料是一門歷史悠久的學(xué)科,在人類發(fā)展的歷史上扮演著重要角色。在當(dāng)今社會(huì),無機(jī)非金屬材料在建筑、航空航天、交通、電子科技以及能源等方面有著不可替代的作用,是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。復(fù)合材料作為一門新型學(xué)科,需要與其他專業(yè)進(jìn)行交流融合,無機(jī)非金屬材料與有機(jī)高分子材料、金屬材料并稱為材料界三大材料。通過對(duì)無機(jī)非金屬材料課程的學(xué)習(xí),不僅能夠掌握無機(jī)非金屬材料的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、制備工藝和性能特點(diǎn),而且可以將其和復(fù)合材料進(jìn)行對(duì)比聯(lián)系,從而更加快速地學(xué)習(xí)復(fù)合材料。單一的材料已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在社會(huì)的要求,人們更加需要復(fù)合型材料,而無機(jī)非金屬復(fù)合材料的出現(xiàn)適應(yīng)了社會(huì)的要求。例如在石灰漿中摻入麻繩或其他纖維用作涂墻的材料,用鋼筋、水泥、砂、石塊制成鋼筋混凝土,等等,這些都是生活中常見的無機(jī)非金屬復(fù)合材料,所以在復(fù)合材料專業(yè)中開設(shè)無機(jī)非金屬材料,不僅有利于學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)合材料,在以后的社會(huì)工作競(jìng)爭(zhēng)中也有很大的作用。
二、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的教學(xué)現(xiàn)狀
無機(jī)非金屬材料課程作為復(fù)合材料專業(yè)的一門專業(yè)必選課,由于它涵蓋了陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等內(nèi)容,因此它比復(fù)合材料專業(yè)中開設(shè)的其他課程更加復(fù)雜。無機(jī)非金屬材料多是離子鍵、共價(jià)鍵或離子―共價(jià)混合鍵,導(dǎo)致材料的性能及結(jié)構(gòu)特征各有特點(diǎn),并且制備過程中原料的比例或制備工藝也會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生巨大的改變,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中容易將其混淆,使得教學(xué)達(dá)不到預(yù)料的結(jié)果。教學(xué)中大多數(shù)注重理論教學(xué),不注重實(shí)踐教學(xué),讓學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料的了解只停留在理論知識(shí)。此外,作為一門選修課,學(xué)生對(duì)其重視程度也沒有復(fù)合材料必修課高,在學(xué)習(xí)過程中態(tài)度也會(huì)有所下降,學(xué)習(xí)效率也會(huì)降低,那么開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的初衷也沒有達(dá)到。
三、復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程教學(xué)方法的探索
(一)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化
由于無機(jī)非金屬材料課程包含的內(nèi)容較多,有陶瓷、水泥、玻璃以及耐火材料等內(nèi)容,如果每一種材料都詳細(xì)講解,課時(shí)量必然不夠,因此需要以某一種材料為主線,根據(jù)無機(jī)非金屬材料的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)進(jìn)行穿插講解。此外,在教學(xué)過程中由于教學(xué)內(nèi)容較多,往往采用“填鴨式”教學(xué),將所有的知識(shí)一股腦的塞進(jìn)學(xué)生的腦中,這樣導(dǎo)致學(xué)生不僅沒有了解無機(jī)非金屬材料,還對(duì)教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生厭倦,所以在教學(xué)過程中還要注重知識(shí)點(diǎn)的連貫性和層次性,準(zhǔn)確把握重難點(diǎn)。在教學(xué)過程中可以借助于生活中的事物來幫助記憶,比如可以根據(jù)樹的模型,將樹干比作無機(jī)非金屬材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能。學(xué)生通過了解不同的組成,推斷出將會(huì)產(chǎn)生怎樣的結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致相應(yīng)的性能,這樣可以讓學(xué)生抓住材料的本質(zhì),學(xué)習(xí)起來也就得心應(yīng)手。然后,再由樹干發(fā)散到枝干,逐一講解無機(jī)非金屬材料課程中水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料和制備工藝等,將內(nèi)容逐漸具體化,使學(xué)生更加輕松地學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料課程,讓學(xué)生由淺入深,逐步了解無機(jī)非金屬材料,從而達(dá)到掌握無機(jī)非金屬材料課程的知識(shí)。
(二)教學(xué)方法的創(chuàng)新
無機(jī)非金屬材料是一門具有較強(qiáng)理論性的課程,因此在課堂教學(xué)時(shí),首先要調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,讓學(xué)生能夠跟著教師的步伐在上課開始提一些簡(jiǎn)單的問題,不僅能讓學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài),也可以檢驗(yàn)學(xué)生課下的復(fù)習(xí)情況。其次,記筆記對(duì)于學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料是非常重要的,它不僅可以讓學(xué)生建立自己的學(xué)習(xí)方法,也方便課下的復(fù)習(xí)。另外,實(shí)踐教學(xué)是必需的,無機(jī)非金屬材料是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程,實(shí)踐教學(xué)不僅能夠讓學(xué)生掌握課本知識(shí),還可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬材料的理解[3]。實(shí)驗(yàn)是實(shí)踐教學(xué)的主要途徑,實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。托爾斯泰曾經(jīng)說過:“成功的教學(xué),所需的不是強(qiáng)制,而是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣”。此外,課堂多媒體教學(xué)的作用也很大,觀看材料的微觀組織結(jié)構(gòu)視頻可以讓學(xué)生更加清晰的了解無機(jī)非金屬材料的制備過程。
(三)考核方式的改革
學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料的目的是要讓學(xué)生掌握無機(jī)非金屬材料的種類、組成、共性和個(gè)性,掌握原料的制備過程和原料選擇對(duì)無機(jī)非金屬材料性能的影響,掌握陶瓷、玻璃和水泥的生產(chǎn)工藝流程等內(nèi)容。在考核學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果時(shí)往往采用考試的方法,這樣的方法會(huì)導(dǎo)致學(xué)生死記硬背課本內(nèi)容,給學(xué)生造成巨大的思想負(fù)擔(dān),不利于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性,所以考試不是一種好的考核方法。采用論文考核也不是一種好的方法,現(xiàn)如今網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)造成了利用網(wǎng)絡(luò)資源抄襲的現(xiàn)象,這樣的考核也不能達(dá)到開設(shè)無機(jī)非金屬材料課程的初衷。學(xué)習(xí)無機(jī)非金屬材料一方面是為了讓學(xué)生了解更多的材料學(xué)內(nèi)容,拓展自己的視野;另一方面,通過對(duì)無機(jī)非金屬材料課程的學(xué)習(xí)可以更好地學(xué)習(xí)復(fù)合材料,因此,可以將兩者結(jié)合起來進(jìn)行考核。將學(xué)生分成若干組,每一組負(fù)責(zé)完成一種無機(jī)非金屬材料設(shè)計(jì),最后對(duì)每組成果進(jìn)行評(píng)價(jià)。這樣既可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)無機(jī)非金屬知識(shí)的了解,也能開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力,從而真正體現(xiàn)這門課程的教學(xué)成果。
四、結(jié)語
無機(jī)非金屬材料課程一方面能夠讓學(xué)生了解無機(jī)非金屬材料的基礎(chǔ)知識(shí),另一方面能夠從無機(jī)非金屬材料學(xué)習(xí)中更好地學(xué)習(xí)復(fù)合材料。本文針對(duì)當(dāng)前無機(jī)非金屬材料課程在復(fù)合材料專業(yè)教學(xué)中所面臨的問題,結(jié)合復(fù)合材料專業(yè)開設(shè)無機(jī)非金屬材料的必要性和教學(xué)現(xiàn)狀,對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等方面提出了一些建議,期望以此推進(jìn)復(fù)合材料專業(yè)的發(fā)展,為國家培養(yǎng)更多優(yōu)秀的人才。
參考文獻(xiàn):
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篇6
【關(guān)鍵詞】雙語教學(xué)實(shí)踐無機(jī)非金屬材料
【中圖分類號(hào)】G642【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1674-4810(2012)11-0051-01
河北聯(lián)合大學(xué)是一所地方本科院校,它的目標(biāo)是服務(wù)于快速發(fā)展的河北經(jīng)濟(jì),使其成為具有創(chuàng)新特色的名牌地方院校。近年來,經(jīng)濟(jì)社會(huì)的雙轉(zhuǎn)型急需大批既精通專業(yè)知識(shí)又熟練掌握外語的高素質(zhì)國際性人才。為適應(yīng)這種需要,材料學(xué)院無機(jī)非金屬材料系開展材料導(dǎo)論課程雙語教學(xué)的探索。雙語教學(xué)是同時(shí)運(yùn)用英語和漢語兩種語言向?qū)W生傳授專業(yè)知識(shí)的一種全新的教學(xué)形式。它的目的是讓學(xué)生增加外語的使用能力和使用外語思維的能力,便于學(xué)生畢業(yè)后能更有效地進(jìn)行學(xué)術(shù)研究和國際交流。教師也可以從雙語教學(xué)中借鑒國外的教學(xué)理念,學(xué)到新的教學(xué)思想。開展雙語課,一能更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)英文和應(yīng)用英文的興趣;二能從國外原版教材的發(fā)散性、啟發(fā)性的訓(xùn)練中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維。本文介紹我們?cè)跓o機(jī)非金屬材料導(dǎo)論課程雙語教學(xué)實(shí)踐中的經(jīng)驗(yàn),分析雙語教學(xué)中存在的問題與不足。
一 雙語教學(xué)實(shí)踐
1.教材的選擇
教材是教學(xué)內(nèi)容的載體,正確選擇適合學(xué)生學(xué)習(xí)的教材是進(jìn)行高質(zhì)量雙語教學(xué)的重要保證。原版教材價(jià)格昂貴,超出大部分學(xué)生的承受能力。商務(wù)印書館引進(jìn)的教材“Ceramics introduction”,專業(yè)知識(shí)新,知識(shí)面廣。書中圖表豐富和生動(dòng),文字較為淺顯易懂,有利于學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解,而且價(jià)格適中,我們把它確定為基本教材,同時(shí)推薦一些國內(nèi)高校的中文教材作為課程參考教材,幫助學(xué)生深入理解重要的知識(shí)難點(diǎn)。從使用效果來看,多數(shù)學(xué)生反映借助字典可以基本看懂英文教材。
2.課件設(shè)計(jì)
無機(jī)非金屬材料導(dǎo)論特點(diǎn)是概念多、公式多,涉及的方向多、涵蓋面廣,其研究對(duì)象是陶瓷、耐火材料、水泥等各種硅酸鹽材料。課件中重要概念和工藝過程均采用中英文對(duì)照,課堂講解我們則主要采用全英文版書,創(chuàng)造英文語境。在課件的設(shè)計(jì)中,我們制作大量英文圖片和動(dòng)畫向?qū)W生進(jìn)行教學(xué)展示,使所講的內(nèi)容形象化、具體化,更加通俗易懂,易于學(xué)生理解記憶,對(duì)增加學(xué)生興趣和提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解均有較大幫助。
3.教學(xué)方式的使用
根據(jù)課程的特點(diǎn)和學(xué)生的接受能力, 在課程教學(xué)中采用單向和交互式兩種方法。在教學(xué)進(jìn)程上采用靈活的教學(xué)方法,教師根據(jù)學(xué)生的接受水平確定使用英語的比例,以保證教學(xué)效果。教材中詞匯量大、專業(yè)性強(qiáng),因此我們對(duì)學(xué)生提出預(yù)習(xí)和必要的復(fù)習(xí),以保證雙語教學(xué)的順利進(jìn)行。同時(shí)采用靈活多樣的教學(xué)手段,如針對(duì)某一問題,分小組進(jìn)行討論,然后要求每組派代表將討論結(jié)果用英文復(fù)述。這樣能使每個(gè)同學(xué)都能參與到問題中,能更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)動(dòng)力。在教學(xué)中,我們還有針對(duì)性地選擇部分習(xí)題和思考題,要求學(xué)生利用教材和網(wǎng)絡(luò)用英文回答。從實(shí)踐效果看,這一類的題目需要學(xué)生能夠綜合總結(jié)書中的相關(guān)內(nèi)容,從而提高同學(xué)用英文閱讀和寫作專業(yè)問題的能力。
4.無機(jī)非金屬材料導(dǎo)論雙語課程的考核方式
考試采用全英文的教學(xué)試卷,開卷考試,全部考題采用英文表述,要求學(xué)生以英文回答。我們特別加強(qiáng)平時(shí)成績(jī)的考核,平時(shí)成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中占有較高的比例(占總成績(jī)的50%)。諸如出勤和上課積極與老師互動(dòng)(占總成績(jī)的20%),平時(shí)用英文完成作業(yè)的情況(占總成績(jī)的30%)。這樣的考核標(biāo)準(zhǔn)避免了“一刀切”,提高了學(xué)生平時(shí)課堂學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力,能反映出對(duì)本課程的掌握程度。
二 雙語教學(xué)中存在的問題和建議
1.雙語教學(xué)教師應(yīng)不斷提高語言能力
雙語教學(xué)對(duì)教師的要求高,不僅要專業(yè)精深,還要求教師能做到在課堂上熟練地在雙語之間進(jìn)行切換,準(zhǔn)確地用英文表述專業(yè)知識(shí),還要和學(xué)生進(jìn)行英文互動(dòng)。這就對(duì)教師的英語聽說能力提出更高要求,但是一般的任課教師,雖英語閱讀、翻譯和寫作能力較強(qiáng),但在口語交流方面尚存在不足,有待提高。
2.選雙語教學(xué)課程的學(xué)生應(yīng)具備一定的英語水平
通過這幾年的雙語教學(xué)實(shí)踐,筆者認(rèn)為不是每個(gè)學(xué)生都適合參加雙語課程的學(xué)習(xí)。只有具備一定基礎(chǔ)英語水平的學(xué)生才能在本課程中有較大收獲,雙語教學(xué)才能達(dá)到真正教學(xué)相長(zhǎng)。
3.采用多種教學(xué)手段,活躍課堂氛圍
雙語課程對(duì)學(xué)生提出更高要求,學(xué)生學(xué)習(xí)難度增大,而理論教學(xué)相對(duì)枯燥,如何通過改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)技巧提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是我們面臨的一個(gè)重要課題。教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)方法,在教學(xué)中根據(jù)實(shí)際情況采用不同的教學(xué)手段,問題的設(shè)置盡量理論聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。多媒體課件的采用,有助于教學(xué)效果的提升,應(yīng)結(jié)合材料學(xué)科的特點(diǎn),多使用圖表、動(dòng)畫,盡可能使課程中復(fù)雜抽象的材料學(xué)理論知識(shí),能用直觀的形式表現(xiàn)出來。
4.要注意雙語教學(xué)與專業(yè)外語教學(xué)相區(qū)別
雙語教學(xué)中雖然雙語是特點(diǎn),但雙語并不是重點(diǎn)。教師在進(jìn)行雙語教學(xué)時(shí),要避免把雙語教學(xué)課上成專業(yè)外語課。教學(xué)的重點(diǎn)還應(yīng)是讓學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí),而不是英語教學(xué),這一點(diǎn)需要教師較好地把握。當(dāng)然采用雙語教學(xué),對(duì)學(xué)生的英語能力也提出了較高的要求,應(yīng)當(dāng)解決好學(xué)生的語言問題,建議在雙語課程之前開展專業(yè)英語課。
篇7
一、復(fù)習(xí)方法指導(dǎo)
1.重視周期表的應(yīng)用
在化學(xué)復(fù)習(xí)中,一定要重視元素周期表的應(yīng)用。應(yīng)用周期表對(duì)零亂的元素及其化合物知識(shí)進(jìn)行條理化、綱領(lǐng)化,使其變成有序的可推理的知識(shí),便于學(xué)生采用邏輯推理的方法記憶和掌握,才能取得事半功倍的復(fù)習(xí)效果?,F(xiàn)以非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)為例,談?wù)勅绾螒?yīng)用元素周期表進(jìn)行復(fù)習(xí)。
(1)與單質(zhì)反應(yīng)。
①與金屬單質(zhì)反應(yīng)。主要掌握與活潑金屬Na、較活潑金屬Fe(也是變價(jià)元素)、不活潑金屬Cu的反應(yīng)情況。如:ⅦA族元素X與Na反應(yīng)生成NaX,與Fe反應(yīng)生成FeX3(I2生成FeI2),與Cu反應(yīng)生成CuX2(I2生成CuI);ⅥA族元素中的O2與Na反應(yīng)生成Na2O和Na2O2,與Fe反應(yīng)生成Fe3O4,與Cu反應(yīng)生成CuO;S與Na反應(yīng)生成Na2S,與Fe反應(yīng)生成FeS(不是Fe2S3),與Cu反應(yīng)生成Cu2S(不是CuS);ⅤA族元素中的N2與Na反應(yīng)生成Na3N;磷與Na反應(yīng)生成Na3P,與Fe、Cu的反應(yīng)中學(xué)不介紹。ⅣA族、ⅢA族元素與金屬反應(yīng),中學(xué)不介紹。ⅡA族沒有非金屬元素。ⅠA族中H2與Na反應(yīng)生成NaH,與Fe、Cu不直接反應(yīng)。在上述基礎(chǔ)上,需要補(bǔ)充的是:S在常溫下能與Hg反應(yīng)生成HgS,實(shí)驗(yàn)室用于除去灑落的水銀;Al2S3不能用濕法制取,必須在干態(tài)時(shí)用S與Al加熱制??;Mg可在N2中燃燒生成Mg3N2等。
②與非金屬單質(zhì)反應(yīng)。在掌握與ⅠA族中的H2反應(yīng)(ⅡA族中無非金屬,ⅢA族中的B元素的性質(zhì)中學(xué)不介紹)的基礎(chǔ)上,主要是掌握ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素間的反應(yīng);并從周期表角度,把非金屬元素之間反應(yīng)的主要產(chǎn)物列入下表,以便學(xué)生推斷、理解和記憶。
族系數(shù)ⅠAⅣAⅤAⅥAⅦA
ⅠA―CH4、SiH4NH3、PH3H2O、H2SHX
ⅣACH4、SiH4―有信息題CO、CO2、CS2、SiO2SiF4、SiCl4
ⅤANH3、PH3有信息題―NO、NO2、P2O5PCl3、PCl5
ⅥAH2O、H2SCO、CO2、CS2、SiO2NO、NO2、P2O5―不介紹
ⅦAHXSiF4、SiCl4PCl3、PCl5不介紹―
表格中是不同主族元素之間相互反應(yīng)的產(chǎn)物,同族元素之間也可以相互反應(yīng),如ⅦA族中的鹵素互化物,ⅥA族中O2與S反應(yīng)生成SO2、SO3,ⅣA族中的SiC等。
在掌握非金屬單質(zhì)間反應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上,還要掌握它們之間發(fā)生反應(yīng)的條件和反應(yīng)現(xiàn)象,所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),并配合化學(xué)方程式的書寫,才能全面、準(zhǔn)確地掌握它們的性質(zhì)。
(2)與化合物反應(yīng)。
非金屬單質(zhì)還可與酸、堿、鹽、氧化物等化合物反應(yīng),以非金屬元素中代表元素的單質(zhì)為例,說明推理的過程。
①與酸反應(yīng)。Cl2可與酸中的H2S、H2SO3(有水參與)、HBr、HI等反應(yīng),O2可與酸中的H2S、H2SO3等反應(yīng),S可與酸中的濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng),N2不與酸反應(yīng),P可與濃HNO3反應(yīng),碳可與濃H2SO4、濃HNO3反應(yīng),Si可與HF反應(yīng)。
②與堿反應(yīng)。Cl2可與NaOH、Ca(OH)2發(fā)生歧化反應(yīng),還可與NH3反應(yīng);O2可與Fe(OH)2(有水參與)反應(yīng);S可與NaOH、Ca(OH)2發(fā)生歧化反應(yīng);N2不與堿反應(yīng);P可與NaOH、KOH發(fā)生歧化反應(yīng);碳不與堿反應(yīng);Si與NaOH發(fā)生氧化還原反應(yīng)(水是氧化劑,NaOH不是氧化劑)。
③與鹽反應(yīng)。Cl2可與鹽中的亞鐵鹽、Na2S(NaHS)、Na2SO3(NaHSO3)(有水參與)、NaBr、KI等反應(yīng),O2可與鹽中的Na2S(NaHS)、Na2SO3(NaHSO3)、亞鐵鹽等反應(yīng),S可與鹽中的Na2SO3、KNO3+C(組成黑火藥)反應(yīng),N2、P不與鹽反應(yīng),碳可與KNO3+S(組成黑火藥)反應(yīng),Si不與鹽反應(yīng)。
④與氧化物反應(yīng)。Cl2可與氧化物中的H2O、SO2(有水參與)等反應(yīng),O2可與CO、NO、NO2、SO2、Na2O等反應(yīng),S、N2、P不與氧化物反應(yīng),碳與CO2、H2O、CaO、SiO2等反應(yīng),Si不與氧化物反應(yīng)。
同時(shí),在掌握上述物質(zhì)之間反應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上,還要掌握這些單質(zhì)與化合物之間發(fā)生反應(yīng)的條件和現(xiàn)象,配合化學(xué)方程式和離子方程式的書寫,掌握產(chǎn)物的差別和異同等。
綜上可以看出,應(yīng)用元素周期表,對(duì)非金屬單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)歸類,把元素及其化合物的性質(zhì)變成可推理的,有一定的邏輯關(guān)系的程序性知識(shí),可以把數(shù)十頁的課本濃縮成千余字的一頁紙,把教材厚重的知識(shí)內(nèi)容轉(zhuǎn)化成單薄的知識(shí)綱要,學(xué)生掌握和記憶元素化合物的知識(shí)就會(huì)輕松方便些。
2.重視知識(shí)網(wǎng)的建設(shè)
復(fù)習(xí)元素及其化合物知識(shí)行之有效的方法是構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),采用“知識(shí)點(diǎn)―知識(shí)線―知識(shí)網(wǎng)”的方式,將元素及其化合物知識(shí)結(jié)構(gòu)化、條理化、系統(tǒng)化、整體化,這樣才能收到事半功倍的復(fù)習(xí)效果。
知識(shí)點(diǎn)是知識(shí)線中一個(gè)一個(gè)的具體物質(zhì)。中學(xué)化學(xué)中常見非金屬元素,以H、C、N、O、Si、S、Cl為代表,代表元素及其化合物具有典型性和代表性。掌握代表元素及其化合物的性質(zhì)是學(xué)好同族其他元素化合物的前提和基礎(chǔ),所謂“以點(diǎn)帶面”,就是說有了“知識(shí)點(diǎn)”才能串成“知識(shí)線”,才能結(jié)出“知識(shí)網(wǎng)”。在掌握重點(diǎn)代表元素的單質(zhì)、氧化物、氫化物、酸和鹽性質(zhì)的基礎(chǔ)上,還要根據(jù)“非金屬元素在元素周期表中的位置及性質(zhì)”的關(guān)系,掌握同族其他元素及其化合物性質(zhì)的相似性、遞變性和差異性,這是培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)類比和遷移能力的保證。
知識(shí)線是指“氣態(tài)氫化物單質(zhì)氧化物氧化物對(duì)應(yīng)的水化物相應(yīng)的含氧酸鹽”這條物質(zhì)之間的衍生線。非金屬元素的重要特征之一是變化多,各種單質(zhì)和化合物間容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)。復(fù)習(xí)時(shí)要以氧化還原反應(yīng)為主線,把單質(zhì)和化合物知識(shí)串起來,抓住價(jià)態(tài)變化的規(guī)律去理解元素化合物的性質(zhì)。如復(fù)習(xí)氧族元素硫時(shí),按價(jià)態(tài)由低到高把其單質(zhì)和化合物排成一行:H2SSSO2(H2SO3及亞硫酸鹽)SO3(H2SO4及硫酸鹽)。引導(dǎo)學(xué)生討論:?jiǎn)钨|(zhì)硫有氧化性又有還原性的原因是什么?舉例說明。二氧化硫中硫元素既有氧化性又有還原性,表現(xiàn)在哪些反應(yīng)中?通過價(jià)態(tài)變化規(guī)律來把握硫元素在不同價(jià)態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系,并探討對(duì)應(yīng)反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移情況,氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物分別是什么物質(zhì)等。
知識(shí)網(wǎng)是把各知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化,得到整體的、相互聯(lián)系的、結(jié)構(gòu)化的知識(shí),使單質(zhì)及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系形成一個(gè)完整的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。復(fù)習(xí)時(shí)以知識(shí)點(diǎn)、知識(shí)線為線索,配合周期表、周期律中的“位置-結(jié)構(gòu)-性質(zhì)”,通過討論、回憶和聯(lián)想,把各族單質(zhì)和化合物知識(shí)串起來,并做到元素及其化合物知識(shí)與物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵理論相結(jié)合,與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和化學(xué)計(jì)算相聯(lián)系,與生活實(shí)際和化工生產(chǎn)相融合。然后再通過練習(xí)鞏固,就能達(dá)到熟能生巧、運(yùn)用自如的程度。
二、考情分析與命題預(yù)測(cè)
1.考情分析
高考考試說明指出:中學(xué)化學(xué)階段的常見非金屬元素包括H、C、N、O、Si、S、Cl等,要求考生:了解常見非金屬單質(zhì)及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用;了解常見非金屬單質(zhì)及其重要化合物對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響;以上各部分知識(shí)的綜合應(yīng)用。因此在歷年的高考中都是圍繞這些常見的非金屬元素及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用進(jìn)行命題的,其考查的內(nèi)容可能是元素及其化合物的性質(zhì)、鑒別、制法、用途,也可能是以此類知識(shí)為載體,考查化學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能、元素化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。題型以選擇題、實(shí)驗(yàn)題和無機(jī)推斷題的形式出現(xiàn),也有以環(huán)境保護(hù)為主題形式設(shè)計(jì)試題。
2.命題預(yù)測(cè)
非金屬元素及其化合物在保持原有考點(diǎn)的基礎(chǔ)上,弱化了對(duì)磷的考查,淡化單純考查元素化合物知識(shí)中的記憶與簡(jiǎn)單應(yīng)用的試題。其命題形式在保留傳統(tǒng)的以物質(zhì)(元素)推斷、檢驗(yàn)、計(jì)算、實(shí)驗(yàn)等為主要形式的試題的基礎(chǔ)上,逐步向以實(shí)際情境為依托,以元素化合物知識(shí)為載體,融化學(xué)基本概念和理論、元素化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力于一體的試題轉(zhuǎn)化。
(1)試題仍以主要元素及其化合物的主要性質(zhì)為考查核心,但具有一定的綜合性、整體性,知識(shí)覆蓋面廣、思維跨度大。預(yù)計(jì)融合“位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)”、元素周期表和元素周期律、電化學(xué)、反應(yīng)熱等知識(shí)的綜合性試題可能要增多。
(2)試題往往以生產(chǎn)(生活)實(shí)際、溫室效應(yīng)、環(huán)境保護(hù)、光合作用、碳捕捉技術(shù)等熱點(diǎn)問題作為考查的切入點(diǎn),在化工生產(chǎn)、科技前沿信息的真實(shí)背景下尋找中學(xué)化學(xué)可以解釋或解決的疑難問題,考查考生利用元素及其化合物知識(shí),解決化學(xué)實(shí)際問題的能力。預(yù)計(jì)融實(shí)驗(yàn)探究過程、方法和技能為一體的開放性實(shí)驗(yàn)探究題、化工流程題等應(yīng)用型試題可能要增多。
(3)試題的情景更加新穎,探討的問題字面內(nèi)容是陌生的,但涉及應(yīng)用的知識(shí)是課本中熟悉的,這就保證了高考的公平性,讓考生在同一起跑線上競(jìng)爭(zhēng)。試題起點(diǎn)高落點(diǎn)低,在不弱化知識(shí)考查的前提下,更加注重能力考查。預(yù)計(jì)考查考生靈活運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí),處理化學(xué)現(xiàn)實(shí)問題的能力型試題要增加。
3.復(fù)習(xí)對(duì)策
(1)要注意常見非金屬元素中的重點(diǎn)元素及其化合物。隨著新材料、新能源、新科技的發(fā)展,以往高考中的不被看好的硅元素及其化合物,在新高考中的地位得到相對(duì)突顯。要注意碳、硅、氮元素在材料科學(xué)中的重要作用,注意氮、硫元素涉及的環(huán)境保護(hù)問題。這能體現(xiàn)考生對(duì)新信息的接受能力,促使考生關(guān)心社會(huì),熱愛生活,學(xué)有用化學(xué)。
(2)試題趨向綜合型方向發(fā)展,復(fù)習(xí)時(shí)就要關(guān)注各類物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化,注重知識(shí)的發(fā)散和遷移,關(guān)注學(xué)科間的聯(lián)系、滲透和綜合,并與氧化還原、鹽類水解、化學(xué)平衡、電化學(xué)、實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)等知識(shí)相整合,提升了學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力。在遵循“化抽象為具體,從一般到特殊,從無機(jī)到有機(jī)”的解題思路的基礎(chǔ)上,提高學(xué)生審題、分析問題、解決問題的能力。
(3)試題趨向應(yīng)用型方向發(fā)展,因此實(shí)驗(yàn)復(fù)習(xí)就不能紙上談兵,應(yīng)在掌握基本實(shí)驗(yàn)操作的基礎(chǔ)上,關(guān)注物質(zhì)之間的分離、除雜,沉淀的洗滌以及相關(guān)操作的過程和效果檢驗(yàn)方法。注意物質(zhì)的量濃度配制、中和滴定等實(shí)驗(yàn)的過程、細(xì)節(jié)、注意事項(xiàng)和誤差討論,引導(dǎo)學(xué)生從定性和定量?jī)蓚€(gè)角度研討化學(xué)問題。
(4)試題趨向能力型方向發(fā)展,因此提升學(xué)生的各種能力就成為高考復(fù)習(xí)的關(guān)鍵。復(fù)習(xí)時(shí)要輕題海戰(zhàn)術(shù),重能力培養(yǎng)。注意試題的變式、延伸、遷移,既要注意一題多法解,也要注意一法解多題。讓學(xué)生從不同角度、多方位考慮問題,以訓(xùn)練學(xué)生思維的發(fā)散性、收斂性和變通性,拓展思維的深廣度,提高學(xué)生的思維能力和品質(zhì)。
三、典型例題解析
例1.(1)為防治酸雨,降低煤燃燒時(shí)向大氣排放的SO2,工業(yè)上將生石灰和含硫煤混合后使用。請(qǐng)寫出燃燒時(shí),有關(guān)“固硫”(不使硫化合物進(jìn)入大氣)反應(yīng)的化學(xué)方程式:、。
(2)化學(xué)上曾有人發(fā)明一種固氮方法,該法以石灰石、焦炭、空氣為原料。第一步反應(yīng)是石灰石分解;第二步是用第一步反應(yīng)產(chǎn)物和焦炭反應(yīng),在電爐中的高溫下制得第三步反應(yīng)起始物;第三步反應(yīng)中另一反應(yīng)物是空氣,該反應(yīng)也是在電爐中完成的,生成一種固體;第四步是使該固體和水蒸氣反應(yīng)制得氨氣。又知該固體中有與N-3互為等電子體的離子。試寫出四步反應(yīng)的化學(xué)方程式:、、、。
解析:(1)酸性氧化物SO2能與堿性氧化物CaO反應(yīng)生成固體CaSO3,從而達(dá)到“固硫”的作用。又因?yàn)閬喠蛩猁}容易被氧化,生成硫酸鹽(這點(diǎn)易被考生疏忽)。故反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4。
(2)前兩步反應(yīng)分別是石灰石的分解和制造電石的反應(yīng):CaCO3CaO+CO2、CaO+3CCaC2+CO。第三步反應(yīng)是CaC2在高溫下與空氣中的氮?dú)夥磻?yīng),以取得固氮的效果。氮元素在此生成物中應(yīng)為-3價(jià),否則第四步與水反應(yīng)不能生成NH3。由于生成物有與N-3互為等電子體的離子,N-3的等電子體有CN2-2、C2N3-。如果N為-3價(jià),在CN2-2中C為+4價(jià),在C2N3-中C為0價(jià),不合理,因此生成物中的該離子只能為CN2-2。其化學(xué)方程式為CaC2+N2高溫CaCN2+C、CaCN2+3H2OCaCO3+2NH3。
反思:隨著新材料、新能源的廣泛應(yīng)用,人們環(huán)境意識(shí)的提高,合成和制造的新物質(zhì)也會(huì)增加,所以應(yīng)用原有元素化合物知識(shí),分析、類推、遷移書寫有關(guān)信息方程式、離子方程式、電極反應(yīng)式的試題可能要增多。如2012年高考上海化學(xué)卷第5題、全國新課標(biāo)試卷第36題等。
例2.(2012年高考天津理綜試卷第7題)X、Y、Z、M、G五種元素分屬三個(gè)短周期,且原子序數(shù)依次增大。X、Z同主族,可形成離子化合物ZX;Y、M同主族,可形成MY2、MY3兩種分子。
請(qǐng)回答下列問題:
(1)Y在元素周期表中的位置為。
(2)上述元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是(寫化學(xué)式,下同),非金屬氣態(tài)氫化物還原性最強(qiáng)的是。
(3)Y、G的單質(zhì)或兩元素之間形成的化合物中可作水消毒劑的有(寫出其中兩種物質(zhì)的化學(xué)式)。
(4)X2M的燃燒熱ΔH=-akJ?mol-1,寫出X2M燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:。
(5)ZX的電子式為;ZX與水反應(yīng)放出氣體的化學(xué)方程式為。
(6)熔融狀態(tài)下,Z的單質(zhì)和FeG2能組成可充電電池(裝置示意圖如下),反應(yīng)原理為:2Z+FeG2放電充電Fe+2ZG。放電時(shí),電池的正極反應(yīng)式為;充電時(shí),(寫物質(zhì)名稱)電極接電源的負(fù)極。該電池的電解質(zhì)為。
解析:由X、Z同主族,可形成離子化合物ZX,可知X是H元素,Z是Na元素。由Y、M同主族,可形成MY2、MY3兩種分子,可知M為S元素,Y為O元素。因五種元素分屬三個(gè)短周期,且原子序數(shù)依次增大,故G是Cl元素。由此得出答案。
(1)第二周期第ⅥA族。(2)HClO4、H2S。(3)Cl2、O3、ClO2(任寫兩種,其他合理答案也可)。(4)燃燒熱對(duì)應(yīng)生成的水應(yīng)該是液態(tài)。即:H2S(g)+32O2(g)SO2(g)+H2O(l)ΔH=-akJ?mol-1。(5)Na+[H∶]-、NaH+H2ONaOH+H2。(6)由總反應(yīng)方程式判斷:Na為負(fù)極反應(yīng)物,F(xiàn)e2+為正極反應(yīng)物。答案為:Fe2++2e-Fe、鈉、βAl2O3。
反思:受理綜試卷中試題總量的限制,化學(xué)試題只有11題左右,要想利用這么少的試題覆蓋中學(xué)化學(xué)的主干內(nèi)容,試題必須要有一定的綜合度,即把多個(gè)知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)、糅合起來進(jìn)行綜合考查。因此,將化學(xué)基本概念和基本理論、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂?jì)算技巧、推理能力,滲透到元素化合物的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化與制備中進(jìn)行考查的綜合型試題可能要增多。如2012年高考安徽理綜試卷第25題、全國理綜試卷第27題等。
例3.(2012年高考全國大綱卷第29題)氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀,先將樣品溶于適量水中,充分?jǐn)嚢韬筮^濾,再將濾液按下圖所示步驟進(jìn)行操作。
回答下列問題:
(1)起始濾液的pH7(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是。
(2)試劑Ⅰ的化學(xué)式為,①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。
(3)試劑Ⅱ的化學(xué)式為,②中加入試劑Ⅱ的目的是。
(4)試劑Ⅲ的名稱是,③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。
(5)某同學(xué)稱取提純的產(chǎn)品07759g,溶解后定容在100mL容量瓶中,每次取25.00mL溶液,用01000mol?L-1的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,三次滴定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為25.62mL,該產(chǎn)品的純度為(列式并計(jì)算結(jié)果)。
解析:本題要判斷整個(gè)除雜過程中加入試劑的先后順序。首先要加入過量的BaCl2,除去SO2-4和CO2-3,然后用K2CO3除去過量的BaCl2,最后用鹽酸除去過量的K2CO3。由此可得:(1)起始濾液的pH大于7,原因是CO2-3水解呈堿性。(2)試劑Ⅰ的化學(xué)式為BaCl2。①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Ba2++SO2-4BaSO4、Ba2++CO2-3BaCO3。(3)試劑Ⅱ的化學(xué)式為K2CO3。②中加入試劑Ⅱ的目的是除去多余的鋇離子。(4)試劑Ⅲ的名稱是鹽酸。③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2H++CO2-3H2O+CO2。(5)計(jì)算純度的數(shù)學(xué)式為(25.62×10-3L×0.1000mol?L-1×100.00mL25.00mL×74.5g?mol-1)÷07759g×100%=98.40%。
反思:實(shí)驗(yàn)探究題、無機(jī)流程題、物質(zhì)分離與提純題,這些來自生產(chǎn)生活實(shí)際的實(shí)驗(yàn)題,能考查考生靈活運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)與理論,處理化學(xué)現(xiàn)實(shí)問題的能力,因而這類試題以后會(huì)逐漸增多。如2012年高考福建理綜試卷第24題、浙江理綜試卷第26題等。
四、常見易錯(cuò)點(diǎn)歸納
在化學(xué)學(xué)習(xí)中,要善于揭示、總結(jié)化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律和本質(zhì)。但化學(xué)規(guī)律與其他規(guī)律一樣,有其相對(duì)性,常有例外或特殊的例子。俗話說:“規(guī)律是學(xué)習(xí)的主線,特性是高考的考點(diǎn)”。復(fù)習(xí)時(shí)除要總結(jié)元素及其化合物有關(guān)規(guī)律的共性外,還應(yīng)注意搜集、整理一些特性。忽視了化學(xué)規(guī)律的特殊性,就易犯以偏概全的錯(cuò)誤,解答出錯(cuò)也就在所難免了?,F(xiàn)列舉部分容易造成學(xué)生解題出錯(cuò)的特性,供參考。
1.碳、硅及其化合物的“易錯(cuò)點(diǎn)”
(1)因反應(yīng)SiO2+2C高溫Si+2CO,以為C的還原性大于Si。
(2)因反應(yīng)Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2,以為反應(yīng)物NaOH是氧化劑之一。
(3)非金屬單質(zhì)一般不跟非氧化性酸作用,以為Si+4HFSiF4+2H2是錯(cuò)誤的。
(4)非金屬氧化物一般為分子晶體,以為SiO2也是分子晶體。
(5)酸性氧化物一般不與酸作用,以為SiO2不能與HF作用。
(6)以為CO2(或SO2)通入CaCl2(或BaCl2)溶液中均可產(chǎn)生白色沉淀。
(7)硅酸鈉水溶液稱為泡花堿或水玻璃,就以為泡花堿屬于堿溶液。
(8)Na2CO3+SiO2高溫Na2SiO3+CO2,以為H2SiO3的酸性大于H2CO3。
(9)以為少量的CO2與ONa反應(yīng),生成OH和Na2CO3。
(10)SiO2既能與NaOH又能與HF反應(yīng),以為SiO2是兩性氧化物。
2.氮、磷及其化合物的“易錯(cuò)點(diǎn)”
(1)NH4Cl中氯元素是-1價(jià),以為NH2Cl中氯元素也為-1價(jià)。
(2)濃HNO3與銅反應(yīng)生成NO2,稀HNO3與銅反應(yīng)生成NO,氮元素價(jià)態(tài)變化前者小于后者,以為稀HNO3的氧化性大于濃HNO3。
(3)以為標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L的NO2,含有NO2的分子數(shù)為NA。
(4)以為用濃HNO3與足量銅反應(yīng),能收集到純NO2氣體。
(5)NO2能與水反應(yīng)生成HNO3,以為NO2是HNO3的酸酐。
(6)以為不能與堿反應(yīng)的氧化物NO、CO,一定能與酸反應(yīng)。
(7)酸和堿能發(fā)生中和反應(yīng),以為存在反應(yīng)Fe(OH)2+2HNO3Fe(NO3)2+2H2O。
(8)FeO與鹽酸反應(yīng)生成FeCl2和H2O,以為FeO、Fe3O4與HNO3反應(yīng)也有Fe(NO3)2和H2O生成。
(9)以為PO3-4與H2PO-4可共存。
(10)以為只有金屬與非金屬元素之間才能形成離子化合物,其實(shí)遺忘了銨鹽。
3.氧、硫及其化合物的“易錯(cuò)點(diǎn)”
(1)濃硫酸能作干燥劑,以為濃硫酸可干燥H2S、NH3。
(2)一般強(qiáng)酸才可以制取弱酸,以為CuCl2+H2SCuS+2HCl、CuSO4+H2SCuS+H2SO4不能發(fā)生。
(3)以為兩種不同的酸溶液混合,溶液一定呈酸性或彼此之間不反應(yīng)。其實(shí)有例外:2H2S+H2SO33S+3H2O、HClO+H2SO3HCl+H2SO4。
(4)以為向濃H2SO4中加入足量的銅,加熱充分反應(yīng)后,硫酸沒有剩余。
(5)以為用Ba(NO3)2和鹽酸作試劑檢驗(yàn)SO2-4時(shí),就可以防止SO2-3的干擾。
(6)向濃H2SO4中加入足量的鐵,加熱充分反應(yīng)后,以為能收集到純SO2氣體。
(7)以為鹽與鹽之間只能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),其實(shí)有例外:NaClO+Na2SO3NaCl+Na2SO4。
(8)在有SO2-4存在的情況下,直接用AgNO3和HNO3溶液檢驗(yàn)Cl-。
(9)把SO2通入氯水中,認(rèn)為所得的混合液漂白能力增強(qiáng)。
(10)因SO2有漂白性,以為SO2通入紫色石蕊溶液,溶液先變紅后褪色。
4.鹵素及其化合物的“易錯(cuò)點(diǎn)”
(1)以為裂化汽油可作為溴水或碘水的萃取劑。
(2)因反應(yīng)Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3+2HClO(CO2少量),類推反應(yīng)Ca2++2ClO-+SO2+H2OCaSO3+2HClO。
(3)酸和堿能發(fā)生中和反應(yīng),以為Fe(OH)3+3HIFeI3+3H2O。
(4)Fe2O3與鹽酸反應(yīng)生成FeCl3和H2O,以為Fe2O3、Fe3O4與HI反應(yīng)也有FeI3和H2O生成。
(5)把H2O+BrClHBrO+HCl寫成H2O+BrClHClO+HBr。
(6)把KClO3+6HClKCl+3Cl2+3H2O反應(yīng)中,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)算成6個(gè)。
(7)以為弱酸無法變強(qiáng)酸,其實(shí)有例外:HClO+Na2SO3HCl+Na2SO4。
(8)活潑的非金屬單質(zhì)可把不活潑的非金屬從其鹽溶液中置換出來,以為F2能從氯化鈉水溶液中置換出Cl2。
(9)向Fe(NO3)2中加入鹽酸,以為相互之間不發(fā)生反應(yīng)。
篇8
由于我國采礦,煉金,電解,農(nóng)藥,醫(yī)藥等行業(yè)的發(fā)展,鉛、汞、鉛、鉻、鎘、銅、鋅等重金屬污染日益嚴(yán)重,治理重金屬污染成為保護(hù)環(huán)境刻不容緩的問題。生物吸附法在這方面因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到大量關(guān)注,發(fā)展生物吸附技術(shù)成為我國重要研究課題。生物吸附法屬于活性污泥法的一種。嚴(yán)格來說,只要是能從廢水中分離出金屬離子的生物體都可以稱之為生物吸附劑。比較常見的生物吸附劑包括菌類、淀粉以及藻類等。按照生物體的不同特征,我們又可以將生物吸附分為兩種:死體吸附與活體吸附。其中死體吸附具有極佳的吸附效果,原因在于實(shí)施者無需對(duì)生物死體提供營(yíng)養(yǎng),它也不易受環(huán)境變換的影響,具有很強(qiáng)的金屬離子結(jié)合能力。與傳統(tǒng)的金屬離子處理方法相比,生物吸附法具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)污染小,而且吸附效果十分顯著。(2)不易受環(huán)境(pH值和溫度)的影響。(3)金屬能夠被回收利用。(4)吸附劑能得以再生,可循環(huán)使用。
2生物吸附劑的種類及應(yīng)用
隨著生物吸附劑的發(fā)展,其種類已由早期的微生物為主變?yōu)槟壳鞍ㄎ⑸?、無生命的動(dòng)植物碎片及活體生物系統(tǒng)在內(nèi)的多種吸附劑形式。判斷一種物質(zhì)是否為合適的吸附劑,一般需要考慮5個(gè)方面:平衡吸附容量、對(duì)目的物的選擇吸附性能、吸附速度、吸附機(jī)械穩(wěn)定性和應(yīng)用成本.下面根據(jù)這些條件,對(duì)目前主要集中吸附劑的種類和應(yīng)用進(jìn)行介紹。
2.1天然有機(jī)吸附劑
程發(fā)等人對(duì)殼聚糖及其螯合性能的研究,為殼聚糖在生物吸附領(lǐng)域的應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。研究表明,殼聚糖的重要衍生物N.O-羧甲基殼聚糖,因同時(shí)含有胺基和羧基,能使Zn2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+等多種金屬離子在溶液中沉淀,在廢水處理中有著重要作用。李增新等學(xué)者將天然沸石與脫乙酰殼聚糖制成了吸附顆粒制劑,使殼聚糖吸附在天然沸石上,在工業(yè)上有很好的應(yīng)用。
2.2微生物
2.2.1藻類
藻類是微生物吸附劑中的重要組成部分,多用于去除工業(yè)廢水、被污染的地下水、電鍍廢水、礦物加工廢水中的重金屬離子如Pb2+、Pd2+、Ag2+、Cr2+、Hg2+、Cu2+等,吸附效果顯著。部分大型海藻吸附效果比其他微生物高出許多,甚至超過了活性炭、天然沸石,與離子交換樹脂相近。藻類在吸附重金屬離子上獨(dú)特的能力使得他們成為了生物吸附劑最主要的部分。這方面的研究中,何園、秦益民、范文宏等有重大研究進(jìn)展。何園以處理之后的海藻為研究對(duì)象,將其運(yùn)用與電鍍水的處理中,主要吸附金、銀、銅、鎳等貴重金屬。并改變pH值,金屬離子濃度、吸附劑濃度等因素,解析了生物吸附等溫線方程和吸附、解析動(dòng)力學(xué)變化規(guī)律,確定了其最佳應(yīng)用條件,為藻類生物吸附劑投入到實(shí)際廢水處理應(yīng)用中奠定了基礎(chǔ);秦益民研究了改性海帶的吸附能力,通過對(duì)天然海帶進(jìn)行不同類型的化學(xué)處理,試驗(yàn)出了不同的銅離子吸附能力,結(jié)果表明,天然海帶對(duì)銅離子的吸附量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于氫氧化鈉溶液處理過的海帶對(duì)銅離子的吸附量,而被氫氧化鈉溶液處理過的海帶對(duì)銅離子的吸附量已經(jīng)達(dá)到了88.0mg/g。這證明了化學(xué)改性還帶在廢水處理中有很大的應(yīng)用潛力;范文宏在前人的基礎(chǔ)上,將海帶粉、海藻酸鈉、明膠等物質(zhì)配置成了固化海帶吸附劑,根據(jù)等溫線方程,確定出了該吸附劑對(duì)Ni2+的吸附能力,表明其在Ni2+中有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。
2.2.2細(xì)菌
研究表明,細(xì)菌對(duì)多種金屬離子都有很強(qiáng)的富集作用。作為生物吸附劑的一類,細(xì)菌和放線菌都有著很好的研究潛力。屈艷芬等學(xué)者研究了以細(xì)菌為主體的復(fù)合生物吸附劑FY01與活性污泥對(duì)含鉻廢水的吸附性能,研究表明,他們協(xié)同作用處理的通用電鍍廢水與康力電鍍廢水效果,比2者單獨(dú)作用分別高出39.8%和44.6%;關(guān)曉輝等學(xué)者研究了浮游球衣菌的吸附性能,學(xué)者們將浮游球衣菌負(fù)載在納米Fe3O4上制成符合吸附劑,研究其對(duì)Cr(VI)的吸附性能,結(jié)果表明pH值在2~3之間時(shí),該吸附劑對(duì)Cr(VI)的單位吸附量達(dá)到了0.0217mmol/g。
2.2.3真菌
真菌在自然界中廣泛存在,他們具有制備方便,吸附量大、吸附后分離方便等特點(diǎn),人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的真菌大概有12萬種,這些真菌廣泛的存在于生物圈的各個(gè)部分,無論是在空氣中,還是土壤中,都有著他們的存在。這些真菌主要包括單細(xì)胞的酵母菌、小型霉菌以及能夠產(chǎn)生子實(shí)體的大型真菌。雖然這些真菌中的大部分都能應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),但是真菌吸附劑主要有酵母菌和霉菌兩種。
2.2.4酵母菌
朱一民等對(duì)啤酒酵母菌進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)其對(duì)Hg2+、Cd2+、Pd2+具有極強(qiáng)的吸附性,去除率分別達(dá)到了96%、93%、94.4%;李川等則使酵母菌自溶得到了細(xì)胞壁,并用硅酸乙酯制備了硅溶膠,利用溶膠再凝膠的方法得到了硅載細(xì)胞壁生物吸附劑S-l。研究表明,該吸附劑對(duì)Pb2+和Cd2+具有較強(qiáng)的吸附量,對(duì)Ag2+具有較強(qiáng)的吸附強(qiáng)度。李川和他的團(tuán)隊(duì)對(duì)酵母菌進(jìn)行自溶處理,得到其中空細(xì)胞壁。再將細(xì)胞壁與硅酸乙酯結(jié)合,制成了半徑為250到600μm的硅載細(xì)胞壁生物吸附劑S-l。實(shí)驗(yàn)證明,S-l對(duì)Ag2+離子具有很高的吸附強(qiáng)度,對(duì)Pb2+和Cd2+有很大的吸附量,能在廢水處理中的到廣泛應(yīng)用。尹華學(xué)者研究了產(chǎn)朊假絲酵母、解脂假絲酵母結(jié)合活性污泥對(duì)電鍍廢水中重金屬離子的處理性能。結(jié)果表明,次紅方法使用的pH值范圍廣,對(duì)肺水腫鉻的去除率較高,能達(dá)到91%以上。
2.2.5霉菌
經(jīng)過化學(xué)處理,霉菌對(duì)C(rVI)具有一定的吸附能力。Sudha等的研究結(jié)果表明,經(jīng)過不同的試劑處理過的根霉對(duì)C(rVI)有一定的吸附能力;在調(diào)整合適的pH值,初始經(jīng)書離子濃度,接觸時(shí)間等因素后,使其符合Langmuir和Freundlich吸附等溫方程,在實(shí)際生產(chǎn)中具有應(yīng)用潛力。Akar等對(duì)葡萄孢霉吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)做了研究,在調(diào)整控制條件的基礎(chǔ)上,研究出了最適吸附條件和最大吸附值。
2.3農(nóng)林廢棄物
農(nóng)林廢棄物也可直接用于廢水處理,主要是由于農(nóng)林廢棄物具有較高的孔隙度,利于金屬離子的物理吸附,且一些農(nóng)林廢棄物含有大量活性物質(zhì),也對(duì)金屬離子的吸附有很強(qiáng)的吸附作用。農(nóng)林廢棄物主要有樹皮、果殼、甘蔗渣、秸稈等類型。這些農(nóng)林廢棄物作為農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄品,再生周期短,易降解,一般的處理方式只是直接點(diǎn)燃,或者作為飼料和土地的肥料,但是大部分的農(nóng)林廢棄物都得不到有效的利用,沒有收到人們的重視。故而農(nóng)林廢棄物具有價(jià)格低廉,吸附效果顯著,使用方法簡(jiǎn)單,而且保護(hù)環(huán)境等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各個(gè)企業(yè)的廢水處理環(huán)節(jié),而且合理利用農(nóng)林廢棄物能夠降低處理廢水的成本,帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。Gupta等對(duì)糖廠的廢棄物蔗渣灰進(jìn)行了過氧化氫處理,并研究了它對(duì)Pb2+和Cr6+的吸附能力。結(jié)果表明,這種類型的吸附劑能在60min中內(nèi)去除Cr6+,80,min內(nèi)去除Pb2+;朱波對(duì)大豆秸稈用檸檬酸進(jìn)行改良,制備出對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)吸附能力的秸稈吸附劑。研究表明,通過調(diào)整吸附pH值,金屬離子初始濃度、作用時(shí)間等因素,使大豆秸稈吸附劑對(duì)Cu2+的吸附能力達(dá)到了應(yīng)用要求。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期的擬合處理,朱波學(xué)者得到了這種新的生物吸附劑的吸附等溫線,實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠有力的證明,這種植物纖維性生物吸附劑具有很好的應(yīng)用前景。李蓮對(duì)豆制品廢棄物豆渣做了生物吸附劑研究,發(fā)現(xiàn)其對(duì)Cd2+和Zn2+具有相當(dāng)?shù)奈侥芰?。她分析了pH值,金屬離子濃度,接觸時(shí)間等因素對(duì)去除效果的影響,做出了吸附效果曲線圖并對(duì)Langmuir等溫線和Freundlich等溫線進(jìn)行模擬,結(jié)果表明,這種生物吸附劑更符合Langmuir等溫線的吸附模型,能在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
2.4其他生物吸附劑
除了以上幾種主要的吸附劑之外,有學(xué)者發(fā)現(xiàn)胡蘿卜渣能有效吸附Cr(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ),而且吸附方程滿足Langmuir,胡茂盛發(fā)現(xiàn)了三裂葉豚草對(duì)重金屬Cu2+也有的吸附規(guī)律,利用勻漿單細(xì)胞的制備技術(shù)并結(jié)合負(fù)壓空化的技術(shù)手段提取出三裂葉豚草對(duì)重金屬的吸附因子,使得三裂葉豚草也有了作為一種新型的生物吸附劑的潛力。這些科學(xué)家的努力都表明除了主流生物吸附劑之外,還有多種生物吸附劑具有開發(fā)潛力。也許還有著許多未知的吸附能力更強(qiáng)的生物吸附劑等待著人們的發(fā)現(xiàn)與研究。
3結(jié)語
篇9
關(guān)鍵詞:非金屬礦物加工;環(huán)境保護(hù);問題;措施
社會(huì)發(fā)展中很多方面都需要對(duì)非金屬礦物進(jìn)行應(yīng)用,當(dāng)前比較常見的就有超細(xì)粉碎、精選提純、表面改性、非金屬礦物材料、非金屬礦物化工等,尤其是隨著當(dāng)前社會(huì)發(fā)展速度的不斷加快,相應(yīng)的加工和開發(fā)要求也正在不斷提升,與此同時(shí),非金屬礦物加工過程中所產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等也會(huì)對(duì)于周圍環(huán)境造成較大污染和影響,其中廢渣是最為常見的一個(gè)方面。在非金屬礦物加工生產(chǎn)中高度關(guān)注環(huán)境保護(hù)工作,采取恰當(dāng)?shù)拇胧﹥?yōu)化環(huán)境保護(hù)水平也就顯得極為必要,具備較強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值。
1非金屬礦物加工和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系
基于現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展來看,其對(duì)于非金屬礦物的開發(fā)加工需求正在不斷提升,這種非金屬礦物的開采加工需求也取得了較大的進(jìn)步,無論是從數(shù)量還是從加工技術(shù)水平上來看,相對(duì)于傳統(tǒng)非金屬礦物加工都有了較大的改善。但從現(xiàn)階段非金屬礦物的加工流程中來看,雖然其生產(chǎn)效率和生產(chǎn)規(guī)模都有了較大提升,但同時(shí)也存在一些問題,環(huán)境污染問題就是其中需密切關(guān)注的一個(gè)方面,且隨著非金屬礦物加工業(yè)的發(fā)展,該問題表現(xiàn)得越來越突出,形勢(shì)越來越嚴(yán)峻。就當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求來看,節(jié)能環(huán)保是比較核心的戰(zhàn)略目標(biāo)所在,這也就要求在非金屬礦物加工中密切關(guān)注環(huán)境保護(hù)工作,切實(shí)提升環(huán)保效果。圖1為非金屬礦物加工中產(chǎn)生的一些廢渣,對(duì)其的處理也是當(dāng)前環(huán)境保護(hù)工作中比較核心的一點(diǎn)。非金屬礦物加工和環(huán)境保護(hù)并非完全對(duì)立,雖然說非金屬礦物加工生產(chǎn)的發(fā)展必然會(huì)帶來一定的環(huán)境污染,給環(huán)境保護(hù)造成一定的不良影響,其中水污染問題如圖2所示,但這一點(diǎn)卻可以從生產(chǎn)流程優(yōu)化及技術(shù)水平提升方面進(jìn)行控制,重點(diǎn)針對(duì)非金屬礦物加工過程中存在的一些污染問題和關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行探究,分析其產(chǎn)生原因,進(jìn)而也就能以此為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化控制,降低環(huán)境污染破壞能力。此外,非金屬礦物加工生產(chǎn)還可以對(duì)于環(huán)保工程提供較為有效的材料支撐,恰當(dāng)運(yùn)用各類非金屬礦物加工材料進(jìn)行環(huán)保工程的設(shè)置,能發(fā)揮出較強(qiáng)的積極效果,值得進(jìn)行深入研究。因此,探究非金屬礦物加工和環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系,促進(jìn)兩者的協(xié)同全面發(fā)展也就顯得極為必要[1-2]。
2非金屬礦物加工及環(huán)境保護(hù)存在問題分析
2.1加工生產(chǎn)中環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)
當(dāng)前非金屬礦物加工中表現(xiàn)出來的最為嚴(yán)重的環(huán)境保護(hù)問題根源就是相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)意識(shí)不強(qiáng),特別是有些加工單位為了謀求更高的生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本,而忽視了對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視,進(jìn)而導(dǎo)致很多環(huán)境污染問題得不到有效控制,并且最終影響到了環(huán)境保護(hù)結(jié)構(gòu)。這也是制約相關(guān)環(huán)境保護(hù)工作水平提升的重要因素,需在今后相關(guān)工作中引起充分關(guān)注。
2.2未充分發(fā)揮非金屬礦物材料的功效
非金屬礦物加工生產(chǎn)的最終目的是促使相應(yīng)的非金屬礦物材料能在后續(xù)應(yīng)用中表現(xiàn)出較強(qiáng)的實(shí)效性,這也就需要針對(duì)具體加工生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行密切關(guān)注。但就現(xiàn)階段非金屬礦物材料的加工過程來說,很多都僅僅是進(jìn)行了簡(jiǎn)單初步加工,為降低對(duì)于周圍環(huán)境的污染和影響,一些深加工處理操作都沒有得到較好的運(yùn)用,而這種簡(jiǎn)單的初加工就必然會(huì)影響到非金屬礦物材料的應(yīng)用功效,導(dǎo)致其加工價(jià)值降低,不利于社會(huì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。這種非金屬礦物材料的功效發(fā)揮還存在著較為明顯的單一化特點(diǎn),這種單一化的非金屬礦物加工表現(xiàn)同樣也是制約其應(yīng)用功效的一個(gè)重要方面,造成了很多資源的浪費(fèi)和消耗[3]。
2.3非金屬礦物加工材料應(yīng)用范圍狹窄
從當(dāng)前非金屬礦物加工材料的應(yīng)用角度來看,其應(yīng)用范圍較為狹窄也是比較突出的一個(gè)問題表現(xiàn),這和加工不深入、加工開發(fā)水平不高存在密切聯(lián)系。雖然在一定程度上降低了生產(chǎn)加工過程中對(duì)于周圍環(huán)境的污染和影響,但同時(shí)也不利于非金屬加工材料在環(huán)保工程領(lǐng)域積極作用的呈現(xiàn)。環(huán)保工程領(lǐng)域中非金屬礦物加工材料的恰當(dāng)運(yùn)用能發(fā)揮出較強(qiáng)的積極效果和價(jià)值,而因?yàn)楫?dāng)前非金屬礦物加工生產(chǎn)的能力有限,相應(yīng)產(chǎn)品較為單一,進(jìn)而也就必然會(huì)影響到其在環(huán)保工程中的應(yīng)用效果,不利于環(huán)境保護(hù)的發(fā)展[4]。
3改善非金屬礦物加工及環(huán)境保護(hù)的措施
3.1加工生產(chǎn)中提升對(duì)于環(huán)境保護(hù)的重視程度
基于非金屬礦物加工生產(chǎn)過程來說,重點(diǎn)提升對(duì)于環(huán)境保護(hù)工作的重視程度是比較重要的一個(gè)方面,這種環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升主要就是要求相應(yīng)的非金屬礦物加工生產(chǎn)設(shè)計(jì)人員及具體的管理人員不斷加強(qiáng)對(duì)于加工生產(chǎn)流程中存在各種污染問題和因素的重視,如此也就能有效提升其最終生產(chǎn)的環(huán)保效果。由此可見,這種環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升需落實(shí)到具體的加工生產(chǎn)流程中,也就是針對(duì)現(xiàn)階段的非金屬礦物加工生產(chǎn)流程進(jìn)行重點(diǎn)分析,了解其中存在的各個(gè)環(huán)境污染問題和取現(xiàn),進(jìn)而才能較大程度上改善其環(huán)境污染狀況,做好相關(guān)生產(chǎn)流程的優(yōu)化和改善處理。當(dāng)然,這也就需要針對(duì)非金屬礦物加工生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的一些環(huán)境污染問題進(jìn)行綜合整治,降低其威脅性,同樣也是提升其環(huán)境保護(hù)效果的一個(gè)彌補(bǔ)性措施。
3.2恰當(dāng)布置非金屬礦物加工實(shí)驗(yàn)室
對(duì)于非金屬礦物加工生產(chǎn)操作來說,為了降低其對(duì)于周圍環(huán)境的污染和影響,切實(shí)做好實(shí)驗(yàn)室位置的選擇和具體布置工作是極為重要的一個(gè)方面,這種非金屬礦物加工實(shí)驗(yàn)室的布置主要就是為了減少加工過程中有害氣體排放及粉塵等物質(zhì)生成對(duì)于周圍環(huán)境的影響?;诃h(huán)境保護(hù)需求,相應(yīng)的非金屬礦物加工實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡可能單獨(dú)設(shè)置,促使其能形成獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)空間,對(duì)于加工實(shí)驗(yàn)過程中可能會(huì)產(chǎn)生的和外界的交互的問題也應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)控制,在有害物質(zhì)排放前最好能進(jìn)行優(yōu)化處理[5]。
3.3做好相關(guān)材料保存管理工作
非金屬礦物加工生產(chǎn)中很多環(huán)境污染問題的出現(xiàn)和具體的材料存在著密切的聯(lián)系,因此,相應(yīng)的材料保存和管理也就需引起足夠的關(guān)注,這種非金屬礦物材料的保存管理必須要針對(duì)其各自的屬性特點(diǎn)進(jìn)行分析,了解其可能存在的污染和影響問題,并基于這些問題進(jìn)行有效隔離控制,降低其和外界接觸的幾率,如此也就能較好提升其環(huán)境保護(hù)效果,降低污染程度[6]。
4結(jié)語
非金屬礦物加工和環(huán)境保護(hù)存在著極為密切的聯(lián)系,兩者之間并非是完全對(duì)立的關(guān)系,在今后的非金屬礦物加工生產(chǎn)中,不僅需進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和優(yōu)化來降低其環(huán)境污染程度,還需充分借助于非金屬礦物加工生產(chǎn)材料來服務(wù)于環(huán)保工程,促使其能在環(huán)境保護(hù)中發(fā)揮出更強(qiáng)的積極作用和價(jià)值效果。
作者:張建磊 單位:山西中遠(yuǎn)設(shè)計(jì)工程有限公司
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篇10
關(guān)鍵詞:充血性心力衰竭 藥物治療 非藥物療法
Doi:10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.074
【中圖分類號(hào)】R-0 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1671-8801(2013)08-0079-01
充血性心力衰竭(CHF)是一組因多種病因所引發(fā)的癥候群,主要包括運(yùn)動(dòng)耐力降低、心功能障礙、肺循環(huán)及體循環(huán)充血、心律失常等,同時(shí)伴有神經(jīng)以及體液激素變化等。CHF并非急癥,但如不及時(shí)治療導(dǎo)致病情發(fā)展仍將危及患者的生命[1]。目前臨床治療CHF的最佳方法是藥物治療,近年來,隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展,非藥物治療的研究也取得了較大的進(jìn)展,本文就充血性心衰的藥物以及非藥物治療進(jìn)展作一綜述,以饗讀者。
1 CHF的發(fā)病機(jī)制研究進(jìn)展
近年來,臨床研究證實(shí),病毒或者細(xì)菌性的感染、精神刺激、勞累、心律失常、不規(guī)則應(yīng)用洋地黃類藥物、攝入鈉過多、輸液速度過快或者妊娠、分娩等因素均可能誘發(fā)CHF,對(duì)于這些因素應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防和保護(hù)。關(guān)于CHF的發(fā)病機(jī)制,目前認(rèn)為主要與心室重構(gòu)、細(xì)胞因子激活以及神經(jīng)內(nèi)分泌等因素有關(guān)。當(dāng)發(fā)生CHF時(shí),患者的β-受體降低將影響心肌收縮及舒張,導(dǎo)致交感神經(jīng)以及腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱RAAS)發(fā)生持續(xù)高度激活,導(dǎo)致腎上腺素(NE)以及血管緊張素(AngⅡ)升高,進(jìn)而引起心肌肥厚以及心室重構(gòu)。當(dāng)發(fā)生心室重構(gòu)時(shí),因心肌的結(jié)構(gòu)功能發(fā)生異常,可導(dǎo)致心力衰竭加重,進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)內(nèi)分泌因素以及細(xì)胞因子等被激活。心肌重塑是CHF發(fā)展的重要病理生理基礎(chǔ),當(dāng)發(fā)生CHF時(shí)神經(jīng)內(nèi)分泌以及細(xì)胞因子等被激活則是機(jī)體的代償機(jī)制,同時(shí)也是引起心肌重塑以及心力衰竭的主要原因。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為其根本病機(jī)為心之氣陽虛衰,初期表現(xiàn)為心氣虛,逐漸發(fā)展成為心陽虛,且貫穿于CHF的全過程[1]。
2 CHF的藥物研究進(jìn)展
CHF的治療主要應(yīng)從根除其誘因以及基本病因出發(fā),并控制患者的癥狀,目前藥物治療是大部分CHF患者的首選治療方案。目前主要應(yīng)用的藥物有血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑(ACEI)、醛固酮抑制劑、β-受體阻斷劑、利尿劑以及洋地黃等藥物,也有應(yīng)用中藥注射劑進(jìn)行輔助治療[2]。
2.1 ACEI。目前常用的ACEI藥物主要包括依那普利、卡托普利以及培哚普利等藥物。這類藥物能夠有效抑制心肌血管緊張素的轉(zhuǎn)換,從而減少AngⅡ的生成,并可逆轉(zhuǎn)患者的心室重構(gòu),從而阻斷CHF的進(jìn)展。此外,其還可減少體內(nèi)緩激肽的降解,從而增加擴(kuò)張血管中前列環(huán)素的生成,并降低心臟的負(fù)荷,還可起到抗心肌細(xì)胞增殖等作用。目前,ACEI在臨床治療CHF中廣泛應(yīng)用,多在早期自小劑量開始應(yīng)用,當(dāng)達(dá)到最大耐受靶劑量以后再進(jìn)行長(zhǎng)期性服用。
2.2 β-受體阻斷劑。主要包括比索洛爾、美托洛爾以及卡維地洛等。這類藥物能夠有效減低心肌耗氧量,并改善心臟的功能,還可抑制患者的快速心律異常,減緩心律,改善左心室的充盈狀態(tài),并改善左心的舒張功能等。目前,臨床認(rèn)為,對(duì)于所有無癥狀的穩(wěn)定型心衰以及左心室功能減退者,如非存在禁忌癥,均應(yīng)予以β-受體阻斷劑進(jìn)行治療。但用藥時(shí)應(yīng)加強(qiáng)不良反應(yīng)監(jiān)測(cè),因其可能發(fā)生體液潴留、低血壓、心衰惡化、傳導(dǎo)阻滯等不良反應(yīng),對(duì)于重度心衰患者應(yīng)禁用[1]。β-受體阻斷劑的禁忌癥主要還包括心動(dòng)過緩、支氣管痙攣、≥Ⅱ度上房室傳導(dǎo)阻滯者等。
2.3 醛固酮抑制劑。具有保鉀利尿作用,并可阻滯血管周圍以及心肌的纖維化,但對(duì)于心肌組織的修復(fù)以及瘢痕形成無影響,可改善心肌舒張以及收縮功能。這類藥物的副作用較小,且順應(yīng)性很強(qiáng),在CHF的治療中具有重要作用。通常,醛固酮抑制劑需與β-受體阻斷劑以及ACEI等聯(lián)合應(yīng)用,可有效抑制循環(huán)系統(tǒng)中的醛固酮水平,還可有效避免因單獨(dú)應(yīng)用ACEI而引起的醛固酮丟失癥狀,且可顯著改善內(nèi)皮功能,降低心臟重構(gòu)及纖維化發(fā)生率,改善左室肥厚,從而降低病死率。此外,與β-受體阻斷劑聯(lián)合應(yīng)用可更好地抑制CHF的發(fā)展,從而改善患者的心功能。
2.4 利尿劑。目前,利尿劑治療CHF的藥物主要為呋塞米,通常在中等及以上嚴(yán)重程度者方可應(yīng)用利尿劑,且需與β-受體阻滯劑以及ACEI等聯(lián)合應(yīng)用,其利尿作用較強(qiáng)且顯效很快,能夠有效減少鈉水潴留等,并緩解肺循環(huán)或者體循環(huán)淤血所引發(fā)癥狀,并可改善心功能[1]。但切勿大劑量應(yīng)用,以免造成電解質(zhì)平衡紊亂,或者長(zhǎng)期應(yīng)用可導(dǎo)致病情加重等。
2.5 洋地黃。該藥物是一種傳統(tǒng)常用正性肌力藥物,也是目前治療CHF的常用藥物之一,但長(zhǎng)期應(yīng)用可能會(huì)引起洋地黃中毒,主要表現(xiàn)為心臟反應(yīng)、神經(jīng)系統(tǒng)癥狀以及心臟外胃腸道癥狀等,此時(shí)應(yīng)立即停止用藥,并及時(shí)糾正患者的低鎂及低鉀血癥等。
2.6 其他。近年來,中藥注射劑在臨床治療CHF方面起到了較好的輔助作用,例如黃芪、紅花、生脈、參麥、川穹嗪、復(fù)方丹參、葛根素、參附、刺五加、心脈龍、丹麥等,但目前對(duì)于其用法及用量目前尚無統(tǒng)一規(guī)定。
3 CHF的非藥物研究進(jìn)展
3.1 電生理治療。主要包括心臟再同步化起搏治療法(CRT)以及置入式心律轉(zhuǎn)復(fù)除顫器治療法(ICD),多可有效降低患者的腦鈉肽水平,并逆轉(zhuǎn)神經(jīng)體液的過度激活癥狀。CRT能夠縮小心室內(nèi)徑,從而改善心臟功能及重構(gòu)、提高患者的生活質(zhì)量,并可降低死亡率。CRT是一種三腔起搏器,主要是將起搏電極分于患者的右心房以及左右心室內(nèi),并經(jīng)超聲心動(dòng)圖引導(dǎo)進(jìn)行優(yōu)化和程控參數(shù),可通過心房以及雙心室同步起搏,有效恢復(fù)房室的收縮及舒張之間的協(xié)調(diào)性,改善患者的心功能。相關(guān)研究顯示,ICD也可降低CHF患者的死亡率[3]。
3.2 肌修復(fù)―干細(xì)胞治療。該方法是近年來新興的一種治療方法,大量研究表明其可阻礙患者的心室重構(gòu),并改善心肌梗塞以后的心衰癥狀以及延緩預(yù)后,但仍有部分研究提示了相反的結(jié)果。關(guān)于其細(xì)胞移植適量、病例選擇、具體治療方案等目前尚無定論,其對(duì)于CHF的治療尚無充分的證據(jù),但已有大量的研究初步證實(shí)了其安全性以及有效性,值得深入研究[2]。
3.3 心室輔助裝置(LVAD)。該法主要是通過在體內(nèi)植入人造血泵,引出心房或者心室的血液,并利用血泵進(jìn)行升壓以后再將血液輸入到機(jī)體的動(dòng)脈系統(tǒng)之中,從而發(fā)揮其部分或者全部代替心臟所具有的泵血功能。新近觀點(diǎn)認(rèn)為L(zhǎng)VAD不僅可用于終末期心衰患者的心臟移植替代治療,且可直接改善心衰患者的臨床癥狀。且LVAD的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,價(jià)格較低,并發(fā)癥較少,在今后將取得長(zhǎng)足的發(fā)展[3]。
3.4 外科手術(shù)治療。目前臨床逐漸應(yīng)用外科手術(shù)治療CHF,尤其是慢性CHF,其中左心室減容術(shù)在國內(nèi)已有開展,療效較好,且手術(shù)費(fèi)用較低。背闊肌心肌成形術(shù)也具有較好的效果,但手術(shù)操作難度較高,且價(jià)格昂貴,臨床應(yīng)用限制。機(jī)械心室復(fù)形裝置目前已經(jīng)取得了較好的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及臨床應(yīng)用療效,但尚存在較多的問題待解決[2]。心臟移植術(shù)是目前終末期CHF治療中最為有效的方式。
4 結(jié)束語
近年來,隨著對(duì)CHF認(rèn)識(shí)的不斷加深,其藥物以及非藥物治療已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展,針對(duì)CHF的致病原因以及發(fā)病機(jī)制,目前可通過ACEI、醛固酮抑制劑、β-受體阻斷劑、利尿劑、洋地黃以及各類中藥等,可有限制神經(jīng)-體液系統(tǒng)的過度激活,并糾正患者的學(xué)流動(dòng)力學(xué)異常,從而減輕心臟負(fù)荷并增加心肌的收縮,并改善心臟的舒張功能,有效控制心力衰竭,改善臨床癥狀,并預(yù)防心肌損害的發(fā)展,最終實(shí)現(xiàn)降低住院率、死亡率、延長(zhǎng)壽命及改善生活質(zhì)量等目的。此外,非藥物治療中,手術(shù)治療電生理治療、肌修復(fù)―干細(xì)胞治療以及心室輔助裝置等均取得了較大的進(jìn)展,為CHF的治療開拓了更大的空間,期待各類治療方法通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及相應(yīng)的臨床研究進(jìn)一步發(fā)展和完善,并統(tǒng)一和規(guī)范其用法。
參考文獻(xiàn)
[1] 楊紅斌.慢性充血性心力衰竭藥物治療的研究進(jìn)展[J].中國社區(qū)醫(yī)師(醫(yī)學(xué)專業(yè)),2013,15(5):10
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