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化学物质脱色的研究进展论文

发布时间:2024-06-30 06:10:55

化学物质脱色的研究进展论文

绿色催化剂的应用及进展摘要]对新型绿色催化剂杂多化合物的研究进展进行了综述,主要介绍了杂多化合物在催化氧化、烷基化、异构化等石油化工领域的研究现状,并对其应用和发展前景做了总结和评述。[关键词]杂多化合物;绿色化工催化剂;展望随着人们对环保的日益重视以及环氧化产品应用的不断增加,寻找符合时代要求的工艺简单、污染少、绿色环保的环氧化合成新工艺显得更为迫切。20世纪90年代后期绿色化学[1,2]的兴起,为人类解决化学工业对环境污染,实现可持续发展提供了有效的手段。因此,新型催化剂与催化过程的研究与开发是实现传统化学工艺无害化的主要途径。杂多化合物催化剂泛指杂多酸及其盐类,是一类由中心原子(如P、Si、Fe、B等杂原子及其相应的无机矿物酸或氢氧化物)和配位原子(如Mo、W、V、Ta等多原子)按一定的结构通过氧原子桥联方式进行组合的多氧簇金属配合物,用HPA表示[3-6]。HPA的阴离子结构有Keggin、Dawson、Anderson、Wangh、Silverton、Standberg和Lindgvist 7种结构。由于杂多酸直接作为固体酸比表面积较小(<10 m2/g),需要对其固载化。固载化后的杂多酸具有“准液相行为”和酸碱性、氧化还原性的同时还具有高活性,用量少,不腐蚀设备,催化剂易回收,反应快,反应条件温和等优点而逐渐取代H2SO4、HF、H3PO4应用于催化氧化、烷基化、异构化等石油化工研究领域的各类催化反应。1杂多酸在石油化工领域的研究进展随着我国石油化工工业的快速发展,以液态烃为原料制取乙烯的生产能力在不断增长,而产生的副产物中有大量的C3~C9烃类,其化工综合利用率却仍然较低,随着环保法规对汽油标准中烯烃含量的严格限制,如何在不降低汽油辛烷值的情况下,生产出高标号的环境友好汽油已是我国炼油业面临的又一个技术难题。目前,催化裂化副产物C3~C9烃类的催化氧化、烷基化、芳构化以及C3~C9烃类的回炼技术已成为研究的热点。因此,催化裂化C3~C9烃类的开发与应用将有着强大的生产需求和广阔的市场前景。催化氧化反应杂多酸(盐)作为一类氧化性相当强的多电子氧化催化剂,其阴离子在获得6个或更多个电子后结构依然保持稳定。通过适当的方法易氧化各种底物,并使自身呈还原态,这种还原态是可逆的,通过与各种氧化剂如O2、H2O2、过氧化尿素等相互作用,可使自身氧化为初始状态,如此循环使反应得以继续。用杂多酸作催化剂使有机化合物催化氧化作用有两种路线是可行的[7]:①分子氧的氧化:即氧原子转移到底物中;②脱氢反应的氧化。将直链烷烃进行环氧化是生产高辛烷值汽油的重要途径之一。Bregeault等[8]研究了在CHCl3-H2O两相中,在作为具有催化活性的过氧化多酸化合物的前体的杂多负离子[XM12O40]n-和[X2M18O62]m-以及同多负离子[MxOy]z-(M=Mo6+或W6+;X=P5+,Si4+或B3+)的存在下,用过氧化氢进行1-辛烯的环氧化反应时,负离子[BW12O40]5-、[SiW12O40]4-和[P2W18O62]6-都是非活性的,并且许多光谱分析法表明它们的结构在反应过程中没有发生变化。[PMo12O40]3-表现出很低的活性,而[PW12O40]3-、H2WO4和[H2W12O42]10-都表现出高活性。反应中Keggin型杂多负离子[PW12O40]3-被过量的过氧化氢分解而形成过氧化多酸{PO4[WO(O2)2]4}3-和[W2O3(O2)4(H2O)2]2-,而这两种活性物种在环氧化反应中起到了重要的作用。烷基化反应石油炼制工业上,烷烃烷基化、烯烃烷基化及芳烃烷基化反应是生产高辛烷值清洁汽油组分的环境友好工艺。但以浓硫酸和氢氟酸作为催化剂的传统烷基化工艺因氢氟酸的毒性和浓硫酸的严重腐蚀性受到了很大的限制。C4抽余液是蒸气裂解装置产生的C4馏份经抽提分离丁二烯后的C4剩余部分,其中富含大量的1-丁烯和异丁烯。如何利用C4抽余液中的异丁烯和1-丁烯是C4抽余液化工利用的关键。异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,主要用于制备丁基橡胶和聚异丁烯,也用来合成甲基丙烯酸酯、异戊二烯、叔丁酚、叔丁胺等多种有机化工原料和精细化工产品。1-丁烯是一种化学性质比较活泼的a-烯烃,其主要用途是作为线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚单体,也用于生产聚丁烯、聚丁烯酯、庚烯和辛烯等直链或支链烯烃、仲丁醇、甲乙酮、顺酐、环氧丁烷、醋酸、营养药、农药等。特别是自20世纪70年代LLDPE工业化技术开发成功以来,随着LLDPE工业生产的蓬勃发展,国内外对1-丁烯的需求与日俱增,已成为发展最快的化工产品之一。刘志刚[9]等用浸渍法制备了Cs+、K+、NH4+的SiPW12杂多酸盐类和SiO2负载的SiPW12杂多酸,在超临界条件下评价了它们对异丁烷和丁烯烷基化的催化作用。结果表明,它们的活性和选择性大小顺序是当阳离子数相同时,Cs+盐>K+盐>NH4+盐。(NH4)尽管催化活性不高,但对C8产物的选择性达到%;具有很高的催化活性,但其对C8产物的选择性却只有。异构化反应汽油的抗爆性用异辛烷值表示,直链烃异构化是生产高辛烷值汽油的重要手段。C5~C6烷烃骨架异构化旨在提高汽油总组成的辛烷值,反应受平衡限制,低温有利于支链异构化热动力学平衡。为达到最大的异构化油产率,C5~C6烷烃异构化应在尽可能低的温度和高效催化剂存在下进行。烷烃骨架异构化是典型的酸催化反应,最近发现有较多的固体酸材料(其酸强度高于H-丝光沸石)可用于轻质烷烃骨架异构化,其中,最有效的有基于杂多酸(HPA)的催化材料和硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆(WOx-ZrO2)。2绿色催化剂绿色化学对催化剂也提出了相应的要求[1,2]:(1)在无毒无害及温和的条件下进行;(2)反应应具有高的选择性,人们将符合这两点的催化剂称之为绿色催化剂。由于一些杂多酸化合物表现出准液相行为,极性分子容易通过取代杂多酸中的水分子或扩大聚合阴离子之间的距离而进入其体相中,在某种意义上吸收大量极性分子的杂多酸类似于一种浓溶液,其状态介于固体和液体之间,使得某些反应可以在这样的体相内进行。作为酸催化剂,其活性中心既存在于“表相”,也存在于“体相”,体相内所有质子均可参与反应,而且体相内的杂多阴离子可与类似正碳离子的活性中间体形成配合物使之稳定。杂多酸有类似于浓液的“拟液相”,这种特性使其具有很高的催化活性,既可以表面发生催化反应,也可以在液相中发生催化反应。准液相形成的倾向取决于杂多酸化合物和吸收分子的种类以及反应条件。正是这种类似于“假液体”的性质致使杂多酸即可作均相及非均相反应,也可作相转移催化剂。陈诵英[10]等用二元杂多酸为催化剂,双氧水为氧化剂,醋酸为溶剂,催化氧化三甲基苯酚(TMP)合成三甲基苯醌(TMBQ),这与传统方法先用发烟硫酸磺化TMP,然后在酸性条件下用固体氧化剂氧化得到TMBQ相比,能减少排放大量废水以及10 t以上的固体废物,且其摩尔收率可达86%,大大提高了原子利用率。刘亚杰[11]等采用一种性能优良的环境友好的负载型杂多酸催化剂(HRP-24)合成二十四烷基苯。HR-24属于一种大孔、细颗粒、强酸性的固体酸催化剂,大孔和细颗粒有利于大分子烯烃的扩散,且不容易被长链烯烃聚合形成的胶质堵塞孔道,而强酸性可使催化剂在较低温度下就具有较高的催化活性。实验表明,在反应温度和压力较低的情况下(120℃和~ MPa),烯烃的转化率和二十四烷基苯的选择性都接近100%。Furuta等[12]采用Pd-H3SiW12O40催化乙烯在氧气和水存在下氧化一步合成了乙酸乙酯,简化合成工艺,与绿色化学相适应。刘秉智[13]以活性炭负载磷钼钨杂多酸为催化剂,用30%双氧水催化氧化苯甲醇合成苯甲醛,苯甲醛收率可达。与国内同类产品的生产工艺相比,其具有催化活性好,反应条件温和,生产成本低廉,催化剂可重复使用,对设备无腐蚀性,不污染环境,是一种优良的新型合成工艺路线,具有一定的工业开发前景。3展望虽然绿色化工催化剂理论发展逐渐得到完善,但大多数催化剂仍停留在实验阶段,催化剂性能不稳定,制备过程复杂,性价比低是制约其工业化应用的主要原因,但从长远角度考虑,采用绿色化工催化剂是实现生产零污染的一个必然趋势。环境友好的负载型杂多酸催化剂既能保持低温高活性、高选择性的优点,又克服了酸催化反应的腐蚀和污染问题,而且能重复使用,体现了环保时代的催化剂发展方向。今后的研究重点应是进一步探明负载型杂多酸的负载机制和催化活性的关系,进一步解决活性成分的溶脱问题,并进行相关的催化机理和动力学研究,为工业化技术提供数据模型,使负载型杂多酸早日实现工业化生产,为石油化工和精细化工等行业创造更大的经济、社会效益。[参考文献][1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13]王恩波,胡长文,许林.多酸化学导论[M].北京:化学工业出版社,1997,170-195.夏恩冬,王鉴,李爽.杂多酸氧化-还原催化应用及研究进展[J].天津化工,2007,21(3): C,Chottard G,Bregeault J,et epoxidation using tungsten-based precursors andhydrogen peroxide in a biphase medium[J].Inorg Chem.,1991,30(23):4 409-4 415.刘志刚,刘植昌,刘耀芳.SiW12杂多酸盐在C4烷基化反应中应用的研究[J].天然气与石油,2005,23(1):17-19.陈诵英,陈蓓,王琴,等.环境友好氧化催化剂杂多酸的应用[J].宁夏大学学报,2001,(2):98-99.刘亚杰,温朗友,吴巍,等.负载型杂多酸催化剂合成二十四烷基苯[J].石油炼制与化工,2002,33(12): M,Kung H Catalysis A:General[J],2000,201:9-11.刘秉智.固载杂多酸催化氧化合成苯甲醛绿色新工艺[J].应用化工,2005,(9): Chemistry TheoryandPractice[M].Oxford:Oxford University Press, atom economy:a search for synthetic effi 2ciency[J].Science,1991,254(5037):1 471-1 M,Okuhara [J],1993,23(11): Rev-Sei Eng.[J],1995,37(2):311-352.温朗友,闵恩泽.固体杂多酸催化剂研究新进展[J].石油化工,2000,(1):49-55.

一般分为两种,一是吸附型的,如活性碳,二是反应型的,一般是氧化反应,如次氯酸

化学如同物理一样皆为自然科学的基础科学。下面我给大家分享一些化学与科技论文范文,大家快来跟我一起欣赏吧。 化学与科技论文范文篇一 实用化学应用教学 摘要:化学教育目标的确定,决定于化学教育的价值取向.化学教育里的价值研究,成了化学教育理论与实践的必备基础.近年来,在试题中出现了越来越多的有化学知识应用的命题,越来越接近化学教学价值取向.化学教育目标是让学生了解化学与社会、化学与材料、化学与能源、化学与环境、化学与生命科学等的密切关系,会应用化学知识去解决实际问题,具有化学的综合素质和创新意识. 关键词:两面性;实用性;化学教学 一、 化学是一门实用的学科 近些年来,化学物质好象成了有毒、有害的代名词,一提到某化学药品,总跟污染,健康的杀手扯到一起,但这不是化学物质的本质特点.任何化学物质都具有两面性,一方面他带给我们不利的地方,另一方面,他承担了一定的功能.王佛松院士等主编的“展望21世纪的化学”一书中提到一个很重要的观点:任何物质和能量以至于生物,对于人类来说都具有两面性.在现在现实生活中,我们经常夸大化学药品的有害性,却忽略其有用性的一面,造成了一种不好的形象,它需要我们去纠正这种片面的看法.三聚氰胺毒奶粉事件给全国人民带来很大的心理创伤,但三聚氰胺无罪,它与甲醛缩合聚合可制得三聚氰胺树脂,可用于塑料及涂料工业,也可作纺织物防摺、防缩处理剂.其改性树脂可做色泽鲜艳、耐久、硬度好的金属涂料.其还可用于坚固、耐热装饰薄板,防潮纸及灰色皮革鞣皮剂,合成防火层板的粘接剂,防水剂的固定剂或硬化剂,可用作阻燃剂等. 化学作为一门基础学科,它来源于生活,生活中很多东西都跟化学有关,处理这些问题,我们必须具备一定的化学知识,同样是污染,最后解决这个问题的关键还是化学知识.在日常生活中,没有一点化学常识的人是无法生存下去的.我们每天都在跟化学知识打交道.没有化学知识帮助我们解决问题,我们衣食住行都不可能得到发展.没有它,人类的生存和生活质量无法保证.利用化学生产化肥和农药,以增加粮食产量;利用化学合成药物,以抑制细菌和病毒,保障人体健康;利用化学开发新能源、新材料,以改善人类的生存条件;利用化学综合应用自然资源和保护环境以使人类生活得更加美好. 二、实用化学知识教育 教师是教学过程的组织者、设计者和控制者, 同时也是教学信息的发送者和评判者,要树立正确的教学理念,明确教学目标、教学对象,合理组织、设计教学过程的各要素.我们在化学教学中自已必须先认识到化学教学理念,我们教学生学习化学,是让学生去感受的化学知识的用途,了解化学知识在解决我们很多问题的方法,从而激发学生学习化学的热情. 不能仅侧重于化学知识的学术性,要让所有学生能从一些实际生活中遇到的东西去学习知识,或者学完知识能去解决一些能触摸到的问题.不要让很实用知识,变成纯理论化的知识,反而让学生无法去应用.在不同的教学思想下,学生的地位、活动及培养方法和评价方法是不同的.掌握学科的知识是一件可喜的事,但让学生学会各种有用的东西是我们最希望看到的,当学生能尝试从生活应用中学习化学知识,或者能把刚学会的化学知识应用到实际生活中去的时候,我们还会怕学生学不好化学吗?学生就会对化学产生新的认识. 在教学过程中,教学素材选择很重要,只要我们认真关注生活中知识的应用,教学就会信息丰富、科学、先进.从而促进学生综合能力的提高.化学学科的知识体系不是教条,在教学过程中加入应用性知识教育,引导学生去关注生活,去研究生活,在生活的应用中得到更大的发展,对学生的进入社会后的发展是有利的. 三、实用化学在教学过程中的应用 1.学习兴趣是学习活动的重要动力,一方面学生容易对新颖的、能引起好奇的事物产生兴趣,进而诱发内驱力,激起求知、探究、操作等意愿.同时,现实生活中的一些常识也会引导学生进入自我学习的状态.(1)合理使用教材中的资源,在“金属的腐蚀与防护”课题教学中,我们教材先谈腐蚀再研究原理,根据原理实施防护.从发现问题到研究化学知识,再谈化学知识应用,合情合理,但书本知识金属腐蚀仅从物质角度来加以研究,我们认真关注一下这节内容的课后题,就会发现当铁吸氧腐蚀的一个实用案例,利用吸氧腐蚀所释放的能量生产的取暖设备,这是教学中一个很好的素材,也有利于学生能正确认识化学知识的两面性.(2)适当拓展教学资源.如,在高中化学的“化学反应中的能量变化”,该节内容学生在初中已积累了一定的基础知识,且内容与社会生活息息相关,也是当今家喻户晓的话题, 学生很易于发挥,是把学生广泛兴趣与中心兴趣有机结合、培养的较好内容.在学习醇类的时候,我们可以把家中的食用酒拿出来作为引题,再结合医用酒精,还能联系到工业酒精(甲醇).从用途到危害,引导学生进入学习研究之中.在学习碳酸钠和碳酸氢钠的过程中,我们可以引导学生从灭火器中进入问题的思考,学生就能接受到灭火器的相关常识教育.当我们在生活中面临重金属中毒的时候,为什么一碗豆浆能解决问题呢,如果没有豆浆,能不能找出替代品呢?当我们进入蛋白质的学习之后就能解决这个问题.(3)合理引入课外资源.门捷列夫是怎么发现这个规律的,它对我们处理日常繁杂的事务有什么样的帮助呢,这种解决问题的方法对学生的成长是很有好处的,学生会发现许多解决问题的方法其实是相通的,积累了人生的智慧.学习不能仅仅为了考试,学习后能应用这才是我们的目标. 2.在教学交流过程中,我们其实就是让学生体验化学的应用并应用知识去解决问题,不仅要让学生去应用已经知道的东西,还要让学生从更多的方面去了解、理解并能尝试着找到新的使用方法.首先,学生要去认识物质使用并不是单方面的,当我们让学生认识CO2的温室效应的同时,在解析原理的同时,我们是否可以想象一下小范围的温室——大棚种植,如何应有是我们在学习过程要深刻去加以体会的.我们也可以让学生去认识一下它在多方面的应用,比如,我们都要碰到的灭火器,植物的光合作用,就会完善学生心目中的CO2的形象.当我们认识到CO煤气中毒的同时,解析原理的同时,我们也可以让学生知道它在生理病理的调节作用.当我们为有O2存在而庆幸的时候,我们也应该让学生去认识到氧中毒.其次,化学最初的知识来源于生活的经验的总结,这些知识的发展最终还是要就用于实践.当我们学习到中和水解的时候,让学生去认识肥料的搭配.当我们了解了化学反应速速率之后,我们就应当让学生清楚如何确实有效的保存家中的食物. 3.一堂课完成以后,我们不希望看到学生作业只有习题.知识只有在应用中才能得到巩固、发展.只有习题是远远不够的,它恐怕只是其中一种比较无奈的选择.当我们学完醇类之后,假酒就是学生学有所用的一个舞台,如何去检测酒中甲醇的含量就是一个很好的例子.当我们学会醛类之后,室内装潢的气体污染会成学生关注的一个方面.当我们学完电化学之后,小小的电池会吸引很多学生的眼球.当我们面临着更多生存危机的时候,我们应当相信化学能解决这些问题的. 参考文献: [1]王佛松,等.展望21世纪的化学.北京:化学工业出版社,2000. [浙江省临海市大田中学 (317000)] 化学与科技论文范文篇二 浅谈“绿色”化学教育 摘要:随着社会不断发展,人口不断增长,环境污染日益成为当今世界的突出社会问题,作为与环境问题有密切联系的中学化学,应义不容辞的承担起培养学生环保意识之职责。在中学阶段进行绿色化学理念的教育,是培养具有绿色意识和环保能力的高素质人才的根本途径,也是解决环境问题的根本途径。 关键词:绿色化学化学教育绿色化学教育 环境与发展问题,已成了当代世界共同面临的两难选择,成了对21世纪人类最严峻的挑战,人类不得不面临新的环境问题。为了从根本上预防和治理环境污染,必须依靠近年在国际上引起极大关注的化学领域——绿色化学(Green Chemisty)。 一、“绿色化学”的提出和内涵 “绿色化学”这个名称最早出现在美国环保局的官方文件中,以突出化学对环境的友好。1995年,美国总统克林顿、副总统戈尔专设了“总统绿色化学挑战奖”,以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究,鼓励支持重大的创造性的科学技术突破,从根本上减少乃至杜绝化学污染源。由于上述原因,使得“绿色化学”这个名称广为传播。 “绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中,理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物,即原子利用率为100%(原子经济性)。原子的利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响也越小。 把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中,便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分,这是中学化学教育的崭新课题。 二、“绿色化学”在中学化学中的渗透 在化学教学中培养学生的环保意识,应该抓住教学中的各个方面,多角度的进行环保教育。 1.抓住教材的环保内容渗透环保教育 化学教师应该结合化学教材中的许多章节向学生介绍环保的相关知识。如结合硫、氮的氧化物,介绍空气污染,酸雨的形成及其危害;结合一氧化碳等有毒气体的教学,在课堂上介绍其对环境和人体的影响和相关的实验操作注意事项;结合炼钢炼铁的工业流程,介绍工业污染及废气、废渣的处理;结合重金属元素的教学,介绍重金属对水的污染并给人体健康带来的危害;结合磷肥的相关知识,介绍湖泊水质的富营养化;结合有机高分子化合物的内容介绍白色污染及其危害和解决方法等等。课堂是教师的第一阵地,作为化学教师,我们要抓住这一阵地,紧密联系教材,在日常教学中渗透环保教育,让学生理解环保的必要性和紧迫性,逐步培养起环保意识。 2.在实验教学中推进环保教育 作为化学教师,我们要利用实验教学,让学生参与到环境保护的实践中来。首先,我们要培养学生的实验习惯,如在密闭系统或通风橱中操作有毒气体,对反应后的尾气进行吸收,不让其扩散到空气中,反应后的废液、废渣不随意倒入水池,而是分类回收等等,使学生养成环保的好习惯。其次,我们要帮助学生学会从环保角度设计、改进、挑选实验方案,选取实验药品。使学生尽可能采用一些无毒无害、低污染、低能耗的实验方案和选择一些无污染、可回收、可循环利用的药品。从小培养学生在科学实验和工业生产上的环保意识。 3.发挥考试的导向功能,强化环保教育 近年来,环境保护试题在各地中考试卷中都有出现。这些题有的落点仍在化学的基础知识上,发挥考试的导向作用和教育功能,引导学生关心社会、了解社会,推动中学的素质教育,提高学生对环境保护的认识。我觉得,中考中环保试题应向着综合型发展,难度有所提高,范围更加广泛,促进我们更要培养学生的环保意识,鼓励学生多了解环保常识,多把书本中的理论与社会实践相联系。我们化学教师要在平时就注重把身边实际与知识相结合,在日常考试练习中给学生营造一个重视环境保护的外部环境。 4.利用丰富的课外活动开展环保教育 根据现行《中学化学教学大纲》的要求,学生环保意识的培养仅靠在课堂上的培养是不够的。我们应该把环保活动作为化学课外活动的一个重要组成部分,把培养学生环保意识作为化学课外活动的一个重要目标来认真有效的实施。 ① 专题讲座。结合国内外重大的环境污染问题和重大的环保活动举办专题讲座。如结合6月5 日世界环境日向学生介绍当前世界关注的全球性环境问题有哪些;结合9月16 日国际保护臭氧层日向学生介绍臭氧层的相关知识及其被破坏的原因和氟里昂的应用及其替代技术;结合我国提倡消除白色垃圾活动谈谈白色垃圾的起源及其危害。 ② 组织学生参观活动。我们可以利用假期组织学生到附近典型的污染工厂(如焦化厂、水泥厂和镀锌厂)和受污染河流等处参观,与厂里工人和技术人员及河流周围的居民交谈,明确环境污染的危害性和环保的紧迫性。③ 组织学生进行小课题调查研究 a.组织学生对雨水、江水和工厂废水、民用废水的pH值测定后进行比较;b.了解空气质量是怎样评估的,API值与空气质量级别的对应关系,调查繁忙公路上二氧化碳及空气污染气体的含量;,c.调查目前各品牌冰箱中氟里昂的使用情况,与以前情况对比如何;d.对比小白鼠在不同空气质量、不同酸度的饮用水的条件下的生长情况;e.从环保角度改进课本上一些实验,并进行讨论研究。通过这样一些课外活动,让学生活动在环保第一线,把平时所学的化学知识用到实处,亲身参与环保活动,真真切切体会到环保任务的艰巨性,有利于学生把被动的培养环保意识转为自发的主动的培养自身的环保意识。 随着世界经济的发展,一场绿色变革浪潮正席卷全球,二十一世纪将成为绿色世纪。在中学化学教学中开展绿色化教育是历史赋予我们的责任。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会可持续发展,中学化学必须体现绿色化学教育,要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中,真正做到绿色无所不在,只有这样我们的教育才能够充满生机,绿意盎然。 参考文献: (1) 《十万个为什么—环境化学分册》 (2)《化学教育》 郑长龙、李得才、 (3)《科技素质教育的几个问题的探讨》王秀红看了"化学与科技论文范文"的人还看: 1. 大学化学科技论文范文 2. 初中化学科技论文范文 3. 大学化学小论文范文 4. 关于化学论文范文 5. 化学毕业论文范文精选

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一、化学的来由 化学的英文词为Chemistry,法文Chimie,德文Chemie,它们都是从一个古字、即拉丁字chemia,希腊字Xηwa(Chamia),希伯莱字Chaman或Haman,阿拉伯字Chema或Kema,埃及字Chemi演化而来的.它的最早来源难以查考.从现存资料看,最早是在埃及第四世纪的记载里出现的.所以有人认为可以假定是从埃及古字Chemi来的,不过这个名字的意义很晦涩,有埃及、埃及的艺术、宗教的迷惑、隐藏、秘密或黑暗等意义。其所以有这些意义,大概因为埃及在西方是化学记载诞生的地方,也是古代化学极为发达的地方,尤其是在实用化学方面。例如,埃及在十一朝代进已有一种雕刻表示一些工人下在制造玻璃,可见至少在公元前2500年以前,埃及已知道玻璃的制造方法了。再从埃及出土的木乃伊看,可知在公元前一、二千年时已精于使用防腐剂和布帛染色等技术。所以古人用埃及或埃及的艺术来命名“化学”。至于其它几种意义,可能因为古人认为化学是一种神奇和秘密的事业以及带有宗教色彩的缘故。 中国的化学史当然也是毫不逊色的。大约5000-11000年前,我们已会制作陶器,3000多年前的商朝已有高度精美的青铜器,造纸、磁器、火药更是化学史上的伟大发明。在十六、十七世纪时,中国算得上是世界最先进的国家。“化学”二字我国在1856年开始使用。最早出现在英国传教士韦廉臣在1856年出版的《格物探原》一书中。 二、化学的几个发展阶段 远古的工艺化学时期。这时人类的制陶、冶金、酿酒、染色等工艺,主要是在实践经验的直接启发下经过多少万年摸索而来的,化学知识还没有形成。这是化学的萌芽时期。 炼丹术和医药化学时期。从公元前1500年到公元1650年,炼丹术士和炼金术士们,在皇宫、在教堂、在自己的家里、在深山老林的烟熏火燎中,为求得长生不老的仙丹,为求得荣华富贵的黄金,开始了最早的化学实验。记载、总结炼丹术的书籍,在中国、阿拉伯、埃及、希腊都有不少。这一时期积累了许多物质间的化学变化,为化学的进一步发展准备了丰富的素材。这是化学史上令我们惊叹的雄浑的一幕。后来,炼丹术、炼金术几经盛衰,使人们更多地看到了它荒唐的一面。化学方法转而在医药和冶金方面得到了正当发挥。在欧洲文艺复兴时期,出版了一些有关化学的书籍,第一次有了“化学”这个名词。。 燃素化学时期。从1650年到1775年,随着冶金工业和实验室经验的积累,人们总结感性知识,认为可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中燃素放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。 定量化学时期,既近代化学时期。1775年前后,拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,开创了定量化学时期。这一时期建立了不少化学基本定律,提出了原子学说,发现了元素周期律,发展了有机结构理论。所有这一切都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。 科学相互渗透时期,既现代化学时期。二十世纪初,量子论的发展使化学和物理学有了共同的语言,解决了化学上许多悬而未决的问题;另一方面,化学又向生物学和地质学等学科渗透,使蛋白质、酶的结构问题得到逐步的解决。 这里主要讲述近二百多年来的化学史故事。这是化学得到快速发展的时期,是风云变幻英雄辈出的期。让我们一道去体验当年化学家所经历的艰难险阻,在近代化学史峰回路转的曲折历程中不倦跋涉,领略他们拨开重重迷雾建立新理论、发现新元素、提出新方法时的无限风光。 三、化学学科在探索中成长 化学的发展可以说是日新月异,尤其是它的边缘学科或者说是它的分支学科,譬如生物化学、物理化学、晶体化学等等,令人目不暇接。就眼下炒得过热的基因工程、克隆技术以及共轭电场论等,更是令人眼花缭乱。而古往今来,有多少化学家为化学的发展做出了难以估量的贡献。你想了解他们吗?化学名人风采将带您走近他们。 燃素说的影响 。可燃物如炭和硫磺,燃烧以后只剩下很少的一点灰烬;致密的金属煅烧后得到的锻灰较多,但很疏松。这一切给人的印象是,随着火焰的升腾,什么东西被带走了。当冶金工业得到长足发展后,人们希望总结燃烧现象本质的愿望更加强烈了。 1723年,德国哈雷大学的医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》是燃素说的代表作。 施塔尔认为燃素存在于一切可燃物中,在燃烧过程中释放出来,同时发光发热。燃烧是分解过程: 可燃物==灰烬+燃素 金属==锻灰+燃素 如果将金属锻灰和木炭混合加热,锻灰就吸收木炭中的燃素,重新变为金属,同时木炭失去燃素变为灰烬。木炭、油脂、蜡都是富含燃素的物质,燃烧起来非常猛烈,而且燃烧后只剩下很少的灰烬;石头、草木灰、黄金不能燃烧,是因为它们不含燃素。酒精是燃素与水的结合物,酒精燃烧时失去燃素,便只剩下了水。 空气是带走燃素的必需媒介物。燃素和空气结合,充塞于天地之间。植物从空气中吸收燃素,动物又从植物中获得燃素。所以动植物易燃。 富含燃素的硫磺和白磷燃烧时,燃素逸去,变成了硫酸和磷酸。硫酸与富含燃素的松节油共煮,磷酸(当时指P2O5)与木炭密闭加热,便会重新夺得燃素生成硫磺和白磷。而金属和酸反应时,金属失去燃素生成氢气,氢气极富燃素。铁、锌等金属溶于胆矾(CuSO4·5H2O)溶液置换出铜,是燃素转移到铜中的结果。 燃素说尽管错误,但它把大量的化学事实统一在一个概念之下,解释了冶金过程中的化学反应。燃素说流行的一百多年间,化学家为了解释各种现象,做了大量的实验,积累了丰富的感性材料。特别是燃素说认为化学反应是一种物质转移到另一种物质的过程,化学反应中物质守恒,这些观点奠定了近、现代化学思维的基础。我们现在学习的置换反应,是物质间相互交换成分的过程;氧化还原反应是电子得失的过程;而有机化学中的取代反应是有机物某一结构位置的原子或原子团被其它原子或原子团替换的过程。这些思想方法与燃素说多么相似。 舍勒和普里斯特里发现氧气的制法 :令后人尊敬的瑞典化学家舍勒的职业是药剂师--chemist,他长期在小镇彻平的药房工作,生活贫困。白天,他在药房为病人配制各种药剂。一有时间,他就钻进他的实验室忙碌起来。有一次,后院传来一声爆鸣,店主和顾客还在惊诧之中,舍勒满脸是灰地跑来,兴奋地拉着店主去看他新合成的化合物,忘记了一切。对这样的店员,店主是又爱又气,但从来不想辞退他,因为舍勒是这个城市最好的药剂师。 到了晚上,舍勒可以自由支配时间,他更加专心致志地投入到他的实验研究中。对于当时能见到的化学书籍里的实验,他都重做一遍。他所做的大量艰苦的实验,使他合成了许多新化合物,例如氧气、氯气、焦酒石酸、锰酸盐、高锰酸盐、尿酸、硫化氢、升汞(氯化汞)、钼酸、乳酸、乙醚等等,他研究了不少物质的性质和成分,发现了白钨矿等。至今还在使用的绿色颜料舍勒绿(Scheele’s green),就是舍勒发明的亚砷酸氢铜(CuHAsO3)。如此之多的研究成果在十八世纪是绝无仅有的,但舍勒只发表了其中的一小部分。直到1942年舍勒诞生二百周年的时候,他的全部实验记录、日记和书信才经过整理正式出版,共有八卷之多。其中舍勒与当时不少化学家的通信引人注目。通信中有十分宝贵的想法和实验过程,起到了互相交流和启发的作用。法国化学家拉瓦锡对舍勒十分推崇,使得舍勒在法国的声誉比在瑞典国内还高。 在舍勒与大学教师甘恩的通信中,人们发现,由于舍勒发现了骨灰里有磷,启发甘恩后来证明了骨头里面含有磷。在这之前,人们只知道尿里有磷。 1775年2月4日,33岁的舍勒当选为瑞典科学院院士。这时店主人已经去世,舍勒继承了药店,在他简陋的实验室里继续科学实验。由于经常彻夜工作,加上寒冷和有害气体的侵蚀,舍勒得了哮喘病。他依然不顾危险经常品尝各种物质的味道--他要掌握物质各方面的性质。他品尝氢氰酸的时候,还不知道氢氰酸有剧毒。1786年5月21日,为化学的进步辛劳了一生的舍勒不幸去世,终年只有44岁。舍勒发现氧气的两种制法是在1773年。第一种方法是分别将KNO3、Mg(NO3)2、Ag2CO3、HgCO3、HgO加热分解放出氧气: 2KNO3==2KNO2+O2↑ 2Mg(NO3)2 == 2MgO+4NO2↑+O2↑↑ 2Ag2CO3==4Ag+2CO2↑+O2↑ 2HgCO3==2Hg+2CO2↑+O2↑ 2HgO==2Hg+O2↑ 第二种方法是将软锰矿(MnO2)与浓硫酸共热产生氧气: 2MnO2+2H2SO4(浓)== 2MnSO4+2H2O+O2↑ 舍勒研究了氧气的性质,他发现可燃物在这种气体中燃烧更为剧烈,燃烧后这种气体便消失了,因而他把氧气叫做“火气”。舍勒是燃素说的信奉者,他认为燃烧是空气中的“火气”与可燃物中的燃素结合的过程,火焰是“火气”与燃素相结合形成的化合物。他将他的发现和观点写成《论空气和火的化学》。这篇论文拖延了4年直到1777年才发表。而英国化学家普里斯特里在1774年发现氧气后,很快就发表了论文。 普里斯特里始终坚信燃素说,甚至在拉瓦锡用他们发现的氧气做实验,推翻了燃素说之后依然故我。他将氧气叫做“脱燃素气”。他写到:我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,我自己受了好奇心的驱使,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好长时间,身心一直觉得十分轻快舒畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”普里斯特里一生的大部分时间是在英国的利兹作牧师,业余爱好化学。1773年他结识了著名的美国科学家兼政治家富兰克林,他们后来成了经常书信往来的好朋友。普里斯特里受到好朋友多方的启发和鼓励。他在化学、电学、自然哲学、神学四个方面都有很多著述。 1774年普里斯特里到欧洲大陆参观旅行。在巴黎,他与拉瓦锡交换了好多化学方面的看法。正直的普里斯特里同情法国大革命,曾在英国公开做了几次演讲。英国一批反对法国大革命的人烧毁了他的住宅和实验室。普里斯特里于1794年他六十一岁的时候不得已移居美国,在宾夕法尼亚大学任化学教授。美国化学会认为他是美国最早研究化学的学者之一。他住过的房子现在已建成纪念馆,以他的名字命名的普里斯特里奖章已成为美国化学界的最高荣誉。 拉瓦锡和他的天平: 燃素说的推翻者,法国化学家拉瓦锡原来是学法律的。1763年,他20岁的时候就取得了法律学士学位,并且获得律师开业证书。他的父亲是一位律师,家里很富有。所以拉瓦锡不急于当律师,而是对植物学发生了兴趣。经常上山采集标本使他对气象学也产生了兴趣。后来,拉瓦锡在他的老师,地质学家葛太德的建议下,师从巴黎有名的鲁伊勒教授学习化学。拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究。他用硫酸和石灰合成了石膏。当他加热石膏时放出了水蒸气。拉瓦锡用天平仔细测定了不同温度下石膏失去水蒸气的质量。从此,他的老师鲁伊勒就开始使用“结晶水”这个名词了。这次成功使拉瓦锡开始经常使用天平,并总结出了质量守恒定律。质量守恒定律成为他的信念,成为他进行定量实验、思维和计算的基础。例如他曾经应用这一思想,把糖转变为酒精的发酵过程表示为下面的等式: 葡萄糖 == 碳酸(CO2)+ 酒精 这正是现代化学方程式的雏形。用等号而不用箭头表示变化过程,表明了他守恒的思想。拉瓦锡为了进一步阐明这种表达方式的深刻含义,又具体地写到:“我可以设想,把参加发酵的物质和发酵后的生成物列成一个代数式。再逐个假定方程式中的某一项是未知数,然后分别通过实验,逐个算出它们的值。这样以来,就可以用计算来检验我们的实验,再用实验来验证我们的计算。我经常卓有成效地用这种方法修正实验的初步结果,使我能通过正确的途径重新进行实验,直到获得成功。”早在拉瓦锡出生之时,多才多艺的俄罗斯科学家罗蒙诺索夫就提出了质量守恒定律,他当时称之为“物质不灭定律”,其中含有更多的哲学意蕴。但由于“物质不灭定律”缺乏丰富的实验根据,特别是当时俄罗斯的科学还很落后,西欧对沙俄的科学成果不重视,“物质不灭定律”没有得到广泛的传播。 1772年秋天,拉瓦锡照习惯称量了一定质量的白磷使之燃烧,冷却后又称量了燃烧产物P2O5的质量,发现质量增加了!他又燃烧硫磺,同样发现燃烧产物的质量大于硫磺的质量。他想这一定是什么气体被白磷和硫磺吸收了。他于是又做了更细致的实验:将白磷放在水银面上,扣上一个钟罩,钟罩里留有一部分空气。加热水银到40℃时白磷就迅速燃烧,之后水银面上升。拉瓦锡描述道:“这表明部分空气被消耗,剩下的空气不能使白磷燃烧,并可使燃烧着的蜡烛熄灭;1盎司的白磷大约可得到盎司的白色粉末(P2O5,应该是盎司)。增加的重量和所消耗的1/5容积的空气重量接近相同。”燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻。而拉瓦锡实验的结果却是截然相反。他把实验结果写成论文交给法国科学院。从此他做了很多实验来证明燃素说的错误。在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化。”他将“新化学”命名为“反燃素化学”。 1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验。他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热。冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化。打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A)。他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A)。这表明锻灰是金属与空气的化合物。 拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题。他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功。 拉瓦锡制得氧气之后: 到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎。在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”。对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发。11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气。在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜。平台下面是六个大轮子,以便跟着太阳随时转动。1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究。他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量。以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化。这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论。与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来。这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样。”这就解答了体温的来源问题。空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”。研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃。”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解。1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物。有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色。它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌。” 这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究。化学进入了定量化学(即近代化学)时期。所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者。舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚。与真理擦肩而过是很遗憾的。 拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了。”在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类: 简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢。简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素。简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌。简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土。拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的。这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家。在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助。但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神。虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说。氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义。拉瓦锡十分勤奋,每天六点起床,从六点到八点进行实验研究,八点到下午七点从事火药局长或法国科学院院士的工作,七点到晚上十点,又专心从事他的科学研究。星期天不休息,专门进行一整天的实验工作。拉瓦锡28岁结婚时,他的妻子只有14岁。他们一生没有孩子,但生活非常愉快。她帮助拉瓦锡实验,经常陪伴在他身边。在拉瓦锡的著作里,有很多插图都是他的妻子画的。1789年法国大革命爆发,三年后拉瓦锡被解除了火药局长的职务。1793年11月,国民议会下令逮捕旧王朝的包税官。拉瓦锡由于曾经担任过包税官而自首入狱。极左派马拉曾与拉瓦锡有过激烈的科学争论,心存嫉恨,便诬陷拉瓦锡与法国的敌人有来往,犯有叛国罪,于1794年5月8日把他送上了断头台。对此,当时科学界的很多人感到非常惋惜。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说:“他们可以一瞬间把他的头割下,而他那样的头脑一百年也许长不出一个来。”这时,拉瓦锡正当壮年,是51岁。 四、化学学科的发展前沿 中国运动医学杂志000124 基因工程也叫遗传工程(Genetic Engineering),是20世纪70年代在分子生物学发展的基础上形成的新学科。基因工程就是在分子水平上,用人工方法提取(或合成)不同生物的遗传物质,在体外切割、拼接和重新组成,然后通过载体把重组的DNA分子引入受体细胞,使外源DNA在受体细胞中进行复制与表达。按人们的需要产生不同的产物或定向地创造生物的新性状,并使之稳定地遗传给下代[1]。基因工程技术主要包括分离基因、纯化基因和扩增基因的技术,其核心是分子克隆技术。它能帮助人们从各种复杂的生物体中分离出单一的基因,并把它纯化,再把它大量扩增,用于研究。 20多年来,基因工程技术得到了迅速地发展,特别是限制性内切酶、DNA序列分析及DNA重组技术等三大技术的发现和应用,不仅把分子生物学提高到了基因水平,而且也把生物学与医学中的其他学科引上基因研究的道路,并取得了许多揭示生命秘密和生命过程的重大成就 ......

丙烷氧化脱氢进展研究论文

脱氢反应:C3H8→C3H6+H2 催化剂上的丙烷脱氢动力学 上述的Pt系和Cr系催化剂大都是以A12O3为载体的,而近年来以ZSM-5分子筛为丙烷脱氢催化剂新型载体的研究日趋活跃.Wang等基于对不同酸性载体负载的单铂催化剂的对比研究,认为丙烷脱氢在Pt/HZSM-5上按如下机理(式21)和(式22)进行. C3.+LA—→i·C3H7+·A—+H—·L (21) i·C3H7+·A—+ H—→C3—+H2 (22) 式中,A—为载体表面碱中心,L为Lewis酸中心.L酸中心用于活化丙烷分子中的氢,同时在碱中心土生成C+离子,随后C+离子从碱中心上脱除,H通过反溢流从PI中心上形成H2离去. Sara等研究了在Co/HZSM-5催化剂上的丙烷脱氢和芳构化反应动力学和反应路径.从丙烷中13C同位素含量的分布和产物收率得出,丙烷经历了以下的反应过程:脱氢生成丙烯和氢气;裂解生产甲烷和乙烯;然后丙烯和乙烯通过齐聚裂解反应生成芳烃;丙烯和乙烯还能与解离吸附出来的氢气加成生成乙烷和丙烷.反应路径与HZSM-5催化剂类似,不同之处在于Co阳离子给吸附中间体的氢原子转移提供了另一条路径.增大Co/A1原子比,可以加快丙烷脱氢(k1)、乙烯加成(k3)和烯烃脱氢环化(k4)的反应速率,对裂解(k2)没有影响,因为裂解反应是发生在B酸性位上的,而且它的反应不需要氢气的参加.

丙烷脱氢制丙烯工艺是以丙烷为原料,在高温、低压的条件下,经催化脱氢反应制取丙烯的工艺。

丙烷脱氢制丙烯技术问世迄今已有20多年历史,经过不断完善,工业应用日趋成熟。

开发丙烷催化脱氢工艺成功的有:UOP公司的Oleflex工艺、Lummus公司的Catofin工艺、Snamprogetti公司的流化床(FBD)工艺、Uhde的蒸汽活化重整(STAR)工艺、林德公司的PDH工艺。采用较多的是美国UOP公司的Oleflex工艺和Lummus的Catofin工艺。两种丙烷脱氢制丙烯工艺大体相同,所不同的只是脱氢和催化剂再生部分。

UOP公司的Oleflex工艺是20世纪80年代开发的,1990年首先在泰国实现了工业化,1997年4月韩国投产250 kt/a丙烯的联合装置采用第2代Oleflex技术。目前,全世界Oleflex丙烷脱氢制丙烯总生产能力达2500 kt/a。在国内烟台万华建成最大的750 kt/a PDH装置。

Lummus公司的Catofin工艺是ABB Lummus公司开发的C3~C5烷烃脱氢生产单烯烃技术。目前,全世界有10家采用Catofin工艺生产烯烃,生产量超过3200 kt/a。

Snamprogetti公司的FBD工艺是在俄罗斯开发的硫化床脱氢制异丁烯基础上发展起来的,其技术核心是反应器-再生系统,反应和再生是在硫化床中完成的。

德国Linde(林德)、BASF与挪威国家石油公司合作开发的PDH工艺,主要生产丙烯和异丁烯。

STAR工艺是由Philips石油公司开发,2000年被Uhde收购并进行了改进。

新型丙烷/丁烷脱氢(ADHO)技术,是重质油国家重点实验室的又一项催化剂和反应器配套研发的重要成果。

脱硝催化剂近几年研究进展论文

如下:

【摘要】:综述了分子氧氧化环己烷制取环己酮的催化剂的研究进展,重点介绍了光催化剂、纳米催化剂、仿生催化剂、分子筛催化剂和复合催化剂在环己烷催化氧化方面的应用,其中,负载在分子筛上的纳米金催化剂具有较高的催化活性、选择性及稳定性。

【关键词】:环己烷氧化,环己酮,催化剂的认识。

环己酮是重要的有机化工原料和工业溶剂,广泛应用于医药、油漆、涂料、橡胶、农药行业、印刷和塑料回收方面。目前,工业上制取环己醇和环己酮的方法主要为苯酚加氢法、苯部分加氢法和环己烷液相氧化法,环己烷氧化法的应用最为普遍,占90%以上。

由于环己醇和环己酮比环己烷更易于被氧化,为获得适宜的环已醇和环已酮的选择性,工业上环己烷氧化转化率通常控制在,氧化选择性为90%左右。

但环己烷的大量循环造成能耗上的巨大浪费。目前,环己烷氧化工艺研究的热点主要集中在对传统工艺的改造优化、氧化剂的选择及高效催化剂的开发。开发高性能和环境友好的催化剂成为研究热点,近年来开发的一些氧化催化剂在改善环己烷转化率和产物选择性方面表现出较好的性能。

本文主要综述分子氧氧化环己烷制环己酮催化剂的研究进展。

泛指应用在电厂SCR(selectivecatalyticreduction)脱硝系统上的催化剂(Catalyst),在SCR反应中,促使还原剂选择性地与烟气中的氮氧化物在一定温度下发生化学反应的物质。目前最常用的催化剂为V2O5-WO3(MoO3)/TiO2系列(TiO2作为主要载体、V2O5为主要活性成分)。目前SCR商用催化剂基本都是以TiO2为基材,以V2O5为主要活性成份,以WO3、MoO3为抗氧化、抗毒化辅助成份。催化剂型式可分为三种:板式、蜂窝式和波纹板式。板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材,将TiO2、V2O5等的混合物黏附在不锈钢网上,经过压制、锻烧后,将催化剂板组装成催化剂模块。蜂窝式催化剂一般为均质催化剂。将TiO2、V2O5、WO3等混合物通过一种陶瓷挤出设备,制成截面为150mmX150mm,长度不等的催化剂元件,然后组装成为截面约为2m´1m的标准模块。波纹板式催化剂的制造工艺一般以用玻璃纤维加强的TiO2为基材,将WO3、V2O5等活性成份浸渍到催化剂的表面,以达到提高催化剂活性、降低SO2氧化率的目的。

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指出了催化剂是选择性催化还原(SCR)脱硝系统的核心,催化剂的寿命直接关系着SCR脱硝系统的运行成本,分析了SCR反应过程催化剂失活的各项因素,并针对特定的失活原因,详细阐述了失活SCR催化剂再生技术的原理和特点,就现行应用于废弃含钒催化剂提取钒的工艺进行了探讨。1 引言燃煤电厂排放的氮氧化物(NOx)是主要大气污染物之一,也是形成光化学烟雾、酸雨污染及破坏臭氧层的主要物质。如何有效控制NOx排放已成为当前环境保护中令人关注的重要课题[1]。而在众多的脱硝技术中,选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR)以其无副产物,装置简单并且脱除效率高(可达90%以上)、运行可靠、便于维护等优点,已成为现阶段世界上应用最为广泛的烟气脱硝技术。采用SCR技术的关键问题是选择优良的催化剂,它的性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。经过多年的工业实践和验证,目前广泛使用的是以锐钛矿型二氧化钛为载体负载钒氧化物作为活性物质,辅以氧化钨或氧化钼为助催化剂的金属氧化物催化剂。目前,用于燃煤电厂烟气脱硝的钒基催化剂的工作温度范围为310~430 ℃,相当于锅炉省煤器出口的烟气温度。因此SCR脱硝反应器直接安装在锅炉省煤器与空气预热器之间,即所谓的高位布置方式[2]。尽管这种布置方式下催化剂活性最大,有利于反应的进行,但该布置区间烟气中高浓度的粉尘会冲刷催化剂并使其中毒,同时烟气温度过高使得催化剂发生烧结、失活,使催化剂的寿命缩短。当催化剂的活性下降致使其性能劣化到一定程度时,就要更换催化剂,在运行费用中除了氨的消耗,催化剂的更换更是占据了大部分费用。对于可逆性中毒的催化剂和活性降低的催化剂可以通过再生重新利用,再生费用只有全部更换费用的20~30%,而活性可恢复到原来的90%~100%,甚至更高[3]。此外,不可再生的废弃SCR脱硝催化剂中含有钒等有价金属,直接丢弃会造成环境污染,其中钒是稀有金属,在自然界中分散而不集中,富集钒矿不多,提取和分离比较困难。近几年随着科技的发展,对钒需求量每年约增长5%,致使钒价不断上扬。因此,从废弃SCR脱硝催化剂中回收V2O5既能避免对环境的污染,又能节约宝贵的资源。2 SCR催化剂的失活机理在SCR系统运行过程中,导致SCR催化剂活性降低乃至失活的原因主要有以下几种[4,5]。 高温引起的烧结、活性组分挥发温度对于SCR催化剂活性有较大的影响,对于V2O5-WO3/TiO2催化剂的热力型失活也有相关的研究,长时间暴露于450 ℃以上的高温环境中可引起催化剂活性位置(表面)烧结,直接导致催化剂颗粒增大,表面积减小,一部分活性组分的挥发损失,进而使催化剂活性降低。Reiche等人[6]研究了V2O5 /TiO2在不同温度下的活性变化,结果发现当温度高于500℃时催化剂将严重失活。Moradi等人[7]的研究结果表明,催化剂失活过程中,外部环境温度是一个重要的参数。当外界环境温度升高时,亚微观粒子在催化剂失活中的作用将被加强。 碱金属、碱土金属氧化物引起的催化剂中毒飞灰中的可溶性碱金属主要包括Na与K这两种物质,在水溶液离子状态下,它们能够渗透到催化剂深层直接与催化剂活性颗粒反应,使酸位中毒以降低其对NH3的吸附量和吸附活性,继而降低催化活性[8]。碱金属元素被认为是对催化剂毒性最大的一类元素,因此碱金属中毒本质成为探讨的焦点。Kamata等[9]通过脱硝活性实验证实,随着催化剂表面K2O含量的增加,NO转化率急剧下降,当K2O质量分数达到1%时,催化剂活性几乎完全丧失。他们还利用DRFIT等方法分析得到了催化剂钾中毒机理:K2O存在使得SCR催化剂活性位之一的Bronsted酸性活性位的数量大大减少,同时也削弱了Bronsted酸性位的酸性,但是随着SCR催化剂表面K2O含量的增加,另一种活性位Lewis酸性位的数量几乎不发生变化,这说明SCR催化剂钾中毒后,活性的下降是由Bronsted酸性位的变化引发的。另外,碱金属物质的增加,会使载体氧化物的pH值增大,在高温的烧结下,会使催化剂晶型改变而造成结构坍塌,堵塞内孔而导致活性降低。因此,若烟气中K2O、Na2O的含量增加,则催化剂的失活现象就更严重[10]。朱崇兵等[11,12]利用模拟中毒法使得V2O5-WO3/TiO2催化剂中毒,通过检测中毒后催化剂的脱硝活性,比较了相同摩尔比的碱金属氧化物中毒条件下催化剂的失活程度,得到如下结论:碱金属氧化物与催化剂表面V物种的结合生成部分碱金属盐(如KVO3、NaVO3),改变了催化剂的表面结构,使催化剂中有效活性位的数量大大降低,从而导致催化剂活性降低。两种碱金属氧化物对催化剂的毒性顺序为K2O>Na2O。 碱土金属元素(Ca、Mg)对于SCR催化剂的影响主要表现在氧化物在催化剂表面的沉积并进一步发生反应而造成孔结构堵塞。Benson等[13]对催化剂表面XRD的检测结果表明,催化剂表面沉积的碱土金属化合物主要为CaSO4,其余为Ca3Mg(SiO4)2和CaCO3,其中CaSO4和CaCO3是由CaO分别与SO3和CO2反应得到的。Nicosia等[14]通过NH3-TPD和DRFIT的测量证实,Ca也能够和K一样,影响Bronsted酸性位和V5+ O上NH3的吸附,而对于Lewis酸性位则几乎没有任何影响,但在同摩尔分数下Ca的影响比K小。 非金属氧化物引起的催化剂中毒砷(As)是大多数煤种中都存在的成分,SCR催化剂的砷中毒是由气态砷的化合物扩散进入催化剂表面及堆积在催化剂小孔中,然后在催化剂的活性位置与其他物质发生反应,引起催化剂活性降低。烟气中气态砷的主要形态为As2O3,在SCR催化剂所处的温度区间会部分生成As3O5或As4O6[5]。Hans等[16]通过ESEM照片显示,As2O3主要沉积并堵塞催化剂的中孔,即孔径在~μm之间的孔。磷与砷同属于VA族的元素,存在于烟气中磷化合物主要以P2O5的形式存在,P2O5不是机械地固定在催化剂的表面上的,而是也通催化剂的活性组分进行化学反应,从而导致SCR催化剂钝化。Kamata等[17]考察了不同P2O5负载量下催化剂脱硝活性的变化,并通过表征手段对SCR催化剂的磷中毒机理进行深入研究。结果表明,催化剂的活性随着P2O5负载量的增加而下降,但相比碱金属的影响则要小很多,磷致催化剂中毒机理被认为是P取代了V-OH和W-OH中的V和W,生成了P-OH基团,P-OH的酸性不如V-OH和W-OH,减少了Bronsted酸性位的数量,致使催化剂的脱硝活性下降。 烟气中其他成分导致的催化剂失活飞灰成分复杂,它的组成与性质因燃煤品种、燃烧温度及燃烧方式不同而变化,其中除了含有大量碱金属、碱土金属、P、As主要毒性氧化物外,还含有一定量的铁、铅、硅等游离氧化物,这些游离氧化物同样能够与活性位发生作用而使催化剂钝化。此外,烟气中的HCl气体对SCR催化剂也有一定的毒害作用,表现在一方面,在烟气温度低于340℃时,HCl会与NH3反应,生成NH4Cl黏附在催化剂表面,致使活性位与烟气接触的表面积下降;另一方面,催化剂表面上的氯离子会与V结合生成VCl2和VCl4,从而破坏了催化剂的活性位。 催化剂的堵塞与机械磨损造成催化剂堵塞的主要是飞灰的小颗粒及反应过程中形成的铵盐,它们沉积在催化剂表面的小孔中,阻碍NOx、NH3和O2达到催化剂活性位,引起催化剂钝化。另外,在催化剂的安装、更换过程中,不可避免地要冲击催化剂;并且由于SCR反应器中的催化剂垂直布置,烟气自反应器顶部垂直向下平行催化剂流动,在较大气速下,烟气中的大颗粒物质会对催化剂造成较大磨损。3 SCR催化剂循环再利用技术 SCR催化剂的再生技术对采用SCR技术的燃煤电站而言,催化剂中毒失活不仅会增加SCR系统的运行成本,同时也会带来不可忽视的环境问题。考虑到催化剂的运行成本和催化剂处置的难度,催化剂再生是处理催化剂的首选方法[18]。 水洗再生 通过压缩空气冲刷去除催化剂表明的浮尘,然后用去离子水冲洗以清洗和溶解与催化剂表明结合的尘土及盐分子,再用空气干燥。此方法简单有效,可以冲洗溶解性物质以及冲刷掉催化剂表面部分颗粒物,可以比较明显提高催化剂的脱硝效率,用此方法处理的催化剂活性能从50%恢复到83%左右[19]。水洗再生对碱金属中毒的催化剂基本是有效的,但仍然有报道一些商业SCR催化剂碱金属中毒后采用水浸泡后溶液中检测不到碱金属[20]。 酸、碱液处理再生酸液处理催化剂再生报道常用于催化剂金属氧化物中毒后的再生。一般是将中毒后的催化剂在一定浓度的酸溶液中浸泡若干时间,再用清水洗涤至pH值接近7,将处理好的催化剂在低于100℃的温度下干燥[21]。有研究者[20,22]通过实验证明:硫酸处理再生比单纯的水洗再生更有效,酸洗再生后K2O得以完全清除。同时在催化剂表面引入了SO2-4,使其再生后催化剂的脱硝活性在350~500℃内高于中毒前。Foerster研究了Fe2O3对V2O5-WO3/TiO2催化剂的毒化作用,并考察了酸洗处理对催化剂的再生效果。研究发现,由于Fe2O3对SO2具有催化氧化作用,Fe2O3的添加导致催化剂SO2的氧化率不断提高,而脱硝活性下降。使用含有一定量抗氧化剂和表面活性剂的酸液处理后,Fe2O3得以完全清除,脱硝活性可恢复到原来的95%~100%,SO2氧化率得到很好抑制[23]。酸碱组合式处理催化剂再生,用于催化剂非金属氧化物(As2O3、P2O5)中毒后的再生。其过程与酸洗再生过程类似,先将中毒的催化剂置于一定浓度的碱溶液中浸泡若干时间,随后过剩的的碱用无机或有机酸进行中和处理,将处理好的催化剂干燥后用活性元素的水溶性化合物进行浸渍。研究表明[24,25],利用酸碱组合式处理方法对As2O3、P2O5中毒SCR催化剂进行再生,能有效去除毒性物质,再生后的催化剂在SCR反应中表现出很高的脱硝活性。 SO2酸化热再生金属氧化物中毒的SCR催化剂也可用SO2酸化热再生。将已经钝化的催化剂在去离子水中清洗,在100℃条件下烘干1h,然后置于SO2气体中于350~420℃温度条件下煅烧,实现催化剂活性恢复。离子水的预先处理对于催化剂的再生作用明显。SO2酸化热再生与酸液再生的原理相同,都在于提高催化剂表面的酸位点。Zheng等[26]采用SO2酸化热再生方法对钾中毒SCR催化剂进行处理。活性测试实验结果表明,催化剂在250~450℃时的脱硝效率已达到中毒前的50%~72%。 热(还原)再生 在惰性保护气体氛围下,以一定速率升高催化剂温度,保持一段时间,然后降温,整个过程惰性气体可以防止氧化等反应发生。热再生主要可以分解积累在催化剂表面吸附的铵盐,可将催化剂表面吸附的铵盐分解形成SO2。热还原再生过程与热再生过程类似,在惰性气体中混合一定比例的还原性气体,在高温环境中利用还原性气体与催化剂表面与金属结合的硫酸盐发生反应,实现催化剂的脱硫再生过程。文献[27]报道对V2O5/AC催化剂,以Ar气为载气热再生和以5%NH3-95%Ar热还原再生过程进行比较,发现热还原再生过程效果优于热再生过程。 废钒催化剂提取钒工艺当SCR催化剂化学性能下降,可通过上述再生方法使其恢复,但如果原有物理结构发生不利变化,则很难再生处理。出于对环境效益和社会效益的考虑,需对废弃SCR催化剂进行处理。钒催化剂经使用后,其中的钒主要以V2O5和VOSO4形式存在,后者所占比例有时可达40%~60%。这主要取决于催化剂在转化器中所处位置和使用时间的长短,废钒催化剂中的VOSO4可溶于水,而V2O5难溶于水,但却易于强酸或强碱。从废钒催化剂中提取V2O5有多种方法,虽然其工艺流程和操作条件不尽相同,但关键的步骤是钒的浸出和从浸出液中沉淀出V2O5来,具有代表性的有以下几种。(1)还原浸出-氧化沉钒法。该法将废钒催化剂加水加热煮沸,并加入二氧化硫或亚硫酸钠还原,使V2O5还原成四价钒呈硫酸钒酰形态进入溶液,然后加入氧化剂氯酸钾氧化沉钒。(2)酸性浸出-氧化沉钒法。用盐酸或硫酸溶液升温浸出,同时加入氧化剂氯酸钾氧化四价钒为五价钒,V2O5的浸出率可达95%~98%,再用碱溶液调节pH值,煮沸溶液得到V2O5沉淀。(3)碱性浸出-沉钒法。由于V2O5为二性氧化物,可采用酸液浸取也可采取碱液加以浸取回收。用NaOH或碳酸钠溶液在90℃下浸出,溶液过滤后调整pH值~,煮沸得到V2O5沉淀。碱浸法V2O5的回收率与酸法相当,但通常碱法回收的V2O5纯度不如酸法。(4)高温活化法。将废钒催化剂直接进行高温活化,焙烧时不加任何添加剂,然后用碳酸氢钠浸出,同时加入少量氯酸钾氧化溶液中四价钒为五价钒,过滤、浓缩浸出液,再加入氯化铵使钒以偏钒酸铵形式沉淀,干燥、煅烧得到五氧化二钒产品[28]。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

茶叶的活性物质研究进展论文

茶多酚生活应用研究

茶多酚可用于食品保鲜防腐,无毒副作用,食用安全。茶叶能够保存较长的时间而不变质,这是其他的树叶、菜叶、花草所大不到的。以下是我为您搜集整理的茶多酚生活应用研究论文,希望您能喜欢。

摘要: 茶多酚(GreenTeaPolyphenols,简称GTP)是一种从茶叶中提取的纯天然复合物,是茶叶中具有保健功能的重要化学物质,茶多酚由约30种以上的酚性物质组成,按其化学结构可分为儿茶素、黄酮及类黄酮醇、花色素、酚酸及缩酚酸4类。

关键词: 茶多酚,食品及应用

1.茶多酚的概念及性质

茶多酚(GreenTea Polyphenols,简称GTP)是一种从茶叶中提取的纯天然复合物,是茶叶中具有保健功能的重要化学物质,茶多酚由约30种以上的酚性物质组成,按其化学结构可分为儿茶素、黄酮及类黄酮醇、花色素、酚酸及缩酚酸4类。

茶多酚是很稳定的,pH在4-8稳定,遇强碱、强酸、光照、高热及过渡金属易变质,存放于阴凉、避光、干燥处,一般保质期为两年。是较安全的无毒性的添加剂。茶多酚的感观指标:1、外观:茶多酚TVP20为棕褐色的粉状固体,TVP40、TVP50为棕绿色带茶香粉状固体;其它均为淡黄或淡绿色粉状固体。2、性状:本品易溶于水和含水乙醇,味苦涩。

2.茶多酚在日常生活和食品工业中的作用

在食品工业中的应用

茶叶的许多作用都是因为茶叶中的茶多酚在起作用:茶多酚可用于食品保鲜防腐,无毒副作用,食用安全。茶叶能够保存较长的时间而不变质,这是其他的树叶、菜叶、花草所大不到的。茶多酚参入其他有机物(主要是食品)中,能够延长贮存期,防止食品退色,提高纤维素稳定性,有效保护食品各种营养成份。其主要用途如下:

用于糕点及乳制品

对高脂肪糕点及乳制品,如月饼、饼干、蛋糕、方便面、奶粉、奶酪、牛奶等,加入茶多酚不仅可保持其原有的风味,防腐朽,延长保鲜期,防止食品退色,抑制和杀灭细菌,提高食品卫生标准,延长食品的销售寿命。另外,还可使甜味“酸尾”消失,味感甘爽。

用于饮料生产

茶多酚不仅可配制果味茶、柠檬茶等饮料,而且对食品中的色素和维生素类具有保护作用,可防止食品褪色,提高稳定性,据称其效果较维生素C高出20倍。茶多酚应用到果汁饮料的加工保鲜过程中,添加茶多酚能抑制蜜柑汁液缩异臭的产生,添加茶多酚于果汁、豆奶、汽水、等饮料中,能抑制维生素A、维生素B1和β-胡萝卜素的降解破坏,保证果汁饮料的有效成品和产品质量以及各种营养成份。

用于水果、水产和蔬菜保鲜

在新鲜水果和蔬菜上喷洒低浓度的茶多酚溶液,就可抑制细菌繁殖,保持水果、蔬菜原有的颜色,达到保鲜防腐的目的.,水产品用茶多酚配液浸泡具有抑菌、防褐变、除异味的功能。

用于畜肉制品

茶多酚对肉类及其腌制品如香肠、肉食罐头、腊肉等,具有良好的保质抗损效果,尤其是对罐头类食品中耐热的芽胞菌等具有显著的抑制和杀灭作用,并有消除臭味、腥味,防止氧化变色的作用。

茶多酚在油炸、焙烤良品中的应用

茶多酚中酚羟基有提供活泼质子的能力,能捕获油脂自动氧化形成的自由基是天然油脂抗氧化剂,抗氧化活性优于人工合成的抗氧化剂。其对活性自由基的清除达 98%以上,使连锁反应中断,防止油脂继续氧化,是BHT、BHA理想的天然替代物。油炸食品一般含有20%左右的油脂,并经高温煎炸,极易氧化变质。加入茶多酚可延长其保质期1-2倍。免费论文网。

茶多酚在日化工业中的应用

化妆品中通常使用的油脂、蜡、烃类等油性原料、以及香料、表面活性剂等,易与空气中的氧起反应,反应(自动氧化)后生成的过氧化物、酸、醛等对皮肤有刺激,并会引起皮肤炎症、变色,放出酸败臭味等。而茶多酚不仅是良好的油脂抗氧化剂,且有抗菌止痒,愈合伤口,增进毛细血管韧性等功效,同时还是较好的紫外线过滤器,可减少皮肤黑色素的形成,能去除雀斑与老年斑,达到护肤之目的。在食用油贮藏中加入茶多酚,能阻止和延缓不饱和脂肪酸的自动氧化分解,从而防止油脂的质变哈败,使油脂的贮藏期延长一倍以上。

茶多酚在农业方面的应用

茶多酚可去除污水中的 铅等金属离子,可望在污水处理方面获得应用

茶多酚的药理作用

抗氧化、延缓衰老

茶多酚可消除人体内产生过多的自由基,保护细胞膜的结构,减缓人体衰老,大量试验表明,茶多酚具有明显的抗氧化活性,其抗氧化恬性比维生素E还强,若与维生素C和维生素E配合还具有增效作用。

防龋作用

过去茶叶的防龋作用被认为是茶汤中"氟"的功效。氟元素可取代牙齿中羟磷灰石的羟基成为氟磷灰石,使牙釉质对产酸物质的侵蚀具有抵抗力。现在临床上又证明茶多酚能强烈抑制致龋菌,明显减少菌斑和牙周指数,而对口腔中其他有益微生物则没有影响。

抗菌抗病毒

中国古医书已有用茶治疗炎症的记载,绿茶和花茶的抑菌效果比红茶强,这与它们含有的茶多酚数量不同有关。有人认为,茶多酚的抗菌作用在于多酚类物质能沉淀菌体蛋白,使菌体蛋白变性而失活。近代科研则认为,茶的功效主要来自所含儿茶素类对很多引起人体致病微生物,如肉毒杆菌有抑制的效果,而又不伤害肠内有益微生物如乳酸菌的繁衍,具有清理肠道内的功能。临床医学文献中有使用茶汤治疗赤痢及抑制病原菌繁殖的报告。免费论文网。利用茶多酚抗菌,抗病毒的原理,国外已将儿茶素,安装于空调机内,以除菌和除病毒。自1998年新型空调机上市以来,深受好评。

降低血脂,抑制动脉粥样硬化

茶多酚类化合物对有机体的脂肪代谢产生重要的作用,具有明显的抑制血浆和肝脏中胆固醇含量上升的作用,具有促进脂类化合物从粪便中排出的效果,因此它不但能防治动脉粥样硬化,而且还有减肥的效果,上海医科大学一课题组应用茶多酚在江苏海门市对200位乡村居民随机分4组送药,服药10个月,进行双盲对照试验,发现可使血清中总胆固醇和甘油三酯下降约19%,可升高高密度脂蛋白和低密度脂蛋白的比值,实验前后比值相差 ,说明茶多酚有预防高脂血症、减少冠心病和动脉粥样硬化的潜在作用。

多种药理作用

茶多酚特别是儿茶素衍生物具有抑制癌细胞增生、抗癌、抗突变的效果。此外,儿茶素衍生物还有减轻重金属对人体产生的毒害作用以及抗辐射作用。免费论文网。美国一公司根据儿茶-素有防辐射的功能,开发出粉底霜化妆品,该产品标示的功能为预防紫外线辐射引起的皮肤癌以及预防皮肤的早期衰老。由于茶多酚能保护大脑,防止荧屏射线对皮肤和眼睛的伤害,因而用它加工的饮品被誉为“电脑时代的饮料”。

酶工程方面

天然制品茶多酚能通过氢键与蛋白质和酶结合形成沉淀,分离出酶和蛋白质,以保证 食品医药用酶对安全卫生和特殊要求。

总之,由于茶多酚的医药和保健价值,茶多酚已成为医药、食品界开发的热点,目前除了茶多酚片剂、胶囊剂等外,作为抗氧化剂和食品添加剂在粮油食品、方便食品、水产品、肉制品、配制品、调味品、糖果、饮料等多类食品中均有广泛的应用。因此,有较大的市场需求。

参考文献

[1]钱哗,赵伯涛,张卫明.茶多酚提取、分离工艺研究[J].中成药,1998.

[2]浙江大学茶学系主编.茶叶大全[M].上海:上海科学技术出版社,1997.

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关于茶叶的功效论文

在日常学习和工作生活中,大家都跟论文打过交道吧,论文是讨论某种问题或研究某种问题的文章。为了让您在写论文时更加简单方便,下面是我为大家收集的茶叶的功效论文,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。

摘要

随着科学技术的发展,人们对茶叶有了深一步的认识,从分析成分到功效分析再到提取制备。近年来,茶叶的成分提取物已经应用到食品加工、化工、医学等领域。

关键词

茶叶 功效成分

前言

茶是我国的一种传统饮品,从古至今已有数千年历史。今天,茶叶依旧广泛受到中外人民的喜爱,成为了一种一直流行的饮料。除了因为独特的口味风韵和文化,茶受欢迎的另一个原因,便是它渐渐被发现和重视的保健功能。随着科学技术的发展,人们对茶叶有了深一步的认识,从分析成分到功效分析再到提取制备。近年来,茶叶的成分提取物已经应用到食品加工、化工、医学等领域。本文对茶叶的相关资料以及已知的功效成分当今的研究开发文献进行了归纳介绍和作出分析。

1、蛋白质

茶叶中含有大量的蛋白质,约占茶叶干重的15%-23%。在茶叶的加工过程中,茶蛋白质能与茶丹宁结合,加热后会凝固,水溶性蛋白只占总蛋白质的1%-2%,绝大部分为非水溶性蛋白,主要包括谷蛋白(约80%)、醇溶蛋白(约13%)、白蛋白(约3%)、球蛋白(1%)等。由于茶叶蛋白中80%以上的是相对分子质量很大的谷蛋白,谷蛋白分子间由二硫键和疏水基团交联而凝聚,很难被溶解,所以在正常的喝茶过程中,茶叶蛋白质对人体并无太大的营养意义,大部分蛋白质会残留在茶渣当中。

经大量科学研究指出,茶叶蛋白具有保健功能。1994年长海医院营养科蔡东联教授对动物和人体做了大量的实验,证明茶叶蛋白具有一定的保健功能[1]。Bu-Abbas A 等茶叶蛋白质抗突变的研究中发现茶叶蛋白质对接受放射治疗引起的致突变效应有保护作用。2005年活泼等人[2]研究发现非水溶性茶叶蛋白质具有明显的降血脂效果,对动脉粥样硬化和冠心病有一定的预防作用。

2、氨基酸

茶叶中已发现的氨基酸有26种,其中有6种为非蛋白质氨基酸。谷氨酸和天冬氨酸是茶叶中重要的氨基酸,在茶叶中含量最高,是构成茶叶鲜爽滋味的重要成分。

茶氨酸是茶叶中游离氨基酸的主要部分,大量存在于茶叶之中,具有焦糖香味和跟味精类似的鲜爽味。经动物实验表明,茶氨酸能使大鼠的收缩压、缩张压和平均血压有明显的下降。日本麒麟公司生产的茶饮料就添加了茶氨酸[3]。Kobayashi K等人通过对志愿者口服茶氨酸水溶液(50-200mg/mL),结果表明茶氨酸具有增强脑中α波的强度,使人放松和提高记忆力的作用[4]。经过多年研究,茶氨酸的提取和合成工艺已经相当成熟,主要有化学合成法、微生物发酵制备、植物组织培养的方法,并且已经投入工业生产应用当中。

γ-氨基丁酸也是茶叶中含有的一种有多种功能的氨基酸。通过厌氧培养,能获得含量高达150mg/100g的干茶。该种氨基酸是一种重要的抑制性神经递质,能起到一定的镇痛作用。摄取γ-氨基丁酸具有防止动脉硬化,调节心律失常的作用。它能系统参与哺乳动物心血管功能调节[5]现时市场上已有富含γ-氨基丁酸的降血压保健茶产品。

3、糖类

茶叶糖类含量为20-25%,主要是纤维素、果胶、淀粉、葡萄糖、果糖。其中可以溶于茶汤中的仅有4-5%,单糖和双糖是构成茶叶可溶性糖的主要成分。常喝茶不会使人发胖,但能满足每天人体需要热量的7%-10%。

茶多糖是由糖类、蛋白质、果胶和灰分等物质组成的,其中糖类部分为阿拉伯糖、木糖、岩藻糖、葡萄糖和半乳糖等,相对分子质量约为107000,在沸水中溶解性较好,但不溶于高浓度乙醇、丙酮、乙酸乙酯、正丁醇等有机溶剂。热稳定性较差,高温或过酸过碱条件下,都能使茶多糖部分水解。研究认为,茶叶中的这种水溶性复合多糖能有效降低血糖含量;能降低血浆总胆固醇,对抗实验性高胆固醇血症的形成,使高脂血症的血浆总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白及中性脂下降,高密度脂蛋白上升。另外,茶多糖还能与脂蛋白酶结合,促进动脉壁脂蛋白酶进入血液从而起到抗动脉粥样硬化的作用。

4、茶多酚

茶多酚占茶叶嫩梢干重的20%-35%,由约30种以上的酚类物质组成,通称为茶多酚。按其化学结构主要分成四类:儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花白素及花青素、酚酸及缩酚酸类。茶多酚是一种天然的抗氧化剂,其在食品工业、医学等领域早已有广泛的应用,是最早从茶叶中提取并加工利用的物质之一。其抗氧化作用主要是清除自由基,其次还可以作用于产生自由基的相关酶类,络合金属离子,间接清除自由基。

5、矿物质

茶叶中含有丰富的矿质元素。其中无机矿质元素约有27种,包括有磷、钾、硫、镁、锰、氟、铝、钙、钠、铁、铜、锌、硒等。无机态存在的矿质元素对人体吸收利用并不理想,有的甚至含有毒性,而茶叶中的矿质元素大多以有机态存在,有利于人体的吸收。

6、维生素

到目前为止,已经发现茶叶中含有维生素有10多种,主要含水溶性的B族维生素以及维生素C,还有脂溶性的维生素A、D、E、K等。通过日常对茶的饮用,能让身体对维生素有一个很好的补充。

结语

现已证实茶叶具有多种对人体有益处的成分,值得推广至广大人民日常饮用,除了可品尝到高雅的茶品,更是对身体健康有积极的影响。鉴于茶叶的功效成分,未来可以持续对其进行更深入的了解,使茶叶对人类发挥更大的作用。从经济角度看,我国是产茶大国,大批量生产剩下的碎茶、茶末、茶渣等也是富含功效成分的可利用资源,通过对其的成分提取和应用,将能获取更大的经济收益。

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摘要 :饮茶的益处众所周知,在我国许多人将适当饮茶当作修身养性、养生保健的必要手段。但一般人都认为体育锻炼后不宜饮茶,其实适当饮茶对于体育锻炼后恢复身体机能有许多好处。本文通过阐述体育锻炼后,人身体机能的特点以及茶叶中的化学成分来分析适当饮茶对体育锻炼后恢复身体机能的作用。

关键词 :体育锻炼;身体机能;茶叶;作用

引言:体育锻炼后,人的身体机能会产生一系列的变化,例如神经系统的兴奋度提高、身体的新陈代谢速度加快、体温升高、内脏器官的运动加剧,其外在表现主要有心率和脉搏跳动加速、血压升高、肺部需氧量增加、出汗量增加、尿频等。而茶叶中的有效成分既包括蛋白质、维生素、碳水化合物等有机物,也包括磷、钾等无机矿物质。本文介绍体育锻炼中人体机能的变化情况,进而详细分析茶叶中不同的化学成分在恢复身体机能中所起的作用。

1运动后身体机能的特点

随着时代的进步,人们物质生活水平的提高,对健康的需求越来越强烈,越来越多的人通过进行体育锻炼来调节身体机能。人们在体育锻炼后,由于能量的流失,身体机能呈下降趋势,最直接的感觉就是疲惫,这种疲劳感主要体现在三个方面:肌肉的疲劳、神经的疲劳、内脏器官的疲劳。

肌肉的疲劳:研究表明,体育锻炼后,由于乙酰胆碱在神经肌肉接点后膜的堆积,导致肌肉收缩的速度放缓,缺乏正常的兴奋、舒张交替,甚至出现肌肉酸痛,动作不协调等情况。

神经的疲劳:人体神经系统的疲劳多源于躯体的疲劳,也就是说正是由于身体的疲劳才会导致神经系统的疲劳,体育锻炼后,人通常有反应迟钝、注意力难以集中等情况发生。

内脏器官的疲劳:体育锻炼对人体的内脏器官如心、肺、胃肠等都会产生影响,主要表现为心脏的收缩功能增强,出现心跳速度加快;肺部需氧量增加,导致呼吸短促而快速;肠胃收缩功能增强,会出现肠胃不适、甚至痉挛等情况。

2茶叶中主要的化学成分

茶的保健功能主要体现在其化学成分上,茶叶的化学成分是由大量的有机物和一些无机矿物质构成。

经研究表明,茶叶的有机化合物主要有蛋白质、脂质、碳水化合物、氨基酸、生物碱、茶多酚、有机酸、色素、香气成分、维生素等。其中叶蛋白占营养成分的 20%-30% ;氨基酸的种类众多,尤其以茶树特有的茶氨酸最可贵,而且多是人体必需的氨基酸,约占总成分的;碳水化合物占总成分的 25%-30%.除了这些常见的营养成分外,茶叶还有一个最重要的营养成分---10%-25%的茶多酚,它对于提高人体抗氧化功能、清除自由基、降血脂、降血压等方面都起着重要的作用。

除了有机成分,茶叶中的矿物质含量也很丰富,其中包括磷、钾、硫、镁、锰、氟、铝、钙、钠、铁、铜、锌、硒等。矿物元素是维持人体代谢的重要物质,缺少任何一种都会使人体代谢出现失调,例如缺钙就会导致骨头与牙齿发育不健全,出现四肢抽筋的情况;磷是构成细胞膜的主要成分;缺少镁会使我们的消化系统出现问题;钾是调整身体体液平衡的重要元素;氯化物主要用来参与各种腺体分泌,比如胃液、唾液等;铁是血液中血红蛋白的构成要素,缺铁会导致贫血。而人体所需的这些矿物质都可以从适当的饮茶中获得。

3适当饮茶对于运动后恢复人体机能的作用

由上文的分析我们知道,人们在体育锻炼后,会出现身体机能减弱的趋势,如果不及时消除疲劳,恢复身体机能,就会影响接下来的学习和生活的正常进行,甚至影响身体健康,而这显然与人们进行体育锻炼的初衷背道而驰。经研究证明,茶叶对于恢复身体机能有重要的作用,下面我们就用分类说明的方法来阐述适当饮茶对于运动后恢复人体机能的作用。

水分

体育锻炼后,不论是饮茶还是饮水,都是为了补充人体代谢所必须的水分。水是万物之本,补充水分是恢复身体机能的第一步。人在进行体育锻炼时会大量流汗,身体在失去大量水分之后,血液中盐的浓度就会随之升高,并增加心血管运作的负担,因此如果不适时补充水分,便会连带影响到心血管功能的运作,同时,随着汗液的流失,人体内的钠、钾之类的电解质也会随之流走,而电解质的`流失会使人体的抗压力失衡,因此,适当地饮用茶水,不但会补充人体运行必要的水分,减轻心血管运行负担,茶叶中的钠、钾等矿物质也会及时补充人体所需的电解质,以帮助人体体内的压力恢复到平衡的状态。

蛋白质与氨基酸

虽然茶叶中能溶于茶汤的蛋白质仅占其蛋白质总量的 1%-2%,但这部分蛋白质能够补充尤其是有氧运动后人体对蛋白质的需求;氨基酸是组成蛋白质的主要成分,茶叶中含有的氨基酸非常丰富,例如茶氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸等,现在市场上风靡的各种运动饮料,其吸引顾客的噱头就在于它能够补充人们体育锻炼后所需的各种氨基酸。而体育锻炼后,适当地饮茶也可以起到补充氨基酸的作用,例如:茶氨酸有助于恢复胃肠功能;亮氨酸有助于缓解焦躁及紧张情绪,减轻神经系统的疲劳感;缬氨酸有利于肝功能的恢复与健康。

生物碱

茶叶中的生物碱主要包括咖啡碱、可可碱和茶碱,其中咖啡碱的含量最多。咖啡碱易溶于水,它是茶汤形成味道的重要物质之一。通常人们认为,体育锻炼后不宜饮茶的主要原因就在于茶叶内含有咖啡碱,而咖啡碱是一种能够导致身体机能兴奋的物质,锻炼后饮用,必然加重心脏的负担,这样的观点显然过于片面,它没有看到咖啡碱对于恢复人体机能的作用,体育锻炼后,适当地摄入咖啡碱,有利于提神,缓解肌肉和神经系统的疲劳,促进血液循环系统的正常运转,并有助于增强胃肠消化系统的功能。

糖类

糖分是人体的重要营养素,为我们每天的生活提供所消耗的能量。体育锻炼后,补充糖分有利于恢复体力,解除疲劳。茶叶中的糖类主要包括单糖、双糖、多糖三类,其中单糖和双糖为可溶性糖,易于被人体吸收。由于在我们进行长跑、马拉松跑、长距离游泳、滑雪等耐力性项目时,糖的消耗量非常大,这时适当饮茶可以及时地补充糖分,避免过度疲劳对人体造成损伤,也可以有效防止低血糖和眩晕。

维生素

茶叶中含有丰富的维生素类,其中水溶性维生素主要有维生素C、B 族维生素、维生素 P和肌醇等,这些维生素溶于茶汤中,饮用后易于被人体吸收,对于恢复身体机能有重要的作用。体育锻炼后维生素 C会随着体液流失,饮茶则可以及时补充人体的维生素 C;维生素B1 有助于体内葡萄糖被利用转换成热量,加速运动过程中肝糖的消耗利用;维生素 B6 与蛋白质代谢有关,与 B1 一起补充,有利于缓解运动后的肌肉疲劳;维生素 B12 则可以促进新陈代谢,提高脂肪、醣类、蛋白质的代谢利用率,有利于身体机能的尽快恢复。

矿物质

矿物质又称无机盐,它是是构成人体组织和维持人体正常生理功能所必需的元素。茶叶中含有大量可溶于水的矿物质,其中含量最多的是钾,其次是磷、钠、硫、钙、镁、锰等,除此之外它还含有多种微量元素如铜、锌、硼、硒等。体育锻炼时,通过流汗和呼吸会带走人体内的矿物元素,由于这些矿物质在人体内无法自行合成,因此必须通过外界渠道予以补充,而适当地饮茶则恰好可以满足运动后人体对矿物质的多样化需求。

4运动后适当饮茶的注意事项

由于体育锻炼后,我们的身体机能与平时的身体状况相比发生了一些变化,因此在锻炼后,饮茶时也应该特别注意,而要做到健康饮茶,就要遵循适量、适时、科学这三项原则。

所谓适量,就是饮茶时要控制好茶饮品的摄入量,切记“豪饮”、“痛饮”.运动不仅消耗能量,也消耗水分,尤其是在炎炎夏日运动大量出汗后,人们往往会觉得口干舌燥,这表明身体已经处于缺水的状态,如果不及时补充,会出现脱水的现象。但是在饮茶补水过程中也应该采取少量多次的方式,每小时的总饮茶量不宜超过 600 毫升,只有做到“适量”才会保持体内水的平衡,否则一次性大量摄入茶水,茶叶里的咖啡碱等成分会增加心脏和神经的兴奋度,进而增加心肺负担,不利于身体机能的恢复。

所谓适时,是指体育锻炼后,饮茶要把握好时间。很多人喜欢在体育锻炼后马上饮茶,来迅速缓解口渴的感觉,其实这样的饮茶习惯并不健康。一方面,人们在停止体育锻炼后,身体的各项机能还处在相对亢奋的状态,这时人体的脉搏和血压都会比平时要高,立即饮茶,显然会刺激到心脏和肠胃,使得身体产生不适。正确的饮茶时间是在体育锻炼过后的 10 分钟左右,这时候人体的心肺、肠胃已经慢慢地恢复到正常状态;另一方面,体育锻炼后马上饮水,会导致体液稀释,血容量突然增加,使心脏的负担加重,同时大量的水贮留在胃中,也会使人感到不适,降低恢复身体机能的能力。

所谓科学,是指在体育锻炼后,饮茶要注意茶的质量,实现科学饮茶。科学饮茶主要应注意以下几个方面:切忌饮隔夜茶,因为隔夜茶中的蛋白质、氨基酸、维生素等营养物质已经遭到破坏,饮用后,不但无法满足体育锻炼后对营养物质的需求,甚至会对人体产生危害;切忌饮头道茶,因为现代茶叶生产过程中难免会受到各种污染,头道茶俗称“洗茶水”,不宜饮用;切忌饮浓茶,浓茶中含有大量的茶多酚,易与食物中的铁发生作用,不利于铁的吸收,常饮会引起贫血。

5结论

综上分析可知,体育锻炼后适当的饮茶对于恢复身体机能有重要的作用,茶汤中的有机物和无机物有助于补充人体流失的营养物质,但是在饮茶过程中要注意“适当”,凡事过犹不及,只有做到适量饮茶,才会真正起到养生保健的作用,因此,为了达到体育锻炼的真正目的,提高身体素质,在体育锻炼后,适当饮茶是一个既简单又有效的方式。

参考文献:

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