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分解催化剂最新研究现状论文

发布时间:2024-07-05 03:39:53

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问题一:毕业论文的选题意义怎么写? 选题意义和目的一般作为开题报告里面的第一块内容,是阐述你所研究的这个选题有没有研究价值或者说讨论价值的, 写开题报告的目的,其实就是要请导师来评判我们这个选题有没有研究价值、这个研究方法有没有可能奏效、这个论证逻辑有没有明显缺陷. 写意义的时候根据你的选题来决定形式 可以分现实意义和理论意义 也可以不细分,把目的和意义和在一起写,总之突出你观点的新颖和重要性即可 建议可以从这两点来叙述,不过要根据自己的选题,不要生搬硬套: 1. (你的选题)是前人没有研究过的,也就是说研究领域中一个新颖有意义的课题,被前人所忽略的 2. 前人有研究过,或者说阐述过但是没有阐述论证的足够全面,你加以丰满,或者驳斥前人的观点, 总之,意义和目的一定要叙述的清晰并且是有一定新意的 其次注意自己所使用的理论,你是用什么理论证明你的观点 也要叙述清楚,否则难以有说服力 在做文献综述和国内外研究水平的评价等等也要有翔实的根据 这样才能衬托出你的选题的意义所在 问题二:研究目的和意义 目地:就是写你们为什么要研究或探讨、想要得出什么结论!;意义:就憨研究完以后得出的结论以及你们做完研究有什么收获。感想之类!总之最重要的是结论啦 问题三:课题研究的目标怎么写 你最终所期待多能够解决的问题就是你的研究目标。比如你研究催化剂,通过添加不同的催化剂种类或者含量得到了很多数据,你的研究目搐就是催化机理和最佳配方等。 问题四:课题研究的背景及意义指的是什么 研究背景就是主要是国内外现状、发展历程之类的;而意义主要是指这个东西在当下还不行,就诸多不足而言还存在着研究的价值和意义,在某些方面可以改进。 背景就是对现状的描述,而意义则是对背景研究的结果。 问题五:毕业论文选题研究意义怎么写? 开题报告主要包括以下几个方面: (一)论文名称 论文名称就是课题的名字 第一,名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,论文的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。 第二,名称要简洁,不能太长。不管是论文或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。 (二) 论文研究的目的、意义 研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本论文的研究有什么实际作用,然后,再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴ 研究的有关背景(课题的提出): 即根据什么、受什么启发而搞这项研究。 ⑵ 通过分析本地(校) 的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。 (三) 本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)。 规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。 (四)论文研究的指导思想 指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是 *** 的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。 (五) 论文写作的目标 论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。 常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确; 目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。 确定论文写作目标时,一方面要考虑课题本身的要求,另一方面要考率实际的工作条件与工作水平。 (六)论文的基本内容 研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现,他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候,往往考虑的不是很具体,写出来的研究内容特别笼统、模糊,把写作的目的、意义当作研究内容。 基本内容一般包括:⑴对论文名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本论文写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。 (七)论文写作的方法 具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、 个案法、比较研究法、文献资料法等。 (八)论文写作的步骤 论文写作的步骤,也就是论文写作在时间和顺序上的安排。论文写作的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度,一般情况下,都是从基础问题开始,分阶段进行,每个阶段从什么时间开始,至什么时间结束都要有规定。课题研究的主要步骤和时间安排包括:整个研究拟分为哪几个阶段;各阶段的起止时间 希望我们可以帮你。硕士本科开题报告以及论文写作是我们特长,我们的服务特色:支持支付宝交易,保证你的资金安全。3种服务方式,文章多重审核,保证文章质量。附送抄袭检测报告,让你用得放心。修改不限次数,再刁难的老师也能过。 1、论文题目:要求准确、简练、醒目、新颖。 2、目录:目录是论文中主要段落的简表。(短篇论文不必列目录) 3、提要:是文章主要内容的摘录,要求短、精、完整。字数少可几十字,多不超过三百字为宜。 4、关键词或主题词:关键词是从论文的题名、提要和正文中选取出来的,是对表述论文的中心内容有实质意义的词汇。关键......>> 问题六:毕业论文选题报告中的:“选题研究的意义、主要内容”怎么写 您的开题报告有什么要求呢 开题报告是需要多少字呢 你可以告诉我具体的排版格式要求,希望可帮到你,祝顺利 开题报告主要包括以下几个方面: (一)论文名称 论文名称就是课题的名字 第一,名称要准确、规范。准确就是论文的名称要把论文研究的问题是什么,研究的对象是什么交待清楚,论文的名称一定要和研究的内容相一致,不能太大,也不能太小,要准确地把你研究的对象、问题概括出来。 第二,名称要简洁,不能太长。不管是论文或者课题,名称都不能太长,能不要的字就尽量不要,一般不要超过20个字。 (二) 论文研究的目的、意义 研究的目的、意义也就是为什么要研究、研究它有什么价值。这一般可以先从现实需要方面去论述,指出现实当中存在这个问题,需要去研究,去解决,本论文的研究有什么实际作用,然后,再写论文的理论和学术价值。这些都要写得具体一点,有针对性一点,不能漫无边际地空喊口号。主要内容包括:⑴ 研究的有关背景(课题的提出): 即根据什么、受什么启发而搞这项研究。 ⑵ 通过分析本地(校) 的教育教学实际,指出为什么要研究该课题,研究的价值,要解决的问题。 (三) 本论文国内外研究的历史和现状(文献综述)。 规范些应该有,如果是小课题可以省略。一般包括:掌握其研究的广度、深度、已取得的成果;寻找有待进一步研究的问题,从而确定本课题研究的平台(起点)、研究的特色或突破点。 (四)论文研究的指导思想 指导思想就是在宏观上应坚持什么方向,符合什么要求等,这个方向或要求可以是哲学、政治理论,也可以是 *** 的教育发展规划,也可以是有关研究问题的指导性意见等。 (五) 论文写作的目标 论文写作的目标也就是课题最后要达到的具体目的,要解决哪些具体问题,也就是本论文研究要达到的预定目标:即本论文写作的目标定位,确定目标时要紧扣课题,用词要准确、精练、明了。 常见存在问题是:不写研究目标;目标扣题不紧;目标用词不准确; 目标定得过高, 对预定的目标没有进行研究或无法进行研究。 确定论文写作目标时,一方面要考虑课题本身的要求,另一方面要考率实际的工作条件与工作水平。 (六)论文的基本内容 研究内容要更具体、明确。并且一个目标可能要通过几方面的研究内容来实现,他们不一定是一一对应的关系。大家在确定研究内容的时候,往往考虑的不是很具体,写出来的研究内容特别笼统、模糊,把写作的目的、意义当作研究内容。 基本内容一般包括:⑴对论文名称的界说。应尽可能明确三点:研究的对象、研究的问题、研究的方法。⑵本论文写作有关的理论、名词、术语、概念的界说。 (七)论文写作的方法 具体的写作方法可从下面选定: 观察法、调查法、实验法、经验总结法、 个案法、比较研究法、文献资料法等。 (八)论文写作的步骤 论文写作的步骤,也就是论文写作在时间和顺序上的安排。论文写作的步骤要充分考虑研究内容的相互关系和难易程度,一般情况下,都是从基础问题开始,分阶段进行,每个阶段从什么时间开始,至什么时间结束都要有规定。课题研究的主要步骤和时间安排包括:整个研究拟分为哪几个阶段;各阶段的起止时间 希望可以帮你。 您的调查报告有什么要求呢 调查报告是需要多少字呢 调查报告准备往哪个方向写 你可以告诉我具体的排版格式要求,希望可帮到你,祝顺利 怎么写开题报告呢? 首先要把在准备工作当中搜集的资料整理出来,包括课题名称、课题内容、课题的理论依据、参加人员、组织安排和分工、大概需要的时间、经费的估算等等。 第一是标题的拟定。课题在准备工作中已经确立了,......>> 问题七:研究课题怎么写 一、课题的提出: 提出一个研究课题,一般是从背景、现状和基础(或说从重要性、必要性和可能性)等三个方面去思考的。 1.背景:即我们所面对的发展了的教育形势、新的教育观念、思想、要求或教学理念、方法、手段等,对教学工作实际产生了重要影响。 2.现状:本地区、本单位教育、教学工作的实际状况与变化了的教育背景存在着的差异中,我们必须及时加以研究和解决的最急切的问题。 3.基础:对这方面的问题课题组成员或他人所作的探索性研究,已经取得的初步研究成果。 二、概念的界定: 指主课题(有时也包括某些子课题)名称中容易产生异议的一些重要词语的内涵,课题研究涉及的范围等。 注意:不必阐述课题研究的重要观点。 三、理论基础: 课题研究试图借鉴、应用的主要理论、学说、观点、原理,从而得出支撑本课题研究的主要研究思想和教学理念。 四、主要研究目标和内容: 通过本课题的研究试图达到的主要研究目标(课题的假设),以及主课题分解为哪几个子课题,每个子课题的具体研究任务。课题的研究目的与子课题之间应具有较合理、紧密的逻辑关系。各子课题的研究能比较完整地表明主课题的研究框架,这些子课题既相对独立,又互有联系,并有较强的可操作性,能为课题组的成员落实于教育、教学的实践之中。 五、主要研究方法和研究对象: 1.研究方法:主要有文献资料法、行动研究法、调查研究法、个案研究法、经验总结法等,还可以运用数理统计法、检测分析法、跟踪比较法、结构功能法、观察法、追因法、归因法、历史法、实验法等研究方法加以辅助。要说明准备怎样充分发挥所采用的研究方法的工具性作用,为本课题(或某子课题)的研究服务。 2.研究对象一般是指人,大多是指学生,也有的是指教师。要说清楚研究的是本单位的全体学生还是某一部分学生(或教师)。 六、课题研究的成果形式: 一般包括课题研究结题报告、论文集、优秀教案或活动设计汇编、个案汇编、观摩课(课件、光盘)、学生作品集、教师论文发表或获奖情况汇总等等; 七、课题组的成员组成及分工: 课题组成员应包括课题负责人、子课题责任人、参与研究的一线教师。对外聘的指导、顾问等人员应视他们所承担责任、义务大小、多少,作不同的具体处理。 课题组成员应分别负责或兼任策划、组织、协调、统筹、管理、研究、指导、顾问工作。 八、实施步骤: 1. 前期准备阶段: 确立主课题,构建子课题;组建课题组,明确分工职责;建立、健全学习交流制度;完成论证、申报工作;制定主课题实施方案和子课题工作计划;进行必要的前期调查或检测。 2. 研究实施阶段:可分为研究实施的第一阶段、第二阶段,按实施方案进行研究,其间可安排一次中期汇报。中期汇报不图形式上的轰轰烈烈,要讲究实际效果,要通过中期汇报让课题组成员看到研究的初步成果,发现存在的不足或问题,明确下阶段的研究任务,然后调整实施方案,修订子课题的工作计划,使后阶段的研究不偏离方向,为课题顺利结题奠定良好的基础。 3. 结题鉴定阶段:完成结题报告的撰写和资料汇编工作,为成果鉴定做好充分准备。 问题八:研究课题是什么意思 课题研究的要求、方法和步骤 (一)选题 选题是课题研究的起始,也就是确定自己要研究什么课题。 1.课题来自哪里? (1)学校或学校以上相关部门提供的参考课题或供申报的课题 (2)教师自己从事教育教学工作中感到困惑或感兴趣的问题上升为课题 2.选题的一般原则 科学性:要有理论基础和事实依据,必须符合科学原理;预期结果要合理;研究方法要正确严谨,要有可行性和创新性。 3.选题的一般过程 (1)明确方向――发现问题 (2)浓缩范围――经验分析 (3)提示焦点――形成课题 4.选题的注意事项 (1)选题宜小不宜大 (2)选题应结合学校的实际,来源于教育教学的现实问题。选题要有新意。课题的表述应简明、具体。 (3)选题要考虑研究者的优势,与自身工作相结合,与研究者的能力相适应。 (二)申报课题 申报课题,也就是设计研究方案,是如何进行课题研究的具体设想,是开始进行课题研究的工作框架,是如何进行研究的基本思路。是保证研究顺利订行的必要措施;使研究具体化的中心环节;是研究成果质量的重要保证;有利于检查和自我检查;有利于协作研究。一般上级部门开展的课题研究都附有课题申报表。 1.课题申报表(课题研究方案)组成: (1)课题的表述与界定:课题的名称或题目必须明确表述所要研究的问题,要体现研究对象、研究问题、研究方法。如“强化预习指导提高学生自学能力”。 (2)研究的背景、目的、意义: 研究背景:即根据什么、受什么启发而研究。 研究目的意义:即为什么要研究、研究的价值是什么、解决什么问题,包括理论意义、实践意义;外在目标(目的)、内在目标目的――学生发展)。 研究综述:本课题研究的历史与现状。 研究的特色或突破点:问题新、方法新、角度新、效果新。 (3)研究范围:对研究对象的总体范围的界定;对研究对象的模糊概念进行界定;对关键概念的界定。 (4)研究内容:很重要的部分,如果提不出具体的研究内容,就无法研究。 (5)研究方法: ①注意事项:注意多种方法的使用;方法要写详细些;不能滥用方法 ②主要方法:行动研究;实验研究;个案研究;调查研究;文献研究。 (6)研究对象:具有代表性和典型性,使研究结果具有普遍的指导意义。 (7)研究程序(步骤):研究的每一阶段的工作任务和要求 第一阶段(准备阶段):收集资料、开题 第二阶段(实施阶段): 第三阶段(总结阶段): (8)预期成果的形式:①论文、研究报告、著作等;②学生变化 (9)研究成员(及负责人、分工) (10)经费预算及其他所需条件 2.填课题申报表(立项论证) 3.填写课题申报表的注意事项 (1)认识填写申报表的重要性。是成功的一半,不能应付。 (2)一式几份,要自己留一份,最好在电脑中保留一份。 (3)核心是目的意义、研究步骤、研究内容方法。 4.课题申报表 (三)开题论证 1.开题论证的含义、意义 2.开题报告的撰写方法 3.与立项论证(申报课题)区别 4.召开开题论证会 (四)实施研究 一.重视理论学习和理论的指导作用 二.重视选择研究方法 行动研究的特征: ⒈ 为行动而研究 为行动研究指出了行动研究的目的。研究的目的不是构建系统的学术理论,而是解决实践工作者所处的情境遇......>> 问题九:毕业论文课题研究的目的和意义怎么写 首先,撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施,也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。其次,通过撰写毕业论文,提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求,为了适应现代化建设的需要,领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。再次,提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明场设的需要。 大学生撰写毕业论文的目的,主要有两个方面;一是对学生的知识相能力进行一次全面的考核。二是对学生进行科学研究基本功的训练,培养学生综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力,为以后撰写专业学术论文打下良好的基础。

初中科学是一门以观察和实验为基础的小综合课程,随着新课程背景下对初中实验要求的提高,实验装备也本着理想性、先进性、整体性、实用性、探究性等特点进行了更新。下文是我为大家搜集整理的关于初中科学实验教学论文的内容,欢迎大家阅读参考! 初中科学实验教学论文篇1 浅谈初中科学实验教学方案 摘 要:在初中的整体教学体系中,科学实验是其中一个比较重要的教学内容和环节。为了能让初中科学实验在教学中发挥更好、更积极的作用,本文从初中科学实验的教学地位及重要性、初中科学实验教学的教学原则和初中科学实验高效教学的方法等几个方面入手,助推初中实验教学的成功有效,确保初中科学实验教学方案取得成功。 关键词:初中科学;实验教学;教学方案 一、初中科学实验的教学地位及重要性 初中科学实验的教学地位及重要性都是毋庸置疑的,下面笔者就这两个方面分别展开论述。 1.教学地位 科学实验在初中教学中有着不可忽视的地位,其对于一些重要性科目,诸如物理、化学甚至数学都有着重要的支撑作用,如果没有科学实验,这几门实验性教学的科目就无法进行。这充分显现了科学实验在初中教学中不能忽视、也不可忽视的教学地位。 2.重要性 初中科学实验的重要性是不言自明的。展开了说,科学实验的成功融入可以保证教学的生动性、实效性,可以成功提高几门实验性科目的学习成绩,保证学生对该学科的学习动力和学习兴趣。 二、初中科学实验教学的教学原则 要想抓好初中科学实验教学工作,就要遵循实验的规律,推动实验教学工作的质效,要坚持遵守“科学第一、学以致用、巩固教学、培养人才”等重要性原则。 1.科学第一的原则 坚持这一原则,就是要求所有的实验都从“科学”抓起,以“科学”为依据,所有的实验都不能脱离科学的轨道,不能违背科学的规律,而是尊重科学、推行科学,让“科学原则”引领初中科学实验。 2.学以致用的原则 就是要把所做的实验与相关的知识点紧密地连接在一起,不折不扣、不偏不离,最后达到知识高度吸收、实验高度成功的双重目的,让初中生通过学习实验,能够有效地应用到生活中。 3.巩固教学的原则 再推陈出新的教学手段,再花样翻新的教学实验,再生动有趣的亲历操作,也都是服务于教学的,也都是以教学为引领。操作实验教学课程也不例外,要在实验教学中把应该学习的知识巩固好、吸收好、学习好,并考出好成绩。 4.培养人才的原则 不能不承认,所有的科学家都是从小学、初中阶段对相关学习产生兴趣和学习热情,最后得以在大学时代“化茧成蝶”。所以,实施初中实验教学,也是国家培养科技科学人才、科教兴国的战略之一。 三、初中科学实验实现高效教学的方法 要想实现初中科学实验的高效教学,就必须推行相关的教学方法,笔者通过实践教学经验,总结出互动参与、启发操作、实验引领、小组科研和竞赛激发等五种方式。 1.互动参与 在初中实验教学进程中,一定要采取互动参与的教育教学方法。互动参与主要就是在实验教学中给学生创造更多实践或实验的机会,让学生能在实验中动手而且亲自操作,教师则在实验的进程中提出一些问题,与学生形成互动,从而取得应有的实验效果。 例如:“对蜡烛及其燃烧的探究”的科学实验就是要通过实验让学生懂得如何简单地点燃一支蜡烛,实验内容看似是司空见惯的蜡烛燃烧,而教学的目的是从化学的视角观察蜡烛燃烧及其燃烧的变化,让学生亲自操作,然后参与观察并做出详细的记录,教师在实验进程中引导学生观察蜡烛的火焰和燃烧过程中石蜡的状态变化,因为实验材料的廉价性,可以让每3名或者5名学生一根蜡烛,在互动参与中完成科学实验,也是要通过互动来完成。 2.启发操作 在初中实验教学中,一定要采取教师启发学生操作的教育教学方法。也就是说,有时教师要不动手或者少动手,尽可能用语言引导学生,让他们在教师的带领、启发下完成整个实验操作。 例如:在进行“水的浮力”实验时,除了由教师准备弹簧测力器、铁块、细线、水桶、水等实验器材和实验场地以外,剩余的实验步骤需要通过启发的方式,让学生在教师的协助和启发下完成。如系铁块、“浸没”铁块、数据记录等实验动作,还有F浮等数据的推导和计算等,都要求学生在教师的启发下独立完成,最后推导出“水越深的地方,物体受到的浮力越大”的观点是错误的,才算成功地完成启发操作教学。 3.实验引领 在初中实验教学中,教师一定要采取实验引领教学的方法。归根结底,所有的实验都是服务于整体教学的,物理实验是服务于物理整体教学的,化学实验则是服务于整个化学教学的,这一点是毋庸置疑的,而且也是必须摆正的观点。 例如:在初中学习“大气压强”一课时,就可以通过实验引领的方式传授教学内容。教师可以通过一系列关于大气压强的趣味小实验,比如“自动喝水的杯子”“水在倒置烧杯里上升”“利用自行车气筒测量大气压强”“空气压扁罐头盒”“将吸管穿过马铃薯”“沉重的报纸”等实验,这些都是关于大气压强的实验,而一系列实验的推出,完全可以引领学生对这一章节知识的高效接受。 4.小组科研 在初中实验教学中,教师一定要采取小组科研、分组实验、教师总结的教学方式。小组科研、分组实验等实验学习方式,既锻炼了学生的独立性,又有效地提升了学生的学习效果,这是其他实验教学学习方法所不能比拟的。 例如:在学习“指南针为什么能指方向”这一课时,就可以组织学生分成学习小组,4~6人为宜,每一组带一枚指南针,然后按照教师留给的课题和学习任务展开,最后统一递交学习实验成果。 再如:在进行“寻找过氧化氢分解的催化剂”的实验中,也可以实施小组科学研究的模式。教师要组织若干个4人小组,用器皿或者玻璃容器盛装各种化学制剂。各种容器盛装相关的化学制剂完备后,这时可以布置相关实验作业,要求学生依据各类化学制剂的形态,一一分辨,看看均属于什么门类的化学制剂。每一个学习小组在完成了自己的初步辨认后,用纸签在容器上予以一一标识,教师会对每一个小组确定的结果进行评判,指导学生正确区分出氧化铜、三氧化二铁、二氧化锰、红砖粉末、水泥块等可以作为过氧化氢分解的催化剂,最后则是小组之间的交流谈论,并派代表谈感受。最后,每一个小组还要填写实验活动的探究报告,这就取得了小组调研的初步成果。 5.竞赛激发 在初中实验教学中,也可以采取竞赛激发兴趣的方式推进实验教学。竞赛是要有规则的,需要各班级、各小组选择出优秀的代表。之所以要这样,就是要让学感觉到选择出的优秀代表在某种程度上也代表着自己,从而更能激发出学生的学习热情和竞赛劲头。 例如:采取竞赛的方式实施“制取氧气”的实验,要为每一名参赛学生准备过氧化氢、二氧化锰、高锰酸钾等实验用化学用品,并检验操作过程,看每一名参加竞赛学生的操作水平,如是否检查装置的严密性,试管装入药品后是否塞紧试管,试管在铁台架上的固定程度,氧气收集完毕后是否及时将导管撤离水槽,并马上熄灭酒精灯等实验程序和环节。最后检验的是集气瓶内是否有氧气,集瓶内氧气的多少,如果是用排水法收集,当气泡从瓶口冒出时,说明瓶内氧气是满的。总之,就是要通过实验竞赛调动学生学习的积极性和对实验学习的。 四、总结 在初中实验教学的发展进程中,必然还存在着更多的探寻和探析之路,有更多的教学瓶颈和难题需要一一破解,而教育部门和广大教育工作者要在今后的教学实践中不断加大投入,不断总结,不断前进,全面提升实验教学的总体地位和教学效果,为国家培养更多的科技人才。 参考文献: [1]邱生凡.初中科学实验探究教学实践的思考[J].科技信息,2011(10). [2]钱俊.初中科学实验教学中探究性学习的案例研究[J].科教文汇(下旬刊),2012(5). 初中科学实验教学论文篇2 浅析初中科学实验模式 摘 要:初中科学是一门以实验为基础的综合学科。不仅具有一定的理论性,而且具有很强的实践性,因此初中科学教学必须重视实验教学,可以说实验教学是整个科学教学的核心,贯穿于整个科学教学过程中。《浙江省初中科学新课程标准》明确指出:“在科学课程中,学生将通过科学探究等方式理解科学知识,学习科学技能,体验科学过程与方法,初步理解科学本质,形成科学态度、情感与价值观,培养创新意识和实践能力。”而探究的其中一个重要手段就是实验。笔者试图以自己多年来在科学实验教学的一点浅见,抛砖引玉,与大家一起探讨初中科学实验的一些方法,以进一步提高学生的科学素养。 关键词:科学实验 变式教学 思维培养 科学是一门以实验为基础的学科。学习科学的过程,是从观察现象、进行实验出发,经过形象思维和抽象思维形成概念、规律,然后再回到实践中去进行检验和运用的过程,即“实践―― 认识―― 再实践――再认识”。伽利略曾经说过:“一切推理都必须从观察与实验得来。”所以实验在学习科学基础知识的过程中具有很重要的意义,学习科学必须重视实验。然而,就目前的教学现状看,普遍存在着学生动手能力差,缺乏创新能力的现象。学生做实验只是根据教材中已经设计好的实验目的、器材、方法,按照规定的步骤按部就班地去做。对老师演示的实验只注重最后的实验现象、结论或数据,对课外的小实验都视而不见,甚至为了应试而忽略实验,最终影响了学生能力的培养与提高。鉴于上述原因,笔者在科学教学中十分注重在实验中培养学生的创新能力,并作了一系列的有益探索。 1 借助实验中的趣味故事,唤起实验兴趣 好奇心是科学家的一种重要品格,不断强化好奇心,锲而不舍地追求,便可能独辟蹊径。中学生特别是初中生好奇心强、创造欲高。因此,只要引导有方,他们具有的潜在的创造发明思想和灵感就会被激发起来,而利用实验使教育,既可以激发学生的好奇心,又可以唤起学生的创新意识。例如,在研究浮力跟排开液体重力关系的实验前,先给学生讲述那个著名的“王冠之谜”故事。正是这个故事才诞生了一个著名的定律―― 阿基米德原理。然后再做此实验,学生兴趣浓厚,做这个实验的欲望也更强烈了。最后告诉学生科学家也是从日常生活中的一些现象中去发现,寻找新的东西。 2 利用实验中的变式教学,培养创新思维 创新思维是创造力的源泉,是智力开发的核心,而创新思维的培养离不开实验。问题是现在的实验教学完全是为了应试教育:实验课题已知,方案已知,几乎没有留给学生一些创造性思维的余地。这样实验教学常会导致学生实验设计能力减弱,遇到结果与理论不相符时,很少想到要再做一次实验,检查一下实验中存在的问题,常常是把理论数据或结果作为自己的实验结论。因此,在演示实验和学生实验中,我们可以将原先的实验方案略作一些改进,以培养学生的创造性思维。 更换实验器材,培养思维的多维性 依据知识的内在联系,不断更换实验器材,不依常规寻求尽可能多的实验方案,并且利用科学的特点,把知识运用灵活,从而培养学生思维的多向性。例如:测一金属块浸没在水中受到的浮力。要求学生从求浮力的几种方法:(1)弹簧秤前后两次读数之差求浮力;(2)阿基米德原理求浮力;(3)浮力产生的原因求浮力等。设计出不同的实验方案,用到不同实验器材。如:弹簧秤、大烧杯、溢水杯、细线、量筒、小桶等等。通过设计不同的实验方案,使用不同的实验器材,最终得到相同的结果,从而让学生明白:事物的正确答案不止一个。还有许多演示实验和分组实验都可以从不同角度、不同器材去研究同一实验,达到相同的实验目的。由此可见,更换不同的实验器材去探索同一实验问题,对激化、深化、活化科学知识,培养学生思维的多向性是富有有效性和启迪性的。 变换实验形式,培养思维的独创性 传统的演示实验都是按事先设计好的程式,即“启发+问答+操作”的单向教学信息传输通道,让学生按教师意图沿固定顺序、方向进行观察和思考。学生在教师“启发”的牵制下观察、思考,学生的思维被压缩在极其狭窄的单线性思维空间中,束缚了学生思维的自由度和想象力。造成思维的被动、狭窄及惰性;而变换实验的形式,则可以培养学生思维的独创性和主动性,让学生有更多的想象空间。因此,在实验教学中,教师应尽量地把验证性实验改为探索性实验,把演示实验改为边讲边实验,把习题中的叙述性实验改为操作性实验等。例如:鉴定一瓶无色溶液为硫酸,可以把它改成鉴定这一瓶无色溶液是什么?虽然难度增加了许多,但通过这个实验,学生巩固了酸、碱、盐的性质,又因为事先不知道实验现象,必须在实验中认真仔细观察和记录。实验得到什么结论又不知道,必须对实验的全部记录分析,最后得出结论。进过学生自己克服困难,百折不挠、开动脑筋而获得规律和知识,可以给学生无限的乐趣。 更改测量方法,培养思维的发散性 根据中学生的年龄特征,在学生比较透彻地理解教材的基础上,变换实验的测量方法,提出一些探索性的新问题,让学生思考解决,能有效地培养学生思维的发散性。例如,在初三复习电学内容是,在学生掌握了“伏安法”测电阻的原理后,让学生只用一只电表(电流表或电压表)一只定值电阻、一个电池组、导线、开关若干,来测定未知电阻Rx,启发学生从公式R=U/I来考虑,学生设计出很多的方案。并比较这些方案的优劣,并选取最佳实验方案。事实证明,通过不断更改实验测量方法,既能让学生从多个不同角度去思考问题,培养他们的发散性思维的能力,又能让学生懂得多中选优,择优选用的原则。 3 开展自主式的课外实验,培养实践能力 课外活动是课堂教学的延伸和补充,因此,通过课外活动的不同形式,把课堂教学和课外活动有机结合起来,培养学生观察和动手实践、分析和解决问题的能力,培养学生的创新能力和实践能力。 开展小制作、小发明活动 在活动中广泛应用所学的知识,有利于促进课堂教学;小制作、小发明活动可以培养学生的技能技巧,为学生参加经济建设和开展较复杂的科技活动打下基础。教师指导学生根据所学过的知识,利用周围常见的东西进行小制作、小发明活动。 组织实验竞赛 组织竞赛并非完全违背素质教育的规律,在很大程度上应该是一种促进作用。教师可在校内举办一些实验操作、自制仪器等竞赛。通过竞赛,同学之间竞争意识增强了,动手能力提高了,对科学的学习兴趣更加浓厚了,学习成绩也有相应的提高,同时也发现了一些动手能力较强的同学,并激发了他们强烈的创造欲望。另外,还可开展趣味实验、组织实地考察和参观、举办科普展览、讲座,开展社会调查,观看科技影片、实验录像,成立课外活动兴趣小组等。这一系列的活动,不仅扩大了学生的知识面,而且培养了他们既动脑又动手的综合实践能力,最终全面提高学生的科学素养。 总之,让实验教学贯穿于整个初中科学教学的始终,让学生在实验的海洋里尽情地遨游,在实验的乐趣中培养兴趣,掌握知识,拓展思维,提高能力,是每个科学教师的教学职责。 参考文献 [1] 浙江省初中科学新课程标准[S]. 猜你喜欢: 1. 关于实验教学论文 2. 初中科学教育小论文 3. 初中物理实验论文 4. 初中化学实验论文 5. 初中物理实验教学论文

镍系催化剂研究现状论文

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【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。

论文研究不足之处和努力方向怎么写 选题 选题在学术论文写作中具有头等重要的意义。这是因为,只有研究有意义的课题,才能 获得好的效果,对科学事业和现实生活有益处;而一项毫无意义的研究,即使研究得再好, 论文写作得再美,也是没有科学价值的。钱学森教授认为:“研究课题要紧密结合国家的需 要。……在研究方法上要防止钻牛角尖,搞烦琐 哲学 。 目前 在 社会 科学中,有的人就古人的 一句话大作文章,反复考证,写一大篇论文,我看没有什么意思。”因此,我们要选择有科 学价值的课题进行研究和写作。 那么,应该根据哪些原则来选题呢? (一)具有科学性。它应包括:急待解决的课题;科学上的新发现,新创造;学科上短 缺或空白的填补; 通行说法的纠正;前人理论的补充;等等。(二)有利于展开。指的是:要有浓厚的兴趣;能发挥业务专长;先易后难,大小适中; 已占有一定的资料;能得到导师指导;在一定时间内能完成;对题目加以限定。 课题研究中存在的不足和困难 怎么写 你好啊,你的开题报告选题定了没?开题报告选题老师同意了吗?准备往哪个方向写? 开题报告学校具体格式准备好了没?准备写多少字还有什么不懂不明白的可以问我,希望可以帮到你,祝开题报告选题顺利通过,毕业论文写作过程顺利。 技术路线一般是指研究的准备,启动,进行,再重复,取得成果的过程,不是指毕业论文的写作过程,更不是指答辩的准备和进行过程,许多同学会出现这些偏误。 多参考下同类型的论文,其实技术路线讲的就是你的论文的整体思路、逻辑推理过程以及采用的论证方法 在研究生教育的整个过程中,学位论文质量的高低是衡量研究生培养质量的重要标志。而论文质量的高低,很大程度上取决于论文开题报告做的细致程度。论文开题报告做的细致,前期虽然花费的时间较多,但写起论文来就很顺手,能够做到胸有成竹,从而保证论文在规定的时间保质保量地完成;但如果不重视论文开题报告,视论文开题报告为走过场,写起论文来就会没有目标,没有方向,没有思路,可能就要多走弯路,也很难保证毕业论文的质量。 一、论文开题报告的意义 硕士论文开题报告是研究生在完成文献调研后写成的关于学位论文选题与如何实施的论述性报告。论文开题报告既是文献调研的聚焦点,又是学位论文研究工作展开的散射点,对研究工作起到定位作用。 写论文开题报告的目的,是要请老师及专家们帮忙判断一下所研究的选题有没有价值,研究方法是否奏效,论证逻辑有没有明显缺陷。因此论文开题报告就要围绕研究的主要内容,拟解决的主要问题(或阐述的主要观点),研究步骤、方法及措施为主要内容。但笔者在工作实践中发现有很多学生往往在论文开题报告中花费大量笔墨叙述别人的研究成果,谈到自己的研究方法时,往往寥寥数语一笔带过。这样,不便于评审老师指导。 二、如何写论文开题报告 (一)论文开题报告的前提——通过理论思维选择课题 在工作实践中,发现硕士研究生论文开题报告中存在的普遍问题是选题不合适。有的提出的问题太过“平庸”,有的选题范围太大,研究内容太多、太宽泛, 提出的问题不切合硕士生的实际,实践操作起来难度较大。如有的学生提出的论文题目:“新型中性镍催化剂的研究及其催化合成聚乙烯、聚丙烯的研究”,此选题有意义,有创新,作者的研究思路也比较正确,但论文选题范围太大,研究内容对于一个硕士生来说明显偏多,无法按时完成。因此应重新确定研究内容,注重项目的可操作性。 那么如何选择研究问题呢?这里要强调的是通过理论思维来发现研究问题。 理论是由一系列前设和术语构造的逻辑体系,特定领域的理论有其特定的概念、范畴和研究范式,只有在相同的概念、视角和范式下,理论才能够对话。只有通过对话,理论才能够发展。硕博论文要想创造新理论很难,多数是在既有理论的基础上加以发展。 其次,选择问题是一个“剥皮”的过程,理论问题总是深深地隐藏在复杂的现实背后,而发现理论问题,则需要运用理论思维的能力。这就需要我们不断锻炼和提高自己的理论思维能力,需要在日常的学习中,不断总结和分析以往的研究者大体是从哪些视角来分析和研究问题,运用了哪些理论工具和方法,通过学习和总结来不断提高自己的理论思维能力,从而选择具有学术理论价值和应用价值,并与国家经济建设及导师承担的科学研究项目紧密结合的研究问题。 (二)做好文献综述,为论文开题报告打好基础 在研究生论文开题报告会上,出现的普遍问题是对文献的研读不够,对研究背景的了解不够深入,对研究方向上国内外的具体进展情况了解不够全面、详细, 资料引用的针对性、可比性不强。有很多学生没有完全搞清论文开题报告与文献综述的区别,他们的论文开题报告有很......>> 论文不足之处怎么写 这篇论文的写作以及系统开发的过程,也是我越来越认识到自己知识与经验缺乏的过程。虽然,我尽可能地收集材料,竭尽所能运用自己所学的知识进行论文写作和系统开发,但论文还是存在许多不足之处,系统功能并不完备,有待改进.请各位评委老师多批评指正,让我在今后的学习中学到更多。 论文不足之处怎么写 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界,以推动社会的不断进步和发展。因此,毕业论文的选题,必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要,以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向,要具有新颖性,有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用,一项毫无意义的研究,即使花很大的精力,表达再完善,也将没有丝毫价值。具体地说,考生可从以下三个方面来选题。首先,要从现实的弊端中选题,学习了专业知识,不能仅停留在书本上和理论上,还要下一番功夫,理论联系实际,用已掌握的专业知识,去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次,要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题,科学研究 还有许多没有被开垦的处女地,还有许多缺陷和空白,这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索,去发现,去研究。最后,要从寻找前人研究的不足处和错误处选题,在前人已提出来的研究课题中,许多虽已有初步的研究成果,但随着社会的不断发展,还有待于丰富、完整和发展,这种补充性或纠正性的研究课题,也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动,不但要有考生个人的见解和主张,同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的,因此在选题时,还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说,考生可从以下三个方面来综合考虑。首先,要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”,在缺少资料的情况下,是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题,对课题深入研究与开展很有帮助。其次,要有浓厚的研究兴趣,选择自己感兴趣的课题,可以激发自己研究的热情,调动自己的主动性和积极性,能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后,要能结合发挥自己的业务专长,每个考生无论能力水平高低,工作岗位如何,都有自己的业务专长,选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题,对顺利完成课题的研究大有益处。 学位论文评阅意见不足之处怎么写 我以前的博士论文,评阅人就是根据我论文里的摘要写的,精炼一下就OK了。 评阅书里面应该有自己写的创新点,你可以参照写一下。leonshane(站内联系TA)首先对这篇论文进行简单概括,指出其主要线索:研究目标、方法、意义、创新等,然后指出一两个。 开题报告中 研究可能存在的问题 怎么写 开题报告我可以写,助人为乐。 从小从专进行选题。所谓从小从专,即是指软文撰稿者在进行选则和提炼标题时,要从专业出发,从小处入手进行突破,切记全而不专,大而空洞。 11.参考文献格式要规范,严谨,基本要求超过三十篇(工程硕士20)。 12.所有参考文献必须在论文中有引用的地方。 13.所有图形公式都要自己完成,拷贝、复制是不允许的。 14.尽量不要用我或者我们这样的字眼,也就是口语化的东西要杜绝。 15.图形都要有英文的title。 16.页眉需要有下面信息。 17.摘要和目录是专家评审的主要翻阅的地方,一定要让摘要和目录体现所做工作和创新点,所以摘要和目录的编写很重要,往往容易被忽视! 18.表格需要有编号并至于表格的上方,不同于图形的放置于下方。 19.论文的结构一般是 背景介绍 ·研究现状 现有算法、技术、手段或方法的缺陷和不足 提出的新的算法、协议、方法、技术或手段 对自己提出的方法、技术或手段进行实践、分析和比较 结论和展望 20.论文撰写时,一定要注意书面语气,不要有口语化的成分,很多同学没有培养这方面的能力,写的内容过于口语化,应注意! 研究生学位论文学术评语缺点与不足怎么写 研究生学位论文学术评语缺点与不足 了解 调查研究报告毕业论文的不足之处怎么写 从方法论、研究视角、研究方法、理论完善等几个方面去寻找。 硕士毕业论文自评表 优点 不足之处怎么写 给你个例文参考下。 我在硕士研究生学习阶段,思想上要求上进,认真学习,努力钻研专业知识,毕业之际,回顾三年来的学习、工作以及生活,做个人鉴定如下: 一、在思想觉悟上始终对自己有较高的要求,主动和党组织靠拢,尽管自己还没有计入党组织,但是自己始终以 *** 员的高标准要求自己,能用科学发展观来认识世界认识社会,能清醒的意识到自己所担负的社会责任,对个人的人生理想和发展目标,有了相对成熟的认识和定位. 二、在专业课程的学习上,根据自身研究方向的要求,有针对性的认真研读了有关核心课程,为自己的科研工作打下扎实基础;并涉猎了一部分其他课程,开阔视野,对本人研究方向的应用背景以及整个学科的结构有了宏观的认识.在英语学习方面,通过了大学英语六级考试,具备了较强的英语听说能力,在撰写论文期间,查阅了大量的英文资料.积极参与各项教学科研活动,在教学实践的过程中,认真阅读教材、查阅学术资料和参考书籍,在课堂上在快乐中吸收各个知识点.同时自己具有较强的实践动手能力,参与了导师多项课题的研究,使自己的理论知识与实践水平得到了进一步的增强和提高,同时顺利完成了硕士毕业论文. 三、在学习和科研工作之余,我还热心社会工作,积极为同学服务.上研究生后我主动承担起临时班长的职务,在新生入学的一系列工作中充分发挥自己“老生”的优势,热情周到地为同学服务.尽管学业和科研任务繁重,但为了配合院学生工作组老师做好学生工作,我服从组织安排,在团学联中担任学生工作助理.高度的责任心和使命感促使我在工作中勇挑重担,坚决地执行党的教育方针,认真完成好每一项工作任务,并注意在实践中学习、提高.我与团学联成员精诚合作,完成了在生物楼大厅橱窗中进行xx年度、xx年度学生工作总结的宣传任务,组织举办了我院xx年、xx年元旦晚会、校史知识竞赛(我院获得优秀组织奖)、xx年地球日的海洋知识宣传等活动,组织学生参加了xx年、xx年北京大学学生田径运动会以及“北大杯”蓝球赛和足球赛. 我还帮助学工组的老师顺利完成xx和xx年度的奖、助学金发放工作.在迎接和庆祝北京大学百年校庆的各项活动中,我积极配合学校和学院,充分贡献自己的力量.校庆期间,我配合院里的老师圆满完成了生命科学学院院长联席会议的会务工作,还配合学工组的老师组织学生参加校庆的各项庆祝活动.xx年年初,我应聘成为学校人事部的学生秘书,在那里我注意培养自己稳重、严谨的工作作风,受到人事部老师的好评. 我在研究生阶段所获颇丰,从学业、科研工作,到个人素质,都得到了充分的培养和锻炼,是充实且有意义的三年.相信这些经历和积累都将成为本人人生道路上的宝贵财富.

催化剂定义:又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化剂(catalyst)会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。初中书上定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂,又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。我们可在波兹曼分布(Boltzmann distribution)与能量关系图(energy profile diagram)中观察到,催化剂可使化学反应物在不改变的情形下,经由只需较少活化能(activation energy)的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下,分子不是无法完成化学反应,不然就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下,分子只需较少的能量即可完成化学反应。催化剂有三种类型,它们是:均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态(固态、液态、或者气态)。例如:如果反应物是气体,那么催化剂也会是一种气体。笑气(一氧化二氮)是一种惰性气体,被用来作为麻醉剂。然而,当它与氯气和日光发生反应时,就会分解成氮气和氧气。这时,氯气就是一种均相催化剂,它把本来很稳定的笑气分解成了组成元素。多相催化剂和它们催化的反应物处于不同的状态。例如:在生产人造黄油时,通过固态镍(催化剂),能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂,被它催化的反应物则是液态(植物油)和气态(氢气)。酶是生物催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶,生物体内的许多化学反应就会进行得很慢,难以维持生命。大约在37℃的温度中(人体的温度),酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃,酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此,利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂,在低温下使用最有效。催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。非均相催化剂呈现在不同相(Phase)的反应中(例如:固态催化剂在液态混合反应),而均相催化剂则是呈现在同一相的反应(例如:液态催化剂在液态混合反应)。一个简易的非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面,反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生,但又因产物与催化剂间的键并不牢固,而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率,而本身的组成和质量并不改变的物质就叫催化剂。催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时,叫做单相催化作用;催化剂跟反应物属不同相时,叫做多相催化作用。人们利用催化剂,可以提高化学反应的速度,这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应,或者某一类化学反应,而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后,它们都能够从反应物中被分离出来。不过,它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗,然后在整个反应结束之前又重新产生。使化学反应加快的催化剂,叫做正催化剂;使化学反应减慢的催化剂,叫做负催化剂。例如,酯和多糖的水解,常用无机酸作正催化剂;二氧化硫氧化为三氧化硫,常用五氧化二钒作正催化剂,这种催化剂是固体,反应物为气体,形成多相的催化作用,因此,五氧化二钒也叫做触媒或接触剂;食用油脂里加入~没食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸败,在这里,没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。

新型环保催化剂的研究进展论文

催化剂定义:又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化剂(catalyst)会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。初中书上定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂,又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。我们可在波兹曼分布(Boltzmann distribution)与能量关系图(energy profile diagram)中观察到,催化剂可使化学反应物在不改变的情形下,经由只需较少活化能(activation energy)的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下,分子不是无法完成化学反应,不然就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下,分子只需较少的能量即可完成化学反应。催化剂有三种类型,它们是:均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态(固态、液态、或者气态)。例如:如果反应物是气体,那么催化剂也会是一种气体。笑气(一氧化二氮)是一种惰性气体,被用来作为麻醉剂。然而,当它与氯气和日光发生反应时,就会分解成氮气和氧气。这时,氯气就是一种均相催化剂,它把本来很稳定的笑气分解成了组成元素。多相催化剂和它们催化的反应物处于不同的状态。例如:在生产人造黄油时,通过固态镍(催化剂),能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂,被它催化的反应物则是液态(植物油)和气态(氢气)。酶是生物催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶,生物体内的许多化学反应就会进行得很慢,难以维持生命。大约在37℃的温度中(人体的温度),酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃,酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此,利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂,在低温下使用最有效。催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。非均相催化剂呈现在不同相(Phase)的反应中(例如:固态催化剂在液态混合反应),而均相催化剂则是呈现在同一相的反应(例如:液态催化剂在液态混合反应)。一个简易的非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面,反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生,但又因产物与催化剂间的键并不牢固,而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率,而本身的组成和质量并不改变的物质就叫催化剂。催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时,叫做单相催化作用;催化剂跟反应物属不同相时,叫做多相催化作用。人们利用催化剂,可以提高化学反应的速度,这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应,或者某一类化学反应,而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后,它们都能够从反应物中被分离出来。不过,它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗,然后在整个反应结束之前又重新产生。使化学反应加快的催化剂,叫做正催化剂;使化学反应减慢的催化剂,叫做负催化剂。例如,酯和多糖的水解,常用无机酸作正催化剂;二氧化硫氧化为三氧化硫,常用五氧化二钒作正催化剂,这种催化剂是固体,反应物为气体,形成多相的催化作用,因此,五氧化二钒也叫做触媒或接触剂;食用油脂里加入~没食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸败,在这里,没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。

1、现状:最常用的催化剂是钒基催化剂,主要用于催化还原氮氧化物,但钒基催化剂废弃后会对生态环境造成危害。2、发展趋势:稀土催化剂可以替代钒基催化剂使用,环保优势明显,不会对环境造成二次污染,市场发展潜力巨大。

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.

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。

贵金属催化剂研究成果分析论文

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▲第一作者:宋丽娜、张伟、王颖;通讯作者:徐吉静教授 通讯单位:吉林大学

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针对锂氧气电池存在的反应动力学缓慢而导致能量转换效率低的问题,研究者通常开发高效、稳定的正极催化剂来降低电池的充电极化电压提高反应动力。该工作将Co单原子固定于掺杂N的碳球壳载体上,用于锂氧气电池的高效催化反应,实验发现Li2O2形成和分解路线与LiO2在单原子催化剂的吸附能有关。研究明确指出,在放电过程中,原子级分散的活性位点能够诱导放电产物的均匀成核和外延生长,最终形成有利的纳米花状放电产物。在充电过程中,CoN4活性中心对放电中间体LiO2弱的吸附能,诱导充电反应由两电子路径向单电子路径转变。 得益于高分散的Co-N单原子催化剂的能级结构和电子结构所发生的根本性变化,大幅提升了电池的充电效率和循环寿命。与同等含量的贵金属基催化剂相比,达到600 mV充放电极化电压的降低和218天的长寿命循环。

锂氧气电池具有锂离子电池10倍以上的理论容量密度,被誉为颠覆性和革命性电池技术 。然而该电池还处于研发的初级阶段,受限于ORR和OER电化学反应动力学缓慢,电池的实际容量、倍率性能、能量效率和循环寿命距产业化应用还有很大差距。因而开发高效稳定的催化剂,是提高电池反应动力和循环效率的迫切需要。原子级纳米晶具有最大化的原子利用效率和独特的结构特点,往往表现出不同于传统纳米催化剂的活性、选择性和稳定性,为调控电化学反应过程提供了多种可能。在锂氧电池中,电解液中可溶性LiO2中间体能够调控放电产物Li2O2的形成与分解路线。先前的研究结果表明[1],不同的生成路线与LiO2在催化剂的不同晶面上的吸附能有关。 因此,探究单原子催化剂的尺寸效应对LiO2吸附能的影响,可能是一种调整低供体数电解质中过氧化锂形成与分解路径的新思路。这一新发现将为高能量效率和长循环寿命的锂氧电池的设计提供更多的选择。

单原子催化剂(SACs)是一类非常重要的电催化剂,其独特的单分散结构集均相催化和多相催化剂的优点于一身,拥有最大的金属利用率、优异的催化活性和稳定性。同时,SACs的活性位点相对简单确定且易于调控,因而这种独特的结构和性能使得单原子催化剂成为了一个非常理想的催化机理研究和性能优化的材料平台。然而当单原子催化剂与锂空气电池相遇,会擦出怎样的火花呢?本文采用原位聚合技术,设计合成了Co单原子嵌入的氮掺杂碳空心球(N-HP-Co)用于锂氧气电池的研究,并对其充放电过程进行详细分析。其结果表明,受益于N-HP-Co最大化暴露的CoN4单原子活性位点及活性位点在碳球壳上的均匀分布,降低了对LiO2的吸附能力,有效的改变了电池的反应路径,使得电池反应动力学得到极大提高,大幅提升了电池性能。

▲图一 单原子催化剂的合成过程。

单原子催化剂由于活性位点均匀性的提高以及配位环境的高度可控性,在许多催化反应中都表现出较高的催化活性。因此将单原子Co催化剂应用于锂氧气电池中,来探究对Li2O2形成与分解反应路径的影响。我们采用原位聚合的方法,以二氧化硅作为模板,盐酸多巴胺作为碳源,并在900 °C的氮气氛围内热解。

▲图二 单原子催化剂的特性表征。a, b) 样品的SEM图像(a:1微米;b:200纳米);c) 样品的TEM图像(主图:200纳米;插图:10纳米);d) 样品的EDX元素分析(50纳米);e, f) 样品的HAADF-STEM图像(e:50纳米;f:2纳米);g) 样品及对比材料的XRD图像;h) 样品的N 1s XPS光谱;i) 样品及对比材料的氮气吸附曲线。

▲图三 单原子催化剂的原子结构分析。a) 样品的XANES光谱;b) 样品的傅里叶转换的Co-K边光谱;c, d)样品在k和R空间的EXAFS拟合曲线。

N掺杂的碳球壳作为载体是锚定Co单原子的关键步骤。高角度环形暗场球差电镜(HAADF)、能量色散谱(EDX)元素映像图表和X射线吸收光谱(XAS)测试等关键性表征技术证实了单原子Co的成功制备和CoN4高活性位点的存在。

▲图四 单原子催化剂的放电机理研究。a) 样品及对比材料的放电曲线;b) 样品及对比材料的CV曲线;c) 样品及对比材料的倍率性能;d, e, f) 样品及对比材料的放电产物的SEM图像及相应的XRD谱图(500纳米);h, i) 样品及对比材料的放电机理图。

受益于N-HP-Co SACs最大化暴露的CoN4单原子活性位点在碳球壳上的均匀分布,电极氧化还原反应动力学得到极大提升,加快了放电产物Li2O2的形成速率,大幅提升了电池的放电容量和倍率性能。与同等含量的贵金属催化剂相比,在相同的电流密度和容量下,N-HP-Co SACs具有更多的反应活性位点,因而更有利于生成纳米片状的Li2O2,并通过“外延生长方式”进一步组装形成有利的纳米花状Li2O2。这种特殊的放电机制有利于打破电荷传输限制和放电产物电化学绝缘的本质。

▲图五 单原子催化剂的充电特性。a) 样品及对比材料在不同充电阶段的紫外可见光谱图;b) 样品的充电机理图;c-h) 样品及对比材料上的不同结构对LiO2的吸附能。

为了更全面地了解CoN4单位点催化剂的充电机理,通过密度泛函理论(DFT)计算表明复杂的配位环境可以显著改变中心金属原子CoN4对LiO2*的吸附能力,从而调控反应的活性和选择性。可以看出,CoN4活性中心对放电中间体LiO2弱的吸附能,有利于提高LiO2在电解质中的溶解度,诱导充电反应过程由两电子路径向单电子路径转变。因而有利于提高电池的充电效率。

▲图六 锂空气电池的循环稳定性。a) 样品及对比材料的循环性能;b-e) 样品及对比材料在不同循环过程中放电产物的SEM图像(b, d:1微米;c, e:500纳米);f, g) 样品及对比材料在不同循环过程中的放电产物的XPS光谱。

单原子催化的锂空气电池可以有效的抑制副反应的发生,并展现出优异的循环稳定性,充分验证了催化剂对放电产物的精准调控对稳定电池体系的重要作用。

▲图七 单原子催化剂在循环过程中的稳定性。a) 样品在全圈循环后的XPS光谱;b) 样品在多圈循环后的EDX光谱(200纳米);c) 样品在多圈循环后的XANES光谱;d) 样品在多圈循环后的傅里叶转换的Co-K边光谱。

N-HP-Co 在50次的循环过程中,Co的单原子结构依然被保留。Co单原子在碳载体上的固有稳定性使它们在电化学反应中具有优异的耐久性,这一显著的优势与低成本的优势相结合,为金属单原子催化剂在锂氧电池反应路线的可调性提供了新的策略。

单原子催化剂的合成受到草莓生长过程的启发,采用二氧化硅为模板,原位聚合生成氮掺杂的Co单原子催化剂。由于单原子催化的本质特征,低配位环境和单原子与碳球壳之间的协同作用能够精准的调控锂氧气电池中放电产物的生成与分解路线。与同等含量的贵金属催化剂相比,单原子催化剂不仅能够调控放电产物的形貌,同时增加了放电容量,避免了过多的副反应的发生,极大地提高了电池的电催化性能。该研究提出的单原子催化正极的概念、设计、制备及催化机制,将为锂空气电池领域新型催化剂的发展提供新的研究思路和科学依据,具有鲜明的引领性和开创性特征。

参考文献 [1] Yao, W. T. et al. Tuning Li2O2 formation routes by facet engineering of MnO2 cathode catalysts. J. Am. Chem. Soc.,2019,141,12832-12838.

徐吉静,1981年7月出生于山东省单县,现任吉林大学,化学学院,无机合成与制备化学国家重点实验室,未来科学国际合作联合实验室,教授,博士生导师。光学晶体标准化技术委员会副秘书长。主要从事多孔新能源材料与器件领域的基础研究和技术开发工作,研究方向包括锂(钠、钾、锌)离子电池关键材料及器件,锂空气(硫、二氧化碳)电池等新型化学电源,外场(光、力、磁、热)辅助能量储存与转化新体系。近5年共发表SCI学术论文50余篇,其中包括第一作者/通讯作者论文:篇、 1篇、. 2篇、篇、Energy 篇、ACS Nano 1篇、ACS 篇。迄今为止,论文被他引4000余次,单篇最高引用360次,12篇论文入选ESI高引论文,研究成果被Nature、Science等作为亮点报道。获授权发明专利和国防专利10项。曾获科睿唯安“全球高被引学者”(2019年)、吉林省拔尖创新人才(2019年)、吉林省青年 科技 奖(2018年)和吉林大学学术带头人(2018年)等奖项或荣誉。

在满足容限因子的条件下,有多种元素可以形成钙钛矿结构的化合物。通常,B位离子决定了钙钛矿型化合物的催化活性,A位离子是影响化合物结构和B位离子价态的重要因素。当A位离子或B位离子被不同价态的离子取代时,通过形成氧离子空穴或者形成混合价态来保持化合物的电中性。氧空穴的形成或B位离子价态的变化使得化合物具有更高的活性。贵金属和钙钛矿型化合物结合,不仅可以有效防止贵金属的烧结,同时也提高了钙钛矿型化合物的催化活性。关键词:催化剂工程;钙钛矿;汽车催化剂;贵金属;催化材料1 引言长期以来,以贵金属为主要活性组分的催化剂被认为是净化汽车尾气最有效的催化剂。但贵金属资源紧缺、价格昂贵,而且由于贵金属易高温烧结和挥发,使得贵金属催化剂在热稳定性方面不占优势。人们一直在寻找具有高净化效率的不含贵金属的催化剂。钙钛矿型氧化物具有较低的价格和灵活多变的组成,其催化性能在一定程度上可以进行调节,因而受到人们的关注。用这类化合物作为三效催化剂来取代传统的Pt/Rh基催化剂具有一定的优越性。由于其组成和结构的灵活多变性,钙钛矿型化合物被看成是固态化学、物理学、催化作用等基础领域的样板材料。钙钛矿是组成为CaTiO3的一种矿物,其英文名称Perovskite是地质学家Gustav Rose根据俄国地质学家Count Lev A leksevich von Perovski的名字命名的[1]。在20世纪70年代初,Libby[2,3]对含稀土和钴的钙钛矿型氧化物进行了系统研究,提出用钙钛矿结构的氧化物代替贵金属用于汽车尾气净化催化剂具有潜在的可能。而后Voorhoeve等[4,5]对稀土钙钛矿型催化剂进行了深入的研究。从早期的研究成果看,含稀土的钴酸盐和锰酸盐在完全氧化反应方面显示了极高的催化活性。本文对钙钛矿型复合氧化物催化剂研究状况进行简要回顾和展望。2 钙钛矿型氧化物的结构钙钛矿型化合物的化学式为ABO3,周期表中绝大部分元素都能组成稳定的钙钛矿结构。在通常情况下[6],A位是半径较大的碱金属、碱土金属和稀土金属离子,处于12个氧原子组成的十四面体的中央。B位是半径比较小的过渡金属离子,处于6个氧离子组成的八面体中央。在合成ABO3型氧化物时,各种离子的大小应满足一定的条件,否则晶格就变得不稳定,会发生畸变,或者形成其他结构[7]。Goldschmidt曾引入容限因子表达式:式中:rA、rB、rO分别代表A、B、O的离子半径。当1时,以方解石或文石结构存在。有许多钛酸盐、锆酸盐、锡酸盐,例如A=Ca、Sr、Ba,B=Ti、Zr、Sn时,满足钙钛矿的容限因子,具有钙钛矿结构。ABO3中的A和B,并不仅仅局限于2价和4价的离子,只要它们的电价总和为6,而且离子半径匹配,都有可能形成钙钛矿型化合物。NaNbO3、LaFeO3、(K1/2La1/2)TiO3等,满足了电价条件和半径条件,都是具有钙钛矿结构的化合物。在La2/3Ca1/3MnO3中,低价态Ca的掺入,使得Mn采取+3和+4的混合价态,从而满足钙钛矿结构的电价要求。在Ca2CaUO6中,有1/3的Ca与U交替占据钙钛矿型晶格的B位。在Ba2Bi2O6中,有一半Bi原子为+3价,另一半为+5价。在钙钛矿结构中[8],当t=时,形成对称性最高的立方晶格,当0)[11]、δ和δ[16]应为立方结构,制备条件不同时,产品的晶相也会发生相应变化[15]。3 B位离子的作用由于钙钛矿型氧化物的催化活性强烈地依赖于B位阳离子的性质,在设计或改进钙钛矿型催化剂时B位阳离子的选择至关重要。通常选择的B位阳离子是Co、Mn和Fe,这是由于它们对氧化反应十分有效[17,18]。由La和过渡金属组成的钙钛矿型复合氧化物,对CO氧化的催化活性与B元素简单氧化物的催化活性顺序是一致的[19,20]。由多种B位元素组成的钙钛矿型氧化物,在许多情况下会产生协同效应[21],但其催化活性与B位元素简单氧化物之间并不存在加和关系。尽管钙钛矿型氧化物还不能满足汽车催化剂实际应用的要求,但是大量实验已经证明[13,22],钙钛矿型复合氧化物比各组分元素简单氧化物的催化活性要高。当B位离子被不同价态的离子取代时,就会引起晶格空位或使B位的其他离子变价。张华民等[23]在研究时发现,当Co被Fe或Cu取代时,由于非常价态离子Fe4+和Cu3+的生成,催化剂表面的吸附氧明显增多。当用Ni或Zn取代时,由于非常价态离子Ni3+、Zn3+不易生成,表面吸附氧明显减少。当用Mn取代时,由于Mn4+为正常价态离子,而且满足了Sr2+对B位离子电荷的要求,从而抑制了非常价态离子Co4+的生成,结果表面吸附氧也明显减少。Yasuda等[24]研究显示,在催化氧化CO的反应中,催化剂LaMn1-xCuxO3中的Mn和Cu表现出明显的协同效应,的催化活性比LaMnO3或La2CuO4要高得多,这是由于Cu对CO有活化作用,Mn对O2有活化作用,两者共同促进了反应的进行。钙钛矿结构增强了混合价态离子的热力学稳定性,体系从一种混合价态变到另一种混合价态,只需要很小的推动力[25],从而使反应活性增强。某些金属离子,例如Cu2+、Ni2+、Co3+等,可以氧化成不稳定的高价态离子,可能充当了催化剂活性位的角色[16]。近来发现,钙钛矿型氧化物具有储氧功能[26,27],这和B位原子的变价作用密切相关。ABO3化合物对CO氧化的催化活性,受B位离子d电子结构的影响很大[28]。B离子在其周围6个氧离子形成的八面体场的作用下,d轨道分裂成t2g和eg两组轨道。CO中的孤电子对进入金属离子的eg(dz2)空轨道形成σ配位键,同时金属离子t2g轨道上的电子进入CO分子的π*轨道形成反馈π配键。σ-π键的形成削弱了CO分子中的共价键,使CO具有更高的活性。LaFeO3对CO的催化氧化表现出较低的活性,是因为其中的Fe3+处于高自旋状态,不能提供成对电子,对CO产生了反键作用。4 A位离子的作用一般认为[29],ABO3型化合物的催化活性主要由B位离子决定,A位离子主要通过控制活性组分B的原子价态和分散状态而起稳定结构的作用。A离子本质上不直接参与反应[30],但是若被价态不同的其他离子取代,就会引起B位离子价态的变化,使得不寻常价态离子变得稳定,同时也可能造成晶格缺陷,从而改变晶格氧的化学位。耿其博等[31]采用柠檬酸络合法制备了La1-xSrxCoO3系列化合物。结果表明,随着A位Sr含量的增加,高价态的钴离子逐渐增多,催化剂的活性也逐渐增强。同时,催化剂的抗硫性能也随之提高。对于非计量钙钛矿化合物LaMnO3+δ[32],当用Sr、Ba、K等取代La时,随着取代量的增加,化合物中多余氧含量δ逐渐减小,催化剂的低温活性大大提高。Falcon等[33]对Sr取代化合物Pr1-xSrxNiO3进行了中子衍射研究,用Rietveld方法对数据精修的结果显示,化合物中Ni-O键明显缩短,同时d能带中出现了空穴掺杂,由于O原子更容易从体相中移去,从而提高了化合物对CO氧化反应的催化活性。在钙钛矿结构中,A离子和O2-共同组成基本的密堆层,它们之间的结合具有离子键的特征,当A位离子被高价离子取代时,为满足电荷平衡,可能导致2种情况发生,一种是产生A空位,另一种是是引起B离子价态降低。当A位离子被低价离子取代时,就会产生氧空位或者使B位离子价态升高。例如,在La1-xSrxRhO3[34]中有部分Rh变成了+4价态,而在(Ⅲ)(Ⅳ)中,同时存在A位取代、A位空缺、B位空缺和B位变价[10]。多数过渡金属具有变价的能力,有利于满足A位离子变价取代的条件。B位离子价态的变化可能会引起配位数的改变,或者引起配位多面体结构的演变[35,36]。Rao等[37]认为,比较大的A位阳离子可以部分失去而形成空缺,这是由于BO3形成的网络结构是比较稳定的。由于B位离子电荷多、半径小,如果B位出现空缺,从能量上看是不利的。事实上,当阳离子空位增加时,晶格中的氧更容易迁移[21]。5 贵金属取代将贵金属和钙钛矿型化合物结合起来可以对贵金属起到很好的稳定作用,可以防止贵金属高温烧结或高温蒸发,防止贵金属与载体反应。加入少量的贵金属同样可以提高钙钛矿型催化剂的活性[38]。据Guilhaume等[39]报道,由Pd取代的化合物,在NO催化还原方面,可以和Pt-Rh/CeO2-Al2O3媲美,对于CO和C3H6的氧化则有更高的活性。Voorhoeve等[40]的研究表明,催化剂在CO和H2过量时,对NO的还原反应表现出很高的活性。金属Ru有较强的挥发性,且容易氧化生成剧毒的RuO2和RuO4[41],使得其应用受到限制。当Ru形成钙钛矿型化合物时,其稳定性得到显著提高[42]。Teraoka等[43]用Cu和Ru进行晶格取代而得到的催化剂,对NO+CO反应的催化活性与的活性相当。Zhou等[44]的实验显示,Pd负载催化剂Pd/比Pd取代催化剂的三效活性要高得多,通过对H2-TPR图的研究发现,Pd的加入提高了钙钛矿型氧化物的还原活性,Pd负载催化剂Pd/比Pd取代催化剂更容易还原。从晶体结构看[45],贵金属离子占据B位后,有利于离子的定域化分散,提高其抗高温烧结能力。由于贵金属的价态通常低于ABO3中B位元素的正常价态,在晶体场的作用下,贵金属离子有较多的机会处于高氧化态,或者使晶体中产生较多的氧空位。一种公认的看法是,在钙钛矿型氧化物中,氧离子的迁移是通过氧空位进行的,氧空位的增加有利于氧化反应催化剂活性的提高[46]。Tanaka等[47]对进行了XPS和XAFS分析。结果表明,在氧化气氛下,Pd以固溶体的形式存在于钙钛矿型晶格中,其结合能比PdO中的Pd还要高。在还原气氛下,Pd形成了合金,并以细小颗粒状态分散在表面。随着氧化气氛和还原气氛的交替变换,Pd的这两种存在形式也周而复始地变化着。Nishihata等[48]也发现了类似的现象,随着氧化气氛和还原气氛的交替进行,Pd原子可逆地进入和逸出钙钛矿晶格,这种运动限制了Pd合金颗粒的长大,使得催化剂长期保持较高的催化活性。References(参考文献)[1]Tanaka H and Misono M. 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光催化剂研究进展论文

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。

催化剂定义:又叫触媒。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)于1981年提出的定义,催化剂是一种物质,它能够改变反应的速率而不改变该反应的标准Gibbs自由焓变化。这种作用称为催化作用。涉及催化剂的反应为催化反应。催化剂(catalyst)会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂在工业上也称为触媒。初中书上定义:在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂,又叫触媒。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。我们可在波兹曼分布(Boltzmann distribution)与能量关系图(energy profile diagram)中观察到,催化剂可使化学反应物在不改变的情形下,经由只需较少活化能(activation energy)的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下,分子不是无法完成化学反应,不然就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下,分子只需较少的能量即可完成化学反应。催化剂有三种类型,它们是:均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂。均相催化剂和它们催化的反应物处于同一种物态(固态、液态、或者气态)。例如:如果反应物是气体,那么催化剂也会是一种气体。笑气(一氧化二氮)是一种惰性气体,被用来作为麻醉剂。然而,当它与氯气和日光发生反应时,就会分解成氮气和氧气。这时,氯气就是一种均相催化剂,它把本来很稳定的笑气分解成了组成元素。多相催化剂和它们催化的反应物处于不同的状态。例如:在生产人造黄油时,通过固态镍(催化剂),能够把不饱和的植物油和氢气转变成饱和的脂肪。固态镍是一种多相催化剂,被它催化的反应物则是液态(植物油)和气态(氢气)。酶是生物催化剂。活的生物体利用它们来加速体内的化学反应。如果没有酶,生物体内的许多化学反应就会进行得很慢,难以维持生命。大约在37℃的温度中(人体的温度),酶的工作状态是最佳的。如果温度高于50℃或60℃,酶就会被破坏掉而不能再发生作用。因此,利用酶来分解衣物上的污渍的生物洗涤剂,在低温下使用最有效。催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。非均相催化剂呈现在不同相(Phase)的反应中(例如:固态催化剂在液态混合反应),而均相催化剂则是呈现在同一相的反应(例如:液态催化剂在液态混合反应)。一个简易的非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面,反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生,但又因产物与催化剂间的键并不牢固,而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。仅仅由于本身的存在就能加快或减慢化学反应速率,而本身的组成和质量并不改变的物质就叫催化剂。催化剂跟反应物同处于均匀的气相或液相时,叫做单相催化作用;催化剂跟反应物属不同相时,叫做多相催化作用。人们利用催化剂,可以提高化学反应的速度,这被称为催化反应。大多数催化剂都只能加速某一种化学反应,或者某一类化学反应,而不能被用来加速所有的化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉。不管是反应前还是反应后,它们都能够从反应物中被分离出来。不过,它们有可能会在反应的某一个阶段中被消耗,然后在整个反应结束之前又重新产生。使化学反应加快的催化剂,叫做正催化剂;使化学反应减慢的催化剂,叫做负催化剂。例如,酯和多糖的水解,常用无机酸作正催化剂;二氧化硫氧化为三氧化硫,常用五氧化二钒作正催化剂,这种催化剂是固体,反应物为气体,形成多相的催化作用,因此,五氧化二钒也叫做触媒或接触剂;食用油脂里加入~没食子酸正丙酯,就可以有效地防止酸败,在这里,没食子酸正丙酯是一种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)。

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