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物质技术精选(九篇)

物质技术

第1篇:物质技术范文

关键词:化学物质;生物降解;环境保护;技术分析

序言:伴随着科学技术的发展,化学物质的种类也在不断的发展,据有关资料统计,中国每年都会有一百多种新的化学物质注册,化学物质的发展速度又表明了人们生活水平发展的速度,人们对生活的要求更高了,化学物质的出现确实给人们的生活带来了方便,但同时化学物质的使用也会给人们的生活带来危害,给环境带来危害[1]。所以化学物质的使用一定要注意安全评价工作。生物降解是化学物质降解技术中重要的一种,能够很好的满足现实的需求。

一、生物降解概况

1.生物降解的概念

生物降解是利用微生物的有氧呼吸或者是无氧呼吸来进行的。生物降解过程的难易也是由所降解的化学物质对象决定的,由化学物质的内部结构所决定的。一般降解的原则是先易后难,降解的原理都是改变化学物质的内部结构,将内部结构中的化合物转化成有机物质,是化学物质降解的重要手段[2]。

2.生物降解技术的分类

就目前的市场技术来看,生物降解技术有很多的分类,每一种分类都会针对相关的化学物质,并且目前存在的大部分的化学物质都可以找到对应的方法进行降解。

(1)初级生物降解:生物作用导致化学物质的化学结构发生变化,使得化学物质本身丧失。

(2)最终生物降解:微生物将化学物质分解为水,二氧化碳,矿物盐以及新的微生物。

(3)快速生物降解:化学物质在固定的时间内和接触物反应所表现出来的生物降解功能,让化学物质丧失。

(4)固有生物降解:在良好的实验环境下,化学物质跟接触物长时间的接触之后丧失化学物所体现出来的生物降解技术。

二:有机污染物模拟实验分析生物降解技术

目前国内外的化学物质生物降解实验都是以污泥做接种体对污水处理厂中的生物降解进行分析,这个实验方法很经济实惠,但是也有它的局限性,它不能对高浓度物质,母体化合物进行分析,这样的生物降解技术就不能得到有效的保证,再加上在实验过程中还会受到其他因素的影响,化学物质生物降解的结果不尽如人意。所以今天我们采取新的方法来进行生物降解实验。

1.实验准备

之前污水中的实验有太多的不确定因素导致实验结果的不准确性。今天我们采取化合物的生物降解技术。研究以甲基对硫磷为对比物,这种化合物质是一种高效有机磷杀虫剂,难溶于水和石油;试验中选用的材料是经过两次蒸馏的纯水和乙腈;选用的仪器是液相色谱仪、恒温振荡培养器、离心分离机、微电脑酸度计、固相萃取小柱、玻璃瓶和标准检验筛等;接种物为天然地表水;试验装置采用的反应器是2L玻璃瓶,将其放在可以调温的大型振荡器中,并对其进行旋转使其与自然水体流动相似,从而使颗粒物漂浮在水面;试验过程中需要采集水面60mm处的水为水样和沉积物上层约6mm左右的样品,并对样本的水温和PH值进行测定,再经过标准筛筛过之后,将其放置在密闭容器中进行试验[3]。

2.实验过程以及结果

实验中对水样和沉淀物要进行一昼夜的搅拌,采用重量差法计算用泥量,然后用母液的形式添加四个瓶子,把瓶子里面的的丙酮吹出,最后在两个反应瓶内分别增加一升左右的地表水样,另外两个瓶中加入标准浓度的沉积物,对地表水进行定容。之后在适当的时间段内从瓶中取出适量的样品,进行离心除去悬浮颗粒,再经过小柱收集淋洗液。在此基础上用液相色谱仪等仪器对样品进行分析,依据生物降解半衰期公式进行计算。结果甲基对硫磷在地表水和沉积物中的降解过程与一级动力学规律相符,与实际水体中有机物降解过程也相同。当甲基对硫磷有沉积物存在时,其降解速度相对较快,而在地表水中,降解速度相对较慢。

出现这种现象的主要原因是悬浮物反应时,可能对水体中的有机物进行浓缩或成为微生物菌落的载体[4]。这与甲基对硫磷前三天和前四天的实验不同,之前测得浓度低于实验开始时所添加的浓度,出现这种原因可能是物质自身特性或加入母液而引起的。经过甲基对硫磷在地表水和沉积物中应用分析,所得出的结果与许多专家测得的结果一致。

三、总结

据上述实验可以看到,化学物质的生物降解技术是建立在理论基础上的,然后通过实验来进行验证。实验证明,生物降解技术有助于有害化学物质的降解,能够减少环境的污染以及有害化学物质对人们身体健康的危害。(作者单位:岳阳职业技术学院医学基础部)

参考文献

[1]王伟良,陈俊杰,化学物质降解的重要性[J],上海,上海复旦大学出版社,2009年

[2]张璐璐,刘佳佳,生物降解技术的种类[J],湖北,武汉大学出版社,2010年

第2篇:物质技术范文

【关键词】食品;风味物质;分离分析;技术

1前言

风味是区别两种食物的直接特征,随着对食品研究的深入,人们对风味越类越重视,最初经济不发达的时候,人们对风味的认识只能停留在生理器官上,例如味觉和触觉,但是风味物质在食品中的浓度较低,组分相对复杂,且比较容易挥发,随着科技的发展,一些先进的仪器被研制出来,为人们分析风味物质提供了更多途径。

2风味物质提取技术

2.1蒸馏萃取技术

所谓的蒸馏萃取,就是将有机溶剂和待分离样品同时进行加热,直至沸腾以后,风味物质就会融进有机溶剂中,具体做法如下:首选需要将待分离检测的物质制成浆液,放置于圆底烧瓶中,并将烧瓶连接在仪器一侧,然后将有机溶剂装在另一个烧瓶中,连接在仪器的另一侧;准备工作做好以后,将两个烧瓶同时水浴加热,有机溶剂的蒸汽和水蒸气会在仪器中冷凝,水和溶剂会在U形管中被分离,然后分别流到两个烧瓶中,这样就达到同时蒸馏和提取的目的,只需要少量的溶剂就可以得打大量提取物,增加了风味物质的浓度,有利于后期的分析工作。这种技术属于一种前处理技术,与其他分离技术相比,具有一定的重复性,且整个操作过程比较简单。但是这种方法并不适合与分离所有风味物质,例如在分离提取香精时,一旦蒸馏的温度没有把控好,样品就有可能发生反应,导致分离出来的物质不全面[1]。

2.2二氧化碳高压萃取技术

该技术的原理如下:二氧化碳的温度及压力临界点分别为31.05摄氏度和7.38兆帕,一旦环境超过这个临街点,二氧化碳就会变为一种超临界液体,其典型特征就是既具备气体属性,也具备液体属性,从粘度上来说近似气体,而从密度上来说却近似液体,扩散性质非常好,能够溶解大量物质。由于不同物质在二氧化碳中的溶解度有很大差别,且溶解情况也会受到温度和压力的影响,因此这种提取分离技术的选择性较高,物质提取完成以后,改变温度或者是压力,二氧化碳就会变回为气体,剩下的物质就是纯净的提取物,一般情况下都用该技术提取种子、植物以及香料中的精油,总结起来该种技术具有以下几个特征:首先,该技术的提取能力较好;其次,临界温度为31.05摄氏度,因此非常适合提取一些热敏性物料;第三,操作相对简单、过程容易控制,提取时间短、效率高;第四,该技术的安全性较高,因为其溶剂为二氧化碳,不存在溶剂残留问题;最后,溶剂可以循环使用,不会对环境造成污染,且成本较低[2]。

3风味物质分离分析技术

3.1气味扫描检测技术

气味扫描仪就是我们平时所说的电子鼻,它属于一种人工嗅觉装置,主要用来检测一些复杂的嗅味,具有较高的灵敏度。气味扫描仪中最重要的部分就是气味感知部分,该部分由很多个气敏传感器组成,具有很多种选择性,因此在检测多种气体时可以体现出交叉敏感性,当各类气味分子被检测到时,传感器就能将其转化为物理信号组,这些信号与时间相关,方便计算。通过以上分析我们可以看出,经过电子扫描仪分离分析后得到的并不是定量结果或者是定性结果,而是整体信息,其中包含了样品中所有挥发性物质,也就是说该技术识别到的不同信号代表不同气味,收集并整理这些信号以后,将其与数据库中的信号进行对比,就能够对挥发性成分做出准确判断,就像人类的鼻子一样。国外技术人员曾经用这种方法检测并分析腊肠的挥发性物质,从分析结果来判断腊肠的新鲜程度,我国食品管理部门的技术人员也会用这种技术检测蔬菜及水果的新鲜度,或者检测食物油是否发生变质。这种检测技术的最大优点就是检测速度非常快,所能检测的范围大,因此应用应用范围也较广,在食品安全检测中发挥着越来越重要的作用,值得注意的是,由于食品的种类非常多,其中的挥发性成分也有很多种类,因此最好将该技术与其他技术配合使用,提升检测精度。另外,气味扫描仪在使用的过程中会受到环境中温度和湿度的影响,因此在使用该一起呢时要对环境进行严格控制,以免影响检测结果[3]。

3.2气相嗅觉测量技术

该种技术主要用于气味活性化合物质的检测和鉴定,在食品风味研究中的应用比较广泛,原理如下:将分流口安装在气相色谱柱的末端,将待检样品分流到FID检测器中,物质从色谱柱流出以后,闻香师会对香型和强度进行辨别,这种方式其实具有非常重要的应用价值,因为很多时候人的鼻子会比其他任何仪器都要灵敏,具体有以下四种应用方法:第一是稀释法,就是对待测物质进行稀释,闻香师在嗅探口鉴别,直到稀释到再也闻不到味道为止;第二种是频率检测法,需要一组评估员同时鉴别和记录一种物质,将记录结果进行累计分析,提升鉴别的准确性;第三种是峰后强度法,就是在出峰后记录一定时间内气味强度的变化;第四是时间强度法,主要是通过记录气味强度及其持续的时间对气味做出判断。目前,该种检测技术主要用于食品以及香料的检测中,例如,在鉴别金华火腿时就用到了该种技术,由于其包含多种风味活性物质,最初的样品风味轮廓中包含88种化合物,经过气相嗅觉检测以后,将重要化合物的数量精简到22种,证明这22种化合物直接决定着金华火腿的风味;再比如,该种技术还经常用于鉴定白兰地酒,通过酒中的香气成分判断酒的真假或者年份[4]。

4结语

随着科学技术的发展,人们对风味物质的研究越来越深入,一些先进的提取技术和分离分析技术对食品风味物质的鉴定提供了技术支持,尤其是当前社会中食品安全问题突出,人们都希望相关技术进一步发展,将这些技术作为解决食品安全问题的重要工具,技术人员要根据待检物的特征合理选择分离分析技术,将技术优势发挥到极致,提升检测的准确性。

参考文献:

[1]陈弦,张雁.发酵蔬菜风味形成机制及其分析技术的研究进展[J].中国食品学报,2014,12(14):02:217~224.

[2]钱敏,刘坚真.食品风味成分仪器分析技术研究进展[J].食品与机械,2009,13(15)04:177~181.

[3]杨欣怡,刘源.水产品中挥发性风味物质提取和分析研究进展[J].食品科学,2015,9(11)05:289~295.

第3篇:物质技术范文

关键词:物探技术:综合物探;地质找矿;应用

一、物探概念、原则、方法

1、物探技术的含义

所谓的物探技术,其全称是地球物理勘探技术,是用于探测地质水文地理情况的。由于在利用仪器来对不同地质对象进行探测时,仪器中会显示出不同对象各自不同的物性差异,每一种矿物质都有与其对应的物性特征,而物探技术就是利用这一工作原理实现地质勘测的。物探技术,通过先进的仪器精确测量出所测对象的物理场分布情况,根据物理场分布的指数、差异与特征,判断地质的实际结构、分布以及探测出工程中可能出现的问题。

2、技术的分类

物探技术按照测试的不同参数,探测分为多种不同的方法,有地震勘探、点法勘探、物探测井、弹性测波、地质雷达、水声勘探、层析成像、综合测并以及放射性勘探等等。

一般来说,每一项地质勘探项目,都是综合利用多种方法来完成地质勘探作业的。因此,把两种以上的的物探方法进行结合使用,就称为综合物探。在实际的工程建设中,往往都是采用的综合物探,从而更好地完成地质勘探和工程检测。

3、物探技术的使用原则

(1)科学推测原则

对探测区域进行勘探后,会生成具体的数据、报表、图像之类的资料,这时候就需要技术人员对这些资料进行分析总结。这个材料的分析环节,是整个勘探过程的关键。所以,技术人员要具备丰富的地质材料分析经验,并且要科学利用地质分析预测的方法,对材料进行去伪存真的资料删选,科学推测,准确判断,做到地质的精准勘探。

(2)择优原则

物探技术分为很多不周的种类,每一种物探技术都有其优点和缺点,正因为勘探的侧重点不同,因此在实际的地质勘探中,要根据具体探测区域的特征,选择更加适合的技术进行探测。

(3)综合勘探原则

由于每一种物探技术都有其优点和缺点,即每一种方法都是存在其局限性的,所以单一的物探方法很难完成一项实际的地质勘探工程,因此在选择物探方法的时候,应该灵活选择,采用综合物探的方法,实现复杂工程的精准探测。

4、物探技术的几种方法

针对地质勘查工作的复杂性,所有在不同的地质环境通常需要采用不同的物探技术,因此进行地质勘查的综合物探技术的方法有很多,下面列举以下几点:

(1)电磁法

所谓的电磁法,主要是指依据岩层具有导电性的特点进行探测,从而达到地质勘查的目的。电磁法根据不同的工作原理,又可以分为连续电磁法和瞬变电磁法两种情况。它们主要应用于地质结构的勘查和金属矿床的寻找。其中,瞬变电磁法可以通过一定的电源装置,利用电磁场的脉冲特点对地质结构发射电磁场,从而对地质结构进行有效的勘查与探测,尤其是在水文地质结构的勘查中,瞬变电磁法发挥了重要作用。

(2)无线电波法

无线电波法,主要是对地下发射高频率电磁波,然后利用这些电磁波的衰减情况进行分析,从而促进地质勘查工作的有效开展。当电磁波穿过岩石会被的磁场吸收从而出现衰减的情况,尤其是遇到断层是会发生明显衰减的现象,因此在地质勘查中根据这中现象可以准确判断断层的位置。

(3)电流法

电流法是一种根据不同岩石之间具有的电阻率和含水性进行的物探技术方法。通过电流法探测出不同地质结构中的岩石电阻率,然后根据这些电阻率数据进行科学的判断与分析,从而确定地质结构中岩石的含水量以及岩石的不同种类,以此来做到对地质结构的定性分析。

(4)天然磁场法

由于岩石本身就具有一定的磁场,因此在进行地质勘查时可以利用这种天然的磁场进行有效的检测。天然磁场法就是根据岩石自身所具有的磁场进行的一种地质勘探方法。这种探测技术可以通过岩石磁场的频率进行数据测量,来详细了解不同层次的地质结构。但是,在实际地质勘查过程中,这种物探技术方法容易受到外部因素的影响。

二、物探技术在地质找矿中的应用

通常,在地质找矿中物探技术的应用,主要的利用基本原理是:通过激发地层表面从而产生一种振动信号,这种信号又以地层为传播介质,向地表上的勘探仪器发送信号,信号在地层的传播过程中,由于地层中不同矿物质的地质物性的不同,反映的体波、面波相关信号也会存在差异。正是利用信号与地质物性的对应关系,从而判断出地层的地质结构与属性。其中面波信号又包括love波和Rayleigh波,而体波信号则是包括纵波与横波。

2.1面波

仪器发出的信号,在地层的传播中,当经过的传播介质不均匀时,反映出的面波信号会表现出频散现象。面波信号表现出频散现象时,有如下特征:①面波速度的变化规律:当信号的频率发生变化的时候,面波速度(VR)会因为勘探深度的变化而发生变化,当勘探深度发生变化时,面波速度也会逐渐趋近所勘探的深度层,从而使勘探信号更加准确。②拐点移动的规律:当勘探的地层厚度发生变化时,表现的频散曲线中与其相对应的拐点的位置也会随着厚度的变化移向低频的方向。这个规律表明,拐点位置与地层厚度是密切相关的。

2.2体波

体波信号,会依据不同的地层条件而反射或折射出不同的现象。很明显,地震信号在地层的传播过程中,所通过的地层不是单一属性的,而是多层的,多地质物性的。①波速:当上覆层的比下覆层的要小时,地震信号在经过分层地层传播时,会出现显著的折射现象。②波阻抗:当上覆层的比下覆层的要小时,地震信号在经过分层地层传播时,会出现显著的反射现象。

而折射波又分为两种,一种是初至折射波,另一种是对比折射波。初至折射波,只负责对初歪区的个别界面的折射波进行跟踪,所以很容易辨认,其识别率也很高。而对比折射波,却要负责初至区与续至区的折射波跟踪,因此探测能力不强,而且对于地质速度的逆转层探测也不适用。

三、物探技术的应用实例

某物探院在引进物探技术方面一直表现的十分先锋,其中引进的“成像光谱仪”,就是目前国际上十分先进的仪器。这一仪器,它能够从所收集的复杂无无序的岩矿石光谱信息中,准确的分辨出三十到五十种之多的矿物。此外,该物探院同时还引进了大地电磁测深法,而且是标配了美国的CDP32仪器,以及一系列的相关配套设备、软件的。

四、物探技术在地质找矿中取得的进展

地质勘探中,物探技术自引进的十几年以来,已经取得了很大的进步,尽管相对国外的物探技术还存在较大的差距,但是我国的物探技术也在实际的地质凿矿中取得了突破性的进展。

4.1 先进技术的研发

基于国内外先进技术的吸纳“重、磁三维解释系统”得以成功改进和开发。该系统在计算机平台和Windows的操作中把曲面延拓、重磁数据转换、三维物性反演、三维体反演、界面正反演等这些先进都进行优化与集成,从而形成一个实用的软件系统。该软件系统适合于起伏地形下或是曲面观测中的数据处理与数据解释,为区域地质与资源勘探提供了一个人机结合的三维可视化解释平台,在地质凿矿中取得了很好的应用效果。

4.2高精度仪器的研制

在物探技术的仪器研发中,我国已经成功研制了首台高精度的质子磁力仪。该质子磁力仪口径小十分轻便,井中仪器的直径是45mm,下井深度深达l000m,测量的精度高达±5nT,为我国的地质高精度测量工作提供了可靠的按术手段。

五、结语

长期来,在金属探矿过程中,我们都缺乏对物探技术充分而全面的认识,相对在国外来讲外国很多外国矿业公司在地质找矿的选区、选点、定位工作上都十分重视对物探技术的应用。因此,我们国家应该不断的对已经成功应用过的物探技术进行工作总结,在金属矿的开矿工程中充分开发创新利用物探技术,使得我们国家的物探技术得到不断的完善和成熟。

参考文献:

第4篇:物质技术范文

生物质气化是指生物质在高温、无氧或缺氧条件下,发生热分解,产生可燃气体的过程。农林生物质包括各种秸秆、稻壳、果壳、果树枝条及林业三剩物等,具有来源广、数量多、可再生、零排放及环境友好等优点,是一种十分宝贵的可持续获得的绿色资源。

生物质气化技术早在上上个世纪1883年就问世于欧洲,上世纪的40、50年代,中国的汽车也曾利用过这项技术,将木炭在缺氧条件下高温气化产生可燃气,代替柴油、汽油作为汽车的燃料。应该说,气化技术是一项古老的传统技术。但是,在便捷、廉价的油、气年代里,由于气化技术中的某些缺陷,这项技术被人们忘却和冷落了一个多世纪,未被很好的加以利用。

综合研究与观察发现,影响生物质气化技术开发利用的主要原因是:

(1)气化技术产生的产品单一,仅产生可燃气,经济效益不显著;

(2)气化过程中,特别在低温气化环境下,可燃气中的焦油含量高,容易污染发电机的喷嘴和燃气用具,影响设备的正常工作;

(3)净化可燃气过程中,产生的生物质提取液(也称木醋液)未能开发工业化用途,直接排放会造成环境污染;

(4)产生生物质气化的固定床和流化床设备产气量不大,仅能驱动200-300kw的发电设备,工业化应用前景不广。流化床气化设备对生物质原料的形状、大小有一定的要求,因而增加了原料的加工费用。

针对上述4个关键性的技术难题,近十年来在广泛调查研究的基础上,开展了创新性的研究工作:

(1)提出了生物质气化多联产技术的学术思想,并从原理和技术上成功实现了在生物质气化过程中,同时制取生物质可燃气、生物质炭和生物质提取液;开展了生物质炭,生物质提取液的基本性质及应用途径的研究,在山东、江苏、宁夏、江西等省开展了以生物质提取液为基质的活性有机叶面肥在大田作物、水果、蔬菜等作物上的应用试验和秸秆炭回田对提高农作物产量和品质的应用试验,都取得了可喜的效果,为提高综合经济效益提供了技术支持。

(2)科学的分析和验证了产生焦油的机理,设计和制造二次进气的固定床高温气化发生炉,使生物质在气化过程中少产生或不产生焦油,并采取科学、高效的气液净化分离技术,使可燃气满足用气设备的技术要求,确保设备的稳定可靠运行;

(3)研制开发高效、大功率、自动化程度高的固定床生物质气化发生炉,满足下游工业部门对气化产能的需求。目前,气化发电的功率可达500kw/h,今后可提升至1000kw/h;

(4)创新研究思路,改变不同气化条件,调控可燃气的成分和数量。

生物质气化技术虽然是一项传统的技术,只要我们在原有技术的基础上,深入研究它的发生和调控规律,克服它固有的某些缺陷,并赋予它更多的新的活力。对生物质气化技术的认识和应用,将会由“必然王国”走向“自由王国”,在我国和世界的生物质资源化利用领域中,发挥它应有的贡献。

因此,生物质气化技术应当引起大家的重视,重新来认识它,并投入更多的精力,开展创新型的研究。

二、生物质气化多联产技术的基本原理

1、基本原理

生物质气化过程中,主要分为原料干燥区、热解区、氧化区和还原区等四个阶段,在整个反应过程中,炭是充分满足的,氧气是限量供应的。因此,在氧化区和还原区发生了一系列的化学反应,其中还原区的反应过程是决定可燃气中的一氧化碳、氢气、甲烷的数量。如果适当的改变反应条件,可大幅度的增加可燃气成分的结构和数量。

2、关键设备

生物质气化多联产设备主要由两大部分组成:

(1)生物质气化发生炉。

技术要求:①结构科学、运行可靠、使用寿命长;②热效率高、产气量大、焦油含量低;③自动化程度高,尽量减少人工操作;④出炭、出气顺畅,炉内不架桥;⑤安全性好,防止系统的漏气,引起燃烧或爆炸。

(2)气液分离系统。

技术要求:①结构科学、易于加工;②可燃气中焦油含量低;③可燃气中的水分、温度符合发电要求。

三、生物质可燃气和生物质炭

1、生物质可燃气

可燃气的成分主要有甲烷、一氧化碳、氢气,输入燃气轮机可直接发电,也可直接向用户供气。

2、生物质炭

(1)生物质炭的性质

根据生物质原料来源不同,可分为木炭、稻壳炭、秸秆炭等。

(2)生物质炭的应用

木炭在工业和民用中已有广泛的用途,是一种重要的工业和生活原料。秸秆炭中的稻草炭经测定,含钾3.1%、磷3.9%,镁2.9%、钙1.3%,比表面积158m2/g。稻草炭和氮、磷、钾或家禽、家畜的粪便可制成各种优质的复合肥或有机肥,还田后对作物的产量和品质有如下效果:

①可增加土壤孔隙度,降低土壤容重、改善土壤通气、透水状况,提高土壤最大持水量,缓解了土壤板结的难题。土壤中增加4%的稻草炭,土壤的容重从1.39g/cm2减少至1.20g/cm3,土壤最大持水量从37.71%增加至41.17%。

②可将土壤中紧缺的氮、磷、钾、镁等大量元素返回到土壤中,而且还可以补充植物所必须的铜、铁、锌等微量元素,有利于提高农作物的产量和品质。

③可抑制土壤对磷的吸附,有利于磷的解吸,从而改善植物对磷的吸收利用。研究表明,当土壤加磷量为100mg/kg时,土壤中增加4%的稻草炭,磷的吸附率为22.37%,而未加稻草炭的土壤则高达52.43%;而相应土壤磷的解吸率由0.85%提高到22.81%。

④具有修复土壤重金属污染的作用,对污染土壤中的镉(Cd)具有显著的吸附作用。在三级镉污染的土壤(100mg/kg为三级、0.6mg/kg为二级、0.3mg/kg为一级)中进行种植小白菜试验,结果表明,加入4%稻草炭后,小白菜叶中镉的含量减少49.43%,小白菜根中镉的含量减少73.51%。

四、生物质提取液

1、提取液的基本性质

以稻壳为原料生产的生物质提取液的基本性质如下表3所示。

生物质材料气化过程中产生的气体,经分离、冷凝后得到生物质提取液,经分析测定,主要含有酸类、醇类、酯类、醛类、酮类、酚类等多种化学成分。

稻壳提取液含有18种物质,主要含有21.17%醇类、3.75%酚类和3.65%酯类,另有40.08%酸类、酯类、醛类、酮类等其它物质。

稻草提取液主要含有1.89%醇类、7.49%酚类、3.21%酯类、8.23%酮类、0.68%酸类、0.95%醛类物质,还含有4.44%的其它物质。

由于这些有机化合物本身具有生物活性,具有促进作物生长和抑菌、杀菌性能,各种物质之间相互协同作用,使生物质活性提取液具有良好的促进作物生长和抑菌、杀菌性能。

2、提取液的抗菌性能

以稻壳活性提取液为原料,以白色念珠菌、黑曲霉菌、大肠杆菌及金黄色葡萄球菌为供试菌种,按抑菌试验方法进行抑菌试验,结果如表4所示。

稻壳活性提取液对白色念珠菌、大肠杆菌有很强的抑菌效果,抑菌率都在90%以上,对金黄色葡萄球菌、黑曲霉菌有一定的抑菌作用。

3、提取液毒理性、重金属及细菌数试验

经江苏省疾病预防控制中心对稻壳提取液进行的毒理性试验结果表明:该样品雌雄小白鼠经口毒性试验验证属于无毒级。

经国家轻工业香料化妆品洗涤用品质量监督检测南京站对稻壳活性提取液中重金属及细菌数试验结果表明:该样品的重金属及细菌数均符合QB/T2660-2004《化妆水》标准要求。

4、提取液作基质的叶面肥

以稻壳提取液作为基质,增加农作物生长紧缺的大量元素、中量元素和微量元素,稀释至300-500倍作为有机叶面肥。

研究表明:稻壳提取液作为叶面肥或液体肥使用能有效提高西红柿、苹果、李子、萝卜、花生、油麦菜、水稻和辣椒等瓜果、蔬菜等作物的产量和品质,提升瓜果的口感。各地的大田试验结果表明,杏子、李子、苹果、桔子等鲜果类在果树疏果后,每隔7-10天喷洒一次叶面肥,连续喷洒三次,收获时的产量可增加10-15%,维生素和糖分含量可增加3-5%,果形和口味明显改善;各种叶菜、马铃薯和花生等块茎作物,可增加产量15-25%。另外,大量的测试分析表明,不同原料的生物质提取液由于原料成分的差别,提取液的成分也有某些差别,但基本成分和类别没有太大的变化。

5、提取液在防止病虫害上的应用

三年来江苏句容戴庄有机农业社6000多亩有机水稻,育秧全部采用(稀释30倍)稻壳提取液浸种,秧田基本未见恶苗病、苗稻瘟及干尖线虫病发生,秧苗长势好。大田也没有发生过恶苗病、稻瘟及干尖线虫病危害。

有机草莓栽培试验田已连续三年用稻草提取液(100-300倍)防治草莓蚜虫及灰霉病,病害基本得到控制,对棚内放蜂授粉没有影响,可生长出优质有机草莓。

在连栋温室中,用盆栽黄瓜进行土壤线虫试验,使用400倍生物质提取液浇灌,能显著降低盆栽黄瓜根结线虫的发生率,发病株的病情指数也显著下降。

五、生物质气化多联产技术前景展望

1.正常运行条件下,每吨木片可发电900kw/h,产出木炭0.20吨,提取液0.20吨;若以稻壳和秸秆为原料,每吨稻壳可发电700-800kw/h,产出稻壳炭0.30吨,稻壳提取液0.15吨;整个加工过程不需要外加热量。

2.产生的气体产品可燃气用于发电或锅炉燃料,已经得到很好的利用;生物质炭根据其原料的不同,也已在工业和农业上得到应用,以木材为原料的木炭,其固定炭和灰分含量均符合制造活性炭的要求,因此是制造活性炭的重要原料;大量试验证明,生物质提取液和各种秸秆炭是制造各种优质专用炭复合肥的主要原料,应用前景十分广泛。

3.将气化炉与发电装置的功率提高至1000kw,并将生物质气化多联产技术综合集成建设5-10兆瓦的生物质多联产电厂,作为一种生物质电厂的模式,具有良好应用前景。

第5篇:物质技术范文

关键词: 植物微核技术 原理 环境污染 水质监测

近年来随着工、农业的快速发展,人类活动的加剧,人们排放的废物严重污染了我们的生活环境,使环境中的有毒污染物日益增加,这些污染物不仅破坏了生态系统的平衡,而且对人类的生存造成了极大的威胁,环境污染已经成为全球共同关注的热点问题。为了检测出已经存在或潜在的危害,各种环境监测技术也应运而生,植物微核技术是根据遗传学上染色体畸变的原理而建立的一种环境污染的生物监测方法,在对大气、土壤、水环境中的各种有毒物质的遗传毒性检测方面得到了广泛应用[1]。

1.植物微核技术的建立及发展

微核技术(micrnucleus technology)是根据遗传学上染色体畸变的原理建立的,是以动植物为材料,利用细胞生物学方法观察其出现的微核率来表示材料受遗传损伤程度的一种检测方法。微核技术创建于20世纪70年代初,Matter和Schmid等在研究人类和哺乳动物细胞损伤时,初步建立了间期细胞的微核测定技术。1978年美国西伊立诺大学的马德修以紫露草为材料,通过花粉母细胞4分体微核数量作为测定环境污染技术,取得了良好效果[1]。20世纪80年代初期,美国的Degraas建立了蚕豆次生根尖微核检测系统[2]。此后越来越多的人采用各种植物微核技术进行不同领域的检测研究。实验证明,利用植物微核监测技术监测水质污染、大气污染和土壤污染,是一种行之有效的方法。1980年美国国家环保局将此方法确定为监测环境污染的常规项目,我国也于1986年将其编入《环境监测技术规范》。

植物微核技术最早主要应用于监测环境污染,后来逐渐发展成为农药、杀虫剂、食品添加剂等毒理学检测的一项普遍技术。目前,植物微核技术发展较快,除紫露草外,又研究出了很多适合的植物材料,如蚕豆根尖、叶尖、大蒜根尖等,并建立了监测地表水、地下水、饮用水源水、饮用水、工业废水、海水等不同的测试系统。深入研究植物微核技术在水质监测中的应用,对于指导和完善水和废水的生物危害性测定及评价,进而深入保护我国水源及水质安全性评价均具有重要的意义。

2.植物微核技术的原理

微核是指位于生物细胞的细胞质中独立于主核,直径小于1/20―1/3,完全与主核分开的圆形或椭圆形的小核,它可以是整条染色体或染色体断片,其染色性与主核一致,其中部分微核具有DNA复制能力。细胞的染色体在复制过程受损时经常会发生一些断裂或丢失,细胞进入下一次分裂时,断裂的染色体没有着丝粒,不能随有丝分裂进入子细胞,以游离的方式存在于细胞质中,从而形成一个或数个小核。因此在细胞分裂后就可以观察统计微核的个数,以此评估环境污染导致染色体畸变的程度,从而间接地体现环境污染的程度。实验中以微核率来表示材料受遗传损伤程度。微核率是指生物材料经细胞生物学方法制片后,在显微镜下观测的1000个细胞当中微核细胞所占的比率,也可以每个细胞当中微核的平均值来计算。微核千分率=(观察细胞中具有微核的细胞数/所有观察的细胞数)×1000‰。

3.植物微核技术在水质监测研究中的应用

植物微核技术是一种有效的生物学短期测试方法,在环境监测方面发挥了重要作用。以下分别就植物微核技术在水质监测地表水、饮用水、工业废水、生活污水、海水等方面的研究作简要介绍。

3.1地表水

地表水是人类赖以生存的基础,与人们的生活和生产息息相关。植物微核技术因具有前述的诸多优点而被广泛运用于地表水监测的研究,目前已成为揭示水质生物危害性测定及评价不可或缺的工具。陈光荣筛选出了一个理想的敏感性高的蚕豆品种――松滋青皮豆,并首次运用该技术监测青山湖污染。后来提出了“污染指数”评判标准,为类似的水质检测研究提供了有益的借鉴和指导。赵淑媛在哈尔滨松花江上下游设四个采样点,采用蚕豆根尖细胞微核试验测试其蚕豆根尖细胞微核率和污染指数来检测其水质[3]。周立人等采用蚕豆根尖微核技术对南淝水河水体七个采样点进行了测定。结果表明:除董铺水库水源基本无污染外,其余各点均有不同程度的污染[4]。另外,王焕校、徐鑫成等也利用蚕豆根尖植物微核技术对松花江流域阿什河段的水质污染进行了监测。近年来利用紫露草、紫竹梅4分体微核技术,蚕豆、大蒜、洋葱、水花生等根尖细胞微核技术监测河流、湖泊等方面的研究多有报道,表明植物微核技术正日趋完善,便于规范化推广应用。

3.2饮用水

饮用水安全与人体健康直接相关。由于饮用水中存在大量氯的衍生物,此类有机物大都呈低剂量长期暴漏的特点,常规的理化分析不足以对水质状况作出全面的评价。因此,有必要建立一种有效的测试方法评价水中有机物对生物特别是对人体的遗传毒性,以准确直观地反映对人体健康的潜在危害。植物微核技术对低浓度的有机物非常敏感,可通过微核率、双核率、有丝分裂指数、染色体畸变率等一系列指标得以体现,是一种快速、有效的体外短期生物学检测方法。

3.3工业废水

多年来工业废水的监督检测主要采用常规的物理和化学监测方法。理化方法虽能精确地分析废水的污染成分,但不能直接反映出废水污染环境后引起的生物学效应,以及污染物质潜在的长期的危害性,尤其是污染物质的遗传毒性。植物微核技术能反映出诱变污染物对生物遗传物质的综合毒性和破坏程度,是监测工业废水的良好方法。刘瑞祥等利用蚕豆根尖微核技术检测合成氨工业水的遗传毒性,结果表明:洗煤气水、洗甲醇水均具有较强的致突变性。这也是首次报道合成氨工业水的生物毒性检测。

3.4海水

海洋污染生物学监测也是水环境监测研究的重要领域之一。使用较多的方法有微型生物群落分析法(PFU法)和海胆受精卵发育异常法两种。但由于受季节、气候、材料采集等影响,实验操作上有一定难度,发光细菌法在国内应用也不普遍。因此,建立一种简便可靠、适用于实验室操作的海洋生物学监测新方法有着显著的意义。马明辉等分别用紫露草和蚕豆根尖微核技术对我国金海海水的污染状况进行了研究,提示了该技术用于海水污染监测的可能性,并提出了污染指数划分海水污染等级的初步标准。

植物微核技术自问世以来,作为一种经济、简便、可靠的短期生物学监测方法而被广泛应用于水质检测研究的诸多领域。但是,植物微核技术也有其局限性:它适合于测试潜在染色体损伤的因子,但无法测出作用于特殊组织或不能达到靶细胞,以及仅仅诱发基因突变的因子;它见长于短期测试,而不适合于积蓄作用和慢性诱变力的检测;机理研究深入不够,新的检测技术探索不够;技术和方案的标准化工作有待进一步发展。

参考文献:

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第6篇:物质技术范文

[关键词]矿产勘查 物化探技术 成矿预测

[中图分类号] F416.1 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-1-79-1

矿产资源是国家发展的重要基础资源,随着社会发展,浅层资源已勘查殆尽,深层矿物质由于受到地质环境及经济技术条件的限制,勘查及开采难度非常大的,因此我们需要采用有效的措施来提高中深层矿产资源的勘查效率,促进矿产勘查开发技术发展。综合运用物化探方法是当前最为常见的一种勘查手段,在矿产勘查工作中具有非常重要的作用。

1地球物理勘查方法技术

地球物理勘查(简称物探)方法也就是利用各种地质体的物理性质差异来勘查矿产资源的一种方法,主要包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震法勘探、放射性勘探方法等。物探方法在寻找有色金属、煤炭、石油、地下水以及构造方面均能够取得良好的效果。

1.1重力勘探

通过对重力场的变化测量,查明地质构造及矿产分布的方法,除地面重力测量外,还包括海洋重力、航空重力、井中重力、卫星重力测量。重力勘探始于上世纪二十年代,具有勘探深度大、经济的特点,随着科学技术发展,轻便、高灵敏度的重力仪不断问世,重力勘探在矿产勘查中发挥着重要作用。目前较为先进的重力仪为美国劳雷工业公司生产的CG-5野外重力仪。

1.2磁法勘探

磁法勘探是利用地质体间磁性差异所引起的磁异常来查明矿产及地质构造的方法。按工作环境分为地面磁测、航空磁测、海洋磁测及井中磁测四类。磁法勘探对勘查具有磁性的地质体或矿产具经济、直接的特点。较新型的磁力仪为加拿大产的GSM-19T标准质子旋进磁力仪梯度仪系列、GSM-19高精度Overhauser磁力仪梯度仪系列。

1.3电法勘探

通过地质体间的电性差异查明地质构造或矿产的勘探方法。单就场而言可分为传导类电法勘探和感应类电法勘探,就工作空间而言分为航空电法、地面电法、井中电法。具体勘探方法主要有:电阻率法、充电法与自然电场法、激发极化法、电磁法、频率电磁剖面法、瞬变电磁法、大地电磁测深法、可控源音频大地电磁法、甚低频法、探地雷达法、地面核磁共振法等。随着科学技术发展,电法勘探的仪器设备更加先进多样,探测深度不断加大,在勘查工作中得以广泛应用。

1.4地震勘探

地震勘探是通过研究人工地震产生的地震波在地下传播规律辨别地质体的方法。地震勘查具有穿透深度大,精确度高,解释结果单一的特点,在石油天然气、煤田、工程地质勘查及区域地质、地壳研究方面广泛应用。

2地球化学勘查方法技术

地球化学勘查是系统地在不同尺度和规模上研究岩石圈、水圈、生物圈、土壤圈、气圈中化学元素、同位素及其化学特征的空间分布变化规律,探讨它们在宏观、微观尺度内的分配迁移机制的方法,简称化探。主要研究对象为元素分散模式及异常,按异常规模分为区域地球化学异常、地球化学省、地球化学域;按形成异常介质分为水系沉积物、土壤、岩石、生物、水、气体地球化学异常。主要工作方法为对不同介质的地球化学测量。化探方法在寻找和扩大贵金属矿产方面具有直接、快速、定量经济的特点。

伴随着地质找矿的深入,露头矿和近地表矿已基本被查清殆尽,隐伏矿的寻找成为今后矿产勘查的发展趋势。近年来,一些高灵敏度、高精度的化学分析仪器,提高了人们对地球物质特殊存在形式和迁移运动机制的认识,同时促进人们对地球化学勘查方法的开发研究,提出了不少隐伏矿床地球化学勘查的新理论和新的方法技术。目前比较先进的化探方法是深穿透地球化学方法,当前以金属活动态测量法、地球气纳微金属测量法、活动金属离子法、地电测量法一系列偏提取技术为主要手段。

2.1地表介质地球化学测量

水系沉积物测量方法,生物地球化学测量方法主要用于矿产普查阶段,为选定靶区的最佳手段;土壤测量为异常地质体初步定位及选定物探测量范围提供依据,也是矿产详查阶段的重要化探方法;岩石测量、水地球化学测量应用于探矿工程中,为推断确定矿体提供直接依据。

2.2汞气测量

汞及其化合物的地球化学性质有两个方面的重要特征,一方面汞是典型的亲硫元素,这使它在内生成矿作用中,以各种形式分散进入各种硫化物中,使汞呈高度分散状态;另一方面,与其他金属元素相比,汞为最易挥发的金属元素。汞易于从各种化合物还原成自然汞,而自然汞在相当宽的氧化还原电位和酸碱介质内是稳定的。汞具有较强的穿透力,一般地说,由地下深部上升的汞蒸汽,沿着构造断裂、破碎带上升,从地面一下几百米甚至几千米,可以一直到达地表,即使疏松覆盖物较厚,地表土壤中仍有汞的异常显示土壤汞异常往往指示断裂构造顶部的投影位置。然而当直接采样介质为气体时,受气候、环境,尤其是降雨等自然因素和操作上繁琐、操作过程中主观因索的影响,测量结果重现性不理想。

2.3地电测量

该方法是利用人工电场作用使矿化相关的金属离子平衡发生改变,金属阳离子向阴极移动形成电解质,收集分析这些电解物发现金属异常。该方法主要用于异常查证及矿产详查阶段。

3物化探方法的综合应用

矿产勘查工作中,一般在有利成矿地质环境下,适当的化探方法先行,缩小找矿靶区,再辅以相应的地球物理方法,综合地质解释,便可初步确定异常地质体的规模、形态,投入槽探、钻探工程验证,可达到矿产勘查目的。目前生产技术水平,物探、化探测量从测深及元素含量方面,均不能达到定量目的,随着理论发展及新技术提高,物化探新设备的应用,其矿产勘查优势日益突出。

4结束语

物化探方法的运用必须以工作区的成矿地质背景为基础,物化探信息必须结合工作区的成矿地质条件来解释。在进行物化探勘查过程中始终坚持地质一物化探 (结合地质理论进行合理分析、解释)地质的思路,而不能脱离成矿地质条件,孤立使用某种方法,只有这样才能解决地质与找矿的实际问题。

参考文献

[1]李学军.地学论文中常见的表达问题及解决方法和建议[J].中国科技期刊研究,2011(5).

[2]荆永渠,迟义宾.磁测方法在支山铁矿勘查中的应用[J].科技传播,2010(11).

第7篇:物质技术范文

关键词:生物质;燃料;液化;进展;

中图分类号:TK6 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2015)-01-00-02

液体燃料的不足已严重威胁到我国的能源与经济安全。我国一次能源消费量仅次于美国成为世界第二大能源消费国, 2006年进口原油已达5000万t,占总量40%。因此,国家提出了大力开发新能源和可再生能源,优化能源结构的战略发展规划[1-2]。生物质燃料是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。生物质燃料包括各种农业废弃物、林业废弃物以及各种有机垃圾等。我国生物质资源丰富,理论年产量为50亿t左右,发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力。

目前生物质液化还处于研究、开发及示范阶段。从工艺上,生物质液化又可分为生化法和热化学法。生化法主要是指采用水解、发酵等手段将生物质转化为燃料乙醇。热化学法主要包括快速热解液化和加压催化液化等[3-8] 。本文主要介绍生物质燃料液化制取液体燃料的技术与研究进展。

一、生化法生产燃料乙醇

生物质生产燃料乙醇的原料主要有能源农作物、剩余粮食和农作物秸秆等。美国和巴西分别用本国生产的玉米和甘蔗大量生产乙醇作为车用燃料。从1975年以来,巴西为摆脱对石油的依赖,开展了世界最大规模的燃料乙醇开发计划,到1991年燃料乙醇产量已达130亿L。美国自1991年以来,为维持每年50亿L的玉米制乙醇产量,政府每年要付出7亿美元的巨额补贴[2,3,8]。利用粮食等淀粉质原料生产乙醇是工艺很成熟的传统技术。用粮食生产燃料乙醇虽然成本高,价格上对石油燃料没有竞争力。虽然我国政府于2002年制定了以陈化粮生产燃料乙醇的政策,将燃料乙醇按一定比例加到汽油中作为汽车燃料,已在河南和吉林两省示范。然而我国剩余粮食即使按大丰收时的3000万t全部转化为乙醇来算,可生产1000万t乙醇,也只有2000年原油缺口的1/10;而且随着中国人口的持续增长,粮食很难出现大量剩余。2007年以来,粮食价格高涨,给国家的安定带来威胁,因此,在我国非粮生物质燃料才是唯一可靠的生物质能源。

从原料供给及社会经济环境效益来看,用含纤维素较高的农林废弃物生产乙醇是比较理想的工艺路线。生物质制燃料乙醇即把木质纤维素水解制取葡萄糖,然后将葡萄糖发酵生成燃料乙醇的技术。我国在这方面开展了许多研究工作,比如武汉理工大学开展了农林废弃物真菌分解-碱溶热解-厌氧发酵工艺的研究,转化率在70%以上[9]。中国科学院过程工程研究所在国家攻关项目的支持下,开展了纤维素生物酶分解固态发酵糖化乙醇的研究,为纤维素乙醇技术的开发奠定了基础[10]。以美国国家可再生能源实验室(NREL)为代表的研究者,近年来也进行了大量的研究工作,如通过转基因技术得到了能发酵五碳糖的酵母菌种,开发了同时糖化发酵工艺,并建成了几个具有一定规模的中试工厂,但由于关键技术未有突破,生产成本一直居高不下[11-13]。纤维素制乙醇技术如果能够取得技术突破,在未来几十年将有很好的发展前景。

二、生物质燃料热化学法生产生物质油

生物质燃料热化学法生产生物质油技术根据其原理主要可分为加压液化和快速热解液化。

(一)生物质燃料快速热解液化

生物质燃料快速热解液化是在传统裂解基础上发展起来的一种技术,相对与传统裂解,它采用超高加热速率(102-104K/s),超短产物停留时间(0.2-3s)及适中的裂解温度,使生物质中的有机高聚物分子在隔绝空气的条件下迅速断裂为短链分子,使焦炭和产物气降到最低限度,从而最大限度获得液体产品。这种液体产品被称为生物质油(bio-oil),为棕黑色黏性液体,热值达20-22MJ/kg,可直接作为燃料使用,也可经精制成为化石燃料的替代物。因此,随着化石燃料资源的逐渐减少,生物质快速热解液化的研究在国际上引起了广泛的兴趣。自1980年以来,生物质快速热解技术取得了很大进展,成为最有开发潜力的生物质液化技术之一。国际能源署组织了美国、加拿大、芬兰、意大利、瑞典、英国等国的10多个研究小组进行了10余年的研究与开发工作,重点对该过程的发展潜力、技术经济可行性以及参与国之间的技术交流进行了调研,认为生物质快速热解技术比其他技术可获得更多的能源和更大的效益[14]。

世界各国通过反应器的设计、制造及工艺条件的控制,开发了各种类型的快速热解工艺。几种有代表性的工艺、各装置的规模、液体产率等参数见文献 [14]。

(1)旋转锥式反应工艺(Twente rotating cone process),荷兰Twente大学开发。生物质颗粒与惰性热载体一起加入旋转锥底部,沿着锥壁螺旋上升过程中发生快速热解反应,但其最大的缺点是生产规模小,能耗较高。以德国松木粉为原料,反应温度600℃,进料速率34.8kg/h的条件下,液体产率为58.6%。

(2)携带床反应器(Entrained flow reactor),美国Georgia 工学院(GIT)开发。以丙烷和空气按照化学计量比引入反应管下部的燃烧区,高温燃烧气将生物质快速加热分解,当进料量为15kg/h,反应温度745℃时,可得到58%的液体产物,但需要大量高温燃烧气并产生大量低热值的不凝气是该装置的缺点。

(3)循环流化床工艺(Circulating fluid bed reactor),加拿大Ensyn工程师协会开发研制。在意大利的Bastardo建成了650kg/h规模的示范装置,在反应温度550℃时,以杨木粉作为原料可产生65%的液体产品。该装置的优点是设备小巧,气相停留时间短,防止热解蒸汽的二次裂解,从而获得较高的液体产率。但其主要缺点是需要载气对设备内的热载体及生物质进行流化,最高液体产率可达75%。

(4)涡旋反应器(Vortex reactor),美国国家可再生能源实验室(NREL)开发。反应管长0.7m,管径0.13 m,生物质颗粒由氮气加速到1 200m/s,由切线进入反应管,在管壁产生一层生物油并被迅速蒸发。目前建成的最大规模的装置为20kg/h,在管壁温度625℃时,液体产率可达55%。

总之,生物质快速裂解技术具有很高的加热和传热速率,且处理量可以达到较高的规模,目前来看,该工艺取得的液体产率最高。热等离子体快速热解液化是最近出现的生物质液化新方法,它采用热等离子体加热生物质颗粒,使其快速升温,然后迅速分离、冷凝,得到液体产物,我国的开展了这方面的试验研究。

(二)加压液化

生物质加压液化是在较高压力下的热转化过程,温度一般低于快速热解。最著名是PERC法。该法始于20世纪60年代,当时美国的Appell等人将木片、木屑放入Na2CO3溶液中,用CO加压至28MPa,使原料在350℃下反应,结果得到40%-50%的液体产物。近年来,人们不断尝试采用H2加压,使用溶剂及催化剂(如Co-Mo、Ni-Mo系加氢催化剂)等手段,使液体产率大幅度提高,甚至可以达80%以上,液体产物的高位热值可达25-30MJ/kg,明显高于快速热解液化。超临界液化是利用超临界流体良好的渗透能力、溶解能力和传递特性而进行的生物质液化,最近欧美等国正积极开展这方面的研究工作[15-17]。和快速热解液化相比,目前加压液化还处在实验室阶段,但由于其反应条件相对温和,对设备要求不很苛刻,在规模化开发上有很大潜力。

生物质燃料转化为液体后,能量密度大大提高,可直接作为燃料用于内燃机,热效率是直接燃烧的4倍以上。但是,由于生物油含氧量高(约35wt%),精炼成本较高,因而降低了生物质裂解油与化石燃料的竞争力。这也是长期以来没有很好解决的技术难题。

三、结论与建议

随着化石燃料资源的逐渐减少,生物质燃料液化技术的研究在国际上引起了广泛的兴趣。经过近30年的研究与开发,车用燃料乙醇的生产已实现产业化,快速热解液化已达到工业示范阶段,加压液化还处于实验研究阶段。我国生物质资源丰富,每年可利用的资源量达50亿t,仅农作物秸秆就有7亿t,但目前大部分作为废弃物没有合理利用,造成资源浪费和环境污染。如果将其中的50%采用生物质液化技术转化为燃料乙醇和生物质油,可以得到5亿-10亿t油当量的液体燃料,基本能够满足我国的能源需求。因此,发展生物质液化在我国有着广阔的前景。

我国在生物质快速热解液化及加压液化方面的研究工作还很少,与国际先进水平有较大差距,需要加强此项研究。开发生物质油精制与品位提升新工艺,降低生产成本是生物质热化学法液化进一步发展,提高与化石燃料竞争力的关键。

参考文献:

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第8篇:物质技术范文

关键词:物理教学;信息技术;运用优势;注意问题

中图分类号:G633.7 文献标识码:B文章编号:1672-1578(2016)10-0295-02

现代信息技术是实现图、文、音、像等有效结合的高效平台,它的应用为物理教学改革注入了奔腾的源头活水,开辟了崭新的天地,对全面提高教学质量起到了极大的促进作用。本文仅结合自己的教学实践谈谈其基本优势与运用时应注意的问题。

1.运用信息技术辅助物理教学的主要优势

应用多媒体技术进行辅助教学是一种新的教学手段。除了具有生动逼真的音响效果、色彩鲜艳的动态视频、非线性灵活便捷的交互手段外,它还解决了静态图形表达、微细结构描述等传统教法无法克服的教学困难,能够大大提高教学效率。其优势表现在以下几个方面:

1.1 能有效激发学习兴趣,促进学习信念的形成。物理是自然科学中最具辩证美、对称美、和谐美的一门学科,物理世界处处体现其自然美。但长期以来,高中学生在物理课堂学习中面对的是一堆枯燥的公式、概念,教学媒体的单一,是造成学生对物理世界的美缺乏足够认识的一个重要原因。不少学生对物理学科的兴趣难以提高,更有部分学生丧失学习信心,学习动机明显不足。而多媒体辅助物理课堂教学,能使教材内容更加丰富、充实、科学和直观、形象、生动,还原物理世界的自然本色,使学生感受到物理的美。这种美感使学生对物理学产生热爱,激发起学习兴趣,强化了学习的内在需要,从而促使物理学习信念的形成,为物理教与学的优化奠定了基础。

1.2 能创设教学情境,提高课堂教学效率。建构主义学习理论认为,教学设计中不仅要考虑教学目标分析,还要考虑创设有利于学生意义建构的教学情境。利用多媒体技术,可以将一些抽象的概念形象化、微观概念宏观化,通过提供给学生一些感性材料,使抽象的概念能较快地被学生理解和接受。同时,借助于计算机,还可利用多种信息方式表达事物,使学生从不同侧面、不同层次深入了解事物,大大增加了课堂信息量。例如在《人造卫星 宇宙速度》教学中,人造卫星发射速度的演示就可以做成动画,贴上一张地球图画,在地球表面以不同的速度发射卫星,当速度足够大时卫星就不会落到地面上。卫星运动可用物体沿轨迹运动来实现,再配以适当的解说及背景音效,就把书上静止的插图变成了生动的动画,声画并茂、视听结合,在学生头脑中形成一个完整的动态物理情景。这种积极的教学情境使往日呆板的教学形式变得丰富多彩,增加了学习的趣味性,有效地激发了学生的学习兴趣和求知欲望,加深了学生对所学知识的理解。

1.3 能凸现物理过程,启迪学生思维。如磁感线的空间分布和变化,简谐运动过程中各物理量的变化情况,LC振荡电路中电、磁场以及与之相对应的物理量的变化,理想气体状态变化的微观机理等等,往往是教师费尽九牛二虎之力,学生通过反复强化训练,才能在其头脑中形成印象,教与学的效率较低。而计算机多媒体模拟技术为解决这一难题提供了很好的途径和可能。如在《波的干涉》教学中,对于波的叠加原理教学,我们通过计算机控制两列波相遇的时间,实时显现不同时刻两列波在相遇区域内的各质点参与两列波在该点引起的振动分位移及合位移的动态图像,帮助学生建立起波的叠加模型。波的干涉现象中振动加强和振动减弱区域内质点的振动情况分析,极为抽象,难以理解,如何让学生掌握这一知识点一直困扰着高中物理教师。实验演示只能提供一个动态的过程,无法实现静态分析,利用幻灯投影又难以实现过程的动态分析,而通过计算机模拟出的平面水波的干涉图样实现即时控制,使干涉画面可动可静,动静结合。结合步步深入的"逼问",充分调动学生的视、听感觉系统,启发积极思维,使学生短时间内形成从表象到本质的认识飞跃,减少了信息在大脑中的加工过程,启迪了思维的深化。

2.运用信息技术辅助教学应注意的主要问题

2.1 要注意教学需要和客观条件。在物理教学中,对多媒体技术的应用必须以学生具体的心理、知识水平为依据,做到教学活动与学生的认识发展过程环环相扣,以有助于学生理解教学内容和物理规律。要把握好多媒体教学软件演示的时机和时间长短,充分发挥其运载信息最大、传播速度快的优势,同时更要发挥学生主体和教师主导作用,提高学生学习的自觉性和认识的积极性。

2.2 要注意教学运用的科学性,做到三个有利于。一是有利于培养学生的科学思想、科学精神和科学的价值观;二是有利于学生理解科学的过程,培养学生的创新能力;三是有利于学生自主建构终身学习所需要的知识概念体系。多媒体技术在丰富表象、补充文字教材不足方面具有很大作用,但一味"补充",不注意"调动",学生只有依靠画面去理解语言文字,也就谈不上发展想象力。因此,多媒体辅助教学软件的设计,关键在于把握好思维坡度的"度",即"跳一跳,摘桃子",引导学生从感性上升到理性认识与思维。

2.3 要处理好多媒体课件与物理实验的关系。物理学是以实验为基础的科学,多媒体课件不能代替演示实验和学生实验。力图把所有的实验都纳入到虚拟实验系统中,并不是一个好的策略。例如,微小形变的实验课件,再怎么努力也是假的,学生不相信对玻璃瓶施压后会产生形变,不如让学生看到真实的现象(也不难做到)。计算机辅助物理实验教学应以由传感器实时采集数据并进行计算机处理和图像显示的方式为主要方向,模似实验不能代替真实实验,但并不是说在课件中排斥一切模拟实验,只是要求在授课时要处理好这两者的关系。

第9篇:物质技术范文

随着信息技术的全面应用,“信息技术与课程的整合”成为我国面向21世纪基础教育教学改革的新视点,教育部也提出了要加快信息、技术教育与其他课程的整合,改革传统教学模式,培养学生的创新和实践能力的要求。在网络环境的不断完善下,以网络和计算机为核心的现代信息技术引入教育领域后,不仅带来了教育技术上的更新,更促进了教学结构模式的发展。近几年来,教师不再以黑板和粉笔为武器进行“一讲到底”式的教学,而是根据网络教学的需要,通过多媒体教学信息控制台,利用计算机、投影机、大屏幕和电视机,调用自己在校园网上的教学站点和智能双向闭路电视系统中的多媒体教学资源,引导学生展开研究性、探索性的学习。然而,如何恰当运用信息技术,使信息技术与课堂教学有机地结合起来,从而为提高教学质量服务,这是个值得深入探索的课题。

一、现代信息技术在生物教W中应用的优势

1.网络资源在教师备课中的作用

计算机和网络中蕴含的大量资源,为我们进行电子备课提供了丰富的参考,这大大拓宽了传统的教材和教参的狭小范围,能让教师在互联网中不断获取最新的资源,从而设计出具有时代气息的电子教案。通过这种对信息的不断加工和创新,教学设计质量、艺术水平和可操作性会不断地提高。备课时,除了借助教材和教参外,还可以通过网络资源获取更多的信息和资料,特别是那些优秀案例,得奖教案,让我们开阔眼界,拓展上课的思路。在此基础上,再结合自己的教学特色,结合学生的认知水平对信息整合,使教学环节都更利于教学活动的开展,可以不断地提高工作的成效。

2.利用多媒体创设情景,激发学生的学习兴趣。

中学生物学教学中所涉及的内容形式、丰富多彩,如果只靠教师用语言进行讲授描述,难免会使课堂变得枯燥无味,学生容易失去学习生物学的兴趣。运用多媒体创设课堂教学情境是一个激发学生学习兴趣的方便快捷而又有效的好办法,让学生在有限的时间内达到最有效的学习状态,取得最有效的学习效果。

例如,在讲解达尔文的进化论的时候,可以通过大量的图片、视频等来展示地球地质环境的变迁,以及各个时期的生物的进化与淘汰的过程,这不但有效地向求知欲极强的中学生了解到了生物学的意义,激发学生学习生物的兴趣。 学生一旦被激发起兴趣,就会对新知识有一股热情和渴求,学会自己学习,举一反三,真正成为学习的主人。因此,教师在教学中可以巧妙的运用多媒体创设各种教学情境,激发学生学习生物学的的兴趣,培养学生的观察能力、思维能力和综合分析能力。

3.利用多媒体突破教学中的重难点。

在生物教学中,往往遇到难讲的内容,知识点琐碎抽象,与生活联系小,学生很难理解,讲的口干舌燥,学生还是毫无反应,结果课堂氛围死气沉沉,尴尬的情景可想而知。而我发现如果在课堂上引用多媒体课件就会使难讲的内容变的生动易懂。可以化静为动,化虚为实,化抽象为直观;能够拓宽课本知识体系,拓宽教学的时间和空间,拓宽和加深课堂学习的内涵和外延。

例如:减数分裂和有丝分裂的知识点对于高中生来说,是一个难点,因此在讲授“减数分裂和有性生殖细胞的形成”这一节内容时,可以将和卵细胞的形成过程制作成flas来演示;把拍摄的在显微镜下观察到的减数分裂不同时期细胞的图片与教师画的示意图对照着同时呈现给学生;将受精部分内容通过播放生理卫生科普片的形式介绍给学生,可以辅助学生对重点、难点知识的理解。

4.多媒体能巧妙地将抽象概念转化形象生动情境

生物教学中有很多过程都是动态的、概念是抽象的,我们可以运用投影、实验、模型、图表等展现理论产生的典型事实,力求变抽象为具体。在教学中,利用计算机、多媒体对教材中难以观察的细微结构、生命现象和活动过程等进行信息处理,模拟或再现其真实情景,使其变得形象、直观,这既为学生自主探索学习知识提供了直观的材料,又可以使学生进行抽象概括,能够很好的达到目标。

如基因的分离规律和基因的自由组合规律是孟德尔经过整整八年的不懈探索所揭示的,其理论知识抽象难懂。在教学中先通过投影片介绍孟德尔的豌豆杂交实验过程,提生理论的事实;然后结合图解,由现象到本质地分析豌豆的遗传特点;介绍有关生物术语,变抽象为具体,帮助学生实现由特殊到一般,由现象到本质,由感性上升到理性认识的飞跃,最后科学地导出遗传基本规律。

二、正确处理多媒体教学手段与传统教学模式的关系

多媒体教学以它的独特性、先进性和高效性,展示在人们的面前。但并不是所有的教学内容都适合使用,更不是所有教学内容都必须采用多媒体技术才能达到教学最优化,而应当根据实际需要合理使用,才能发挥最佳效果。虽说传统的教学模拟不具备以上优点,但在不断的运用和改进中,也有着不可替代的精华部分。