第一篇:2012年度化工专业继续教育学习心得
黑龙江省2012年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
表面活性剂及应用学习心得
通过职称教育——表面活性剂及应用的学习,我收获了很多。在学习过程中,不但强化了我的专业知识,同时对我触动很大,使我更加端正了化学在实际应用中的科学严谨态度,我觉得有职称培训这样的机会,确实很难得,也很有益。
通过对《表面活性剂及应用》教材的学习,我清晰了表面活性剂的定义、结构特点、分类及作用。深入了解到因为表面活性剂具有分散、乳化、增溶、起泡、洗涤、润滑、防腐和杀菌等作用,几乎在所有的行业都有应用。其涉及到的领域有:洗涤剂、金属加工、水基涂料、印染、制药、电镀、农药、矿物浮选、石油化工、纺织工业以及食品、化妆品等等众多领域。这使我对表面活性剂有了更深的认识,学习过程中体会颇深。以下就是我学习表面活性剂及应用的过程和体会:
第一章主要介绍了表面活性剂的定义、结构特点、分类及表面活性剂的基本作用。学习这章后使我对表面活性剂有了清晰的认识。了解了表面活性剂的分类方法,首先表面活性剂根据亲水基团的带电特性,分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和两性表面活性剂四大类。除这四大类外,还有特殊的其他类型的表面活性剂,氟碳类、硅化合物类、高分子聚醚类、硼化合物类及生物表面活性剂。通过学习,了解了不同种类的表面活性剂的特点、作用及主要用途,学会了如何科学合理使用表面活性剂,例如,已知是阴离子型的,便不能与阳离子型的同时使用,否则会生成沉淀;了解了水质硬度,就知道该选择哪种洗涤用品等。
第二章主要是深入讲解了表面活性剂结构与性能关系。本章分别详细讲解了疏水基和亲水基的结构和性能、连接部分的作用及几种典型的结构与性能的关系。通过本章学习,了解了不同类表面活性剂性能不同的形成原因。得知不同表面活性剂,其润湿性、起泡性和去污力等都各不相同,主要和表面活性剂的结构有关。但表面活性剂的洗涤能力不仅和它的化学结构有关,还与被洗物的性质有关,只有在其他条件相同时,表面活性剂的洗涤能力和化学结构关系才真正显示出来。亲水基团的种类,对洗净力影响比较明显,是由于被洗物基质表面,有时直接与亲水基团作用。当用与被洗物基质所带电荷相反的离子型表面活性剂时洗黑龙江省2012年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
净力差;对油脂性污垢或尘土,使用非离于效果好;对棉织物污垢,一般使用阴离子型表面活性剂较好。增加亲油基长度或将亲水基团自分子中部移向分子的终端,对洗涤有利,如LAS中,烷基链的碳原子数在C8-C18范围内,洗净力是随碳原子数的增加而提高的。但洗净力随亲油基链长增加有一定限度。这是由于链长增加同时,其在水中的溶解度也迅速下降。其次,直链比支链表面活性剂在链长相等时洗涤效力更强。这些,不但丰富了我的专业知识,也丰富了我的生活常识。
第三章主要讲了表面活性剂的乳化和增溶。
一、通过本章学习,了解了表面活性剂的乳化和增溶原理:乳化是由于表面活性剂分子内有对水和油都有亲和性的活性基团。在活性基团的作用下,使不能混合的两液相的一相在另一相中均匀分散而形成稳定的乳液。增溶是指在活性剂的存在下使水溶性低的物质达到溶解度以上的表观溶解现象,也是不溶于水的物质溶入活性剂的胶束中的一种现象,增溶是使胶束变大的因素。也就是说形成胶束的的活性剂的亲油基越长,增溶量也越大。由于被增溶物质的化学结构不同,增溶量也不同。一般同系化合物中分子越大的增溶量越小,而烷基链长度相同的,极性的比非极性化合物的增溶量大。增溶有两种类型:一种是非极性物质被增溶时,在胶束中心里夹层型(Sandwich)溶解.另一种是极性物质被增溶时,增溶物在构成胶束的活性剂分子之间呈楔形的栅状层增溶。
二、通过学习,了解了乳液的配置和乳化剂的选择方法,了解了乳化、增溶在化妆品方面的应用。教材从化妆品性能需要角度、使用安全角度讲述了在不同化妆品配方中如何选择表面活性剂及表面活性剂的用量注意情况。通过学习,对化妆品有了深入了解和认知。
三、通过学习,了解了乳液聚合方面的知识。乳液聚合所使用的活性剂是乳化剂和分散剂。其中包括脂肪酸皂,歧他松香酸皂以及其它合成活性剂,最近,作为工业用活性剂的需要仅次于纤维工业。在乳液聚合方面,各公司均有各自独特的活性剂配方。此外,也有加高分子性的胶体保护剂,根据加颜料及其它用途,在生成的胶乳中还要加入作为后添加剂的活性剂以提高胶乳的化学稳定性和机械稳定性。但是,乳液聚合的乳化剂所生成胶乳的耐水性不好,因此,对作为涂料用的胶乳等必须注意乳化剂的浓度。最近,对化学物质的安全性(生降解性、黑龙江省2012年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
鱼类的一次蓄积作用)也有一定的要求。此外,对于聚合成橡胶及合成树脂制作食品包装容器、器皿、用具的加工材料以及添加剂(包括活性剂,稳定剂和染料等),也必须同样考虑安全性的问题。
另外,通过学习,还了解了表面活性剂在农药、食品、沥青、石油处理剂方面的应用。在农药方面主要是为了达到安全和经济的喷洒效果,利用活性剂的乳化、分散和增溶作用,将农药添加活性剂制成乳剂或水合剂,使喷撒的药液通过对植物体、虫体和菌体能润湿、均匀地附着和停留一定时间而发挥效果。在食品添加剂方面,表面活性剂的主要用途多半是作为乳化剂。例如,在油脂食品方面采用乳化剂已成为常识。此外,作为起泡剂、消泡剂、润湿剂,分散剂、防结晶剂,以及使淀粉和蛋白质形成复合体,甚至作为抗菌剂、抗氧化剂等,活性剂有其很宽广的利用途径。和其它工业相比,食品工业对原材料的使用是有严格限制的。实际应用上,对于活性剂的相互配合是有限制的,而且还常常和浆料、磷酸盐等稳定剂或质量改进剂并用。因此,在使用时应该充分了解表面活性剂的性能。学习过程中,了解了酰基甘油、脂肪酸丙二醇酯、失水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸蔗糖酯、卵磷脂及蛋白质、蛋黄、芥末(芥子粉)几种天然表面活性剂的性质、用途和使用注意事项。通过学习,对食品安全有了更深的认识,在今后工作生活方面,都多了一些安全常识。
第四章主要介绍了表面活性剂在染色与纤维加工中的应用。因为活性剂分子内有亲水(极性)基和疏永(非极性)基,因此,不但有在气-液、液-液、固-液界面定向吸附的性质及在液-液内形成稳定的集合体(胶束)的性质,而且,作为第三种特性,有和其它物质相互作用的性质。特别是与染料共存时,由于染料本身和活性剂一样,一般有极性和非极性结构,在溶液中或在各种介质中,有各种各样相互结合的可能性。在实际染色中,活性剂作为助剂的意义是要求染色时能提高对纤维的润湿浸透性,或使难溶性的染料在水中均匀增溶分散,或谋求染色完全等,活性剂作为染色助剂使用就是由于其有界面活性。与其结合性直接应用于染料或纤维的有匀染剂、缓染剂、促染剂、牢固促进剂等,都是表面活性剂的重要应用。教材从表面活性剂和染料的相互作用角度说明了表面活性剂作为染色活性助剂的应用。
教材最后一章着重介绍了表面活性剂的安全性方面知识。通过学习了解到:黑龙江省2012年度专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
阳离子型表面活性剂中的季按盐,是著名的杀菌剂,对生物有较大的毒性。非离子表面活性剂毒性小,有的甚至无毒,但其杀菌力相应很弱。阴离子表面活性剂的毒性和杀菌力介于两者之间。表面活性剂中含有芳香基者,毒性较大。聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的毒性以链长者较大。非离子型表面活性剂的毒性虽小,但往往构成污水域,在水中浓度只要百分之几就能杀害鱼类。对于洗涤剂和日用化妆品而言,还要考虑对皮肤的刺激和对粘膜的损伤,与其毒性大体相似。阳离子型的刺激性大大超过阴离子型,两性型和非离子型为最小。因为作为洗涤剂和日用化妆品的表面活性剂中以离子型最多,对皮肤的刺激的作用顺序大致上是烷基硫酸钠最大,其次为烷基苯磺酸钠、羧酸盐等。而以疏水基而言,碳原子数小于12者刺激性最大,12以上刺激性较小,非离子型刺激性小,而醚型又大于酯型。使用表面活性剂,除了要考虑安全性外,还必须考虑其生物降解性。因为表面活性剂在完成任务后大多混人污水而弃去,含表面活性剂的污水释放到自然环境中,对环境的生态体系影响很大。教材分别介绍了阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂及两性表面活性剂的生物降解性。通过学习,认识了表面活性剂对我们的生活具有极大贡献的同时,还对人类存在不利因素的一面,这极大增强了我们从事化工研发、生产及使用人员的安全意识和社会责任意识。
通过对以上内容的学习,使我对表面活性剂有了深刻的了解,学到了很多与生活、工作密切相关的科学知识。学到这些知识后,丰富了我的头脑,丰富了我的专业知识,今后对我的工作会有很大的启发。同时,增强了我的安全意识、环境保护意识,增强了我的社会责任感。这次学习不但使我了解到以前没接触过的知识,也为我继续学习其他知识提供了动力,指明了方向。希望以后专业课培训中,老师们能多多提供更多更全的专业知识,丰富我的头脑。我也会在今后的学习时间里认真学习,紧跟着老师的步伐,逐渐学习,认真总结。希望以后在老师的帮助下,能够接触到更多更有用的专业知识,为我的工作积累丰富的理论知识,这样才能成为有用之人。
第二篇:2014哈工大继续教育化工专业学习心得
绿色化学与化工导论学习心得
化学是一门中心科学,化学与生命、材料等八大朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(central science)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaid science)而不受重视。
一、现代化学发展面临挑战:化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。
二、绿色化学产生背景:1.环境危机2.能源危机。环境保护运动呼唤绿色化学 :人类面临的环境危机:
1、温室气体大量排放导致全球变暖
2、臭氧层破坏
3、生物多样性减少
4、酸雨成灾(PH值
<5.6的雨水就称为酸雨)
5、森林锐减
6、土地沙漠化
7、大气污染
8、淡水资源污染
9、海洋污染
10、垃圾围城——最严重的城市病 这些问题等着这绿色化学的解决
三、绿色化学概念的提出:科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓
四、提出“绿色化学”的意义:由于环境监控、治理及社区安全、人身健康保险等费用的增加,绿色化学当前不仅仅是为了环保,也是降低成本、充分利用资源的需要。
五、绿色化学的概念:绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充 分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学
六、绿色化学的特点 :①从科学观点看,绿色化学是对传统化学思维方式 的创新和发展。②从经济观点看,绿色化学为我们提供合理利用资源和 能源、降低生产成本、符合经济持续发展的原理和方法。③从环境观点看,绿色化学是从源头上消除污染,保护环境的新科学和新技术方法。绿色化学是更高层次的化学。
绿色化学与环境治理的区别 :绿色化学是从源头上阻止污染物生成 的新学科,它是利用化学原理来预防污染,不让污染产生,而不是处理已有的污染物。
环境治理则是对已被污染了的环境进行治理,即研究污染物对环境的污染情况和治理污染物的原理和方法。
七、绿色化学的核心内容:绿色化学的核心内容是原子经济性,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。这一概念最早是1991年美国斯坦福大学的著名有机化学家Trost提出的,为此他曾获得了1998的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。
绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式如下:
原子利用率=(预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100%
八、绿色化学的12项原则和5R原则:为了简述了绿色化学的主要观点,P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。
Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。
Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。
Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。
Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。
Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。
Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。
Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。
Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。
Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。
为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:
1.减量——Reduction 减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。2.重复使用——Reuse 重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。
3.回收——Recycling 回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。
4.再生——Regeneration 再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。
5.拒用——Rejection 拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。
九、当前绿色化学技术的发展情况简介:目前各国采用的绿色化学技术主要集中在以下几个方面:
1.反应原料的绿色化,即反应原料符合5R原则。
2.原子经济性反应。在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。
3.高效合成法,不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。
4.提高反应的选择性,定向合成。如不对称合成。
5.环境友好催化剂。例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。
6.物理方法促进化学反应。如微波引发和促进Diels Alder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。
7.酶促有机化学反应。酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。
8.化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。9.依靠计算机进行辅助绿色化学设计和模拟。在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。10.开发环境友好产品,如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。
我国绿色化学研究战略:①突出强调绿色合成技术、方法和过程的研究。②重视发展可持续再生资源的利用和转化技术。③加快解决矿物资源高效利用中的绿色化学问题。
十、绿色化学的发展前景:当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。可以说,绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将有更大的作为,将会为人类的美好生活做出更大的贡献。
第三篇:2013专业技术人员继续教育知识更新培训化工专业学习心得
黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
固体表面键合及应用学习心得
2013年,本人参加了黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训,培训中选学了哈尔滨工业大学化工学院姜兆华、姚忠平教授讲授的《固体表面键合及应用》课程。通过学习,使我了解了固体表面研究的意义、固体表面的研究方向、固体表面研究的原理方法及固体表面研究的进展情况;掌握了固体表面的一些相关知识;了解了部分固体表面键合技术。通过学习,极大强化了我的专业知识。学习过程中受益匪浅,感受颇多,我觉得本次培训非常有意义。以下就是我这次学习的主要体会:
一、从催化作用的角度,谈谈高分散金属催化剂上,金属原子的排列问题
(1)催化反应过程中,要完成催化作用,反应物分子必须被吸附到金属活性位上。被吸附的反应物分子数量越多,活化的几率就越高,相应生成物也越多。所以,金属表面的吸附性能很重要,关系到催化剂的选择性和催化效率的高低。(2)在催化剂表面金属原子的排列有三种类型,处于晶角,晶棱和晶面上三种。金属原子的吸附性与原子的不饱和度是成正相关的,而处于晶角和晶棱上的金属的不饱和度比晶面上的要高,另外,如果金属出现晶格缺陷时,也会提高不饱和度,从而提高吸附性能。(3)所以,一定程度上,金属催化剂上金属原子排列的越不规整,边,角,褶皱等处的原子越多,则这种金属催化剂的吸附性就好,其催化性能也会相应提高。
二、从表面热力学角度出发,谈谈高分散金属催化剂上,金属原子如何排列才能达到最佳
从表面热力学角度讲,比表面积越低,表面自由能越低,表面就越稳定。经验的规律是:高的表面原子密度和表面原子的高配位数。这可以通过减小晶粒的比表面积并且确保只有低表面自由能的表面暴露在外来实现。球型催化剂最稳定,但考虑到活性的因素,金属颗粒通常被做成削角八面体的三、关于表面驰豫和表面重构,在催化研究中如何利用的讨论
弛豫是指一个平衡体系因受外来因素快速扰动而偏离平衡位置的体系,在新条件下趋向新平衡的过程,如果表面原子只有垂直于表面的原子,则称为表面弛豫;表面重构是由于表面原子受力的情况与体内有所不同,或者由于有外来原子的吸附,最表面原子常有垂直于或倾斜与表面的位移,表面下的数层原子也会有垂直于或倾斜与表面的位移
1的现象,重构后周期性损失,相邻原子键合或形成悬挂键,表面自由能降低,使得体系稳定。
反应往往是在表面进行,在选择某催化剂之后,提高催化剂的催化效率的一个重要方法就是改变其表面,通过控制弛豫和重构的形成过程,得高活性表面结构,从而提高催化剂性能。弛豫和重构过程的细节了解对改善催化剂操作性能具有关键的作用,重构促进并稳定了对催化剂的修饰,反之若重构起破坏作用,就要设法抑制它。弛豫会使表面的对称性降低,周期性变弱,表面原子的光滑性变差,表面原子受力不均,向体相靠近,使得结构变化,由于表面原子比较活泼,在热力学上,表面原子易发生重排,又由于动力学上因素的限制,在低温下阻止了原子的重排,利用这一特点可以制备纳米材料,也可以对半导体和晶型进行研究。
四、金属密堆积的三种方式,关于比较其密堆积方式,配位数及其空间占有率
金属密堆积的三种方式:六方紧密堆积,面心立方紧密堆积,体心立方紧密堆积。六方紧密堆积,第三层球的排列是再四面体空隙上进行的。形成ABABA.....结构,配位数为12,空间利用率为74.05%;面心立方紧密堆积,在由六个球围成的八面体空隙上进行,形成ABCABC......结构,配位数为12,空间利用率为74.05%;立方体心堆积,位于顶点的八个圆球只与位于体心的圆球接触,配位数为8,空间利用率为68.02%;
之所以会形成三种密堆积的方式,是因为原子和离子都具有一定的有效半径,可以看成是具有一定大小的球体。在金属晶体中,金属键、离子键、范德华力没有方向性和饱和性,晶体具有最小内能性,原子相互结合时,相互间的引力和斥力处于平衡状态,这就相当于要求球体间做紧密堆。所以金属晶体中,微粒总是趋向于相互配位数高,能充分利用空间的密度大的紧密堆积结构。从几何角度看,金属原子之间或者粒子之间的相互结合,在形式上可以看作是球体间的相互堆积。如果将金属原子视为等体积的圆球,按照几何角度密堆积只会出现三种堆积方式。
五、关于表面自由能是否为正值,从热力学定律进行的分析
表面自由能恒为正。分析如下:由封闭体系热力学公式可得:
在恒温恒压下,可得:
而要使材料的表面增加,例如通过粉碎材料或表面打洞,都需要外界对表面做功,即dG>0,故γ>0。所以表面自由能总为正值。另外,因为切开固体表面形成新表面必须要使原子间键发生断裂,而断键需要能量这就需要对系统做功,这就导致表面总处于热力学不稳定状态,表面自由能为正值。
六、关于Langmuir单层吸附理论为何可用于化学吸附的讨论
Langmuir吸附理论,其基本假设是:(1)单分子层吸附。气体分子只有碰到固体表面上,才有可能被吸附,所以固体表面对气体分子只能发生单分子曾吸附。(2)固体表面是均匀的。(3)被吸附在固体表面上的分子之间无作用力。(4)吸附平衡是动态平衡。
而化学吸附的特点是单分子层吸附,由于吸附剂与吸附质之间形成化学反应,所以化学吸附的选择性很强,依靠化学键产生化学吸附作用,可以忽略分子之间的作用力,即范德华力,这与Langmuir吸附理论的基本假设基本吻合。
并且通过查阅文献,自主以实例比较吸附(Adsorption)、吸收(Absorption)的异同点。吸附也属于一种传质过程,物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力,但物质表面的分子,其中相对物质外部的作用力没有充分发挥,所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体,尤其是表面面积很大的情况下,这种吸附力能产生很大的作用,所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附,如活性炭、水膜等。吸附过程有两种情况:物理吸附和化学吸附。吸附作用是催化、脱色、脱臭、防毒等工业应用中必不可少的单元操作。
吸收:使溶剂与气体混合物接触,利用各成分间浓度的差异,分离各气体成分的操作。在吸收过程中,一种物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合。以气体溶解于液体,已得到所希望的溶液的操作成为吸收。
通过学习,使我学到了一些好的工作方法,提高了专业技能,同时,也增强了自己适应改革的能力。固体表面键合及应用的课程当中的一些新的概念和理念,我以前从未涉猎到的知识面。这些课程资源给了我很大的启发,也给了我很大的帮助,让我认识到自己在知识和新工作方法理念运用上的不足,为我以后的工作指明了方向。
只有有了广博的知识,才能在今后地工作中随心应手,运用自如,才会有创新,才能适应新岗位。同时我感到只有丰富的知识还不够,还应该有高尚的道德修养,要形成自己的独特的风格,当然这不是一朝一夕就能形成的,必须经过长时期的艰苦的反复的实践,反复的学习和提高才能最终形成。这就是要我们不断学习、不断实践、不断总结经验教训、不断完善和提高自己。
在继续教育学习中,沟通非常的重要,前期已经谈到了和学校老师的交流,和同学的交流,和学习中心老师的交流。因为这些交流可以让自己了解到很多及时的消息,拓宽自己的信息流,并且对于学习中存在的问题寻找一个快速的解决方法。上学的时候,在老师的教育下,我们相信知识就是力量。参加工作后,我更加深信这句话,让我们通过学习不断壮大自己的“力量”吧。
这次继续教育的目地是以专业技术人才的能力建设为核心。以提高专业技术人员的创新能力、专业水平和科学素质为目地。通过这次学习,对固体表面键合及应用的概念、理论和方法有了全面的了解。民族的振兴需要每个人充分发挥社会责任,我坚信只要我们从自身做起,立足本职岗位尽职尽责,努力学习、扎实工作、不断创新、切实肩负起我们的时代重任、中华民族的伟大复兴必将指日可待、以上就是我这次学习的心得。
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第四篇:2013专业技术人员继续教育知识更新培训化工专业学习心得
黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
固体表面键合及应用学习心得
2013年,本人参加了黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训,培训中选学了哈尔滨工业大学化工学院姜兆华、姚忠平教授讲授的《固体表面键合及应用》课程。通过学习,使我了解了固体表面研究的意义、固体表面的研究方向、固体表面研究的原理方法及固体表面研究的进展情况;掌握了固体表面的一些相关知识;了解了部分固体表面键合技术。通过学习,极大强化了我的专业知识。学习过程中受益匪浅,感受颇多,我觉得本次培训非常有意义。以下就是我这次学习的主要体会:
一、从催化作用的角度,谈谈高分散金属催化剂上,金属原子的排列问题(1)催化反应过程中,要完成催化作用,反应物分子必须被吸附到金属活性位上。被吸附的反应物分子数量越多,活化的几率就越高,相应生成物也越多。所以,金属表面的吸附性能很重要,关系到催化剂的选择性和催化效率的高低。(2)在催化剂表面金属原子的排列有三种类型,处于晶角,晶棱和晶面上三种。金属原子的吸附性与原子的不饱和度是成正相关的,而处于晶角和晶棱上的金属的不饱和度比晶面上的要高,另外,如果金属出现晶格缺陷时,也会提高不饱和度,从而提高吸附性能。(3)所以,一定程度上,金属催化剂上金属原子排列的越不规整,边,角,褶皱等处的原子越多,则这种金属催化剂的吸附性就好,其催化性能也会相应提高。
二、从表面热力学角度出发,谈谈高分散金属催化剂上,金属原子如何排列才能达到最佳
从表面热力学角度讲,比表面积越低,表面自由能越低,表面就越稳定。经验的规律是:高的表面原子密度和表面原子的高配位数。这可以通过减小晶粒的比表面积并且确保只有低表面自由能的表面暴露在外来实现。球型催化剂最稳定,但考虑到活性的因素,金属颗粒通常被做成削角八面体的
三、关于表面驰豫和表面重构,在催化研究中如何利用的讨论
弛豫是指一个平衡体系因受外来因素快速扰动而偏离平衡位置的体系,在新条件下趋向新平衡的过程,如果表面原子只有垂直于表面的原子,则称为表面弛豫;表面重构是由于表面原子受力的情况与体内有所不同,或者由于有外来原子的吸附,最表面原子常有垂直于或倾斜与表面的位移,表面下的数层原子也会有垂直于或倾斜与表面的位移 黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得 的现象,重构后周期性损失,相邻原子键合或形成悬挂键,表面自由能降低,使得体系稳定。
反应往往是在表面进行,在选择某催化剂之后,提高催化剂的催化效率的一个重要方法就是改变其表面,通过控制弛豫和重构的形成过程,得高活性表面结构,从而提高催化剂性能。弛豫和重构过程的细节了解对改善催化剂操作性能具有关键的作用,重构促进并稳定了对催化剂的修饰,反之若重构起破坏作用,就要设法抑制它。弛豫会使表面的对称性降低,周期性变弱,表面原子的光滑性变差,表面原子受力不均,向体相靠近,使得结构变化,由于表面原子比较活泼,在热力学上,表面原子易发生重排,又由于动力学上因素的限制,在低温下阻止了原子的重排,利用这一特点可以制备纳米材料,也可以对半导体和晶型进行研究。
四、金属密堆积的三种方式,关于比较其密堆积方式,配位数及其空间占有率 金属密堆积的三种方式:六方紧密堆积,面心立方紧密堆积,体心立方紧密堆积。六方紧密堆积,第三层球的排列是再四面体空隙上进行的。形成ABABA.....结构,配位数为12,空间利用率为74.05%;面心立方紧密堆积,在由六个球围成的八面体空隙上进行,形成ABCABC......结构,配位数为12,空间利用率为74.05%;立方体心堆积,位于顶点的八个圆球只与位于体心的圆球接触,配位数为8,空间利用率为68.02%;
之所以会形成三种密堆积的方式,是因为原子和离子都具有一定的有效半径,可以看成是具有一定大小的球体。在金属晶体中,金属键、离子键、范德华力没有方向性和饱和性,晶体具有最小内能性,原子相互结合时,相互间的引力和斥力处于平衡状态,这就相当于要求球体间做紧密堆。所以金属晶体中,微粒总是趋向于相互配位数高,能充分利用空间的密度大的紧密堆积结构。从几何角度看,金属原子之间或者粒子之间的相互结合,在形式上可以看作是球体间的相互堆积。如果将金属原子视为等体积的圆球,按照几何角度密堆积只会出现三种堆积方式。
五、关于表面自由能是否为正值,从热力学定律进行的分析
表面自由能恒为正。分析如下:由封闭体系热力学公式可得:
在恒温恒压下,可得: 黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
而要使材料的表面增加,例如通过粉碎材料或表面打洞,都需要外界对表面做功,即dG>0,故γ>0。所以表面自由能总为正值。另外,因为切开固体表面形成新表面必须要使原子间键发生断裂,而断键需要能量这就需要对系统做功,这就导致表面总处于热力学不稳定状态,表面自由能为正值。
六、关于Langmuir单层吸附理论为何可用于化学吸附的讨论
Langmuir吸附理论,其基本假设是:(1)单分子层吸附。气体分子只有碰到固体表面上,才有可能被吸附,所以固体表面对气体分子只能发生单分子曾吸附。(2)固体表面是均匀的。(3)被吸附在固体表面上的分子之间无作用力。(4)吸附平衡是动态平衡。
而化学吸附的特点是单分子层吸附,由于吸附剂与吸附质之间形成化学反应,所以化学吸附的选择性很强,依靠化学键产生化学吸附作用,可以忽略分子之间的作用力,即范德华力,这与Langmuir吸附理论的基本假设基本吻合。
并且通过查阅文献,自主以实例比较吸附(Adsorption)、吸收(Absorption)的异同点。吸附也属于一种传质过程,物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力,但物质表面的分子,其中相对物质外部的作用力没有充分发挥,所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体,尤其是表面面积很大的情况下,这种吸附力能产生很大的作用,所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附,如活性炭、水膜等。吸附过程有两种情况:物理吸附和化学吸附。吸附作用是催化、脱色、脱臭、防毒等工业应用中必不可少的单元操作。
吸收:使溶剂与气体混合物接触,利用各成分间浓度的差异,分离各气体成分的操作。在吸收过程中,一种物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合。以气体溶解于液体,已得到所希望的溶液的操作成为吸收。
通过学习,使我学到了一些好的工作方法,提高了专业技能,同时,也增强了自己适应改革的能力。固体表面键合及应用的课程当中的一些新的概念和理念,我以前从未涉猎到的知识面。这些课程资源给了我很大的启发,也给了我很大的帮助,让我认识到自己在知识和新工作方法理念运用上的不足,为我以后的工作指明了方向。
只有有了广博的知识,才能在今后地工作中随心应手,运用自如,才会有创新,才能适应新岗位。同时我感到只有丰富的知识还不够,还应该有高尚的道德修养,要形成自己的独特的风格,当然这不是一朝一夕就能形成的,必须经过长时期的艰苦的反复的 黑龙江省2013专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
实践,反复的学习和提高才能最终形成。这就是要我们不断学习、不断实践、不断总结经验教训、不断完善和提高自己。
在继续教育学习中,沟通非常的重要,前期已经谈到了和学校老师的交流,和同学的交流,和学习中心老师的交流。因为这些交流可以让自己了解到很多及时的消息,拓宽自己的信息流,并且对于学习中存在的问题寻找一个快速的解决方法。上学的时候,在老师的教育下,我们相信知识就是力量。参加工作后,我更加深信这句话,让我们通过学习不断壮大自己的“力量”吧。
这次继续教育的目地是以专业技术人才的能力建设为核心。以提高专业技术人员的创新能力、专业水平和科学素质为目地。通过这次学习,对固体表面键合及应用的概念、理论和方法有了全面的了解。民族的振兴需要每个人充分发挥社会责任,我坚信只要我们从自身做起,立足本职岗位尽职尽责,努力学习、扎实工作、不断创新、切实肩负起我们的时代重任、中华民族的伟大复兴必将指日可待、以上就是我这次学习的心得。
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第五篇:黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训 化工专业2011学习心得
黑龙江省2011专业技术人员继续教育知识更新培训学习心得
表面化学学习心得
通过职称教育表面化学的学习,我收获了很多。这种收获远远大于大学期间学习知识的总和。因为工作后更加知道化学在实际中的应用,这个时候能够有职称培训这样的机会,确实很难得,也很有益。
本学期的专业课是表面化学,通过对教材的学习,了解的表面化学的本质。通过更深入的学习,以往我的很多疑惑,问题都得到解决。还有的不是能马上解决的,只是自己的一些想法。这些,可能就是将来科研的点滴素材!这些,可能就为以后的专业学习做好基础!以下就是我学习表面化学的一些收获体会:
第一章与第二章主要介绍了表面层的基本概念和性质。学习了这两章后使我对表面化学有了初步的概念。平时工作中经常会接触到化工设备、管道、阀门、仪表等的材质问题,以前只知道我们的工艺要求的最低材质要求,却并不了解为什么这样去选型。现在通过硬度、脆性、残余应力、吸附、扩散等的学习,知道了材料材质的选择还有这么多知识需要掌握。化工材料不但要选择足够的硬度,还要考虑到脆度,防止过硬使材料断裂,这种需求就使得材料加工过程中充分了解上面五种表面化学性质,制作出符合要求的产品,满足生产生活的需要。涂层的学习,相对来说还是比较容易的,因为生活中也经常接触到这种概念。涂层的抗腐蚀性能和装饰性能,已经成为人们生活中的必需,而化工中对腐蚀的要求又远远高于普通生活中的需要。表面层强度分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等,还可以分为静强度、疲劳强度(弯曲疲劳和接触疲劳等)、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等。其中一个重要的概念疲劳强度就是材料、零件和结构件对疲劳破坏的抗力。在规定的循环应力幅值和大量重复次数下,材料所能承受的最大交变应力。疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计,在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏,而且疲劳破坏前没有明显的变形,所以疲劳破坏经常造成重大事故,所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。
第三章的内容是润湿与洗涤。润湿现象在生产实际中应用较广泛,由于润湿改变了界面状态,根据生产需要,人们可有目的的实现润湿或不润湿。例如,表面活性剂结构中一般都会有亲水基和亲油基,可作为润湿和不润湿的调节剂。当表面活性剂加入水中后,在水-空气
1界面上形成了定向排列,从而改变了原有界面的性质。本章介绍了润湿在几个典型行业中的应用。1.冶金行业的模型铸造浇铸工艺中熔融金属和模具间的润湿程度直接关系到浇铸件的质量。润湿性不好,熔融金属不能与模具吻合,铸件在尖角处呈圆形。反之润湿性太强,熔融金属易渗入模型缝隙中而形成不光滑的表面;2.农业中在喷洒农药或液体化肥到植物上时,若农药、液体化肥对植物茎、叶表面润湿不好,就不会很好地铺展,容易滚落到地面造成浪费,这样就降低了效果。如果在农药中加入少量的活性剂,可提高润湿性,有利于发挥药效3.在能源中这是涉及面非常广的问题,如干电池爬碱、水利发电中防水坝的寿命都与表面现象直接有关。洗涤作用涉及的体系复杂多样,因而影响洗涤作用的因素几乎很难有统一的规律。常常在某些条件下,机械因素和几何因素甚至比物理、化学因素更加重要。
后面主要介绍了乳状液与泡沫。乳状液是指一种或多种液体分散在另一种与它不相溶的液体中的体系,通常把乳状液中以液珠形式存在的那一个相称为内相(也叫分散相,或不连续相)而另一相则称为外相(也叫分散介质或连续相)将两种不相混溶的液体(如油和水)放在一起搅拌时,一种液体成为液珠分散到另种液体中形成乳状液,这种过程叫乳化,但由于这是使相界面增加的过程,该体系是热力学不稳定的。为使相界面积达到最小,最终要分成不相混溶的相。在上述不稳定的两相分散体系中加入第三组分,该组分易在两相界面上吸附,富集,促使乳状液的稳定性增加,这种第三组分就是乳化剂。因此,凡能使油水两相发生乳化,形成较稳定乳状液的物质就叫乳化剂。对油水分散体系,水相用W(Water)表示,油相用O(Oil)表示。通常乳状液分为两种类型,一种是油做内相,水作外相,称水包油乳状液O/W;另一种是水作内相,油作外相,称为油包水W/O.有关泡沫的应用较多,如泡沫玻璃、泡沫水泥和泡沫塑料,以及泡沫灭火、泡沫分离和泡沫浮选等。
面包中有气泡是人所共知的,正是由于气泡的存在,才使面包具有松软适口等特点。面包制造是利用酵母菌分解面粉中的糖,产生大量CO2使面发泡的。为了得到质量好的面包,关
键在于控制发泡与面包成熟时间。如果发泡快而成熟慢,或发泡慢而成熟快,都会出现发不起来的劣质品。只有发泡与成熟时间同步时,才能得到高质量的面包。
泡沫灭火时,形成泡沫的量和坚实性决定灭火效率。除操作工艺外,起泡剂及稳泡剂则为关建。一般起泡剂常用皂素、肥皂及其他合成表面活性剂。稳泡剂则多用天然蛋白质及其水解物、纸浆皂等。泡沫灭火剂中常含有铝盐、铁盐,它们在生成泡沫的反应过程中形成了
胶状不溶氢氧化物,对于增加泡沫的强度和稳定性具有良好的作用。泡沫的密度小,可以覆盖在轻质可燃有机液体上面,隔绝空气,起到水所不具有的灭火作用。
一般来说,从含有界面活性物质的溶液中所得到的泡沫里,界面活性物质的含量都比原溶液的含量高。例如,经分析发现破坏的啤酒泡沫中所含的蛋白质、蛇麻子、铁等的浓度比原来的溶液及残余的溶液都高。肥皂泡所含皂的成分比皂液的要高。因此,利用这种现象能够进行溶质的浓缩和分离的方法叫泡沫分离法。分离的一般规律是,当溶液中只含有一种溶质,这种溶质又是表面活性物质且能形成稳定泡沫时,它在泡沫中易被浓缩分离,而当溶液中含有两种以上溶质时,活性高者首先被浓缩分离。
另外,在泡沫应用中还有消泡的问题。如在电影胶片生产中,卤化银乳剂中存在气泡将严重影响胶片质量。因此,在涂布之前必须对乳剂进行消泡处理。一般情况是在乳剂中加人消泡剂,并放置一段时间。为了不影响胶片的感光性能,使用相当大量的乙醇和丁醇作为消泡剂。
通过对以上内容的学习,使我对化工表面化学有了更加深刻的了解,我学习了表面化学的基本概念、表面层与涂层结构与性质、润湿与洗涤、乳状液与泡沫。了解到这些知识后,在第六章对表面技术的实际应用认识更加深刻。这些知识不但使我了解到以前没接触过的知识,也为我继续学习其他知识提供了依据,指明了方向。希望以后专业课培训中,老师们能多多提供更多更全的专业知识,丰富我的头脑。我也会在4年的学习时间里认真学习,紧跟着老师的步伐,逐渐学习,认真总结。希望以后在老师的帮助下,能够接触到更多更有用的专业知识,为我的工作积累丰富的理论知识,这样才能成为有用之人。
姓名:王成元
编号:102102081921
单位:黑龙江黑化集团股份有限公司