第一篇:文献查阅情况小结
文献查阅情况小结
1.糖肽:是指糖蛋白和蛋白聚糖中,糖与氨基酸或多肽链以共价键相连而形成的区域。糖链与氨基酸之间的连接称为糖肽键。硫酸糖肽:能显著地抑制胃蛋白酶的活性,适用于治疗胃、十二指肠溃疡和胃炎,是用于胃及胃粘膜溃疡治疗的有力的胃保护剂。目前常用的硫酸酯化方法有氯磺酸-吡啶法、浓硫酸法和三氧化硫-吡啶法等。2.硫酸酯化:用硫酸酯化试剂与反应物上羟基反应形成硫酸酯盐。目前有六种主要方法(详细方法见文献《硫酸酯化反应研究进展》):
① 用硫酸进行硫酸酯化
② 二环己基碳二亚胺介导的硫酸酯化反应
③ 用氯磺酸和氯磺酸-胺复合物进行硫酸酯化反应 ④ 用三氧化硫胺复合物进行硫酸酯化反应 ⑤ 应用保护与脱保护进行硫酸酯化
⑥ 应用亚硫酸酯化氧化后水解进行硫酸酯化
酯化条件是影响硫含量的最主要因素。酯化率与酯化试剂使用量、反应温度、反应时间有关。
3.糖肽分离纯化:DEAE-纤维素离子交换层析和凝胶过滤色谱法。
4.鉴定:电泳定性检测--琼脂凝胶平板电泳法,高效凝胶过滤色谱法,苯酚-硫酸法。
5.工艺优化:可以从以下几个方面进行优化:投料比例,制备温度,反应时间长度,可以在单因素试验基础上采用三因素三水平正交实验。
第二篇:文献查阅报告格式
文献查阅提交论文要求
基于查阅的中文文献和英文文献库,各撰写一篇中文的文献综述。
一、查阅中文文献(中国期刊网、维普、万方)后撰写文献检索报告1份,(权重:占总成绩的30%)
二、查阅英文文献(EI Village, web of science, ACS, Wiley, Elsevier等)
后撰写文献检索报告1份(权重:占总成绩的60%)
三、要求
(1)文献检索报告正文均为中文,其中查阅英文文献撰写的中文报告的参考文献著录格式为英文。
(2)查阅与本科毕业课题相关的中英文文献各10篇;
(3)撰写相关课题的文献综述(中文,不少于1000字);
(4)5-10篇文献每篇文献的第一页附于两次检索报告后面。
四、提交
(1)提交时间:结课后一周,全部交给各班班长,由各班班长交到科技楼809室,原则上不接受个人提交文稿。
(2)全部为纸质版,不接受电子文档。
正文要求(题目,三号黑体)
×××,×××(作者,学号;小四宋体,)
关键词:××× ×××(小四宋体,5个以内,1.5倍行距,词间用空格隔开)
(正文,篇幅1-4页,大于1000字,小四宋体,1.25倍行距)
1、全文要求:篇幅1-4页。
排版在A4纸上,版面(版芯)宽为150mm,高为210mm。中文文题为三黑,姓名、学号和关键词为小四宋,正文为小四宋。
参考文献在文中以顺序标注于应用处的右上角[1]。参考文献打印格式如下:序号,作者(多名作者用“,”隔开),期刊名,年,卷(期):起始页码。参考文献:
[1] 作者(多名作者用“,”隔开),期刊名,年,卷(期):起始页码
固化剂分子结构对碳纤维复合材料界面性能的影响
第三篇:论文写作前如何查阅文献和收集资料
本文作者:面朝大海 好范文原创投稿
论文写作一旦确定好题目,就要开始着手准备资料,做相关研究。论文撰写中大量的工作是阅读与自己课题相关的文献资料,包括书籍、期刊、报纸、杂志、百科全书、词典等。了解前人在这个课题上已做了什么?结论如何?还有哪些尚未研究?存在的问题是什么?从而明白自己该干什么。事实上这一步骤应该始终贯穿在整个论文写作过程中,以下是搜集资料的基本步骤和一些注意事项:
1、查阅文献
一般说来,图书馆可以为学生提供任何领域研究的资料。学生既可以根据作者名查找也可以通过主题目录来查找。另外专业百科全书、专业年鉴也会对查找资料起到很大的帮助作用。另外,互联网业已成为新的便捷的资料来源,许多网络都开通免费的网上图书馆,超强快速搜索引擎成为查找资料的重要手段,论文写作完成后通过赛思论文检测系统checkthesis.com进行论文指导和检测,同时有条件的学生应有效地将其利用起来,但要注意核实其可靠性。来源不可靠的资料会使整篇论文的可信度大打折扣,因此应尽可能寻找一手资料作为科研的基础,可能条件下应参阅最新版的文献资料,这一点尤为重要。
2、收集资料
一般说来,在查到一本与课题有关的书时,不要急于逐页细读,可先阅读以下几个部分:内容提要、内容目录、前言、书后的索引和参考书目,最后到有兴趣的章节或段落。在阅读过程中要注意脚注,文中注或尾注,它们都是作者引用素材的出处。阅读论文的方法稍有不同,阅读要从标题开始,若对标题感兴趣,可先阅读其摘要,阅读摘要后仍对论文仍感兴趣,即可阅读论文全文。
3、用批判的眼光进行阅读
书海浩瀚,文献也是良莠混杂,这就涉及到一个对文献的评估问题。不要认为所有印在纸上的东西都是真理,不要不加思索地摘录所有有关资料,要有选择性,要用批判的眼光进行分析研究,对资料的来源及作者的研究方法是否可靠分析,并做出正确的判断。要善于去伪存真,注意甄别哪些是作者对事实的描述,哪些是作者自己的观点,挑选那些对所要写的论文真正有价值或帮助的东西。我们的思路不一定要按文献中的观点走,要与自己的工作实际环境结合起来考虑,要有自己的见地。
论文是文献和事实的有机结合,要用实证来认证理论、检验理论。确立研究题目,了解了相关的文献后,还要理论与实际相结合,用科学的研究方法来分析问题和解决问题。研究方法有许多种,如历史研究法、问卷研究法、观察法、个人访谈、取样、测试法、实验法等。在采用某个方法前要论证拟采用方法的前提是什么,需要做哪些准备,例如在介绍选择例案或研究对象时,需要说明选择的标准,还需要说明在做了哪些初步调研后才确定拟采用的方法。研究方法主要包括如下几点:
1、设计---是彩调查法还是实验法?你将选择什么样的设计?
2、研究工具---你将利用什么工具或采用什么问卷问题来进行分析研究?为什么要采用?它们是否正确可靠?
3、步骤---你计划怎样实施你的研究?其中涉及什么活动?需要多长时间?
第四篇:化学文献查阅方法论文
化学文献及查阅方法论文
题目:氮化硅陶瓷材料基本情况概述
院(系): 化学化工学院 专业年级: 化学工程与工艺2012级 姓 名:**** 学 号: 1********
****年*月**日
碳化硅陶瓷材料基本情况概述
姓名:王军辉学号:121170244专业年级班级:2012级化学化工学院化学工程与工艺(2)班
摘要: 氮化硅陶瓷是一种有广阔发展前景的高温高强度结构陶瓷.其具有高性能(如强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性好等).已广泛应用于各行各业.氮化硅的制备方法主要有反应烧结法(RS)、热压烧结法(HPS)、常压烧结法(PLS)和气压烧结法(GPS)等.目前存在的主要问题是氮化硅陶瓷产品韧性低、成本较高.今后应改善制粉、成型和烧结工艺及氮化硅与碳化硅的复合化,研制出更加优良的氮化硅陶瓷.鉴于氮化硅的广泛应用性和良好的物理性能,本文从氮化硅的结构及性能、制备方法及发展前景对其进行介绍.关键词:氮化硅;烧结法;前景展望
1.氮化硅陶瓷工艺的发展概述
氮化硅是在人工条件下合成的化合物.虽早在140多年前就直接合成了氮化硅,但当时仅仅作为一种稳定的“难熔”的氮化物留在人们的记忆中.二次大战后,科技的迅速发展,迫切需要耐高温、高硬度、高强度、抗腐蚀的材料.经过长期的努力,直至1955年氮化硅才被重视,七十年代中期才真正制得了高质量、低成本,有广泛重要用途的氮化硅陶瓷制品.我国自80年代中期开始研究氮化硅技术.主要是研究减重效率最高的结构氮化硅材料多孔氮化硅材料,关于氮化硅复合材料的研究刚刚起步,多孔氮化硅复合材料材料组成体系的理论设计与试验设计相关研究很少,尚处于摸索阶段,受国内外相关研究资料较少的影响,这方面我国的研究一直处于相对落后地位,许多研究单位以及学者多把研究重点放在军工领域,而其它领域的应用研究基本尚处空白.这方面的研究有待进一步加强.多孔氮化硅陶瓷介电常数预测及其性能影响规律认识不够完全,其理论工作与试验工作的研究都很少.2.氮化硅的结构及性能 2.1. 氮化硅的结构
氮化硅,固体的Si3N4是原子晶体,是空间立体网状结构,每个Si和周围4个N共用电子对,每个N和周围3个Si共用电子对,大体上是和金刚石中的碳原子结构类似,不过是六面体又称六方晶体.氮化硅分子式为Si3N4属于共价键结合的化合物.氮化硅陶瓷属于多晶材料,晶体结构属于六方晶系,一般分为α、β两种晶向,均由SiN4四面体构成,其中β-Si3N4对称性较高,摩尔体积较小,在温度上是热力学稳定相,而α-Si3N4在动力学上较容易生成.高温时(1400~1800℃)α会发生相变,成为β型,这种相变是不可逆的,故相有利于烧结.不同晶相的氮化硅外观是不同的,α-Si3N4呈白色或灰白色疏松羊毛状或针状,β-Si3N4则颜色较深,呈致密的颗粒多面体或短棱柱状,氮化硅晶体是透明或
[2]
[1]半透明的,氮化硅陶瓷的外观是灰白色、蓝色到灰黑色,因密度、相比例的不同而异,也有因添加剂呈其他色泽氮化硅的制备方法研究进展.2.2. 氮化硅的性能
Si3N4是硅的氮化物中化学性质最为稳定的(仅能被稀的HF和热的H2SO4分解),也是所有硅的氮化物中热力学最稳定的.所以一般提及“氮化硅”时,其所指的就是Si3N4.它也是硅的氮化物中最重要的化合物商品.氮化硅的强度很高,尤其是热压氮化硅,是世界上最坚硬的物质之一.它极耐高温,强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降,受热后不会熔成融体,一直到1900℃才会分解,并有惊人的耐化学腐蚀性能,能耐几乎所有的无机酸和30%以下的烧碱溶液,也能耐很多有机酸的腐蚀;同时又是一种高性能电绝缘材料.氮化硅与水几乎不发生作用;在浓强酸溶液中缓慢水解生成铵盐和二氧化硅;易溶于氢氟酸,与稀酸不起作用.浓强碱溶液能缓慢腐蚀氮化硅,熔融的强碱能很快使氮化硅转变为硅酸盐和氨.氮化硅在 600℃以上能使过渡金属氧化物、氧化铅、氧化锌和二氧化锡等还原,并放出氧化氮和二氧化氮.3.氮化硅陶瓷的制备方法
氮化硅陶瓷是一种有广阔发展前景的高温高强度结构陶瓷.其具有高性能(如强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性好等).已广泛应用于各行各业.氮化硅的制备方法主要有反应烧结法(RS)[3]、热压烧结法(HPS)[4]、常压烧结法(PLS)[5]和气压烧结法(GPS)等.目前存在的主要问题是氮化硅陶瓷产品韧性低、成本较高.今后应改善制粉、成型和烧结工艺及氮化硅与碳化硅的复合化,研制出更加优良的氮化硅陶瓷.3.1. 反应烧结法(RS)制备氮化硅
采用一般成型法先将硅粉压制成所需形状的生坯放入氮化炉经预氮化(部分氮化)烧结处理,预氮化后的生坯已具有一定的强度,可以进行各种机械加工(如车、刨、铣、钻).最后,在硅熔点的温度以上;将生坯再一次进行完全氮化烧结,得到尺寸变化很小的产品(即生坯烧结后,收缩率很小,线收缩率<11%).该产品一般不需研磨加工即可使用.反应烧结法适于制造形状复杂,尺寸精确的零件,成本也低,但氮化时间很长.3.2. 热压烧结法(HPS)制备氮化硅陶瓷
将Si3N4粉末和少量添加剂(如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3 等),在1916 MPa以上的压强和1600 ℃以上的温度进行热压成型烧结.英国和美国的一些公司采用的热压烧结Si3N4 陶瓷,其强度高达981MPa以上.烧结时添加物和物相组成对产品性能有很大的影响.由于严格控制晶界相的组成,以及在Si3N4 陶瓷烧结后进行适当的热处理所以可以获得即使温度高达1300 ℃时强度(可达490MPa以上)也不会明显下降的Si3N4系陶瓷材料,而且抗蠕变性可提高三个数量级.若对Si3N4陶瓷材料进行1400—1500 ℃高温预氧化处理,则在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相,它能显著提高Si3N4 陶瓷的耐氧化性和高温强度.热压烧结法生产的Si3N4陶瓷的机械性能比反应烧结的Si3N4要优异,强度高、密度大.但制造成本高、烧结设备复杂,由于烧结体收缩大,使产品的尺寸精度受到一定的限制,难以制造复杂零件,只能制造形状简单的零件制品,工件的机械加工也较困难.3.3. 常压烧结法(PLS)制备氮化硅陶瓷
在提高烧结氮气氛压力方面,利用Si3N4 分解温度升高(通常在N2 = 1atm气压下,从1800℃开始分解)的性质,在1700—1800℃温度范围内进行常压烧结后,再在1800—2000℃温度范围内进行气压烧结.该法目的在于采用气压能促进Si3N4 陶瓷组织致密化,从而提高陶瓷的强度.所得产品的性能比热压烧结略低.这种方法的缺点与热压烧结相似.3.4. 气压烧结法(GPS)制备氮化硅陶瓷
气压烧结是把Si3N4压坯在5~12MPa的氮气中于1800~2100℃下进行烧结.由于氮气压力高,从而提高了Si3N4的分解温度,有利于薛永能形成高耐火度晶相的助烧剂提高氮化硅陶瓷的高温性能.近年来,人们对气压烧结进行了大量的研究,获得了很大的进展,采用气压烧结的氮化硅陶瓷具有高韧性、高强度和较好的耐磨性.3.5. 其他烧结方法
重烧结是将反应烧结的Si3N4烧结坯在助烧剂存在的情况下,置于氮化硅粉末中,在高温下重烧结,可得到致密的Si3N4制品,重烧结过程中的收缩仅有6%~10%,可制备形状复杂、性能优良的部件.热等静压烧结是将氮化硅及助烧剂的混合物粉末封装到金属或玻璃包套中,抽真空后通过高压气体在高温下烧结,制得的氮化硅陶瓷可达理论密度,但工艺复杂成本较高.此外,近年来还发展了如超高压烧结、化学气相沉积、爆炸成形等烧结和致密化工艺均获得不错的效果.4.氮化硅陶瓷的应用
Si3N4陶瓷是一种重要的结构材料,它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损;除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,抗腐蚀能力强,高温时抗氧化.而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1000℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂.正是由于Si3N4陶瓷具有如此优异的特性,人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件.如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面,不仅可以提高柴油机质量,节省燃料,而且能够提高热效率.我国及美国、日本等国家都已研制出了这种柴油机.利用Si3N4重量轻和刚度大的特点,可用来制造滚珠轴承、它比金属轴承具有更高的精度,产生热量少,而且能在较高的温度和腐蚀性介质中操作.用Si3N4陶瓷制造的蒸汽喷嘴具有耐磨、耐热等特性,用于650℃锅炉几个月后无明显损,而其它耐热耐蚀合金钢喷嘴在同样条件下只能使用1-2个月.由中科院上海硅酸盐研究所与机电部上海内燃机研究所共同研制的Si3N4电热塞,解决了柴油发动机冷态起动困难的问题,适用于直喷式或非直喷式柴油机.这种电热塞是当今最先进、最理想的柴油发动机点火装置.日本原子能研究所和三菱重工业公司研制成功了一种新的粗制泵,泵壳内装有由11个Si3N4 陶瓷转盘组成的转子.由于该泵采用热膨胀系数很小的Si3N4 [6]陶瓷转子和精密的空气轴承,从而无需润滑和冷却介质就能正常运转.如果将这种泵与超真空泵如涡轮—分子泵结合起来,就能组成适合于核聚变反应堆或半导体处理设备使用的真空系统.以上只是Si3N4陶瓷作为结构材料的几个应用实例,相信随着Si3N4粉末生产、成型、烧结及加工技术的改进,其性能和可靠性将不断提高,氮化硅陶瓷将获得更加广泛的应用.近年来由于Si3N4原料纯度的提高Si3N4粉末的成型技术和烧结技术的迅速发展,以及应用领域的不断扩大,Si3N4正在作为工程结构陶瓷,在工业中占据越来越重要的地位.Si3N4陶瓷具有优异的综合性能和丰富的资源,是一种理想的高温结构材料.具有广阔的应用领域和市场,世界各国都在竞相研究和开发.陶瓷材料具有一般金属材料难以比拟的耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化性、抗热冲击及比重等特点.可以承受金属或高分子材料难以胜任的严酷工作环境,具有广泛的应用前景.成为继金属材料、高分子材料之后支撑 21世纪支柱产业的关键基础材料,并成为最为活跃的研究领域之一,当今世界各国十分重视它的研究与发展,作为高温结构陶瓷家族中重要成员之一的Si3N4陶瓷,较其它高温结构陶瓷如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等具有更为优异的机械性能、热学性能及化学稳定性.因而被认为是高温结构陶瓷中最有应用潜力的材料.有关应用的主要内容有:
(1)在冶金工业上制成坩埚、马弗炉炉膛、燃烧嘴、发热体夹具、铸模、铝液导管、热电偶测温保护套管、铝电解槽衬里等热工设备上的部件.(2)在机械工业上制成高速车刀、轴承、金属部件热处理的支承件、转子发动机刮片、燃气轮机的导向叶片和涡轮叶片等.(3)在化学工业上制成球阀、泵体、密封环、过滤器、热交换器部件、固定化触媒载体、燃烧舟、蒸发皿等.(4)在半导体、航空、原子能等工业上用于制造开关电路基片、薄膜电容器、承受高温或温度剧变的电绝缘体、雷达天线罩、导弹尾喷管、原子反应堆中的支承件和隔离件、核裂变物质的载体等.(5)在医学工程上可以制成人工关节.(6)正在研制的氮化硅质的全陶瓷发动机代替同类型金属发动机.所有这些应用都有很好的或者突出的经济效益和社会效益,甚至是重大变革.如用于制作刀具,耐用度比合金车刀高4~5倍,可以实现高速切削和断续切削,切削效率可提高2.2~10倍,对金属材料的车削光洁度可达到七级.如用于化工厂的耐蚀泵、轴承、设备,可以保证长期正常运转,增加生产,建立“无泄漏工厂”.如用于制造发动机成为现实,则将是热机的根本变革,具有划时代的意义.那时的发动机的机械效率将达到45~50%,可望实现发动机的轻量、小型、高功率、节能、省料、高速度以及长寿命、少污染等目标.5.碳化硅陶瓷材料的发展展望
[7]Si3N4 陶瓷材料作为一种优异的高温工程材料最能发挥优势的是其在高温领域中的应用.但是目前人们对它的高温强度、抗热震性、高温蠕变及高温抗氧化性研究仍很少距离高温下应用的要求还很远.特别是在1400℃下的强度和断裂韧性还不能令人满意;高温和高应力环境中能否可靠地工作几千个小时,其高温下的动、静态疲劳性能如何等,还需做大量的研究作氮化硅材料强度低的主要原因之一是含有较多的孔隙,致使产品密度不高、强度较低.如何进一步提高氮化硅的密度从而改善其力学性能是人们普遍研究的课题之一.为了扩大Si3N4 陶瓷的应用领域,首先必须使现有Si3N4陶瓷制品的质量更加稳定,要尽量避免和消除在成型后的各种变化因素.其次,需要研制一种与成型相适应的快速且柔软的技术.当今世界技术日新月异,经常发生变化.左右Si3N4最终成形制品的物理性能的主要因素之一是Si3N4 原料粉末.目前必须对现有的制品进行改良,而且还应该采取有关措施对一部分制品进行专门化处理.另外,对投入生产的新制品,必须进一步积极进行高功能化的研制.从这一观点来看,关于研究者与Si3N4粉末的成型制造厂间的质量设计,应该进一步开展合作.与上述两点具有同样重要意义的是,由于Si3N4成本的降低,可以促进应用范围扩大.近年来,市场上对Si3N4陶瓷的需求很强烈.但同时认为Si3N4作为工业材料,为了取得牢固地位,还要经受实际考验.Si3N4 陶瓷要想与硬质合金、耐热合金或SiC、Al2O3等陶瓷进行竞争或者Si3N4陶瓷作为本世纪的工业材料并在工业中占有一定位置,Si3N4粉末的价格高低是非常重要的因素.所以,对降低从原料粉末到最终成型零件之间的总成本应作为今后研究的焦点.Si3N4今后的发展方向是:
(1)充分发挥和利用Si3N4本身所具有的优异特性;
(2)在Si3N4 粉末烧结时,开发一些新的助熔剂,研究和控制现有助熔剂的最佳成分;(3)改善制粉、成型和烧结工艺;
(4)研制Si3N4与SiC等材料的复合化,以便制取更多的高性能复合材料.Si3N4陶瓷等在汽车发动机上的应用,为新型高温结构材料的发展开创了新局面.汽车工业本身就是一项集各种科技之大成的多学科性工业,我国是具有悠久历史的文明古国,曾在陶瓷发展史上做出过辉煌的业绩,随着改革开放的进程,有朝一日,中国也必然挤身于世界汽车工业大国之列,为陶瓷事业的发展再创辉煌.参考文献:
[1]籍丽娟,白培康,任卫,等.反应烧结注浆氮化硅陶瓷材料的性能研究.热加工工艺,2010.5 [2]廖荣,程之强,胡利明,等.低介电高强度多孔氮化硅陶瓷的研制.现代陶磁技术,2007(1):3-23 [3]刘海林.反应烧结碳化硅凝胶注模成型工艺及烧结体性能研究[D].中国建筑材料科学研究院 2004 [4]王晓燕,罗发,刘代军,朱冬梅等.热压烧结氮化硅陶瓷的力学性能研究[J].稀有金属材料与工程2007 [5]王春华,王改民.常压烧结碳化硅陶瓷的制备及导电性能[J].中国陶瓷 [6]田开文;先进陶瓷材料在军用柴油机上的应用 [J];车用发动机;1996年01期
[7]彭志坚,苗赫濯,齐龙浩,龚江宏,杨思泽,刘赤子;氮化硅陶瓷刀具表面涂覆高硬耐磨氮化钛涂层研究[J];稀有金属材料与工程;2004年05期
第五篇:芬顿文献小结
1.芬顿法和类芬顿法对水中污染物的去除研究
芬顿技术应用在水处理的优点:芬顿体系所产生的中间态活性物种羟基自由基(OH)跟其他氧化剂相比,具有更高的氧化电极电位(E=2.80V)。即更强的氧化能力,试剂没有毒性,均相体系没有质量传输的阻碍,操作简单,投资小。
芬顿体系的反应原理:芬顿体系反应分两部分:
一、芬顿反应:二价铁与过氧化氢产生羟基自由基进而氧化降解有机物,该反应过程中产生的三价铁可以重新再生成二价铁。
二、三价铁与过氧化氢引发的一些列反应被称为类芬顿反应。
羟自由基具有以下重要性质[9-10]:(1)羟自由基是一种很强的氧化剂,其氧化电极电位(E)为2.80V,在已知的氧化剂中仅次于F2。(2)具有较高的电负性或电子亲和能(569.3 kJ),容易进攻高电子云密度点,同时羟自由基的进 攻具有一定的选择性。
(3)羟自由基还具有加成作用,当有碳碳双键 存在时,除非被进攻的分子具有高度活泼的碳氢键, 否则,将发生加成反应。芬顿体系的催化氧化和影响因素
1.无机离子的影响:Fe3+与无机离子的络合后不能对过氧化氢发生催化分解反应;SO42-和CI-可能会捕获羟基自由基。这都降低了目标物的降解速率。
2.有机物的影响:有机溶液和氧化产物(有机自由基R-,有机过氧自由基ROO-,醌,羟基化有机物,羧酸)都会影响芬顿反应的效率。3.光/芬顿:将紫外线引进芬顿反应后,形成UV/Fenton法。光照作用可以促进芬顿反应。UV/Fenton法的优势:可降低Fe2+/Fe3+的用量,H2O2的利用率较高;紫外光和亚铁离子对H2O2的分解有协同作用;可使有机物矿化程度更高;有机物在紫外线的照射下也可部分分解;缺点:利用太阳能的能力不足;处理设备费用高;能耗大。
4.电/芬顿:自动产生H2O2的机制比较完善;H2O2利用率高;还有阳极氧化、电极吸附、电混凝作用等可以达到对有机物的降解。5.超声/芬顿:①超声热解或超声空化能够产生自由基,进而氧化降解有机物;②超声波可以促进H2O2的有效分解,从而提高H2O2的利用率;③超声波促进均相催化剂在溶液中的均匀分布④超声的机械效应可以起到搅拌和传质作用,促进反应物、生成物在溶液中的扩散,提升芬顿试剂法的氧化速度。
6.超声/芬顿:微波诱导氧化的特点是处理速度快、氧化彻底、无二次污染、占地面积小、基建费用低等,故在水处理领域有广阔的应用前景。芬顿系统的有效pH值范围窄:最佳ph在2-4或2-3
芬顿体系的有效应用需投加较大剂量试剂:过氧化氢的有效剂量分别从 292 增加至 2 042mg·L-1,硫酸亚铁的有效剂量从 333 增加至 666mg·L-1 课题目的及意义:芬顿体系发生氧化反应进而达到水中目标物降解的最佳pH值一般被认为是 3左右,三价铁盐在水溶液中混凝的最佳pH值被认为是 3.5~5.0,研究的目的主要是从两个视角扩展芬顿技术在水处理领域的应用-即扩展芬顿技术的应用 pH 值范围至中性附近。
1)对氧化反应,加入促进试剂(铁离子的络合剂),进行初始 pH 值=7 条件下均相类芬顿氧化的效果和理论研究;
2)对混凝反应,考察初始 pH 值=7 条件下芬顿沉淀反应对目标物的处理效率和反应的初步机理探讨,以及在实际水体应用的情况,同时与普通铁盐对比除污染物的效率。
实验操作
高铁酸钾制备实验 孔雀石绿脱色实验
孔雀石绿降解中间产物的 GC-MS 分析 腐殖酸以及磷的沉淀实验
生活污水二级处理出水的混凝实验
水样的 EPR 测试(孔雀石绿水样的 EPR 测试、生活污水二级处理出水的 EPR 测试)
分析测试方法(溶液中孔雀石绿浓度的检测、溶液中磷酸根浓度的检测、溶液中总铁和二价铁浓度的检测、溶液中氟离子浓度的检测、溶液中过氧化氢浓度的检测、反应过程中生成·OH 的检测、TOC(Total Organic Carbon)的测定方法、含腐殖酸水样的分子量分布的检测、腐殖酸酸度的检测、水样紫外可见吸光光谱的检测、孔雀石绿降解中间产物的 GC-MG 测定方法)
EDTA促进Fe3+/H2O2对水中MG脱色的影响因素研究 各种因素对 MG(孔雀石绿)脱色的影响 EDTA 投加对 MG 脱色的影响
本章对EDTA促进Fe3+/H2O2降解水中孔雀石绿的效果进行了研究。.(2)随着EDTA、Fe3+、H2O2投量的增加和温度的升高,溶液中孔雀石绿的脱色效果显著增强。
(3)Fe3+/H2O2和Fe3+-EDTA/H2O2两种处理方式在温度 20oC、初始pH值 7.0 条件下对孔雀石绿的降解均遵循一级反应动力学模型。在非单一有机污染物存在的条件下,类芬顿反应得到了较好的促进,为其处理多组分的实际水体提供了很好的理论指导和支持。
(4)经过计算得出 Fe3+-EDTA/H2O2降 解 水 中 MG 的 经 验 动 力 学 方 程 为:k=k0[Fe3+]0.5557[EDTA]0.6148[H2O2]0.209[OH-]0.7302.EDTA强化Fe3+/H2O2工艺对水中MG脱色的机理研究 不同H2O2投加方式下Fe3+-EDTA/H2O2对MG的脱色 在叔丁醇存在时Fe3+-EDTA/H2O2对MG的脱色
MG 脱色过程中的 EPR(Electron Paramagnetic resonance)检测 溶液中剩余过氧化氢浓度的检测 溶液中新生成二价铁浓度的检测 K2FeO4/H2O2氧化降解MG的实验 溶液的 UV-vis 光谱分析
水样的 TOC 测试和中间产物分析 反应过程中的活性物种分析
本章对EDTA强化Fe3+/H2O2降解水中MG的机理进行了初步探讨和研究,得出如下结论:
(1)总量相同等分多次投加过氧化氢并没有明显地提高孔雀石绿的脱色效率。在本体系中,类芬顿氧化反应并不遵循单一的羟基自由基作用机理,可能同时存在着活性的中间价态铁物种。
(2)EDTA的存在增加了Fe3+离子在水中的溶解程度,强化了Fe3+离子对H2O2的催化分解反应,促进了羟基自由基和中间价态铁物种的产生,从而加速了目标反应物的降解。
(3)EPR图谱证实叔丁醇有效地抑制了Fe3+-EDTA/H2O2降解MG过程中羟基自由基对MG的降解作用。在Fe3+-EDTA/H2O2降解MG过程中,用于产生羟基自由基的Fe3+浓度相对很少。
(4)在Fe3+-EDTA/H2O2降解MG的过程中,叔丁醇的存在不能完全抑制MG的脱色反应。原因可能是叔丁醇与中间价态铁物种的反应速率要明显慢于叔丁醇与羟基自由基的反应速率、以及孔雀石绿与中间价态铁物种的反应速率。
(5)由UV-vis光谱分析结果可知,在Fe3+-EDTA/H2O2降解MG的过程中,EDTA既是促进剂又是反应物。
(6)在本反应体系中,H2O2和K2FeO4发生了协同氧化反应,EDTA对协同氧化反应的促进作用较小。在该协同氧化体系中,中间价态铁物种相对羟基自由基而言起着更主要的氧化作用,叔丁醇的投加没有完全抑制MG的脱色反应,叔丁醇对中间价态铁物种的捕获能力较弱。
2.光助芬顿法处理苯酚废水的研究
通过试验, 本文确定了紫外光助芬顿法处理水中苯酚的最佳条件。采用紫外光助Fenton 法处理浓度为10mg/L 的苯酚废水, 最佳条件为H2O2 浓度为0.15mol /L;FeSO4 浓度为0.015mol /L;pH = 3.5 左右。反应时间40min 左右。并对其反应原理进行了初步探讨。
3.Fenton法深度处理制浆中段废水的 工程应用
介绍了采用Fenton法深度处理制浆中段废水的工程实例,考察了各处理单元的最佳工艺参数及连续运行时的处理效果。工程运行结果表明,该方法工艺简单、占地面积小、运行费用低、运行稳定且废水处理效果好。在3个月稳定运行期间,出水CODCr<100mg/L,色度<30倍,符合《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544—2008),达到了节能减排,保护环境的目的。
广西某蔗渣制浆企业年产9.8万t制浆生产线,Fenton法深度处理制浆中段废水的生化出水,工程建成后于2009年1月开始调试,Fenton设备连续运行了3个月,系统运行稳定,处理效果良好。
4.芬顿(Fenton)高级氧化技术在废水处理上的研究进展
Fenton 技术的研究现状自从Fenton 试剂发现后,关于Fenton 反应的应用研究便随之兴起。国内外很多学者已对Fenton 处理废水技术做了大量的研究工作,包括Fenton 试剂处理废水的反应机理、处理不同废水的工艺条件、类Fenton 试剂的研究及协同厌氧、好氧、混凝等技术处理废水。近年来,很多学者在Fenton 试剂反应机理方面对Fenton试剂产生强氧化能力和Fenton 试剂在有机物中的反应进行了深入研究,并建立了不同的动力学模型,从而为Fenton技术的工业化应用提供坚实的理论依据。
Fenton 技术在废水处理中的应用可分为2 个方面:①单独作为一种处理方法氧化有机废水; ②与其他方法联用,如与混凝沉降法、活性炭、生物法等联用,以取得良好的效果。广西博世科环保科技有限公司研发了上流式Fenton 氧化塔,该设备在一定的水力条件下,可形成载体流化床,同时催化剂在载体上覆膜,可大幅度提高氧化反应的效率,降低Fenton 试剂的用量,东莞市水星科技环保有限公司代理台湾水美公司的第代Fenton 技术流化床已成功在广东鼎丰纸业有限公司、海南金海浆纸有限公司、重庆理文造纸有限公司和安琪酵母(伊利)有限公司等企业得到工程应用
Fenton 技术应用的发展方向应该是如何进一步降低运行成本,解决实际应用中存在的问题。如开发高效的Fenton反应装置来提高反应效率,降低Fenton 试剂的用量,改善普通Fenton 法中药品消耗大的缺点,研究改性Fenton 法,提高Fenton 处理效率。
5.Photocatalysis with solar energy at a pilot-plant scale: an overview
Sixto Malato, Julián Blanco, Alfonso Vidal, Christoph Richter.Applied Catalysis B: Environmental 37(2002)1–15 1.集中式集热器光催化工程,第一个在欧洲CIEMATA建立 2.非集中式集热器光催化工程 简单、廉价
3.Compound parabolic concentrator(CPC)复合抛物面聚光
有1,2的优点
6.Heterogeneous photo-Fenton oxidation with pillared clay-based catalysts for wastewater treatment: A review J.Herney-Ramirez, Miguel A.Vicente, Luis M.Madeira.Applied Catalysis B: Environmental 本文综述了使用异构photo-Fenton-like先进氧化废水处理,采用模拟废水或真正的数据流.特别注意了,主要操作条件对过程性能的影响,即光源的波长和功率、初始过氧化氢或母体化合物浓度、催化剂负载、pH值和温度。重点给出所使用的催化剂的类型及其合成条件(如热老化或酸处理)。讨论催化剂稳定性,可见光代替紫外光的可能性
要保证固体负载的Fe不易流失,黏土负载能完全矿化且易分离 photo-Fenton-based过程是受几个过程参数 1.射线源的波长和功率的影响(波长大于350nm,很低不是光芬顿过程)有的文献报道波长不在这个范围,光的种类和功率也有影响compared to UV-A(Unilux Philips lamps: 15W UV-C, max = 254 nm, and 40W UV-A, max = 365 nm, with irradiances of 6 and 16W/m2 for UV-C and UV-A, respectively)后者更高效,This can thus enhance the photo-Fenton process but also induce the direct photolysis of both H2O2 to yield HO•。2.H2O2的初始浓度
浓度太高反而不利,H2O2 + HO• → HO2• + H2O(8)
HO2• + HO• → H2O + O2(9)
最佳催化剂的量还没有文献证实 3.最初母体化合物浓度影响
污染物浓度太高也会影响反应效果,中间产物有些会捕获
Fe离子或HO•
4.PH影响 最佳ph接近3 低PH下[Fe(H2O)6]3+ 高PH下Fe(OH)3。Cu-based catalysts在中性条件下实现可能较大,因为Cu的活性位点保持不变,考虑metal-clays在中性条件下的应用
5.反应温度影响(30左右较适宜)6.制备催化剂时焙烧温度影响
热处理制备出的催化剂Fe的滤出量大于没热处理的,比表面积小,中孔体积大,含Fe多
7.酸处理的影响
Cu代替Fe掺杂在黏土里不经酸化作用,酸化作用以及酸化不含Cu的黏土。第二最好归因于通过酸化时在黏土表面形成了磺化官能团
8.Cu的影响
在中性条件下可以反应,增加了催化活性。
颗粒尺寸小的催化活性更好,许多人考虑在中性条件下metal-clays的实际应用。
XRF:X射线光谱仪 ICP:电感耦合等离子体 XPS:光电子能谱
XRD:X射线衍射 光芬顿催化机理
可能1.Fe3+ on the surface of Fe-Lap-RD+hv→ Fe2+ on the surface of Fe-Lap-RD(1)Fe2+ on the surface of Fe-Lap-RD + H2O2→ Fe3+ on the surface of Fe-Lap-RD + HO• + OH−(2)Fe-Lap-RD – dye + HO• → Fe-Lap-RD—Reaction intermediates(3)Fe-Lap-RD – Reaction intermediates + HO• → CO2 +H2O(4)可能2.H2O2 + visible light → HO• + OH−(16)X–GN + visible light → X–GN∗(17)Fe(III)species + X–GN∗ → Fe(II)species(e−)+ X–GN+•(18)H2O2 + Fe(II)species(e−)→ HO• + Fe(III)species(19)Fe(III)species + H2O2 → Fe(II)species + HO2• + H+(20)Fe(II)species + H2O2 → Fe(III)species + HO• + OH−(21)X–GN ∗ +Fe3+ → Fe2+ + X–GN+•(22)Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH− + HO•(23)HO• + X–GN → X–GNdegraded products(24)HO• + X–GN+• → X–GNdegraded products 动力学方程Langmuir-Hinshelwood rate equations Assuming that the activation of the adsorbed organic molecule by OH radicals is the rate determining step, these authors concluded that the photodegradation rate can be expressed by a LH kinetics as follows:
不足:
Nevertheless, from the applied point of view one should also take into account other issues that have also been discussed in detail.These include, for instance, catalyst stability.Besides, for industrial application of these AOPs, the use of continuous-flow reactors should be considered, e.g.of the thin-film type, as well as the possibility of using visible radiation, thus making use of a wider range of the solar spectrum.Another important technological issue to consider in practice is the mode of the oxidant(hydrogen peroxide)addition, as it represents one important operating cost.Thus, its efficient use should be carefully optimized.7.Heterogeneous photocatalytic treatment of organic dyes in air and aqueous media K.Rajeshwar et al./ Journal of Photochemistry and Photobiology C: Photochemistry Reviews 9(2008)171–192 8.Experimental Design to Optimize the Oxidation of Orange II Dye Solution Using a Clay-based Fenton-like Catalyst J.Herney-Ramirez M.Lampinen,‡Miguel A.Vicente Ind.Eng.Chem.Res.2008, 47, 284-294 独立变量:温度、双氧水浓度、催化剂(负载Fe的柱形黏土),从获得的数据显示非均相Fendon过程对于实现偶氮染料的降解是很有希望的,Actually, after 4 h oxidation color removals near 100% and TOC of at least 65% were experimentally achieved when the temperature was 40 C or higher.Iron leaching was also quite small after 4 h of oxidation(in the range 0.66-5%), pointing to a good stability of the catalyst(40摄氏度时Fe的浸出量较小)说明催化剂有很好的稳定性。对影响参数探究总结主要归咎于两种:温度和催化剂浓度,双氧水浓度影响忽略。