低温等离子体在有机净化废气中的应用与进展介绍

第一篇：低温等离子体在有机净化废气中的应用与进展介绍

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展

低温等离子体技术在有机净化废气

中的应用与进展

姓名：xxx 专业：环境工程 班级：xxx 指导老师：xxx

2015年12月xx日

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展

摘要

随着现代工业的快速发展，工业三废的排放量与日俱增，尤其是挥发性有机废气(VOCs)的排放，挥发性有机废气种类繁多、毒性强、扩散面广，是继颗粒物、二氧化硫、氮氧化合物之后又一类不容忽视的大气污染物。传统的有机废气处理方法存在流程复杂、运行成本高、处理效率低下、易产生二次污染等问题。低温等离子体技术利用自由基、高能电子等活性粒子与有机废气分子发生一系列理化反应，使有害气体在短时间内迅速催化降解为CO2和H2O以及其他小分子化合物。低温等离子体技术工艺流程简单、开停方便、运行费用低、去除效率高，在治理上具有明显优势,是国内外目前的研究热点之一。本文综述了低温等离子体在催化剂处理挥发性有机废气方面的技术研究进展，并展望了等离子体技术在废气处理领域的发展方向。

关键词：低温等离子体；有机挥发性废气(VOCs)；催化降解

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展 引言

工农业生产过程不可避免地要排放挥发性有机废气(VOCs)，这是污染环境、危害人类健康的重要来源[1-2]。挥发性有机废气排放到大气中会引起光化学烟雾、臭氧层破坏等环境问题；大部分的VOCs 还具有毒性、刺激性、甚至致癌作用，对人体健康造成严重的危害[3]。为了应对(VOCs)对环境的破坏以及对人体健康的威胁，挥发性有机废气处理技术迅速成为国内外的研究热点之一。常用有机废气处理技术

目前国内外有多种技术用于处理挥发性有机废气，其中较为常见的方法有：燃烧法、冷凝法、吸收法、吸附法、生物法、低温等离子体法等。

2.1 燃烧法

通过燃烧将VOCs转化为无害物质的过程称为燃烧法[4]。燃烧法的原理是燃烧氧化作用及在高温下的热分解。因此，燃烧法只适用于处理可燃的或在高温下易分解的VOCs。

2.2 冷凝法

冷凝法处理VOCs是利用废气中的各组分饱和蒸汽压不同这一特点，采用降温、升压等方法，将气态的VOCs液化分离[5]，但冷凝法不适用于低浓度废气的处理。

2.3 吸收法

吸收法的原理是吸收质（VOCs）与吸收剂（水、酸溶液、碱溶液等）发生化学反应从而达到吸收去除效果。当VOCs成分复杂需多段净化时，该方法便不再适用，并且该法设备易腐蚀，易形成二次污染[6]。

2.4 吸附法

吸附法是用多孔性固体活性炭、分子筛、交换树脂、硅胶、飞灰等吸附去除废气。吸附法对大部分VOCs均适用，一般作为其他方法的后续处理[7]。但是吸附法也有它的缺点投资高、吸附剂用量大、再生困难、能耗大、占地面积大等缺点。

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2.5 生物法

生物法去除VOCs是微生物利用废气作为碳源和能源，进行生命代谢，将VOCs分解为CO2和H2O等小分子有机物[8]。该方法绿色环保，但对VOCs种类和浓度波动适应性较差。

2.6 其他方法

除了上述方法外，其他的治理技术还有化学氧化法、膜分离法、光催化法、低温等离子体法等。其中低温等离子体技术经过近年发展日渐成熟，低温等离子体法的适用范围广[9]、净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分VOCs气体，下面将着重介绍该方法。低温等离子体技术 3.1 等离子体及其分类[10-11]

等离子体被认为是物质的第4种存在形态。除固态、液态和气态之外，由电子、离子、中性粒子和自由基组成的导电性流体，整体保持电中性。等离子体中，若电子与其他粒子温度相同，且在5000K以上，称之为热等离子体或平衡态等离子体。若电子的运动温度达几万摄氏度，而其他粒子和整个系统的温度只有几百摄氏度，则称之为低温等离子体或非平衡态等离子体。实验室中常用的低温等离子体主要包括：电晕放电、辉光放电、火花放电、介质阻挡放电、滑动弧光放电、微波等离子体及射频等离子体。

3.2 低温等离子体去除VOCs 的机理

采用低温等离子体分解气体污染物时，低温等离子体与VOCs 的作用机理主要有两方面：一是高能电子直接与气体分子（原子）发生非弹性碰撞，将能量转换成基态分子（原子）的内能，使其激发、离解、电离最终生成无害的CO2 和H2O；二是高能电子激励气体中的O2、N2、H2O 等分子，从而产生具有强氧化能力O、OH、O3、OH2 等自由基或活性粒子，它们破坏C-H、C=C 或C-C 等化学键，使VOCs 分子中的H、C1、F 等发生置换反应和分解氧化，最终生成无害物质CO2 和H2O[12]。

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3.3 低温等离子体技术处理VOCs 的研究进展 3.3.1 低温等离子体单独作用于VOCs

由于低温等离子体具有很多优点，研究者对不同的放电低温等离子体进行了研究，其中以介质阻挡放电等离子体研究最多。低温等离子体单独作用VOCs具有设备简单、流程短、效率高，而且容易获得等离子体的优点，因而被广泛的研究。滑动弧放电是一种气体放电等离子体发生方式，在常压下产生非平衡等离子体，80%以上的输入电能能通过低温等离子体刺激化学反应[13]。国内薄拯等[14]研究了滑动弧放电等离子体裂解正己烷，该法可以有效处理正己烷，裂解率高达96%，主要裂解产物为CO2、CO、NO2 和H2O。提高电压可以增大正己烷裂解率，进而增大处理量；不同材料的电极能量利用率不同，能量利用率依次为铁电极低于铝电极低于铜电极。国外Antonius Indarto 等[15]在常温常压下研究了滑动弧放电处理芳香化合物和有机氯化合物的混合物，结果表明，进气芳香化合物浓度为0.1%～0.5%，流速为5L/min 时，能量利用率为苯< 甲苯< 二甲苯，比其他放电方式（如介质阻挡放电、射频放电等）能量利用率都高，降解率都在60%以上，主要产物为CO2、CO、H2O；进气浓度3%，流速5L/min，氯仿的去除率高达97%，产物主要为CO、CO2、Cl2 和气溶胶。除此之外，Shun-I Shih 等[16]研究了射频等离子体单独处理苯，在O2/Ar 做载气，O2 浓度为1～9%，C2H6 的浓度为1%，输入功率为20W，苯的去除率始终保持在98～99%，产物为CO、CO2、H2O。Wen-Jun Liang等[17]研究了介质阻挡放电以及铁电极上的NaNO2 介质颗粒含量对甲醛去除率的影响，结果表明，随着铁电极上的NaNO2 的含量增加，甲醛的去除率增加，当铁电极上浸入8000ppm 的NaNO2 时，甲醛的去除率由不浸时的58%增加到93%，能量密度也相应的增加。以上等离子体单独作用有机废气，虽然去除率很高，但都是针对低浓度废气，而且还产生CO 等副产物，CO2 的选择性也不强。

3.3.2 低温等离子体协同吸附剂作用于VOCs 在等离子体反应器中填充吸附剂（如活性炭、分子筛、沸石、大孔γ-Al2O3 等），可在不增加反应器尺寸的前提下，延长VOCs 废气在反应器内的停留时间，同时吸附剂可选择性吸附VOCs 和大量的高活性自由基，使表面处活性自由基

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展

和VOCs 的浓度增大，有利于自由基和VOCs 的碰撞而发生化学反应，使短寿命活性基团尽量多的与废气分子发生碰撞，而多孔性颗粒的表面在电子撞击下也可成为反应活性中心，促进微孔结构表面的多相降解反应，有利于提高放电能量的有效利用率，增加产物的选择性，减少副产物。今后等离子体协同吸附剂的发展，主要在于优化等离子体反应器及对吸附剂进行改性。Song 等[18]研究了等离子体反应器中填充不同吸附能力的吸附剂（玻璃小球、微孔γ-Al2O3 颗粒、分子筛和γ-Al2O3 颗粒的混合物）对甲苯和丙烷去除率的影响，结果表明，随着温度的增加，吸附能力有所下降，但是去除率增加，还发现因为微孔γ-Al2O3 颗粒O3、HNO3 副产物明显减少。Urashima 等[19]研究了介质阻挡放电反应器中放入活性炭过滤器对甲苯和三氯乙烯（TCE）去除率的影响。

结果表明，甲苯的降解率随输入能量的增加而增加，放电反应器中甲苯的去除率由不加活性炭的90%上升到98%，三氯乙烯由50%上升到90%，并且活性炭过滤器还能吸收反应副产物COCl2、HCl、NOx、O3，能量利用率甲苯和三氯乙烯分别为30g/KWh、15g/KWh。此外，季银炼等[20]研究了低温等离子体协同改性活性炭纤维（ACF）净化甲醛。采用浸渍法研制了负载纳米TiO2 及Cu/Pd 金属离子的改性活性炭纤维功能材料，充分发挥了ACF 的吸附作用、纳米TiO2 光催化作用、低温等离子体强氧化作用。结果表明，改性ACF 有利于甲醛净化，其中负载TiO2 改性方案最佳，低温等离子体协同TiO2/ACF 净化效果最好，其效率高达94%。

3.3.3 低温等离子体协同催化剂作用于VOCs 等离子体协同催化剂发挥了两种技术的优点，等离子体场中存在大量的活性物种：高能电子、离子及活性自由基和激发态的气体分子、原子等，只有这些活性物种的能量高于VOCs 键能时才会引发化学反应，而VOCs 的降解主要通过三个途径：(1)电子碰撞电离；(2)自由基碰撞电离；(3)离子碰撞电离。催化剂具有一定的吸附作用，气相中的大量活性物种及VOCs 分子在吸附作用下聚集在催化剂表面，增加表面活性物种和VOCs 的浓度，催化作用能降低化学反应的活化能。因此，低温等离子体与催化剂协同作用时，较直接催化剂法或单纯等离子体法具有更高的脱除效率，提高CO2 的选择性，可显著降低CO、气溶胶、臭氧及小分子有机化合物副产物的产生，并且显著降低能耗。等离子体协同催化

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展

剂主要有两种方式：(1)催化剂填充在放电区(IPC)；(2)催化剂填充在放电区后面(PPC)。催化剂的不同位置对VOCs 的去除率、副产物的产生、能量的利用都有极大的影响。

目前研究的热点主要是催化剂的选择及其在反应器中的位置，光催化剂TiO2 由于来源广、化学稳定性和催化活性高、没有毒性，成为与等离子体协同作用的最常用光催化剂。晏乃强等[21]研究了催化剂强化脉冲放电治理有机废气，结果表明，Mn、Fe 等金属氧化物在放电作用下对有机物的降解有较好的催化活性，二者可使甲苯的去除率由59%分别提高到86%和83%；并且发现以陶瓷材料为载体用浸渍法制备的催化剂活性及稳定性较好。陆彬等[22]研究了介质阻挡等离子体放电与催化联用分解苯，结果表明，加入MnO2 可充分利用O2、O3，能够增加苯氧化为CO2，且苯去除的能量利用率是不用催化剂时的两倍，催化剂MnO2 离放电区的距离和能量密度对去除率有显著影响。当能量密度低于564J/L 时，MnO2 离放电区的距离越近，苯的去除效果越好；当能量密度高于1051J/L 时，苯的去除效果与MnO2 离放电区的距离有关并有一个最佳值。Zhu Tao 等[23] 研究了等离子体协同MnO2/γ-Al2O3 处理低浓度甲苯，结果表明，单独使用等离子体和MnO2 或γ-Al2O3 时，甲苯的去除率增加，但是使用等离子体和MnO2/γ-Al2O3 时，甲苯去除率高达98%以上，能量利用率提高，排放气体中的O3 浓度也减少。D.Ighigeanu 等[24]研究了电子束、微波诱导等离子体协同催化剂三种技术处理VOCs，催化剂填充在放电辐射区。结果表明，由于OH 自由基与VOCs的反应，电子束使VOCs 转化为中间产物有很高的效率，而微波等离子体和催化剂却能使中间产物转化为CO2、H2O，微波等离子体协同催化剂系统时，甲苯的转化率（VOCs 转化为任何产物的效率）和甲苯最终转化为CO2（产物中CO2 的比例）的效率分别为59.5%、82.2%；电子束等离子体协同催化剂的分别为77.2%、78.1%；电子束和微波等离子体协同催化剂的却分别高达92.8%、90.5%。Huang Haibao 等[25]研究了等离子体协同O3/UV/TiO2 处理甲苯，充分利用放电产生的O3 和紫外光与TiO2 的作用降解VOCs。结果表明，在放电区后填充光催化剂TiO2，甲苯转化率达80%，排放气体中O3 浓度比没有TiO2 时减少90%，水蒸汽在甲苯的降解和O3 的去除中起双重作用，甲苯的降解率随O3 的减少而增加，O3/ TiO2 过程在甲苯的降解中起关键作用。

低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展 总结与展望

近年来，我国着重解决废水污染物，有机废气的治理也将成为另一个重点目标。为了把有限的污染治理资金用好，对有机废气治理技术的研究开发需进一步探讨和解决以下几个问题：

(1)VOCs 废气的等离子处理技术，必须进一步改善该技术能量利用效率、系统压降、副产物产生及利用效率等，使等离子体污染控制技术发挥其独有的科技性和高效率，在未来的环保产业中得以推广应用。

(2)等离子体协同吸附剂和催化剂处理VOCs废气效果较好，但反应过程中可能产生O3、NOx、Cl2、HNO3 及其他二次污染物，可能使催化剂失去活性。

今后还须进一步研究的主要方向是：开发吸附能力强的催化剂，并且其活性对温度的影响不敏感，光催化剂和改性的吸附剂的研究也是发展的方向；同时对等离子体反应器结构也要进行改进，令其在更低的电压条件下产生等离子体；通过多方面的研究改进，最终使新兴的低温等离子体技术应用到工业生产中，为废气的治理提供现实可行的、经济合理的处理方法。

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低温等离子体技术在净化有机废气中的应用与进展

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第二篇：酶在有机合成中的应用进展汇总

酶在有机合成中的应用进展

许广帅

（化工学院 化工一班）

摘要：由于有机溶剂易使酶蛋白变性、失活或抑制其反应，因此，长期以来，形成 了一个概念：酶反应需在水溶液中进行。尽量避免使用有机溶剂。随着酶学研究的进展。经 过近十年的大量研究，人们发现。只要条件合适，酶在有机溶剂中是完全能够起催化反应的。1985年欧洲生物技术联合会召开了“生物催化剂在有机合成中的应用，随后又组织了“有机相中的酶催化讨论会，引起了与会科学工作者扳太的兴趣。近年来。有机合成化学领域的一个重大进展就是应用微生物或酶进行催化反应。由于酶催化反应具有高度的专一性，使得 这种合成与转化在合成化学领域中具有很大的理论价值和应用潜力。

关键词：酶、有机溶剂、生物催化剂、催化反应

Abstract: Because the organic solvent is easy to make enzyme protein denaturation and inactivation or inhibit the reaction, therefore, for a long time, form a concept: enzyme reaction should be carried out in aqueous solution.Try to avoid using organic solvent.With the progress of the enzymology.After nearly 10 years of research, people found.As long as conditions are right, enzymes in organic solvents is fully capable of catalytic reaction.In 1985 European biotechnology federation held a “the application of biological catalyst in organic synthesis, and then organized” seminar on enzyme catalysis in the organic phase, aroused the interest of the scientific workers pull too.In recent years.A significant progress in the field of organic synthesis chemistry is the application of microorganism or enzyme catalytic reaction.Because the enzyme catalytic reaction are highly specific, makes the synthesis and transformation in the field of synthetic chemistry has great theory value and application potential.Key words:Enzyme, organic solvents, catalysts, catalytic reaction 1 前言

酶除作用于天然底物外，还可作用于与其底物结构相似的物质发生非自然催化，从而构戚了一个特殊的化学合成新锈域。通过酶催化可以完成各种各样的化学反应，如：氧化、脱氢、还原、脱氨、羟基化、甲基化、环氧化、脂化、酰胺化、磷酸化、开环反应、异构化、侧链 切除、缩合以及卤代等反应。由于酶催化较化学法催化具有区域选择性、立体选择性、条件 温和、反应速度快等优点，因此形成了生物学与化学边缘领域中十分引人注意的，研究非常活跃的重要课题，并已出现许多科研成果。实际上，酶催化已经应用于制药、精细化工、食品添加剂以及日用化合物等的合成。酶在有机合成中的应用

多肽合成、脂类合成、抗生素的修饰、有机酸、光学活性氨基酸的制备、日用化合物生产。

2.1卤过氧化物酶

2.1.1卤化反应

氯是目前地球上含量最多的卤素，其次是溴和碘。卤素被有机体用来产生卤素代谢产物，从哺乳动物体内的甲状腺激素到某些植物产生的有毒的氟化脂肪酸。藻类，特别是海藻是目前最丰富的卤素代谢产物的来源1221。海藻在卤过氧化物酶的帮助下合成了卤化合物。这些化合物包括吲哚、萜、酚类、挥发性的卤代烃等。卤化酶所产代谢物大都具有生物学的抗真菌、抗细菌、抗病毒和抗炎的活性，例如卤代的吲哚，具有抗炎和抗癌的活性。卤化反应可以被亚铁血红素卤过氧化物酶以及钒卤过氧化物酶和细菌卤过氧化物酶所催化。早在1961 年，Hager等∞l就报道了CPO能和B一酮酸发生卤化反应。卤化作用的代表是氯过氧化物酶催化的卡尔里霉素的生物合成1241。近年来，由于具有可以卤化一系列有机化合物的力，卤过氧化物酶引起了商业和药学界的浓厚兴趣。由卤过氧化物酶催化的卤化反应缺乏立体特异性，这与无酶卤化反应是一致的，具体的细节仍有争论闭，但某些糖烯的区域选择性溴化反应例外倒。糖烯在氯过氧化物酶、HX(卤化氢)和H：O：存在下反应生成相应的2一脱氧一2一溴糖，且具有高的区域和立体选择性。该化合物是非常有用的生物活性糖类和合成纤维，此方法对于卤代糖类的合成是一种新的方法。2.1.2氧化反应

炔在各种化合物的合成中是一个非常重要的中间体。已经研究了很多炔上三键的氧化反应。然而，对于氧化炔丙基的例子并不多。手性丙炔醇是对应选择性合成复杂分子(特别是生物学活性物质)的重要标准部件。Hager等[271报道了CPO在H20：或TBHP(叔丁基氢过氧化物)的存在下，催化氧化2一炔到醛的反应。从炔到醛的炔丙基氧化过程中，不对称的炔丙醇作为一个中间体。在H：0：和CPO的水溶液中，醇完全、快速地转化成了醛(92％～95％)。在己烷(或乙酸乙酯)和缓冲溶液(pH=5．0)的两相体系里，CPO可以催化一系列伯醇生成相应的醛阎。CPO也可以不对称地催化前手性的l，3一环己二烯，反应有高的对应选择性，且有很高的产率。2.1.3环氧化作用

环氧化合物是非常重要的有机合成中间体。通过官能团转化反应，可以从环氧化合物制备一系列不同结构的手性化合物。目前，工业应用的烯烃环氧化合成环氧化合物的方法主要有氯醇法和Halcon法。在氯醇法中，合成反应会产生大 量含CaCl：及各种有机氯化物的废水，造成严重的环境污染，而且设备腐蚀严重；Halcon法工艺流程太长，投资大，对原料质量要求较高，操作条件严格，且联产品多，故这两种生产方法均不能满足可持续发展的要求。随着人们对环保的日益重视及对环氧化产品需求的不断增加，发展工艺简单、污染小的绿色环氧化合物合成新工艺显得更为迫切1291。应用于烯烃环氧化的酶主要有氯过氧化物酶(chloroperoxidase)和单加氧酶(monooxygenase)。自从发现CPO能作为一种环氧化反应的催化剂以来，这个反应的选择性和产率一直是人们关注的问题。研究发现，CPO能催化各种烯烃的不对称环氧化，且有很高的产率和对映选择率。另外，CPO还可以催化茚，经过茚二醇中间体。直接衍生出手性环氧化物[30l]。

总结：卤过氧化物酶能催化多种反应，且催化的多数反应以立体特异性的方式实现。此外，催化反应条件温和，无环境污染，应用前景广阔。但是，当H20：氧化剂浓度高时，容易失活；且大多底物水溶性差。近年来，已经开发了一些方法来改善这些不利因素，例如：C矿、M矿等多种离子可以提高无辅基卤过氧化物酶的稳定性、耐热性和耐有机溶剂的能力例；利用抗氧化剂来提高氯过氧化物酶的操作稳定性I拥。因此，对卤过氧化物酶进行修饰、改进将是今后发展的重要方向。随着研究的不断深入，相信在不久的将来，卤过氧化物酶必将成为现代合成化学和医药工业中重要的手性催化剂。

2.2氰基水解酶

2.2.1氰基水解酶简介

早在三十年代，为了 解释一些化学合成的氰基衍生物对植物生长的 促进作用，就有人提出 某些植物器官能将氰化物转化成酸。哈佛 大学的 Thimann和 Mahadeven认为这是一个酶促反应，并于1964年从大麦叶子中正式分离到这个酶，定名为氰基水解酶。目前的研究表明，腈化物的酶水解通过两种途径： 一是通过氰基水解酶将氰基直接转化成羧酸，二是先通过氰基水合酶；将氰基转化成酰胺，再通过酰胺酶的作用转化成羧酸。通常所说的广义的氰基水解酶即包括这两种途径所涉及的三种酶。本文除特别指出外，均指广义的氰基水解酶。2.2.2氰基水解酶在有机合成中的应用

在有机合成中，常常需要水解氰基时不伤害其它可水解基团，如酰基、缩醛、醚键等。Faber小组在对固定化酶SP409的研究中发现，这种复合酶对乙酯，磷酸酯类底物显示出了化学选择性，而对甲酯及酰基取代的底物则不具有选择性（Figure4），酯键也水解了，这可能是由于SP409不纯，含有能使甲酯和乙酰基水解的酯酶。

氰基水解酶的工业应用氰基水解酶的温和高效特点使之在工业生产上有很重要的应用价值。当今最主要的工程应用是日本Nitto公司的丙烯酰胺工程(Figure20)，年产已达30000吨。在这项工程中，酶催化与传统的酸水解相比具有绝对优势,不仅能有效地将反应中止在第一步,不致生成丙烯酸，而且产率可达100% ,远远高于传统酸水解的65%，同时可以避免在中和强酸时生成的副产物硫酸铵。

2.3微生物环氧化合物水解酶

2.3.1催化机理

环氧化合物水解酶是一种a/B-折叠型水解酶，遵循两步催化机理：(1)酶的天冬氨酸残基亲核进攻环氧乙烷中的一个碳原子，形成一个共价结合的酯中间体；(2)在酶的作用下，一个水分子被激活，将酯中间体水解成产物。Rink等的研究发现，细菌A．radiobacter幻妇灯环氧化合物水解酶的Aspl07(亲核进攻作用)、Asp246(辅助组氨酸残基发挥作用)和His275(活化水分子)3个氨基酸残基组成了该酶三位一体的催化功能。2.3.2有机合成上的应用

随着被发现的微生物环氧化合物水解酶种类的增多，其应用方面的研究也不断深入。许多实验研究已经扩大到生物反应器中，光学活性环氧化合物的制备规模已经达到几十克的水平。在这些拆分反应中，不仅使用了生物反应器，而且采用了高底物浓度、两相体系，甚至用自来水代替缓冲液等多种新的方法，展现了良好的应用前景。WeUem等““报道了在水一有机溶剂两相体系中，利用酵母细胞硒。出n ck咖“出环氧化合物水解酶进行了大规模的拆分反应，获得了高浓度(0.9ml，L)、高光学纯度(98％ee)的(s)一1，2一环氧己烷(6.5g，30％收率)。在级联的中空纤维膜生物反应器中进行连续转化时，比产率为3.8g/L/H，运行12d，获得了38g高光学纯度(98％ee))的-1，2-环氧已烷。

在药物合成方面，利用环氧化合物水解酶制备光学活性的环氧化合物，解决了许多重要的生物活性物质合成途径上的限制性环节。Faber等“23利用冷冻干燥细胞对底物进行不对称水解开环，得到了一种合成松树甲虫信息素的重要中间体——(s)-Frontalin。Furstoss的研究小组利用黑曲霉选择性水解环氧苎烯底物，获得了光学纯的6，7-双羟基香叶醇和(4s，8s)-防风根醇，后者是护肤品、洗涤剂和多种软膏的重要成分。在拆分(±)一a一甲基-异丁基苯基环氧乙烷的反应中，他们还采用了化学．酶法。首先通过黑曲霉催化的不对称水解获得r s-构型环氧化合物，然后将生成的R-二醇采用化学的方法环化为消旋的环氧化合物继续进行拆分。(s)-a-甲基一异丁基苯基环氧乙烷在开环后可以转化成重要的生物活性药物——s-布洛酚。同时，他们利用该环氧化合物水解酶拆分330moL/L的对-硝基苯基环氧乙烷(54g/L)，经过6h的水解反应得到了光学纯度高达99％的S-构型环氧化合物，然后在酸性条件下对产物进行水解及重结晶获得了光学纯度为98％的R-二醇，最后加氨合成了肛阻断剂类手性药物尼芬尔醇。这种化学酶法在拆分外消旋环氧底物获得光学活性环氧中间体以制备药物(R)-3，5-二羟-3-甲基戊酸内酯的合成中得到了应用。此外，Furstoss等还报道了利用两种选择性互补的微生物A.niger和S.tuberosum环氧化合物水解酶，共同催化对-氯苯基环氧乙烷的不对称水解反应，得到了神经保护药物Eliprodil的关键性手性合成子——光学活性的R-二醇，其对映体过剩值高达96％，转化率达93％。利用真菌S．tuberosum环氧化台物水解酶水解茚环类环氧化台物，他们还获得了抗爱滋病药物齐夫尔定(Indina-vir)的重要前体物质：光学纯度为98％的(1R，2S)——环氧化合物(收率20％)和光学纯度为69％的(1R，2R)——二醇(收率48％)。

生物酶在有机合成中的应用是20世纪80年代发展起来的生化技术。由于它有许多优点，如反应条件温和（常温、近中温），具有高度的区域选择性、立体选择性和对映体选择性，可避免敏感官能团发生变化，可产生许多光化学活性物质，尚可完成一些用传统的化学反应；另外还有产品纯、无三废、无环境污染等优点，因此越来越受到有机化学研究者的青睐，实验表明在有机溶剂中进行酶催化反应具有以下优点：增加非极性底物的浓度，很多不溶于水或在水中不稳定的产物能在有机溶剂中用酶来催化生成；有机溶剂能保护酶免受有毒反应物和反应条件的损坏，提高酶的耐温性等。酶催化反应的类型包括氧化还原、酶合成、酯交换、脱氧、酰胺化、甲基化、羟化、磷酸化、脱氨、异构化、环氧化、开环聚合、侧链切除、聚合及卤代等。

酶在有机合成中的应用以逐渐被人们所认识，并且近年来已取得了较大进展，利用酶催化的不对称可以合成许多手性分子，随着酶技术的发展，已经克服了酶催化反应中存在的一些问题（如：对有机介质的敏感性、对底物变化的适应性以及醇的不稳定性等）。近年来有关酶技术的进展主要体现在以下几个方面：

（1）固定化酶：将酶固定在固定支持物上，或通过酶分子之间的交联而得以固定，通过固定后可以更方便、更有效地利用酶，提高酶催化作用的效率；

（2）酶在低水有机介质中催化反应：多数酶是在水溶液中催化化学反应的，近年来酶低水介质中催化有机反应取得了明显的进展，从而拓宽了酶应用的领域，到了酶反应只能在水溶液中进行的传统观念；

（3）抗体酶：抗体酶是近年来才出现的新概念，是专一作用于抗原分子的有催化活性的、有特殊生物学功能的蛋白质。抗体酶兼备免疫反应的专一性和酶催化反应的活性，因此有可能通过人工制备来获取高选择性的催化剂以应用于化学、生物和医药学；

（4）模拟酶：通过人工合成制备模拟酶的识别和催化性能的分子，已经越来越引起化学家的注意。合成酶也能像天然酶一样加速某些化学反应，并显示出较强的立体选择性。虽然合成酶的研究刚刚起步，但已显示出了巨大的诱惑力；

（5）Ribozyme：Ribozyme的功能主要是切断RNA，有阻断基因表达和产生抗病毒作用的应用前景，其底物都是RNA分子。

参考文献：

王成华 孙纳新 马梦瑞 《山东化工》《酶在有机合成中的应用》，1994-12-05 31-35页 吴中柳 李祖义 《有机化学》 《氰基水解酶在有机合成中的应用》 2001年第21卷第一期，25-32 彭华松 宗敏华 娄文勇 《微生物环氧化合物水解酶在有机合成中的应用》 《微生物学通报》 2003年30（2）

边侠玲 《安徽化工》 《卤过氧化物酶在有机合成中的应用研究进展》第36卷，第4期

沈鸿雁，田佳珍，叶蕴华《非水介质中酶催化研究新进展》，2003，23（3）； 王乃兴，刘薇，王林《酶催化反应研究进展》，2004,2（2）

高守海，胡文祥《酶催化选择有机合成新进展》，功能分子学报，2002（3）。

第三篇：层流电弧等离子体技术及其在材料热加工中的应用范文

层流电弧等离子体技术及其在材料热加工中的应用

袁洁朱华古钟璧姚进

四川大学制造科学与工程学院61006

5摘要分析了常压下层流电弧等离子体射流的特征，和其他热加工热源相比，层流电弧等离子体具有加工温度较高，能量密度大，参数易调节，设备成本低等优点；阐述了层流电弧等离子体在表面热处理、热喷涂、焊接及柔性成形等热加工技术方面所具有的轴向温度梯度小、热影响区域小、工作寿命长、参数可调节性强等优点。

关键词：常压层流 电弧等离子体 热加工

0 前言

在现代热加工领域中，焊接、切割、热喷涂、表面热处理等加工应用广泛。随着科学技术的不断发展，传统的加工工艺已难以满足新型材料及特殊结构的加工要求。究其原因，是因为传统的加工热源本身存在局限性，无法满足新材料的加工要求。常用的传统热源如炔氧焰、氢氧焰应用简便，成本低，但其最高温度只有3000℃左右，难以加工高熔点金属、耐高温陶瓷材料；利用电弧放电产生的热源多用于焊接领域，技术成熟，但对于特种焊接及陶瓷、复合材料的焊接却难以实现。最近几十年内，高能束热源研究快速发展，以激光、电子束、热等离子体的研究应用最为广泛，这三种热流都具有很高的能量密度，加工温度高，升温快。其中，激光的加工精度高，但激光器成本高，一次性投资大，功率也较小，目前工业用半导体泵浦激光器最大功率为10kW左右，加上能量转化效率低（20%左右），极大限制了其在工业上的推广运用[1]；电子束利用加速状态的电子轰击工件产生热能，属于精密微细加工方法，但加工条件复杂，需要一整套专用设备和真空系统，价格昂贵，且电子束轰击材料产生的X射线会损害人体细胞[2]，安全问题不容忽视。热等离子体技术利用电能将普通气体电离以产生等离子体，使等离子体携带能量并传输给工件，和激光及电子束相比，具有加工应用简单，设备成本低，安全性高等优

目前，热等离子技术的应用领域得到了较大的扩展，在传统的应用领域，热等离子技术已趋向成熟，并有所发展，于此同时又扩展了许多新的应用领域[3]，如煤的气化，有害废弃物焚烧等。当前针对热等离子体应用的研究内容主要有：等离子体参数的控制、等离子发生设备的改进和热转化效率[4]。根据等离子体射流的状态，可将热等离子体分为湍流等离子体（图1-a）和层流等离子体（图1-b,c），由于前者更易产生和维持，目前的研究应用比较广泛。层流等离子体与湍流等离子体射流相比，流动更稳定、高温区更长、轴向温度梯度小、噪声低、对环境气体的卷吸量少、射流参数可以通过改变发生器的工作气体流量或弧电流（电压）方便地加以调节，这为提高材料加工过程的重复性与加工质量、改善操作人员的工作环境创造了条件，但由于产生和维持层流等离子体比较困难，对其研究应用相对较少。在国内，中国科学院力学研

究所开发了层流氩气等离子体，射流较长，工作稳定（图1-b）。成都阳流科技发展有限公司，联合四川大学智能控制研究所及四川大学制造科学与工程学院，研发出新型层流电弧等离子体发生器，工作状态非常稳定，产生的氮气层流等离子体射流可长达100cm。（图1-c）。

图1等离子体射流层流等离子体

实际中的流体流动一般都是湍流（紊流）状态，而没有绝对层流状态的流体。理想层流状态下的流体在受到外界干扰时，流体粘滞性产生的切应力会因失去平衡而激发涡流的产生。在电弧电离工作气体产生等离子体时，为了尽可能获得趋于层流状态的射流，发生器的结构、工作电源、工作气流的稳定性是关键。基于对等离子体产生原理的充分认识和理解，成都阳流科技发展有限公司联合四川大学智能控制研究所、四川大学制造科学与工程学院，设计了新的等离子发生器，并采用更加稳定的工作电源系统和气路系统，研发出1kw、5kW、10kW、20kW、60kW、120kW等不同功率的层流电弧等离子体设备。可采用氮气、氩气、氦气及混合气作为工作气体，产生的等离子体射流状态稳定，出口温度高达8000~20000℃，可融化钨、钼、钛等难熔金属材料及刚玉、石英等非金属材料，且可连续稳定工作100小时以上，阴、阳极寿命均可达数百小时（小电流工作时寿命更长）。目前正在利用其做焊接、表面热处理、热喷涂方面的研究实验。层流等离子体热加工技术应用

等离子体的应用领域广泛，下面就四个方面对层流等离子体在热加工领域的研究应用及发展做简要介绍：（1）层流等离子体表面淬火热处理；（2）层流等离子体热喷涂；（3）层流等离子体焊接；（4）层流等离子体柔性成形。

2.1 层流等离子体表面淬火热处理

常压等离子体射流表面硬化包括等离子相变硬化和熔凝硬化，它是利用等离子体射流对金属材料表面进行快速加热，并利用基体的自身急冷实现材料表面的相变硬化或熔凝硬化。[5]。铁基材料的等离子体表面淬火常用于强化诸如齿轮和轴承等高应力机械零部件，它提高了材料的耐磨性，同时也提高了由工件表面残余压应力导致的疲劳强度，该残余压应力是淬火工艺中的组织转变产生的。等离子体表面淬火工艺和传统铁基材料的淬火相比，都是通过将材料从奥氏体区域淬火形成高硬度马氏体来提高硬度和强度，但等离子体表面淬火仅将表面很薄的一层加热到奥氏体化温度，工件心部基本上不受影响。与其他表面淬火技术（激光、电子束表面硬化、高频淬火）相比，等离子体表面硬化技术具有设备投资少、生产效率高和处理成本低的优点，近几年得到越来越广泛的研究和应用[6]。

在利用等离子体进行表面热处理时，通过控制工作电压电流、工作气体流量、喷嘴与工件距离、等离子体与工件相对移动速度等，以获得所需要的表面相变硬化或熔凝硬化。与湍流等离子体相比，层流电弧等离子体在表面淬火时的优点有：（1）射流在轴向上温度近似成线性衰减，可控性更强，对复杂零件的深孔、凹槽处也可处理;（2）由于能量更集中，工件由于热应力产生的变形也更小。在研究成果方面，中科院力学研究所的费群星等利用非转移弧层流等离子体射流，对铸铁表面进行了表面熔凝实验研究，结果表明，熔凝后铸铁表面为初晶渗碳体和莱氏体组成的过共晶组织,硬度和耐磨性有了明显的提高。图2为实验结果：a区为熔凝区，b区为淬硬过渡区，c区为基体组织[7]。

图2 层流等离子射流铸铁表面熔凝层截面形貌[7]

2.2 层流等离子体热喷涂

等离子体喷涂是20世纪60年代出现的一种进行表面防护与强化的热喷焊技术，属于表面强化领域的技术。它是以等离子体（弧）为热源，以一定成分的合金粉末作为填充金属的特种粉末喷焊工艺，具有施工效率高，喷焊材料范围广，成本低等优点[8]。在航空、石化、机械等领域应用广泛。等离子体可以喷涂复合材料，通过控制粉体的不同配比和等离子体射流本身的参数，如功率、速度等，可以实现涂层致密度及孔隙率的优化，达到最佳喷涂效果。目前已经商业化的普通等离子喷涂功率在40kW~80kW，如上海瑞法喷涂机械有限公司的DH1080、九江等离子喷涂厂的GP-80型号的等离子喷涂设备，以及美国Metco公司的Metco 9M等离子喷涂设备，已成功市场化。

和湍流等离子体喷涂相比，层流状态的等离子体射流在热喷涂应用方面优势明显：（1）射流更长，粉末在射流中飞行的时间更长，融化更充分；（2）层流状态的射流对周围气体的卷吸量少，使得在大气环境下喷涂易氧化粉末成为可能；（3）携带融化粉末的射流在工件上的扫描半径更小，粉末的利用率更高，且可实现小型零件的局部喷涂。图3和图4显示了湍流和层流等离子体喷涂时的工作状态。

图3 湍流等离子体喷涂图4 层流等离子体喷涂

2.3 层流等离子体焊接

钨极惰性气体焊（TIG）是目前主要焊接方法的一种，焊接品质佳，尤其是薄板焊接，它也

是等离子体焊接的一种形式。但只能作为手工焊接，对操作者的要求高，焊接速度相对较低，且只能焊接金属材料。等离子弧焊(PAW)是在钨极氩弧焊基础上发展起来的一种重要的高能密度焊接方法。它是借助水冷喷嘴的外部拘束，使电弧的弧柱区横截面受到限制，使电弧的温度、能量密度、电离度和它的流速都显著增大。等离子电弧具有能量集中、温度高、焰流速度大、刚直性好等特点，广泛用于高质量、高精密设备的焊接[9]。它能够焊接钨极惰性气体焊所能焊接的所有金属（镁除外），以及部分非金属材料（利用非转移弧），且可实现自动化焊接工艺，是取代钨极惰性气体焊的首选。图5和图6分别是TIG焊接电弧和等离子弧焊电弧，可以看出，这两种焊接的工作原理基本相同。

图5 TIG电弧图6 PAW电弧

目前国内等离子弧焊的研究主要有西北工业大学的脉动等离子喷焊技术研究、北京航空工艺研究所的脉冲等离子弧焊“一脉一孔”工艺研究等，在重要的应用方面，西安航空发动机公司利用自制的电源设备配以进口的等离子焊枪，实现了某航空发动机工艺的改进。可以看出，国内等离子体焊接的研究成果不多，才刚刚开始走出实验室，商业化的设备较少，主要是由于焊枪零件寿命短，工艺参数难以控制。层流电弧等离子体能量更集中，可以有效减少薄板件焊接时的热变，发生器更长的工作寿命也能有效降低成本，实验证明，良好水冷情况下，发生器连续工作24小时后，内部零件的烧蚀率极低，其较高的可靠性是工业化应用的关键。在焊接时，根据电弧的一极在发生器或工件上，将等离子体分为非转移弧等离子体和转移弧等离子体。利用非转移弧层流等离子体射流，可以焊接薄板、非金属材料；转移弧层流等离子体将工件作为一极后，电弧附着点附近的温度极高，可快速融化金属，可用于较厚的金属板件的焊接。在参数可调方面：（1）层流电弧等离子体的热量和温度可在较大范围内调节；（2）工作气氛的可控使得等离子体本身可具有氧化、还原及惰性；（3）等离子体射流的冲击力刚性可调，通过改变弧压，发生器结构和气流量，进而调节出适用于不同焊接要求的冲击力。

2.4层流等离子体柔性成形

金属薄板的弯曲成形是实际工业中常见的工艺方法之一，在航空航天器、汽车、船舶及化工容器领域应用广泛。实际加工时，一般大批量生产借助于模具完成，如冲压成形。但模具的设计周期长，成本高，不适用于于单件小批量生产。利用热应力代替机械应力的薄板柔性成形技术解决了上述问题，最典型如激光弯曲成形技术，但如前言所述，激光的能量转换效率低（约为等离子体的四分之一），设备成本高的问题难以解决，制约了其研究发展。

等离子体柔性成形技术是利用热应力和热应变来实现板材成形的新型技术，在国内外逐渐成为研究的热点。因为等离子体弧与其他热源相比更经济、安全、灵活、实用[10]。目前的研究主要是针对碳钢、不锈钢的直线扫描弯曲。对于复杂曲面，直线扫描难以实现，因此曲面扫描成形及组合扫描成形是未来研究的主要方向。

柔性成形主要利用热应力来获得所需的热变形，层流电弧等离子体作为柔性成形的热源，优势主要体现在一下几个方面：（1）工作稳定，热源过大的波动将引起成形件变形的不均匀，而达不到成形效果，因此热源的稳定性十分重要；（2）能量集中，对于小型成形件而言，集中

能量将避免不需要的热变形，加工精度高；（3）设备简单，效率高，可用于现场化生产，这是激光、电子束难以实现的。结论

本文对等离子体和其他加工热源进行了比较，并阐述了层流电弧等离子体的特征和优点，进而分析了其在热加工技术方面的应用，结果表明，层流电弧等离子体技术作为热加工技术研究的重点，将不断推动热加工制造向着高效率、低能耗、短流程、高性能、高智能、数字化方向发展。

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第四篇：有机铁在猪饲料中的应用研究进展

有机铁在猪饲料中的应用研究进展

应用，比无机铁有较高的生物利用效价，对猪生产性能可提高采食量、生长速度、饲料效率和健康水平等。近年来，有机铁的研究应用受到重视。生化特性

有机铁可分为金属络合铁（配体化合铁）和螯合铁两类。络合剂有蛋白质、氨基酸、糖、有机酸等天然有机物。金属络合铁是由一个中心离子（或原子）如Fe

2+

和配位体以共价键相结合所形成的复杂离子或分子。配位体是指那些含有可提供孤对电子原子的分子，有机分子中的N、O、S都可提供孤对电子，这些供体可与金属离子发生配位作用，从而形成复合物。螯合铁是一种特殊的络合铁，它是指一个或多个基团与一个金属离子进行配位反应而生成的具有环状结构的络合铁。螯合铁也称作内络合铁，由于它的环状结构，通常比络合铁稳定。

美国官方饲料监测局（MFCO，1996）确定了有机铁的定义：对氨基酸和蛋白质金属螯合铁，是指可溶性盐的金属离子同氨基酸按照1：（1～3）（最佳为1：2）的比例反应，生成配位的共价键所得产物。水解氨基酸的平均分子量为150左右，生成的螯合铁的分子量不得超过800。这种结构使分子内电荷趋于中性，它的稳定常数适中，从而使金属在消化道中易于释放出来，比相应的无机离子更为优越。效价作用 2.1生物利用效价高

许多研究证明，有机铁比无机铁有更高的生物利用率，且对动物的生长、生殖、健康及饲料转化率等有明显的促进作用。

在妊娠母猪的日粮中添加200 mg/kg的氨基酸螯合铁，有相当的铁通过胎盘进入胎儿体中，可降低胎儿的死亡率，提高仔猪的出生重和断奶重，说明螯合铁可通过胎盘转运，进入到发育中的胚胎（无机铁无法通过）。有机铁的效价相对于FeSO4的效价范围为125%～185%。

Kuznet-sor等（1987）报道，蛋氨酸铁对7～28日龄的哺乳仔猪和4～5月龄的育肥猪的相对生物学效价分别为120%和115%（设硫酸亚铁为100%）；Spears（1992）也研究了蛋氨酸铁对哺乳仔猪的相对生物学效价为183%，Kuznetsor（1987）以红细胞计数和过氧化氢酶为指标，研究了氨基酸螯合铁对26日龄仔猪的相对生物学效价，结果分别为103%和114%。从大量的研究结果以及生产实践来看，氨基酸螯合铁的生物学效价明显高于硫酸亚铁、氯化亚铁等无机铁源添加剂。

2.2化学结构稳定

植物性饲料中所含的植酸、草酸、磷酸根离子，容易与铁元素结合生成动物难以吸收的不溶性盐而排出体外，从而影响铁元素的吸收。有机铁由于其特殊的结构，具有较好的化学稳定性，分子内电荷趋于中性，缓解了矿物质之间的拮抗作用，在消化过程中减少了pH值、脂类、纤维、胃酸等物质的影响，有利于动物机体对金属离子的充分吸收和利用。

2.3免疫功能增强

有机铁接近于酶的天然形态而有利于吸收，被吸收后可将螯合的铁元素直接运输特定的靶组织和酶系统中，从中发挥作用和满足机体需要。有机铁具有增强抗病力，提高免疫应答反应，促进动物细胞和体液免疫力的功效，发挥抗病、抗应激作用，改进动物皮毛状况，减少早期胚胎死亡，对某些肠炎、皮炎、痢疾和盆血有治疗作用；在接种、去势、运输、气温过高和变更日粮等应激条件下，有良好的效果。

2.4副作用小和适口性好

无机铁因有特殊味道而影响动物的适口性，又因其性质不稳定，易与其他营养物质产生拮抗作用，并在消化吸收过程中还会影响胃肠道的酸碱平衡，而对机体产生不良影响，应用过量会造成动物的中毒。有机铁如氨基酸螯合铁，既提供动物机体所需要的氨基酸，又提供铁元素，适口性好，毒副作用小，安全性好，吸收率高，易转运，可加强动物体内酶的活性，提高蛋白质、脂肪和维生素的利用率，从而促进动物生长性能的发挥。

2.5吸收率好利于环保

有机铁中金属离子在配位体氨基酸或小肽的保护下，形成稳定的化学结构，既避免了矿物质之间的相互拮抗作用，又消除了无机铁易对维生素氧化的弊端。无机铁被动物吸收及蓄积的量很低，吸收率仅为10%左右，大部分随粪便排出体外，影响环境，破坏地力，引起农作物富集，危害人畜健康。由于有机铁生物学效价高，在日粮中添加一定量即可代替高剂量的无机铁。

３ 吸收机理

Dreosti认为影响矿物吸收的肠道的物理化学因素对其生物利用率的高低起主要作用。生物利用率高的微量元素吸收率也比较高。有机铁是利用配位体的转运系统吸收，而不是金属的转运系统。如氨基酸、蛋白螯合物分别利用氨基酸、肽的吸收通道。尤其是研究小肽的吸收机制后，人们把更多的目光投向蛋白质螯合物。通过氨基酸和肽的转运系统，螯合物完整地透过肠粘膜层进入血液，大大地提高了铁元素的利用率。有机铁受到配位体的保护，不易受到胃肠道内的不利于金属吸收的物理化学因素的影响。胃肠道PH值对金属复合物的稳定性和溶解性的影响较大，试验认为氨基酸或肽的螯合物的稳定常数适中，既有利于与铁元素结合成螯合铁被运输，需要时又能有效地从螯合物（载体）中释放出来。有机铁分子内电荷趋于中性，在体内pH值环境下溶解度好，吸收率高，易于被小肠粘膜吸收进入血液，供给周身细胞需要。生产应用 4.1哺乳仔猪

国内外研究表明，有机微量元素铁可通过母猪胎盘和母乳传递给仔猪，从而促进仔猪生长发育，预防缺铁性贫血，降低乳猪死亡率。

Close(2001)研究发现，在妊娠母猪或哺乳母猪日粮里添加有机铁，仔猪断奶重增加，血液中Hb 升高，证明有机铁通过胎盘容易进入胚胎。据英国Darneley（1993）研究报道，母猪在1-8胎次产前28d开始采食有机铁（56.7g/头·d）平均每胎育成离乳仔猪头数提高7.1%，仔猪死亡率降低26.8%。Yamamoto（1982）研究亦表明，有机铁可穿过母猪胎盘为胎儿所用，提高仔猪的铁储备，改善仔猪生长性能，仔猪初生重断奶重均显著增加。

4.2断奶仔猪 有机铁应用于断奶仔猪有显著效果，徐建雄（1993）在35~80日龄断奶仔猪日粮中添加蛋氨酸铁60mg/kg，使生长猪的日增重、饲料效率分别提高9.99%~12.98%、6.60%~10.61%。据四川省畜科院动物营养研究所研制.省畜科公司生产的中华富铁康，取代1/3的FeSO4试验，结果日增重提高3.34-5.47%，料肉比降低4.23-4.26%，皮肤健康红润被毛光滑亮泽，增重成本降低经济上可行。

4.3生长育肥猪

添加有机铁使生长育肥猪提高了日增重和饲料利用率。据黄国清试验看出，添加蛋氨酸铁日增重提高9.56%，饲料报酬提高7.63%。鞠继光等（2000）在生长育肥猪日粮中添加羟基蛋氨酸铁40mg/kg代替等量相应的无机铁，可提高40-75kg生长猪的日增重8.3%，降低料肉比13.7%。问题与对策

有机铁作为新一代高效的安全营养添加剂，有其自身的功能作用，是有良好的市场应用领域。但从实际使用情况看还存在一些问题，有待今后进一步研究开发和生产应用上解决。

5.1生产成本较高 现市场上的有机铁产品售价是无机铁的10倍以上，难以在实际生产中大量应用；国内生产厂家如氨基酸螯合铁还没有研制出降低生产成本的新工艺新方法，生产出市场能接受经济可行的有机铁产品，应改进产品配方，工艺设计，选择合适的生产工艺路线和简化生产程序，降低生产成本。

5.2提高产品质量

有机铁产品（除富马酸亚铁外）的质检方法还没有得到很好解决。当前有机铁产品的定性定量分析尚待研究解决，通常采用的分光光度法、电位法等不适应其产品的定性定量分析，难以确定其有机的螯合度或络合度的质量，很难规范有机铁的生产、销售和应用。为了利用廉价的螯合剂生产有机铁，优化合成方法和新生产工艺路线，建立定性、定量的检测新技术，是今后研究工作的重点。

5.3研究作用模式

有机铁在动物体内的吸收机制和代谢原理及对机体造血机能有待进一步研究。近年来虽然越来越多的人接受金属氨基酸螯合铁和蛋白盐利用肽与氨基酸的吸收机制，而并非小肠中普通金属的吸收机制，但作用模式还需要进一步研究证实。

5.4探讨利用条件 继续研究适合动物机体的最佳螯合物（络合物）结构形式，最佳添加时间和剂量。不同的螯合剂组成的有机铁、不同的动物、不同日粮营养水平、不同生理条件，都影响有机铁需要量，因此明确有机铁的利用条件很有必要。

5.5强化示范推广

加大对有机铁的示范宣传推广，终于有一天，它将成为常规的矿物质元素添加到动物饲料中，一旦在生产上大面积推广普及使用，将会给饲料工业和畜牧业带来显著的社会经济效益。

第五篇：制图技术在应用化学专业中应用和进展

制图技术在应用化学专业中应用和进展

学习应用化学专业的我们，主要学习化学方面的基础知识、基本理论、基本技能以及相关的工程技术知识，是培养我们将来化工生产具有较好的科学素养，具备运用所学知识和实验技能进行应用研究、技术开发和科技管理的基本技能。其中，化工制图技术在化工生产中方面的应用起着非常重要的作用。

1、化工制图技术的重要性

工程制图制图技术是本专业的一门必修课程，也是在培养我国社会主义建设实际需要所开设的一门课程。化工制图课的核心是,培养我们形成将各种几何信息在头脑中进行综合处理、形成广泛联想的形象思维, 以及处理工程图样的能力。在中学期间我们就接触了几何建模与正投影理论基础课程，现在学习化工制图技术又培养了我在二维、三维相互转换的能力,形成按一定目的构思形体, 拼合、分解、变换并能丰富地联想、想象和多向思维的潜能。这种潜能在课堂上，老师与我们以徒手草图加以训练, 能够迅速地徒手绘制草图是捕捉灵感、联想、创造信息和交流信息的重要手段, 它可以简便及时地记录和表达创想结果。

2、学习化工制图技术，接轨国际工业化

随着我国与国际工业上技术交流日益增加,为了在引进和消化国外先进技术，面对国外工业图样的资料，我们必须具备这方面的基础知识，而化工制图技术课程的开设刚好提供了这一条件,是熟悉国外工程图样的画法十分必要。

3、化工制图技术在机械制图中重要性

化工制图技术专门研究化工图样的绘制和阅读,它与机械制图既有紧密的联系,又有明显的专业特征。而我们所学的化工制图与机械制图有共同的基础知识,在投影制图基础中解决形成机件形状问题的处理能力,并在图例中尽量结合化工专业中有关机件,以达到经过这一环节的学习后能顺利解决化工专业图样的投影问题。而在化工制图内容中以化工专业图样为载体, 较早地引入化工设备零部件的画法和查阅有关手册、选择结构等的训练, 进行工程素质、工程技术的培养。

4、学好化工制图是计算机绘图的基础

随着计算机的普及,计算机绘图的日益广泛的应用,将计算机绘图与化学工程制图内容结合起来势必会产生较好的视觉效果。因为在用计算机绘制化学工程图样时,要以化工制图课程的有关知识为依据,如果化工制图方面的基本知识不扎实,计算机绘图就不能顺利进行,这又促使我们去复习、查找有关化工制图知识的积极性。另外从计算机辅助设计角度来看,计算机绘图不仅可以提高绘图的精度和速度,还为工程图样的改进和管理提供了极大的方便。

总之，应用化学专业所开设的化工制图技术在实际化工工程设计扮着重要的角色，没有它，可能今天我们的化学实际应用很难保证实施，所以更不别说带来什么经济来源和工业最大变革了。