功能吸附高分子材料发展现状与应用

第一篇：功能吸附高分子材料发展现状与应用

现代环境工程材料论文 功能吸附高分子材料发展现状与应用

李

伟

（太原工业学院环境与安全工程系 环境工程 132066326）

摘要：功能高分子材料是20 世纪60 年代发展起来的新兴领域，是高分子材料渗透到电子、生物、能源等领域后涌现出的新材料。该类材料一般指在原有力学性能基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。由于其具有轻、强、耐腐蚀、原料丰富、种类繁多、制备简便、易于分子设计等特点，其研究和发展十分迅速。目前的研究主要集中以下方面: 光功能材料、电功能材料、反应型功能材料、吸附分离功能材料、生物医用功能材料、液晶材料、功能膜材料、环境敏感材料、智能材料等。

介绍了吸附性高分子材料的种类、特点及结构与吸附性能的关系，综述了高分子吸附剂在水处理、医药、机械加工等不同领域的研究进展情况。关键词：高分子吸附剂；结构；性能；应用

0 前言

随着科学研究和生产技术的不断发展，吸附性高分子材料正迅速进人人们的生产和生活领域中，目前已经成为重要的有机功能材料之一。吸附性高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。种类和特点

功能吸附高分子材料主要是指那些对某些特定离子或分子有选择性亲和作用的高分子材料。这类高分子材料具有较大的表面积和适当的孔径，可从气相和溶液中吸附某些物质，从而实现复杂物质的分离与各种成分的富集与纯化及检验。从外观形态上

现代环境工程材料论文 看，主要有微孔型、大孔型、米花型和大网状树脂几种。其吸附性不仅受到结构和形态等内在因素的影响，还与使用环境关系密切。如：温度因素和周围介质等。在吸附树脂出现之前，用于吸附目的的吸附剂已经广泛使用，例如活性氧化铝、硅藻土、白土和硅胶、分子筛、活性炭等。而吸附树脂出现之后，作为吸附剂的一大分支，是吸附集中品种最多，应用最晚的一个类别。

吸附树脂出现在上世纪六十年代，我过于1980年以后才开始有工业规模的生产和应用。目前吸附树脂的应用已经遍及许多领域，形成一种独特的吸附分离技术。由于结构上的多样性，吸附树脂可以根据实际用途进行选择或设计，因此发展了许多有针对性用途的特殊品种。这是其他吸附剂所无法比拟的，也正是由于这种原因，吸附树脂发展速度很快，新品种新用途不断出现，吸附树脂及其吸附分离技术在各个领域中的重要性越来越突出。

当然，无论是大孔性离子交换树脂还是吸附功能树脂来说，都具有很大表面积，根据表面化学的原理，表面具有吸附能力，原则上任何物质均可被表面所吸附，虽表面性质、表面立场的不同，吸附具有一定的选择性。吸附功能不同于离子交换功能，吸附量大小和吸附的选择性，决定与诸多因素，其中最主要决定于表面的极性和吸附物质的极性。

1.1 按照吸附性高分子材料的性质和用途,可将其分为以下几类。

1.1.1 非离子型高分子吸附树脂:对该材料非极性和弱极性有机物具有特殊的吸附作用,主要应用于分析化学和环境保护领域中,用于吸附和分离处在气相和液相(主要是水相)中的有机分子。

1.1.2 亲水性高分子吸水剂:具有亲水性分子结构，可以被水以较大倍数溶胀,广泛用于土壤保湿和生理卫生用品等方面。

1.1.3 金属阳离子配位型吸附剂:这种高分子材料的骨架上带有配位原子或配位基团,能与特定金属离子进行络合反应，生成配位键而结合。这种材料也称为高分子螯合剂,多用于吸附和分离水相中的各种金属离子。

1.1.4 离子型高分子吸附树脂:当高分子骨架中含有某些酸性或碱性基团时,在溶液中解离后具有与一些阳离子或阴离子相互以静电引力生成盐的趋势，因而产生吸附作用。

1.2 按照使用条件和外观形态，吸附性高分子材料主要分为以下4类。

1.2.1 微孔型吸附树脂:外观呈颗粒状,在干燥状态下树脂内的微孔很小,当作为吸附剂使用时,必须用一定溶剂进行溶胀,溶胀后树脂的三维网状结构被扩展,内部空间被溶剂填充形成凝胶,因此也称为凝胶型树脂。

1.2.2 大孔型吸附树脂口:特点是在干燥状态下树脂内部就有较高的孔隙率、大量的孔洞和较大的孔径.这种树脂不仅可以在溶胀状态下使用,也可在非溶胀状态下使用.因这种树脂具有足够的比表面积,其孔洞是永久性的。

1.2.3 米花状吸附树脂:外观为白色透明颗粒,具有多孔性、不溶解性和较低的体积密度.由于这种树脂在大多数溶剂中不溶解不溶胀，因此，只能在非溶胀的条件下使用,树脂中存在的微孔可允许小分子通过。

1.2.4 交联网状吸附树脂:外观呈颗粒状,是三维交联的网状聚合物.由于网状结构,其机械稳定性较差,使用受到一定限制.交联网状吸附树脂是通过制备线性聚合物,引入所需的功能基团,然后加人交联剂进行交联反应制得。

1.3 按照功能高分子吸附材料的吸附机理可以分为以下两类

1.3.1 化学吸附高功能分子包括离子交换树脂，其主要应用是再：清除离子，离子交换，酸碱化学催化反应等方面，整合树脂可通过选择性螯合作用而实现对各种金属离子的浓缩和富集，因此，其广泛地运用与分析检测。污染治理，环境保护和工业生产等领域。物理吸附功能高分子根据其极性大小可分为非极性，中极性和强极性三类。该类的功能高分子的吸附主要靠氢键和偶极作用进行。主要应用与：水的脱盐精制、药物提取纯化、稀土元素的分离纯化、蔗糖及葡萄糖溶液的脱盐脱色等。例如：离子

现代环境工程材料论文 交换树脂是具有分离、提纯、净化功能的高分子，但其选择分离性能不高。如果在高分子上引进像乙二胺四乙酸、羟胺等能与某些金属络合的基团，则可进一步提高选择分离性能，这种高分子称为螯合树脂。由离子交换树脂发展出来的每克树脂具有上百平方米表面积和适当孔径的大孔树脂，可以用作高分子吸附剂，从极性或非极性溶液中吸附非极性或极性溶质,可从水中吸附以ppb计的微量杂质。由离子交换膜发展出来的选择性分离膜，广泛用于分离、提纯和医疗上。

在某种程度上来看，功能高分子的独特功能和不可替代性的特性已经带来了各个领域的技术进步，甚至质的飞跃，且在各个行业已经产生相当高的紧急和社会效益，并导致许多新产品的出现。因此，各个发达国家投入了大量人力财力对功能高分子材料进行研究开发，且进展迅速。同时，我国也在大力加大对功能高分子材料的研究开发支持，加入到这场激烈的竞争中去，其主要原因是我国电子，国防，医药和许多尖端技术部门都需要运用到不少功能高分子。结构与吸附性能之间的关系

物质化学性能和物理结构不同，其吸附作用也不同。吸附树脂表现出的吸附能力与其结构具有特定的对应关系。

2.1 化学组成与功能基团

在高分子吸附剂中，聚合物的化学组成与功能基团是最基本，也是最重要的结构因素。(1)元素组成的影响：当聚合物分子中含有O，N，S及P等配位原子时，聚合物具有潜在的络合能力，可作为高分子螯合剂。(2)功能基团的影响：聚合物中功能基团的性质决定了吸附树脂的选择性。当聚合物链上连接强酸性基团时，解离后的高分子酸根能够与阳离子结合成盐，具有对阳离子交换和吸附能力；当连接季基团时，可以与阴离子结合，具有阴离子交换和吸附能力。由于不同离子型基团与各种离子的结合能力及稳定性不同，各种离子型树脂呈现出选择性离子交换能力。(3)分子极性的影响：当吸附树脂的化学结构中不含极性基团时，其适合于从极性溶剂如水中吸附非极性有机物。当引入极性基团时，如引入氰基，将会使其转化成中等极性或强极性吸附树脂，适合于从非极性有机溶剂中吸附不同极性的物质。

2.2 聚合物的链结构

聚合物的链结构包括主链结构、分支结构(分支的数目、长度及化学结构)及交联度等。聚合物带有支链与否及支链所占比例、聚合物的交联与否及交联的程度，直接影响聚合物的溶解度和溶胀度。而溶胀度和溶胀后形成网状结构的孔径大小是影响树脂吸附量及吸附选择性的重要因素。

2.3 吸附树脂的宏观结构

吸附树脂的宏观结构主要对吸附剂的吸附量、机械强度及吸附度等性能有影响。吸附树脂的宏观结构对吸附过程产生的影响主要有两方面：一方面是树脂的有效吸附面积和表面性质，主要是热力学影响，影响吸附树脂的吸附量、选择性及稳定性；另一方面是孔径大小、孑L的长度、孔径分布及树脂的外观形状等，主要是动力学影响，影响被吸附物的扩散过程和吸附速度，孔径大小决定被吸附物的范围和吸附速度，孔径分布直接影响选择性高低。

现代环境工程材料论文 3 影响吸附性的因素

3.1温度因素

吸附剂的吸附量和吸附能力与温度成反比，温度越高，越不利于吸附。在低温下吸附剂的吸附能力增强，吸附量增大。因此，在低温或常温下进行吸附，吸附剂可最大限度地发挥作用。当温度升高时，吸附作用下降，会发生不完全吸附和解吸。当温度继续升高，达到一定温度时，吸附剂几乎不具备吸附能力。利用吸附剂的这一特性可将吸附物脱除，使高分子吸附剂再生。

3.2 树脂周围介质的影响

介质是指除了被吸附的物质之外，存在于吸附剂周围的其他不应被吸附的物质。被吸附物、介质与吸附剂之间存在竞争吸附，当介质与吸附剂作用时，将导致被吸附物的脱吸附。某些强作用介质常被用来作为洗脱剂，洗脱被吸附的物质。

3.3 其他影响因素

流动相的流速、溶液粘度和表面张力、被吸附物的扩散系数等外在动力学因素对吸附过程也会产生影响。如果流速过快，就不能完成吸附过程，吸附剂不能很好地发挥作用。溶液的粘度主要影响被吸附物的扩散速度，表面张力主要影响吸附剂的润湿性。高分子吸附剂的应用

4.1 水处理方面

近年来,尽管国家在减排降耗和水污染防治方面出台了一系列法律法规,但是水环境污染加剧的总体趋势仍未得到有效控制。其中地表水流经城市的河段有机污染尤其严重,城市生活污水和工业废水均含大量有机污染物,部分工业废水还含有毒有害的合成有机污染物质等,使国内大多数城市河流都存在严重的有机污染,直接危及城市水源的安全,对可持续发展带来严重负面影响,威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的身体健康。这就为开发树脂吸附法处理有毒有机化工废水及其资源化技术提供了依据和发展机遇。

同时，随着工农业的发展,近岸海域的污染日趋严重,重金属离子浓度比深海水域高数十倍至数百倍.因此,除去水中污染物及重金属离子是高分子吸附剂的重要任务。袁有宪等人用高分子吸附剂从动态和半静态的海水中吸附除去 Cu、,Pb、,Zn、及Cr3 ,为消除重金属离子对海洋生物幼体的危害,提供了一种有效的方法.曲荣君等人用壳聚糖与过渡金属离子Cu、或Ni形成的配合物,在弱碱性条件下与环氧氯丙烷进行交联,合成出一系列具有不同交联度的壳聚糖树脂,并研究了该系列树脂对Cu、,Ni的静态吸附性能.由此可见,高分子吸附剂不但可以用来去除废水中的重金属离子,而且可以用来回收海水中的金属,应用前景十分广阔。

吸附树脂是一种特殊的大孔树脂,它以吸附为基本特征,大部分不具有功能基而没有任何交换中心,作用与吸附剂活性炭相似,可以再生。大孔树脂的合成方法是以普通石油化工原料的单烯类单体为骨架,与作为交联剂的双烯类单体发生悬浮共聚反应,同时为了获得多孔的结构,在聚合时配合使用不带双键、不参加共聚、又能与单体混溶,使共聚体溶胀或沉淀的有机溶剂作为制孔剂,在带有分散剂的水中,搅拌加热控制颗粒大小而制得。

现代环境工程材料论文 大量研究工作表明,树脂吸附法处理有机废水具有如下特点: 4.1.1 适用范围宽,适用性好。废水中有机物浓度从几个到上万mg/ L 均可进行处理,且吸附效果不受溶液中所含无机盐的影响。

4.1.2 比表面积大,吸附效率高,解吸再生容易。大孔树脂对有机物的吸附率通常可达到99 %以上,不产生二次污染。解吸常用酸碱或有机溶剂,解吸率一般可达95 %以上。

4.1.3 树脂性能稳定,使用寿命长。树脂有较高的耐氧化、耐酸碱、耐有机溶剂的性能,可在150 ℃以下长期使用,在正常情况下年损耗率小于5 %。4.1.4 有利于综合治理,变废为宝。采用树脂吸附可以回收利用污染物,节约开支,增加效益。

4.1.5 工艺简单,不需特殊设备,技术容易掌握,操作方便,运行费用较低。

由于以上这些特点,吸附树脂在处理高浓度、难降解的有机工业废水方面发展迅速,尤其在酚类、胺类、有机酸类、硝基物、卤代烃等方面,取得重大进展。

大孔吸附树脂既具有活性炭的吸附能力,又具有脱附效率高的特点,物理化学性能稳定;因此在有机废水资源化处理领域具有广阔前景。不过,目前国内外商品化吸附树脂的吸附容量、孔结构性能和机械强度尚待继续提高,开发具有高吸附容量、优良孔结构和高机械强度的吸附树脂并将其应用于有毒有机化工废水的治理与资源化的应用中,是当前化学工作者和环保工作者的一项重要课题。可以展望,今后随着国家和人们对环保工作的重视和科研工作者的不懈努力,树脂吸附法处理有毒有机废水技术还将获得更大的发展,必将为我国的环境保护和有机化工企业的可持续发展做出更大的贡献。

4.2 医药卫生方面

高分子吸附剂被广泛用在吸附血红细胞中的胆红素、去除肾衰竭患者血液中积累的毒性成分肌酐生物制药的分离纯化、作缓释药物的基体、药片药丸的崩解剂及药物微胶囊的皮膜等方面.张跃华等人以天然甲壳素为原料合成出珠状高分子吸附剂,并研究了对非结合型胆红素的吸附性能,指出交联甲壳糖吸附剂对非结合型胆红素有良好的吸附作用.魏斌等人合成出含氨基和羟基的高分子吸附剂,并研究了对胆红素的吸附性能,指出含氨基和羟基的吸附剂对胆红素的吸附率可达8O 以上。何炳林、顾觉奋、左晓霞等人分别研究了高分子吸附剂在血液净化及在生物制药分离等方面的作用,指出高分子吸附剂在微生物制药及在微生物发酵液中分离、提取、浓缩和纯化等方面发挥着重要的作用.此外,高分子吸附剂还可以应用于人工肾脏的过滤材料、人造皮肤、消炎止疼膏的凝化剂、隐形眼镜的本体材料等方面。

此外在中医方面，中草药是我国宝贵的医药资源，在提高人民生活质量，保证人民生活健康中发挥了极大的作用。然而中药成分的复杂性和不可知性影响了它的进一步应用，中药现代化成为了中药发展的迫切要求。而中药现代化的关键技术之一就是有效成分或有效部位的提取分离。溶剂萃取分离技术是天然产物分离的经典技术，但溶剂消耗量大，分离效率低，操作安全性差，一般仅适用于实验室小量样品的制备，而不宜用于工业生产。柱色谱分离法采用一定的色谱填料作为固定相，当中药提取液通过色谱柱时，不同的成分即可得到分离。该方法操作简单，适宜于工业生产。尤其是随着高分子产品的出现和发展，色谱填料的种类越来越多，其中以离子交换树脂、大孔吸附树脂和聚酰胺为主。在中药现代化的进程中，研究各种中药的具体药用成分并将其以较高的纯度分离提取出来，成为一项重要的工作，这样，新型分离方法的研究刻不容缓。而高分子吸附剂作为一种新型的柱层析色谱填料，以其使用方便、种类繁多、吸附专一性好等优良的性能赢得了越来越多的关注，将其应用到中草药有成分分离提取中去，必将发挥极大的作用。

4.3 机械加工方面

高分子吸附剂在机械加工领域中的应用主要体现在对油中微量水的吸附.当机器在运行时,汽轮机油会被水污染,它会降低汽轮机油的性能及造成设备故障,所以除去油中微量的水就成为必须的环节.Tanaka等人采用丙烯腈或其他聚合物纤维制成管状脱水过滤器,利用纤维材料将油中细小、稳定的水变成大的水滴,达到除水的目的.该法对去除油中微量的水效果较好.张秀玲等人合成了除去汽轮机油中微量水的高分子吸附剂,这种吸附剂可使汽轮机油中的水分降至0.03 以下.它不但净化效果好,成本低,而且不会改变汽轮机油的原有品质.此外,利用高分子吸附剂去除气体中有害成分的研究也有了一定进展.曹爱丽等人研制出一种

现代环境工程材料论文 新型高分子吸附剂,以丙烯腈、苯乙烯为共聚单体,二乙烯基苯为交联剂,进行致孔悬浮交联共聚,制成多孔网络状树脂,经性能检测能很好地吸附二氧化硫气体,在常温下的吸附量为0.3~O.4 g/g。结束语

随着科学研究和生产技术的不断发展，涌现出大量具有高吸附量、高选择性的吸附性高分子材料。各种离子交换树脂被广泛应用于离子色谱分离、酸碱催化反应等方面；带有各种配位基团的高分子螯合剂在环境保护、物质分离、化学分析中有着广泛的应用；各种亲脂性高分子吸附树脂被大量用于含有各种功能团的有机化合物、乳化剂、表面活性剂、润滑剂、氨基酸的分离及用于抗生素药物、天然植物药物的分离提纯；吸水性高的高分子树脂可以吸收超过自身重量的水分，在干旱地区作为保水剂可以提高种子成活率，提高农作物的产量。

参考文献

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第二篇：太阳能采暖系统应用现状与发展

太阳能采暖系统应用现状与发展

茂名学院 王倩 北京工业大学 高新宇

摘要：太阳能采暖系统是以太阳能作为热源，供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。本文介绍了太阳能采暖系统国内外现状和主要设备的应用情况，指出了系统设计中存在的一些问题，提出了发展太阳能采暖系统的若干措施。

关键词：太阳能 采暖系统 太阳能集热器 节能

前言

随着国民经济的发展，能源需求量日益增加，能源利用情况紧张，而常规能源的大量使用必将对环境造成不利影响。太阳能作为可再生能源的一种，取之不尽，用之不竭，同时又不会增加环境负荷，将成为未来能源结构中的重要组成部分。我国属太阳能资源丰富的国家之一，年辐射总量大约在3300-8300MJ/(m·a)，全国2/3以上面积地区年日照小时数大于2000h，每年陆地接收的太阳辐射能相当于2.4万亿吨标准煤，具有太阳能利用的良好条件。在建筑能耗中，生活热水、供暖能耗占了相当的比例，利用太阳能来满足生活热水、供暖这些低品位能耗的要求具有巨大的节能效益，因此，太阳能采暖技术越来越受到人们的重视。太阳能采暖系统概况 1.1 太阳能采暖系统原理

太阳能采暖系统是指以太阳能作为采暖系统的热源，利用太阳能集热器将太阳能转换成热能，供给建筑物冬季采暖和全年其他用热的系统。太阳能采暖可分为主动式和被动式两种方式。被动式太阳能采暖通过建筑的朝向和周围环境的合理布置，内部空间和外部形体的巧妙处理，以及建筑材2料和结构构造的恰当选择，使建筑物在冬季能充分收集、存储和分配太阳辐射热。主动式太阳能采暖系统主要由太阳能集热系统、蓄热系统、末端供热采暖系统、自动控制系统和其他能源辅助加热、换热设备集合构成，相比于被动式太阳能采暖，其供热工况更加稳定，但同时，投资费用也增大，系统更加复杂。随着经济和社会的发展，主动式太阳能采暖开始大规模应用。

1.2 国外应用现状

欧洲、北美对太阳能供热(热水、采暖)系统的工程应用已有几十年历史，过去主要用于单体建筑内的小型系统，近十余年来，包括区域供热在内的大型太阳能供热采暖综合系统的工程应用有较快发展。德国是应用太阳能供热技术较早的国家，太阳能采暖技术已经在德国居住区供热设置改造和配套建设中得到广泛推广和应用；欧洲大多数国家都积极鼓励支持利用太阳能，对安装太阳能装置的家庭实行补贴政策，一般补贴为系统造价的20%～50%；以色列80%住宅装有太阳能热水器，政府以立法形式规定高度27米以下新建住宅必须安装太阳能热水器。丹麦Marstal太阳能供热采暖工程是世界上最大的太阳能供热采暖系统，太阳能集热器设置在大面积空地上，集热器面积1.83万m，与社区热力网连接，1996年建成运行，年热负荷28GWh/y，同时使用2100m水箱、4000m水容量砂砾层及10000m地下水池蓄热。

1.3 国内应用现状

我国太阳能产业发展很快，截至2006年，我国太阳能热水器年生产能力达到1500万平方米，在用太阳能热水器总集热面积达l亿平方米，生产量和使用量居世界第一。虽然我国太阳能热水器应用已经相当广泛，但太阳能采暖工程应用却处于起步阶段，已建成的都是单体示范建筑，如北京清华阳光公司办公楼、天普新能源示范大楼等，太阳能区域供热采暖工程则还没有应用实践。

近年的太阳能采暖建设项目中，比较集中和有代表性的是北京周边郊区县新民居的太阳能采暖工程。由于农村住宅相对分散，密度低，不宜采用投资大、维护水平高的集中供暖模式，而传统的燃煤取暖方式又存在效率低、污染环境、费用较高等问题，在农村推广安全环保、运行费用低的太[3]

[4]

3[2]

233

[1]阳能采暖系统符合新农村建设的客观要求。太阳能采暖所需的集热面积远大于太阳能热水系统，安装位置要求较大，对于高层建筑或居住密度较大的城区存在安装建设条件不足的问题，限制了应用，而农村住宅一般建筑容积率较低，没有明显遮挡，具备建设太阳能采暖项目的良好条件。北京平谷区新民居太阳能采暖工程项目进展较早，有很多成功应用的经验2 太阳能采暖系统设备 2.1 集热器

常见的太阳能集热器有平板型和真空管型两种，其中，真空管型又可分为全玻璃真空管型、U型管真空管和热管真空管集热器。目前在我国太阳能热水器市场，平板太阳能热水器约占10%左右的市场份额，其余均为真空管太阳能热水器，而国外平板太阳能热水器则占90%以上的市场份额，中国与世界太阳能市场主流存在巨大差异。由于太阳能采暖系统与建筑结合紧密，因而对集热产品与建筑的结合、故障率、使用寿命等性能要求较高，平板集热器结构简单，抗压，抗外力冲击，适合承压运行，从整体外观、结构强度、安装运行等方面都非常适合与建筑相结合。在热性能方面，尽管平板集热器的保温性能不如真空管集热器，但由于其有效采光面大于真空管集热器，因此其热效率高于真空管集热器。早期平板集热器不能防冻过冬的缺点随着技术进步早已得到解决。太阳能采暖工程中，非采暖季能源过剩，真空管集热器易发生爆管、真空度降低等问题，而平板集热器则能较容易地解决这一问题，因此，目前北京地区太阳能采暖工程中，很多工程项目采用了平板型集热器。

2.2 辅助热源

为住宅提供采暖用热水的太阳能采暖系统与为住宅提供生活热水的太阳能热水系统在供水特点上是不同的，生活热水不需要连续供应而采暖用热水必须连续供应，而且要稳定可靠。太阳辐射受昼夜、季节、纬度和海拔高度等自然条件的限制和阴雨天气等随机因素的影响，存在较大的间歇性和不稳定性，因此在太阳能采暖系统中，必须设置辅助热源。辅助热源要根据当地太阳能资源条件，[7]

[5][6]

。常规能源的供应状况，建筑物热负荷和周围环境条件等因素，做综合经济性分析，以确定适宜的辅助热源及合理的太阳能供暖比例。太阳能采暖中可以选择的辅助热源主要有小型燃油(气)锅炉，城市热网或区域锅炉房、工业废热、电锅炉、电热管、地源热泵及生物质燃料等。在农村建没的太阳能采暖项目，由于城市热网及燃气管线不易到达，油、电价格又较高，因此，辅助能源的应用类型多为生物质燃料。如北京平谷区挂甲峪村，辅助热源用生物质锅炉提供，采用生物质压块成型设备，把当地的果木修剪枝条粉碎后压缩成燃料棒或燃料块，作为生物质锅炉燃料，同时还用作炊事燃料，这种生物质压缩成型燃料比传统的生物质燃烧密度高，燃烧效率高，储藏也较容易，使用时劳动强度小，是一种较好的辅助热源方式。

2.3 采暖末端

太阳能由于热密度较低，集热温度很难达到较高水平。普通散热器热媒温度要求较高(70℃以上)，而太阳能系统不易达到该出水温度要求，因此，在太阳能采暖系统中，通常采用地板辐射采暖的末端供热方式。地板采暖所需要的低温热水在35℃～55℃之间，正好是太阳能集热器所能提供的适合温度。地板采暖系统以整个地面作为散热面，热量主要以辐射方式传播，与以对流散热为主的散热器系统相比，舒适性更好，脚暖头凉的热感觉更符合人体的生理学调节特点，且可以在比末端采用散热器的系统低2℃～3℃的情况下获得同样的舒适感，节省供热能耗。夜间采暖负荷一般大于白天，但夜间却无太阳辐射，具有蓄热功能的地板采暖方式是非常适合的。因此，目前太阳能采暖系统普遍采用地板辐射采暖系统作为末端。太阳能采暖系统设计中存在的一些问题 3.1 太阳能与建筑一体化

太阳能采暖系统是为建筑服务的，应该作为一个子系统融入建筑之中，实现太阳能与建筑一体化。但以我国太阳能热水器发展来看：长期以来，太阳能热水器一直是房屋建成后才由用户购买安装的，这种做法带来很多问题，主要是对建筑外观和房屋相关使用功能的破坏，导致了一些城市出

[5]台不允许安装太阳能热水器的规定，严重制约了太阳能热水器的进一步发展。由于太阳能采暖工程集热器的面积远大于太阳能热水系统，因此，太阳能采暖系统与建筑的有机结合尤为重要。各建筑设计院过去很少设计太阳能采暖系统，这就要求设计人员在实践中不断将太阳能采暖技术融于建筑设计中，积累设计经验以取得太阳能与建筑功能、建筑美学的协调。

3.2 冬夏热量平衡问题

目前安装的太阳能采暖系统，每6-8平米建筑面积约配置1平方米太阳能集热器，此种配比条件下太阳能的冬季供暖的保证率相对较低，但同时夏季太阳能系统产生的生活热水远大于实际消耗量，这使得太阳能集热系统不得不采取闷晒、遮挡等方法来减少太阳得热，造成非采暖季太阳能利用率过低和因系统过热而产生安全隐患等问题，因此，解决冬夏热量平衡问题成为太阳能采暖系统发展的重要技术问题。

3.3 相关设计资料不完善

太阳能采暖系统设计主要由暖通工程师和建筑工程师来完成，由于过去很少进行此类设计，设计师希望有相关的标准、规范和设计手册可供使用，目前已出版了国家标准GB50364《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》和《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》，但太阳能采暖系统的设计资料还不够完善，各厂家的产品性能参数还需经权威检测部门检测后作为进行系统设计的重要依据。发展太阳能采暖系统的措施 4.1 加强建筑节能

建筑节能是实现太阳能采暖的先决条件，由于太阳能在单位面积上的能量密度较低，如果不通过加强围护结构保温等措施来有效降低建筑物的采暖负荷的话，太阳能采暖系统的集热面积将会很大，增加系统的初投资，使太阳能采暖系统完全不能发挥应有的节能效益。我国已陆续颁布实施了针对不同建筑气候区的建筑节能设计国家标准，这些标准的强制实施将大大降低建筑物的耗热量指标，减轻太阳能采暖系统所承担的负荷，形成太阳能供热采暖工程应用的有利条件。

4.2 提高太阳能集热系统的效率

目前建设的太阳能采暖工程中，集热器、水箱等关键产品还有较大的改进空间，如进一步提高平板集热器的密封性以增加集热效率等，企业应加强研发力量，提高产品质量和工艺水平，开发安全可靠、高效稳定的新产品以不断提高太阳能集热系统的效率。房屋设计之初就同步进行太阳能采暖系统的设计，使设计适合于太阳能设备或部件的应用，在不影响建筑物的条件下，达到太阳能集热性能的最佳。

4.3 提高太阳能利用率

太阳能采暖系统一定要提高太阳能利用率以缩短投资回收期。冬夏热量不平衡的问题可由太阳能制冷技术、跨季节蓄热技术和全年的综合利用来解决。目前，跨季节蓄热的理论和实验研究还很少，研究的较多的是利用太阳能产生的热水驱动吸收式制冷机的太阳能制冷，由于吸收式制冷机需要高温水(85℃以上)做热源，所以，应积极开发适用于太阳能空调系统的中高温太阳能集热器。在目前国内太阳能制冷技术和跨季节蓄热技术还没有市场化的条件下，可强调全年的综合利用，考虑适当降低系统的太阳能保证率，合理匹配供暖和供热水的建筑面积，如使系统供热水的建筑面积大于供暖的建筑面积。

4.4 政府制定鼓励支持政策

太阳能采暖系统具有较高社会效益，但存在投资相对较高，投资回收期较长的缺点，对房地产开发商而言，如果开发成本的增加不能带动房屋销售的话，则开发商的积极性不高。因此，政府应积极建设试点工程，针对生产厂商、房地产开发商、终端用户制定更完善、合理的鼓励、支持政策，积极推广试点工程经验，提高系统整体技术水平，促进太阳能采暖行业及市场的良性发展。(参考文献略)

第三篇：远程教育发展现状与应用探讨

远程教育发展现状与应用探讨

蒋燕妮 王海昆

（河北石油职业技术学院)；

摘要： 随着现代网络通信技术的发展，人类社会逐渐浸入了信息化的时代，教育也随之浸入到了一个普及化，终身化，全民化的阶段。而远程教育正是随着时代潮流应运而 生的一种新型的教育方式。新的世纪远程教育有了突飞猛进的发展，在各方面影响着人们的生产生活方式。本文将在简要的介绍远程教育的定义和基础上对远程教育 的发展现状及应用进行论述。

关键词：远程教育；终身教育；发展现状；教育资源

随着信息化时代的发展，远程教育被提上日程。远程教育的出现和发展，为建设全民学习和终身学习的教育网络提供了条件。目前，远程教育模式已经被世界各国采用，它自身彰显出的优势和特点势必会为远程教育的发展开拓广阔的前景。

一、远程教育的定义和特点。

目 前，学界对远程教育的具体定义还有争议，从广义上来看，现代远程教育是以计算机为中心，通过视频、音频等多媒体计算机技术把课程传送到非在校学员手中，让 非在校学生也能及时学习和接受新知识。目前的远程教育主要依靠的计算机技术、多媒体技术和通信信息技术的发展，尤其是Internet技术的发展，使远程 教育有了质的提高。简单的说，远程教育的定义是由一下几个因素构成的：学员与老师在空间上的相异性；政府教育部门对远程教育机构的认可；方便快捷的多媒体 技术、计算机技术和信息通信技术；学员上课不再有时间和地点的限制。与传统教育相比，现代化的远程教育有下面几个特点和优势：第一、教学资源的利用可以达 到最大化。通过远程教育每个学校都可以发挥自己的各种优势，把最优秀最典型的教学科研成果放到远程教育的网络中，实现优秀教育资源的共享。第二、中学教学论文学 生学习行为更加主动。由于远程教育可以让人们随时、随地、随机的学习，不再有时间空间的限制，人们学习完全靠自己的主观自觉性。第三、师生之间更趋互动。通过远程教育网络，教师、学生之间可以进行全方位的交流，改变了传统教育中师生互动困难的局面。第四、教学内容富有创造性且容易修改。远程教育中，教师的 备课其实就是教学设计和教学方法的不断改革创新的过程。同时，利用多媒体技术也可以实现教学内容和方式的随时变更，保证教学过程的连续性。最后，远程教育 的教学管理更趋自动化。从学生开始报名、到交费、选课、作业、学籍与考试管理等，都可以通过网络完成。远程教育已经发展成为现代教育不可缺少的一部分。

二、远程教育的发展现状。

远 程教育作为一种新的教育手段，为不同阶层、不同地域、不同背景的人们提供了较为平等开放的教育资源。世界各国纷纷采用远程教育模式，为大规模培养社会发展 所需要的各种人才提供条件。虽然远程教育有着传统教育不可超越的优势和特点，并在全社会发展继续教育、全民教育及终身教育的过程中发挥着不可忽视的作用，但是在远程教育的实践过程中依旧存在不少值得注意的问题。

1、教学资源不够公开且质量低下，对教育资源的利用率太低。

2、远程教育的课程设置倾向性比较大，结构设置不合理。

3、由于远程教育的自动化，导致教学管理方面的缺失。

4、远程教育中信息网络传输受到很大的限制。

资格考试

当然，目前的远程教育还存在其他方面的问题，如理论研究相对滞后、教学模式改革不够深入及教师信息不全面等。在以后的发展过程中必须给予重视。

三．远程教育在教学中的应用

将远程教育模式有效的融合在当前的学校教育中，能有效的提高课堂质量，增强学生的学习兴趣与热情，在无形中使学生的学习效率得到提高，从而使学校取得事半功倍的教学成果。我们以远程教育在数学教育中应用为例来分析其对现代教育的帮助。

在 我国九年义务教育以及高中教育中，数学学科仍旧是现代学校教育中必不可少的学科，它是学生学习其他学科的基础。在很多大型的、重要的考试中数学学科的分数 都占据着非常大的比重，比如中考、高考等重大的考试。因此，对于学生而言，在学校教育中学好数学这个科目是非常重要的。但是，数学学科本身的特点，使得利 用公式和公理以及专门的数学图形来对其进行形象的教学演绎仍旧是现代教育中数学教育的主要方法，这就要求教师在教学的过程中要掌握一定的画图的基本工，而 且教师手工作图的教学方法会造成一定的时间浪费，使本就有限的课堂时间显得更加的急促。而将远程教育应用在数学教学中，可以通过超链接的方法将所需要的图 形、公式等等直接的导入，这样一来就大大的节省了课堂时间，也就在一定程度上提高了课堂的教学效率以及教学质量，同时也大大的降低了教师备课的困难和压 力。更重要的是远程教育可以提供与所学章节相关的比较好的教育素材，这一功能不仅能帮助教师更好的进行备课，同时还能扩大学生的知识面，可谓是一举多得。

远程教育通过对视频、图像等多种不同特征的信息资源的应用，大大的提高了学生学习数学学科的积极性，有效的打破了传统的靠教师的口述和粉笔的板书进行教学的模式，让原有的死气沉沉的数学课堂变的丰富多彩起来。

四.结语：

远程教育在未来的信息时代势必占有重要的一席，教育学界必须正视目前远程教育中存在的一系列问题，职业教育论文建立公开平等的教育资源平台和服务网络体系，将教育的重点工作放在对教学的引导和辅助方面，营造一个全民学习和终身学习的社会学习网络。参考文献：

[1]王永军，金文，我国远程教育的发展现状初探[J].信息化教学，2010，33（135）

[2]袁慧，赵四化，浅析现代远程教育技术的发展现状[J].成都电子机械高等专科学校学报，2000,12（56）

[3]刘洋，我国现代远程教育现状及对策[J].改革与创新，2010,10（15）

[4]陈家旭，王利敏，远程教育的发展与优势[J].现代远程教育，2003,4（7）

资格考试

第四篇：功能高分子重点实验室(精)

功能高分子重点实验室 2009开放基金申请指南

“深圳市功能高分子重点实验室”是成立于2007年，以深圳大学化学与化工学院为依托单位，以高性能高分子、生物与医学高分子、高分子液晶等领域为主要领域的重点实验室。为了加强重点实验室与国内外高校和科研院所之间的学术联系与交流，创造良好的科学研究条件和学术环境。重点实验室本着“开放、流动、协作”的精神，设立重点实验室开放课题。旨在通过实验室的开放和协作，吸引、凝聚更多国内外优秀学者，推动功能高分子材料的发展。为深圳市的科技发展、社会经济发展和人才培养服务。

根据重点实验室的研究领域，开放课题重点支持高性能高分子、生物与医学高分子、高分子液晶等方面的研究，填补深圳市在高性能高分子、液晶高分子领域的研究与产业空白，为深圳市的液晶显示器、生物医疗器械等行业提供技术支撑与服务。根据重点实验室的研究目标和研究进展，2009重点支持以下方向：

一、重点资助方向

1、生物大分子方向

针对DNA、RNA、蛋白质多糖等生物大分子，研究并计算其结构与性能的关系，研究生物大分子与配位化合物的相互作用；新型生物医用高分子材料的开发并结合临床开展理论基础研究；绿色环保型农药乳化剂的工业化研究。

2、高分子液晶及离子液体

侧链液晶的分子设计、合成及理论研究；功能离子液体的分子设计、合成及理论计算研究。

3、有机-无机高分子复合材料

碳膜包覆或介孔锂离子电极材料磷酸铁锂制备工艺及电化学性能研究；碳膜包覆功能无机颗粒材料的制备与表征；高性能有机硅树脂封装材料的合成；高性能有机高分子-无机功能涂层材料的制备研究。

4、高性能高分子

高碳树脂防腐涂层的制备及性能研究；高碳树脂修复碳纤维缺陷的工艺及力学性能研究；燃料电池用高性能隔膜材料的制备工艺研究。

5、管理系统及软件开发 探索新型实验室管理机制，制订并完善实验室管理体系；开发实验室在线管理系统，建立药品、开放实验室、仪器预约及固定资产等项目的统一管理平台；开发功能高分子重点实验室、化学实验中心及学院网站

二、项目申请

1、开放基金主要资助对象为国内外具有中级，或具有硕士学位，并在高等院校、科研机构、产业部门中获得一定工作经验的教学、科研及工程技术人员。

2、凡申请本实验室开放基金资助的研究课题，应符合本实验室的研究方向，对具有重大意义、处于学科前沿的研究课题、国际合作研究课题及优秀青年科技工作者，本实验室将优先予以资助。

3、申请者须向本实验室提交经申请者所在单位签署意见的项目申请书一式三份,同时提供电子文档。

4、开放课题基金申请金额为2～3万，研究期限一般为一年。

三、项目管理

1、本实验室对申请项目提出初审意见后提交实验室学术委员会进行评审，评审结果由本实验室通知申请者及其所在单位。

2、申请者在收到批准资助通知后，应按批准金额、研究年限和评审意见，在一个月内提交研究工作计划，并签订项目合同，报本室核准后开展工作。

3、申请者应在研究中期向本室提交工作进展情况及经费开支情况报告，课题结束时向实验室提交研究报告和研究成果。

4、重点实验室主任定期检查开放课题的进展情况，包括计划和经费使用。实验室学术委员会对各开放课题的工作报告的水平和成果作出评价。

5、本实验室有权检查研究者的工作进展和经费使用情况，对难以继续完成任务者，将限期整改或停止资助。

6、申请者若要延长研究期限，需提出申请并经实验室负责人同意。

四、经费管理

课题的资助金额实行一次核定，专款专用，结算，课题完成后进行总结算。资助金额只限于在下列几方面使用：

1、开放基金的开支范围包括：与资助课题直接有关的研究费用，包括试验费、材料费、加工费等；仪器设备的使用费；研究人员的学术活动费及差旅费；各种资料费，如印刷费、评审费等。

2、访问学者和研究人员来实验室的差旅、住宿费和适当的生活补贴费；申请者在原单位进行科研的业务费用（原则上不得超过项目经费的30%）。

3、申请者应在财政制度规定的范围内，按照工作计划合理安排支配研究经费。对使用不合理或不按进度完成计划者，实验室主任有权调整或停发经费。

4、课题结束后，节余经费由本实验室支配。

五、课题成果的归属

1、论文署名：发表论文或其它理论成果时应注明发表成果系本实验室开放研究课题，并且并列本实验室和客座人员原单位名称。论文发表只有注明“深圳市功能高分子重点实验室开放基金资助项目XXXXX（项目编号）”，才能作为结题验收的成果。

2、成果归属：资助课题的成果归实验室和研究人员所在单位共享。实验室为成果第一单位。

实验室开放课题面向海内外所有学者，自由申请、择优支持。申请人需经所在单位主管领导同意后，向本重点实验室提出申请，并将盖有单位公章的可行性研究报告寄往本重点实验室，并同时发送电子版。申请截止日期为2009年6月20日（以邮戳为准）。

联系方式：

通讯地址：深圳大学化学与化工学院功能高分子重点实验室 联 系 人：朱才镇 邮政编码：518060 联系电话：0755-26535427 传 真：0755-26536141 E-mail: makingway@163.com

第五篇：功能高分子合成实验室规则

功能高分子合成实验室规则

1、进入实验室工作的人员，必须严格遵守实验室的规章制度，服从本室实验管理人员的安排和管理，保持室内肃静和整洁，做到文明实验。

2、使用仪器设备必须严格遵守操作规程，认真填写使用记录，发生鼓掌或损坏应及时报告实验室管理人员。

3、保证账、物相符；对仪器设备要定期进行保养、维修、检验，保持仪器设备完好和实验数据的准确、可靠；提倡分工协作、专管专用，提高仪器设备使用率。

4、随时保证实验室，试验台，实验设备及实验用玻璃仪器的清洁。

5、每日值日生要保证实验室的清洁及维持卫生，按时倒垃圾。

6、不得将仪器设备，药瓶、场地私自租借给他人使用。

7、未经负责人同意，非本室人员不得在实验室内做实验；跟本实验室无关的任何人不得以任何借口长期代硫.8、注意安全，做好防火、防盗、防爆炸、防破坏工作，防止事故的发生。

9、做实验期间不得离开实验室，随时保证实验的安全进行。

10、每次从实验室最后离开实验室的学生负责实验室的安全，要检查水，电，窗户，检查无误后才能离开实验室。

11、过夜进行实验的学生必须给实验室管理人员那备案后才能利用实验室。按以上条列为准如有违规者承担相应责任并在实验室作检讨及承担部分经济责任。