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中国药物化学研究现状论文

发布时间:2024-07-03 16:31:56

中国药物化学研究现状论文

高等中医药本科 教育 中药学专业设置标准是规范中药教育的重要文件,编制该标准是中医药教育的一件大事,它的制订为保证本科中药学专业教学质量和中药教育的评估提供了依据,对规范中药专业的办学标准,促进本科中药学专业的健康和持续发展具有积极的意义。下面是我为大家推荐的本科中药学论文,供大家参考。

本科中药学论文 范文 一:不同厂家卡马西平片溶出度考察

摘 要 :一种快速的,有选择性的,灵敏度高的反向高效液相色谱法同时测定血浆样品中奥卡西平,其主要代谢产物(单羟基和双羟基卡马西平),拉莫三嗪,卡马西平和卡马西平-环氧丙烷的 方法 已实现。

在固相色谱柱(SPE)上提取得到被分析组分,在Zorbax SB-CN 柱上实现色谱分离。 在紫外吸收波长为214nm下,该色谱峰面积比用于定量分析。这高效液相色谱法已成功的用于对我们研究所中癫痫患者得血药浓度监测的日常评价,以及用于关于病人由于药物诱导或抑制OXC代谢产生治疗效果的药代动力学研究。

关键词:奥卡西平;代谢物;HPLC;监测

1. 前言

奥卡西平(OXC),10酮基卡马西平(CBZ)衍生物,是一个比较新的抗癫痫药物,其作用机制与适应症与卡马西平相似。口服给药后,OXC被胃肠道完全吸收,迅速且几乎完全(96%-98%)得降解为药理活性代谢物单羟基衍生物(MHD)。MHD主要通过与葡萄醛酸结合而代谢,另外一小部分MHD被氧化成二羟基衍生物(DHD)。DHD是一个无药理活性得代谢物,同时也参与了卡马西平的代谢途径。(图1.)

OXC可以作为单一疗法以及与其他AEDs(抗癫痫药物)联合的多疗法,如拉莫三嗪 (LTG),丙戊酸(VAL),托吡酯(TPM)的和非班酯(FBM)。我们研究所的癫痫患者通常用CBZ或OXC与LTG等其他抗癫痫药物联用进行治疗。虽然目前没有数据显示,OXC血药浓度监测对癫痫患者的药物治疗有用,药物诱导或抑制的相互作用清楚得表明,对照LTG[2,3]可被视为一个理由,对可能会由于OCX相互作用而进行仔细的监测。另一个原因是实施一分析程序的同时测定LTG,CBZ,CBZ 10,11-环氧化物(CBZ- epox),OXC和其主要代谢物而不受其他目前

相关的药物(如苯妥英,乙琥胺,非班酯 , 苯巴比妥和丙戊酸)干扰,可以不需要改变分析程序时,药物在不同的样本中测试会改变。这样可以节省双方的时间和金钱。

HPLC-UV方法目前用于OXC治疗药物监测(TDM)的做法也只是分析这种药物和它的代谢产物[4,5][1];有些是反向选择[6,7],并要求昂贵的手性柱和长度的分析倍。

由于OXC与CBZ有一个化学结构和性质很相似,Lensmeyer[8]提出的操作程序是目前HPLC法发展的出发点。不过,我们决定要修改方法,因为lensmeyer的分析程序不允许量化LTG和DHD ,因为这两个组分是一起洗脱出的。

2. 材料与方法

标准

OXC,MHD和DHD由Novartis Pharma (Basel, Switzerland)友好提供;LTG由

GlaxoSmithKline

(Verona, Italy)提供;CBZ, CBZ-epox, and cyeptamide (CYE)购自Sigma-Aldrich (Steinheim, Germany). CYE,CBZ储存溶液(1μgμl),在-80℃下储存,CBZ-epox and LTG 制成甲醇溶液,MHD和DHD溶于去离子水中,OXC溶于丙酮中,丙酮醇流动相包含CBZ, CBZ-epox, OXC, MHD, DHD 和

LTG,内标物溶液(100ngμg-1), 水/乙腈(3/1)制成。

试剂与萃取剂

所有溶剂为HPLC等级:乙腈和醋酸购自Merck (Darmstadt,Germany); 甲醇来自Carlo Erba (Milano,Italy); 醋酸铵和三乙胺来自Sigma-Aldrich (Steinheim, Germany).固相萃取柱(SPE)Isolute C8柱(EC)含有200毫克的稳定相,并以3ml容积规格购自StepBio(Bologna, Italia).在Milli-Q Plus 的试剂级别的给水系统中的水是去离子的,过滤且净化的,来自Millipore (St. Quentin, France).

色谱条件

HPLC系统包括一个126溶剂传递装臵模型(Beckman Instruments, Berkerley, CA),一个LC 295 UV-VIS 模型(Perkin Elmer, USA),设在214nm,与一个406接口单元模型(Beckman Instruments, Berkerley,CA)连接,用于一个GOLD色谱工作仪(version 6) (Beckman Instruments).

色谱分离分别采用一个Zorbax SB-CN柱Hewlett Packard (USA), 250mm× .,粒子大小5m,一个保护柱LichroCART 4-4 RP-8, 5 m (Merck, Darmstadt, Germany)被连接到保护分析柱上。柱子和前臵柱分别被设在50℃的恒温箱中(Jones Chromatographic,USA)。流动相由水/乙腈/甲醇/乙酸/三乙胺(体积比为725/150/125/1/)混合,超声脱气Branson (USA)。流动相PH用乙酸调整为以获得LTG与DHD峰的完全分离(图2)。流速设为12mlmin。 制备标准品和对照品

标准品和对照品包括CBZ,CBZepox,OXC, MHD, DHD, 和LTG添加已知含量的分析物于空白血浆中。他们包括每批患者的样本。

样品制备

我们结合含30μl CYE(.)(100ngμl-1)的500μl 血清和500μl饱和的醋酸铵溶液。混合后,样品被转移至含3ml甲醇的萃取柱,然后3ml水洗。在用3ml水洗萃取柱后,样品将在3ml甲醇中被洗脱出来。然后在40℃的氮气流通下蒸发有机相,残留物用200μl水/乙腈(3/1)溶解,然后取50μl注入到HPLC系统中。 -1

3. 结果

选择性

用上述的色谱条件我们可靠地将六个组分与内标物分离。色谱性能良好,使所有物质峰形与合适的保留时间有效。在一个干扰研究中,提取空白血浆与抗癫痫药物或内标物共同洗脱得到了一个游离的峰。(图.3.)在对病人的多药疗法中,非班酯,加巴喷丁,托吡酯,乙拉西坦和乙琥胺在这过程中不被提取,因为它们不断地离解。丙戊酸酸和苯妥英分别提取,而不是共同与有趣的组分被洗脱出来。苯巴比妥( Pb )和MHD是共同洗脱出来的。因此,在有PB和OXC9(和MHD)存在时,样品用盐酸(1N)和乙醚预处理。在SPE程序允许PB通过并进入有机相并在此后从水相中柱提取其他组分前进行样品酸化。

线性

我们的线性方法检查是通过三份标准品分析的,在范围为μgml的CBZ,μgml的CBZ-epox,μgml的OXC,μgml的MHD,μgmlDHD 和μgml-1的LTG是优良的。(图.4.)

回收率

提取回收率(在五种不同浓度下评价以及在相同浓度下对血浆样本提取物和未提取标准物的 4 -1-1-1-1-1

峰面积比较评价)很好。OXC为,MHD为,DHD为为,CBZ-epox为,LTG为。

限量

在信噪比3:1下,限量为OXC(μgml-1),MHD(μgml-1),DHD、LTG、CBZ和CBZ-epox(μgml)。

日内和日间精密度与准确度

在三个不同浓度下,范围为OXC(μgml-1),MHD和CBZ(1-20μgml-1),DHD,CBZ-epox和LTG(1-10μgml-1),制备五组质量控制样品。相同的提取样本跑了三次后计算日内准确度,在连续四天分析后计算日间准确度。(表 1)对于所有组分,由变异系数(CV)确定的日内和日间精密度低于6%。

4. 讨论

这项研究的目的是如何用HPLC-UV法同时测量联合用CBZ或OXC与LTG和其他抗癫痫药物进行治疗的癫痫患者的血浆中CBZ,OXC和它们的主药代谢产物及LTG。该法适用于用这些药进行单一或多疗法的病人。我们选择SPE样品前处理,因为这种技术比起液液萃取能获得回收率高且更洁净的样本。

该法非常灵敏且其重现性非常好,用高效液相色谱技术,再加上紫外检测允许同时测定人血浆中三种抗癫痫药物(OXC,CBZ和LTG)和它们的主药代谢物(MHD,DHD和CBZ-epox)。在我国实验室经过数月的例行评价这种方法,我们结论是,它对这些药物的TDM有用处。通过使用这一程序,提取不需要超过30分钟,色谱分离只需时17分钟,且色谱系统呈现长期的稳定性;在进行1200次分析后,色谱分离才变差(宽峰和低分辨率)。

参考文献:

[1] Flesh G. Overview of the clinical pharmacokinetics of Drug Invest 2004;24(4):185–203.

[2] Benetello P, Furlanut Jr M, Baraldo M, Tonon A, Furlanut M. Therapeutic drug monitoring of lamotrigine in patients suffering from resistant partial seizures. Eur Neurol 2002;48:200–3.

[3] Morris RG, Black AB, Harris AL, Batty AB, Sallustio BC. Lamotrigine and therapeutic drug monitoring: retrospective survey followin the introduction of a routine service. Br J Clin Pharmacol 1998;46:547–51.

[4] Mandrioli R, et al. Liquid chromatographic determination of oxcarbazepine and its

本科中药学论文范文二:裕丹参不同播期育苗比较研究

摘 要 目的:本研究以河南方城裕丹参为材料,探讨裕丹参育苗的最佳播种时期,以期为当地裕丹参的规范化生产提供一定的理论依据。方法:采用大田试验的方法,通过对不同播期间的株高、根长、折干率等方面进行比较研究,探讨不同播期对丹参育苗生长发育的影响。结果:发现播期2(即6月28日播)的丹参发育最好。结论:6月28日左右为该地区丹参育苗播种的最佳时期。(注意黑体内容的变换)

关键词: 丹参 ;播期;育苗

1 文献综述

丹参概述

植物形态

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge.)为多年生草本植物,茎高达80cm,叶柄及叶轴均被长柔毛,羽状复叶对生,小叶3~5(7)卵形或椭圆状卵形,长,

两面疏被柔毛。轮伞花序为假总状,花序轴和花萼密被腺毛和长柔毛;花萼钟形,长约11mm;花冠紫蓝色,长20~27mm,冠桶内具斜向毛环,下唇中裂片宽偏心形,药隔下臂先端连合,药室不育。子房4深裂,花柱着生于子房底,小坚果椭圆状倒卵形,花期4~6月,果期7~8月。

生境与习性

野生丹参生于山坡林下、草丛或溪谷旁,海拔120m~1300m。产于河北、山西、陕西、山东、河南、江苏、浙江、安徽、江西、湖南、及四川。适应性强,喜气候温暖湿润、阳光充足的环境。春季地温10℃时开始返青,在气温低的地区,植株生长发育不良,幼苗出土亦慢,温度20℃~26℃相对湿度80%时生长旺盛,秋季气温降至10℃以下时,地上部分开始枯萎。丹参耐寒,在北方能露土越冬,根在-15℃的情况下可安全越冬。为深根植物对土壤要求不严,但以疏松肥沃的沙质壤土生长良好。中性、微碱性的土壤最适宜 种植 ,粘土排水不良易烂根。

丹参的应用历史和药用价值

我国应用丹参历史悠久。始载于东汉的《神农本草经》“主心腹邪气,肠鸣幽幽如走水,寒热积聚;止烦渴,益气。”被列为上品。北魏《吴普本草》载:“治心腹痛。”表明丹参自古用于热证和肠鸣,泻肠内积聚物和腹中之邪气。列为上品表明它无毒副作用并作清补之用。以后随着中医实践的发展,人们逐渐转向丹参可养血、调经、安神并可治风邪热证。

明代《本草纲目》载“活血、通心包络、治疝痛”按《妇人明理论》云:“四物汤治妇女病,不问产前产后经水多少,皆可多用,唯一味丹参散主治与之相同,盖丹参散能宿血,补新血,安生胎,罗斯泰,止崩中带下,调经脉,其功大类当归、地黄、芍药之故也。”清代《本草逢源》记有:“丹参本经治心腹邪气,肠鸣幽幽如走水等疾,皆积血内滞而化为水之候,止烦漫益气者,淤积去而烦漫愈,正气复也。”即在《神农本草经》对丹参描述的基础上,进一步强调了丹参在活血化瘀、养血、安神、调妇人经血、止崩带下及治疗肿瘤的功效,并记述一味丹参散即可用于治疗妇科疾病。

现代科学研究和临床表明:丹参可治疗迁延性和慢性肝炎,血栓闭塞性脉管炎,迁延性肺炎,慢性肾功能不全等。目前丹参更是中医活血化瘀、调经、安神、止崩带下与抗菌消炎的一味常用良药。《中华人民共和国药典》2005版归纳丹参的功效为祛瘀止痛,活血通经,清心除烦,主治“月经不调,经闭痛经,症瘕积聚,胸腹刺痛,热痹疼痛,疮疡肿痛,心烦不眠,肝脾肿大”。复方丹参滴丸,复方丹参注射液等就是利用复方治疗,主要用于心绞痛等冠心病。其中复方丹参滴丸(天津产)作为中成药于1997年12月被美国食品与药品管理局准许在美国进行临床研究,为丹参进入国际市场奠定了基础。

中药材GAP 与丹参的规范化种植

中药材GAP

中药材GAP是《中药材生产质量管理规范(试行)》(Good Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs)的简称。其中GAP是Good Agricultural Practice的缩写,是由我国国家食品药品监督管理局组织制定,并负责组织实施的行业管理法规。该规范从保证药材质量出发,规范了中药材生产的全过程。其内容包括中药材的产前(产地生态环境:对大气、水质、土壤环境生态因子的要求:种质和繁殖材料;正确鉴定物种,种质资源的优化)、产中(优良的栽培技术 措施 ,要点是田间管理和病虫害防治),产后(采收与产地加工:确定适宜采收期及产地加工技术)包装、储藏、质量管理等全过程的系统原理,是一套完整的管理体系。

GAP针对植物药材、动物药材和矿物药材,以控制产品质量为核心以制定出科学的符合中药材社会化生产的标准操作规程(SOP)为手段,以实现中药材生产的优质高效为目标,以达到药材“真实、优质、稳定、可控”为最终目的。

中药材GAP 的实施及基地建设的意义

建立中药材的生产、采收、加工的规范标准,对于保证中药材产品以至中成药产品质量具有特别重要的意义。在中药现代化国际化进程中首先必须从中药材的质量抓起。中药材标准化是中药现代化和国际化的基础和先决条件。而中药材的标准化有赖于中药材生产的规范化。因为中药材是通过一定的生产过程形成的,药用植物的不同种植、不同生态环境、不同栽培和研制技术及采收、加工等方法都会影响药材的产量和质量,所以中药材生产是中药药品研制、生产、开发和应用整个过程的源头,只有首先抓住源头,才能从根本上解决中药的质量问题及中药标准化和现代化的问题 。

制定及实施GAP是促进农业产业化的重要措施。产业化不仅仅是制药企业和医疗保健事业的需要,也是农业结构调整的一条道路。中药是我国医药 传统 文化 的组成部分,但是许多传统道地药材往往生长于经济不发达的偏远地区,长期以来约80%的常用药材主要依靠采挖野生资源来满足社会需求。长期采挖的结果导致资源枯竭,生态环境破坏。建设中药材生产基地是中药资源保护扩大再生和生态环境保护最有效的手段,也是持续供应中药材产品的根本途径。因此,通过对道地中药材品种、种质、产地土壤、气候、栽培、加工等的系统研究,开展规模化规范化人工栽培,可在保证药材质量的同时保护野生资源和生态环境,实现药材资源的持续利用。

中药材GAP实施的进展

2002年2月国家食品药品监督管理局(CFDA)发布了《中药材生产质量管理规范(试行)》(即GAP的认证)。2003年11月1日起,SFDA开始正式受理

中药企业GAP认证申请。继国内第一批中药材规范化种植基地通过GAP认证试点工作,GAP认证将开始在我国中药材种植行业作为自愿认证逐渐推广。2005年6月止,已有26家中药材生产企业种植的26个中药材品种通过了中药材GAP认证。如河南西峡山茱萸生产基地、山西商洛丹参生产基地、四川雅安鱼腥草生产基地、安徽阜阳板蓝根生产基地等。

丹参的规范化生产

1)种质资源(四级标题一律去掉)

张国兴等[1]从生态型出发,研究国产著名道地药材川丹参大叶型、小叶型和野生型品种资源特性。首次确立了川丹参的品种资源类型建立了丹参品种资源分型研究的性状和生产力特性指标体系。小叶型丹参为川丹参的优质高产新品种。郭保林等[2]通过不同产区的丹参样品进行RAPD分析将扩增条带用NTSY-pc和AMDVA软件进行数据处理。研究表明,丹参居群内遗传多样性十分丰富;山东和河南产的栽培居群栽培种源来自当地野生居群,尚没有进行人工选择,丹参酮A等成分减少的原因主要是栽培条件不理想;地区间居群的遗传分化不均衡,四川中江和河北承德居群与 其它 居群较远;丹参道地性的确定应当依据现代的优质药材评价系统,山东和河南产的丹参也可认为是丹参的道地药材。

2) 产地生态环境

伍均等[3]对四川中江县丹参产区生态环境和土壤条件进行了调查研究,结果表明:丹参主要栽培在该县西北部地山区海拔600m~900m坡地气候温暖湿润,主产土壤为中壤质的石灰性和中性紫色土。一般土壤有机质和氮钾属于中低水平,速效磷丰富;在微量营养元素中,有效铁、锰、铜充足,有效锌、硼普遍缺乏。黄志勇等[4]用GAP质控下栽培的中药丹参作为重金属内控标准物,经过不同实验室测试和不同市区稳定性测试的试验结果表明,丹参内控标准金属含量的数据准确可靠,稳定性好可作为丹参中药材重金属质量控制的参考标准,也可作为其它中药GAP规范管理中有毒元素的内部质量控制的参考标准。蒋传中等[5]报道:山西商洛是丹参的道地产区,其独特的地理气候条件特别适宜丹参生长;其大气、灌溉水质、土壤环境无污染,特别适宜建立丹参GAP基地。张国兴等[6]根据主产区高产丹参和低产丹参药材质量的差异性,研究了非地带紫色土区丹参土壤发生学特征值分子比率的特性。试验结果表明,紫色土发生学特征值是丹参生药产量及规格品质的中药土壤因素之一,土壤风化程度深浅与丹参产量密切相关。

3) 栽培技术措施

朱小强等[7]为解决丹参春栽出苗慢,出苗不齐,缺苗多,影响产量的问题。采用分根法春栽,地膜覆盖,对土壤温度、土壤养分、出苗时间与出苗率等因素进行了对比试验,结果表明地膜覆盖后的丹参生态效应十分明显,产量也明显高于

露地对照组。韩建萍等[8-11]利用盆栽和大田实验研究了施肥对丹参植株生长及有效成分的影响。实验结果表明:丹参移栽时作基肥的氮肥不能施用太多,否则会影响成活,苗期也会出现烧苗症状;生长中期可施用适量氮肥,以利于茎叶的生长,为后期的生长发育提供光合产物。氮:磷=1:1时,产量比对照提高了;氮:磷:钾=1:时,丹参素和丹参酮的总含量比对照提高和18%;总丹参酮的含量与丹参根的直径呈负相关,细根影响产量和外观品质,建议生产上应适当密植。刘文婷等[11]报道丹参的产量和其有效成分的含量均以20cm ×25cm的栽培密度为最佳,根产量以鲜重记可达163kg/亩。丹参素含量可达,丹参酮的含量可达。建议在进行丹参规范化栽培时可选择株行距为20cm×25cm的栽培密度。

影响药材质量的因素

商品药材的质量常有很大差异,为保证临床用药的安全、有效,必须要保证所用药材的质量。但是,影响药材质量的因素错综复杂,如物种的遗传基因、产地环境条件、栽培技术措施、采收、加工和贮藏等。其中物种的遗传因素、产地生态环境、栽培技术措施是影响药材质量的主要因素。研究影响药材质量的各种因素,找出它们对药材质量的影响的一般规律和特殊规律,进而实现对药材质量从生产、采收、加工、贮藏到应用全过程的动态调控,确保药材的安全、有效和质量的稳定均一。

裕丹参简介

方城古称裕州,盛产丹参,因品质优良、疗效显著,为别与其它产地丹参而冠以地名 “裕丹参”,裕丹参始于金、元,鼎盛在明、清。清《方城志》(康熙三十六年刊)载:方城疆域之广轮,盖同古裕州,星夜分之桐柏山淮水之上游 峰峦联络,溪涧环绕,野多陂陀膏腴,物产桔梗、丹参极佳,乃地道之帮,医崇之上。《名医别录》曰:“诸药所生,皆有境界, ……丹参生桐柏山川谷及太山,桐柏山乃淮水发源之山,非江东之桐柏也。”孔志云:“动植形生,因地舛生;春秋节变,感气殊功。离其本土,则质同而效异;乘于采取,则物是而时非,名实既虚,寒温多谬,施于君父,逆莫大焉。”为别丹参之良莠,好恶真伪,医者用之有据,故金代谓之“裕丹参”。

参考文献(文献标号用方括号)

[1] 张国兴,王义明.丹参品种资源特性的研究[J].中草药,2002,33(8):247.

[2] 郭宝林,林生.丹参主要居群的遗传关系及药材道地性的初步研究[J].中草药,2002,33(12):3111.

[3] 武均,陈远学.中江县丹参产区的生态环境与土壤条件[J].四川农业大学学报,2005,27(3):284~288.

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(4)8 韩建萍,梁宗锁,孙群等.施肥对丹参植株生长及有效成分的影响[J].西北农业学报,2002,11:67~71.

磷对丹参根系生长及总丹参酮积累的影响[J].西北植物学报,(3)9 韩建萍,梁宗锁.氮、2003,24:603~607.

10 韩建萍,梁宗锁.丹参根系氮、磷营养的吸收及丹参酮累积规律研究[J].中国中药杂志,2004,29(3):208~211.

11 刘文婷,梁宗锁,付亮亮等.栽植密度对丹参产量和有效成分含量的影响[J],现代中药研究与实践,2003,17(4):14~17.

12 王新军,朱小强,吴珍等.丹参播种育苗技术的试验研究[J],商洛师范专科学校学报,2004,18(1):87~89.

中药学是我国医学的一块瑰宝,中药学专业是中医药院校主要学科之一。下面是我为大家整理的中药学大专 毕业 论文,供大家参考。中药学大专毕业论文篇一:《中药学研究生培养模式的创新》 一、目前中药学科学学位培养模式的缺陷 本校作为中药学硕士专业学位国内首批授权点,从专业学位研究生的自身发展规律出发,制订了一整套培养方案,以热爱中医药事业,具备良好的专业素质和职业道德,系统掌握本学科基本理论和专业技能,具有较强的实践能力和创新精神,能结合实际工作发现问题、提出问题、分析和解决问题,胜任中药生产、质量评价与控制、新药研发、注册申请、流通管理、药物合理利用及社会服务等工作高层次、应用型的中药学专门人才为培养目标,更加突出了专业学位的应用型特色。但专业学位研究生对于中药学专业来说,毕竟是一个全新的事物。由于中药学专业学位在我国设置时间较短,人们对这两类研究生培养模式的差异性认识不够,造成培养过程中可能存在培养模式雷同等现象。具体而言,我国多数科学学位研究生单一导师制缺乏复合性;指导教师只负责研究生专业或研究方向,培养模式缺乏多样性;课程设置和教学方式僵化,缺乏灵活性;学术交流的范围有限,尤其缺乏国际性;研究生科研与社会需求脱节,缺乏创新性。传统模式使研究生培养与用人单位的需求脱节,造成研究生走出校门之后不能迅速融进社会,缺乏竞争力。 二、中药学硕士专业学位研究生培养模式的新方向 经过两年多的调研、摸索和不断 总结 ,笔者认为应建立一种适合专业学位的新型培养模式,即培养模式多样化、课程设置实用化、教学方式灵活化、指导教师双轨化、科研实践社会化、学术交流国际化的新模式。这种模式以校外实践基地为依托,营造研究生 教育 培养的创新环境,突出研究生创新能力和创新精神的培育,促进企业和社会生产实践基地优质教学和科研资源的共享,不断提高专业学位研究生培养质量,以适应新时代的要求,从而为打造创新型社会提供充足的智力支持和人才保证。 1.培养模式多样化 专业学位研究生不同于科学学位,专业学位发展目标和定位都是培养高层次的专业性、技能型人才,而非为以后高深学术研究做准备。这种强烈的实践品质必然要求学生研究与应用两者兼顾,因此传统的培养模式不能再适应新的专业学位发展要求。新的培养模式要求建立在研究与实践两者相互结合之上,学生需要参与两方面的研究并获得研究与实践的双重指导。为此,中药学硕士专业学位研究生培养模式应坚持与实践结合、从实践中学习的原则,注重科学技术向生产力的转化,可采用“校-企合作”或“校-企双导师制”的培养模式。学生可在药品生产企业、经营企业、药政部门、医院等单位进行培养。这种培养模式是研究生培养的一种有益尝试,为了更好地实现人才培养目标,专业学位教育应在坚持“实际问题导向”的基础上进行理论知识和基本研究能力的培养,旨在培养有较好理论基础的应用型研究人才,但应该更突出专业性,以实际问题为导向,以就业为导向,从而改变单纯培养某一个专业或研究方向的单一化培养模式。 2.课程设置实用化 按照国务院学位委员会制定的专业学位研究生教育发展总体方案,专业学位研究生课程设置以实际应用为导向,以职业需求为目标,以综合素养和应用知识与能力的提高为核心。以前,人们往往认为研究生教育是专业化教育阶段,课程设置过于狭窄和单一,甚至脱离生产实际。中药学硕士专业学位研究生的教学内容要突出知识交叉性、实用性、创新性的特点。因此,课程的设置应以“职业能力”为本位进行设计,而不是以掌握某门学科的知识体系为目标,从专业化课程向实用化、综合化课程转变,形成新的课程体系。科学学位研究生教育以学科知识体系为框架进行构建,即公共基础课、专业基础课、专业课以及选修课,四者按照一定比例组合成有层次、相关联的课程体系,而专业学位研究生教育培养的是高层次的技术与管理人才,他们应具备一定的理论,同时更应是一流的实干家,是高层次复合型人才。 3.教学方式灵活化 传统的教学方式灌输多、启发少,不利于创新人才的培养。中药学硕士专业学位研究生课程教学方式也应该更加灵活,以能力与技术培养为核心,重视实践教学。在理论教学中,学校聘请在中药研发、生产、流通、应用和监管等环节有丰富实践 经验 的专家参与教学,教学方式注重教师讲授与学生研讨有机结合,辅之专题讲座、学术研讨会等形式,重视运用案例分析和模拟训练,大胆进行教学方式的创新。 教学 方法 强调以学生为本、以能力培养为本、以职业导向为本;注重培养学生研究实践问题的意识和解决实际问题的能力,提高专业素养。中药学硕士专业学位研究生理论教学在学校完成,实践环节到产业相关部门实施;所选课题强调实用性、创新性及与实际工作的结合,实验课与校企联合实践基地相结合,在实践中完成,强调现场研究、团队学习,形成完善的研究生实践能力培养体系,注重增长实际工作经验,缩短就业适应期限,提高就业、创业能力。 4.指导教师双轨化 科学学位与专业学位培养目标的不同,决定了两类教育在导师队伍上的差别,专业学位研究生应实行校内外“双导师”制。“双导师”制以校内导师指导为主,吸收实践领域有丰富经验的专业人员作为校外导师,共同承担专业学位研究生的培养工作。校外导师参与实践过程、项目研究、论文等多个环节的指导工作,实现“产学研”真正意义上的合作。在遴选中药学硕士专业学位研究生校内指导教师时,强调必须具有较好的实践经验,并承担一定的科学研究课题;在校外,有一定数量的来自中药企业的高级工程师作为兼职指导教师。从实际效果来看,“双导师”制更有利于研究生实践能力的提升。校内导师一般科研功底较强,但他们对各部门的实际问题并不十分熟悉;而校外导师对实际问题有清楚的了解与认识,因此,他们以指导实践为主。通过实行校内外双导师制,发挥导师各自优势,取长补短,可以大大提高研究生的专业技能。 5.科研实践社会化 实际操作中,本校规定专业学位研究生在学期间,加大实践环节的学时数和学分比例,要求必须保证不少于18个月的校外实践,可采用集中实践与分段实践相结合的方式。在专业实践中,充分吸纳和利用社会资源,在生产和经营企业、医院制剂室、药品检验机构等建立校外联合培养基地,改革和创新实践性教学模式。由校外培养基地提供并保障实践教学的条件。研究生本人要提交实践 学习计划 ,并按期撰写实践 报告 。指导教师应在实践报告及最后的实践总结上签名。对学生科研实践的评价要由高校与实践单位双方同意,评价标准应符合行业实际,并能真实体现研究生的专业技术水平。研究生教学培养单位要对实践进行全过程的监督和管理,确保实践教学质量。这种科研实践社会化的培养模式从实践中来,到实践中去,使学校与社会和企业之间紧密地、有机地联系在一起,使学生毕业后与社会、与企业迅速融合,既培养了研究生的创新能力又锻炼了研究生的适应能力,提高了学生解决实际问题的能力。 6.学术交流国际化 从世界研究生教育发展状况来看,专业硕士培养代表着未来的发展趋势。据2010年的统计数字,英国专业学位硕士占50%以上,美国占80%以上,我国仅占20%,这个比例显然是很低的。另外,全球专业学位研究生教育基本是以面向实际应用为主,我国中药学硕士专业学位研究生作为受教育者,必须考虑未来全球的发展方向,因此要积极投入到国际化的学术交流氛围中。中药学硕士要培养出具有较高创新能力和竞争能力的研究生,活跃的学术氛围必不可少,而活跃的学术氛围,离不开国际化的交流和借鉴。为此,必须采取全方位的、切实可靠的 措施 保证学术活动的数量和质量,比如邀请全球知名企业的专家作高水平的报告,导师应该利用国际学术会议的机会,在“请进来、走出去”中与国际同行交流生产实践中的具体问题。 经过20年的发展,我国专业学位研究生教育已经进入加快发展、全面提高的新的历史阶段。随着我国社会分工日趋精细,职业结构分层日趋合理,专业学位教育面临着新形势、新任务和新要求,中药学硕士专业学位研究生教育也将进入崭新的时代。在中药学硕士专业学位研究生培养过程中,一定要解放思想,打破传统观念的束缚,以开放的眼光审视中药学领域内这一全新的研究生培养模式的变革,探索出一种新的适合中药学硕士专业学位研究生的培养模式。 中药学大专毕业论文篇二:《循证医学中药带教学习分析》 1传统中药带教方式 目前,药库的高资历药师经长期积累,充分利用眼观、鼻闻、口尝、手感和耳听以鉴别药材,在实践中不断丰富起来,并以传统的带教方式传授给学生: 自由跟带方式 自由跟带方式是目前普遍的带教方式,主要是在保证药库日常工作正常进行的前提下,采取让学生自行到中药格斗中认药,引导学生在认药过程中熟悉中药饮片的性状鉴别。这种方式学习不够系统,内容不够全面。 集中讲解式 集中讲解式主要由带教老师按实习安排事先准备好实习内容,再将所有实习的学生集中起来以授课的形式讲解。这种带教方式由于需要组织较多的人员和占用一定的时间,安排讲解的次数和时间有限,学生对知识接受有限。传统的带教主要为师承方式,能够有效地继承经验,但也有效率较低、学生积极性不高、信息更新慢等不足,在信息爆炸式增长的新形势下必须改革,如何发挥学生的积极性,在有限的带教时间内取得更好的效果,是现阶段药库带教所面临的问题。 2循证医学带教方式 循证医学的 思维方式 循证医学的核心思想是:以客观研究结果为依据,即在个人临床经验的基础上,从日新月异的医学科学的发展中获取最新、论据强度最高的证据,以不断提高临床诊疗水平[2]。循证医学实践的过程,主要包括5个步骤:①把所需要的信息转化为一个可回答的问题;②查找可以回答这一问题的最佳证据;③严格评估证据真实性和推广应用性;④把严格评价的结果与临床经验、病人的生物学特点、价值观和个体情况相结合,应用于解决实际问题;⑤评价执行①到④过程的效果和效率,并尽力去改善它们以便今后更好地应用。在现阶段,借助循证医学的思维方式带教可以克服传统带教中信息更新慢、学生积极性不高等不足。 在传统带教方式引入循证医学思维方式探索 在充分应用传统的带教方式基础上,尝试运用循证医学思维方法进行实习带教。在传统带教中运用循证医学的观念进行教学,需要做到以下几方面:①树立循证医学观念:循证医学的教育模式与传统医学教育不同,它的核心内容是大量查找文献,这必须依托于网络信息化工具,也是现代学生所擅长和乐于接受的手段。②训练循证医学思维方式:实习学生通过传统的自由分散式学习后,教师根据学生的专业和兴趣提出一个问题,让学生学会充分利用图书馆的药学图书资源和互联网上的药学文献资源,根据所提的问题,制定可行的检索策略,搜索众多的数据库,收集大量的研究证据,再评价这些证据的作用,并解决实际问题。③循证医学思维方式要与传统的带教方式相结合:传统带教方式在培养中药师方面有较好的经验,引入循证医学思维方式是对传统的有效补充,其目的重在能力培养,即教会实习学生如何学习,有助于激发实习学生的内在兴趣,培养他们科学的医学观及提出问题、分析问题、解决问题的能力,避免填鸭式的被动接受知识的旧模式,避免在脱离带教老师的监管后不知道如何继续学习,使他们由知识的被动接受者转变为学习的设计者和主动者,从死学转变为巧学,从被动接受转变为主动求索,由获取知识转变为探究知识,从终结性教育转变为终身教育。 3讨论 中医专业的临床中药学实习带教是实习学生与中药材实践亲密接触的很好机会,通过中药的实习,能通过眼观、鼻闻、口尝、手感和耳听来了解中药,传统的中药实习方式注重于日常经验的师承,但对于中药日益发展的信息不大重视,如对中药的来源、药用部位、不同炮制品种、中药的用法、用量等每年都有大量的信息在更新,如何吸收应用这些信息往往被忽略。通过循证医学思维带教,让学生围绕着一个问题进行发散式查找文献,遴选总结资料,学生的实习效果可以得到明显提高,学生对掌握知识的方法得到有效改善,学生对中药实习的兴趣大大增强,信心增加。借鉴循证医学的方法引入中药带教中存在一定的难度,带教老师在这方面的经验还不够丰富,在完善质量评价工具和技术方面,还有较大的提高空间,对国外知名临床试验评价量表和技术的系统学习,以及针对中医药临床研究的现状和特点进行深入的研究比较困难[3]。由于在收集和评价都没有统一目标,有时候找到的文献资料比较偏向于某一方面,内容较单一,在这过程中,需要加强注意干预,引导学生更好地学习。在学习实践中,笔者只是引入了循证医学的方法,未能严格执行其评价程序,在系统评价和分析方法上,还有许多技术和方法需要认真的学习。如多个对照组临床试验的分析方法,倾向性评分等。虽然相于传统的粗放式带教,效果有一定的提高,但仍然需要大量的学习—实践—提高过程才能更好地服务于带教工作。 中药学大专毕业论文篇三:《中药学教学中存在的问题及对策》 摘要:中药学是研究中药的基本理论和各种中药来源、采制、性味、功效及应用等知识的一门学科,是中医药学的一个重要组成部分,是中医药各专业重要的基础学科之一。本文就中药学教学中存在的问题及相应的对策做了简要的探讨。 关键词:中药学;教学问题;教学对策 中药学是研究中药的基本理论及各种中药的来源、采制、性能、功效及临床应用等知识的一门学科,是中医药各类从业人员必备的专业知识。经过近几年的教学实践,笔者发现在中药学教学过程中存在一些问题。 1.学生缺乏学习中药学的兴趣。中药学是一门涵盖内容广泛,衔接众多课程的一门学科。学生初次接触中药学,觉得专业术语晦涩难懂,药物数量众多,需要理解、记忆的内容多,因此,在学习过程中,学生感觉困难,难以入门,久而久之,不会产生学习的兴趣。 2.教学内容繁琐,教学方法单一。中药学这门课程需要讲授中药的各种知识,与中药炮制学、方剂学等课程以及临床知识紧密联系,因此学习内容多。但在整个教学计划中,课时安排量不多,导致教师教学任务重,成天忙于应付教学,为了完成教学任务,沿袭传统的教学模式,以教材、教师、课堂为中心,只注重传授课本知识,采取单一的“灌注式”的教学模式。 3.学生缺乏实践。长期以来,中药学教学就存在着重理论,轻实践的弊端。教学计划中,理论课时多,实践安排少;另外,实践条件有限,不能充分满足学生的实践学习,导致了学生理论知识掌握和实践能力之间相脱节。 针对教学过程中存在的这些问题,笔者相应的提出了几点对策,以改善中药学的教学,提高中药学教学质量。 1.增强学生学习中药学的兴趣 中药学是一门涵盖内容广泛,衔接众多课程的一门学科。与《中医学基础》、《方剂学》、《中药炮制学》等均有密切联系。学生开始接触中药学时,设法引导学生对中药学产生浓厚的学习兴趣,对初学中药学的学生,在课堂教学中应用启发式教学方法,首先要引导他们善于运用中医理论作指导,在充分理解中医理论的基础上记忆中药学的内容,这样既省时又记得牢。这就要求老师在备课时设计一些有针对性的问题,讲述时提出问题,培养学生养成思考的习惯。对于难点和重点,应反复讲授,并且运用联想、对比、分类和归纳等方法,帮助学生理解,以加深记忆,使学生对这门学科产生强烈的求知欲和进取心。在课堂上,适当穿插有关中药的 典故 ,民间 传说 、神话等,活跃课堂气氛,以增加学生的趣味性,提高学生学习兴趣。比如讲白头翁,传说唐代诗人杜甫困守京华之际,生活异常艰辛,往往是:“残杯不与冷炙,到处潜悲辛”。一日早晨,杜甫喝下一碗两天前的剩粥,不久便呕吐不止,腹部剧痛难耐。但他蜗居茅屋,身无分文,根本无钱求医问药。这时,一位白发老翁刚好路过他家门前,见此情景,十分同情杜甫,询问完病情后说道:“你稍待片刻,待老夫采药来为你治疗。”过不多久,白发老翁采摘了一把长着白色柔毛的野草,将其煎汤让杜甫服下。杜甫服完之后,病痛慢慢消除了,数日后痊愈。因“自怜白头无人问,怜人乃为白头翁”,杜甫就将此草起名为“白头翁”,以表达对那位白发老翁的感激之情。白头翁虽是野草,但药用价值却很高,历代本草专著多有记述。中医认为,白头翁有清热解毒、凉血、明目、消赘的功效。学生侧耳倾听,在不知不觉中学到了知识,而且还记忆深刻。 2.改革教学内容 中药学研究的主要内容是中药学基本理论和中药的功效及实际应用,是中医药临床实践的基础。在中药教学中,教学内容必须参照教学大纲的目的精心地在教材中选择、增删、重新组合,着重讲解每一章节中的代表药,介绍I临床常用药。如解表药,发散风寒药,主要针对麻黄、桂枝、荆芥、防风、白芷、细辛的性味、功效、应用重点讲解,其余只针对主要治疗作用简单介绍。这样即能达到,精简内容,突出重点,避免重复。并且将中药按照掌握、熟悉、了解的程度来划分,使学生明确记忆对象,有效的利用有限的时间和精力,以提高学习效率,从而提高教学质量。教材中有些比较浅显、易读易懂的章节,安排学生自学,如消食药、驱虫药、涌吐药、截疟药等章节内容。教师可指定阅读参考书,指出学习要点,提供学习思路,让学生主动去思考和分析问题。逐渐锻炼学生的自学能力,以激发学生的求知欲和探索的潜能。而且在讲解过程中,一定要注意引进新知识,充实新内容,能将传统中医药与现代中药理论联系到起来,比如,贯众性味苦,微寒。有小毒。归肝、脾经。功效清热解毒,凉血止血,杀虫。主要用于虫积腹痛,吐血衄血,崩漏下血,风热感冒,温热斑疹,痄腮喉痹。现代药理研究,贯众具有抗病原微生物、抗肿瘤、兴奋子宫、驱虫作用。这样可以更为全面的掌握中药的应用。 3.运用多种教学方法 在课堂教学中,改变单一的“灌注式”教学模式,综合运用多种教学方法。 对比式教学方法。中药学章节多,药物多,不通过对比,学生很难找到重点,也难以记忆。同章节药物往往是同中有异,通过同章节药物之间的对比,可执简驭繁,事半功倍。比如消食药,这一章中所介绍的药物均有消食的作用,同中有异的是,山楂善于消肉食积滞,并能活血化瘀;神曲健脾;麦芽和谷芽消面食,且麦芽兼能回乳消胀;莱菔子降气化痰作用强;鸡内金有固精止遗,化坚消石的功效。这样通过列表对比,把相似或相反的内容作比较,学生可以一目了然,清楚记忆。 解决学习问题学习法。解决学习问题 学习方法 是以学生为核心的教育方法,通常包括教师提出问题,学生解决问题,教师评估学生的成果等几个环节,其中最关键的是教师提出问题。教师可以在讲授中药时,尽量与实际生活相联系。如,在日常生活中,生姜熬汤加红糖可以治疗风寒感冒轻症。在中药学中,生姜属于发散风寒药,既可温中止呕,又可清热止呕;既可用于胃寒呕吐,也可用于胃热呕吐,因为方便易得且具有良好的疗效,故被称为“呕家圣药”。因为学生对生姜非常熟悉,对自己在生活中了解的中药也非常感兴趣,所以教师可以在介绍完生姜后,提出问题“请在教科书中找出与日常生活密切联系的药物,比较其药用价值和应用价值。”这样就可以发挥学生的主动性,积极的投入到学习中去,让学生意识到中药的实用性。 直观教学方法。中药种类及内容繁多,且相互间性味、功效不易区别,而且语言描述比较抽象,学生感到很深奥,不易理解和记忆。因此,教师在教学中可以针对教材特点采用直观教学方法,把中药标本或者中药挂图带人课堂,按照中药的形态、分类、性味、功效、应用进行启发性讲解,这样可以活跃课堂气氛,使教学内容形象、具体,提高学生学习兴趣。中药学教学主要以课堂教学为主,因此还需结合多媒体、录像等现代教学手段。例如黄连的“鸡爪连”、川乌与附子的药用关系、白术的“如意”云头等利用图片展示,会印象深刻。多媒体教学还可大大节省教学时间。将授课内容展示于屏幕,只需花少量时间进行板书讲解补充。由于授课内容图文并茂,内容直观学生容易理解教师只需精讲点拨将节约下来的时问用于教学内容的复习和深化从而大大提高了教学质量。实践表明多媒体课件与传统教学方法相结合是目前中药学教学方式的最佳选择。 4.加强实践能力的培养 学习中药学,目的是为了学生能更好的应用于实践中。因此,在教学中,可多增加实践课时,让学生多次观看中药标本,此外,安排学生到中药植物园、药房等地方实习,让学生多接触中药,让其辨认中药植物的种类、形态,并与其性味、归经、功效主治相联系,加强实践能力的培养。 总之,中药学是一门实践性、实用性很强的学科,是学生必修的课程之一。因此,在教学中,要充分激发学生的学习兴趣,改革教学方法,从而提高中药学的教学质量。 参考文献: [1]陈芳,高职教育中如何提高中药学课堂教学质量[J],卫生职业教育, [2]楚胜如何提高学生学习中药学的兴趣[J],医学理论与实践, [3]姜醒,苑光军,李明杰中药学教学改革的研究进展[J],中医药管理杂志, [4]朴光眷,李镐,吕惠子,解决问题学习法在中药学教学中的应用[J],药学教育, 猜你喜欢: 1. 关于中药学毕业论文 2. 本科中药学论文范文 3. 关于中药毕业论文 4. 关于中药学毕业论文 5. 本科中药学论文范文 6. 2016中药类市场营销毕业论文

中国新冠药物研究现状论文

针对新冠肺炎开展药物研发,详细阐述研发思路。1、抗SARS-CoV2药物设计思路认识新型冠状病毒的侵染复制机制,每一个机制都可以设计靶点蛋白,体外或者细胞内测试。冠状病毒通过S蛋白附着于宿主细胞受体,根据病毒株,刺突直接与质膜介导融合。2、抗SARS-CoV2药物现状第1-7版推荐药物汇总分析瑞德西韦暂时最有希望,但不是专门针对新冠病毒的。目前用于治疗新冠肺炎的药都不是特效药,都是被迫借来试试。需要设计研发针对性特异性药物。3、采用“老药新用”的研发策略,是针对突发性新型疾病、迅速缓解当前疫情最有效的药物研发手段。4、是针对新冠病毒的结构,开发特异性的药物和疫苗。

国产新冠药对抗奥密克戎研究结果发表,结果表明,对于感染奥密克戎的患者来说,国产的VV116能够有效的缩短人们转阴时间。这篇文章是中国发布的首个关于抗新冠药物的研究,研究主要终点是病毒的消除时间。专家对于感染新型冠状病毒阳性的患者进行了检测,在检测出阳性结果5天内使用VV116,核酸转阴的时间大约在天,小于对照组的时间。

无论是无症状的感染者,还是有症状的感染者,国产新冠药对奥秘克戎毒株都有一定的效果,而且患者也没有不良反应。2022年3月8日至3月24日之间,一共有136名新型冠状病毒阳性患者进入了研究,其中接受VV116药物的有60人,对照组有76人。参与者中有11%的人接种了疫苗,这是一项具有前景的研究,虽然纳入的样本还非常有限,受试者也并不是危重,但仍有研究意义。

目前这项研究仍然在进行,虽然没有收集到非常多的数据,但是已经能够证明这款药物能够促进人们尽快转阴。目前, VV116是否能够对奥密克戎株起到预防效果,还不得而知,还需要专家进一步研究。目前国内有多项抗病毒药物的研究正在陆续开展中,不少医院都在进行临床对照研究,张文宏团队也在其中贡献出自己的力量,还需要更大规模的数据来支撑研究的进一步发展。

疫情如今已经持续了三年,严重的影响了人们的日常生活,国家各个方面都会采取相应的措施来改善这种情况,相关的药物也在不断的研制。相信随着时间的推移,药物的研制也会越来越顺利,相信各个专家都会提出行之有效的方法,疫情也能够很快得到控制。国产新冠药物已经取得了很大的进展,而且也不会对人们的身体造成不良影响,希望研究一直顺利下去。

我国化学制药现状研究论文

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1、污水除油的必要性随着经济发展和人们生活水平的提高,城市污水的水质也在发生着变化,污水中动植物油及矿物油等油类物质逐渐增多。据有关资料报道,到2000年,我国已建成并投入运行的城市污水处理厂约180座,设计处理能力达到1050×104m3 /d,其中二级生化处理能力约750×10 4m3 /d,这些污水处理厂大多存在着油类物质的污染问题[1];尤其是一些中小城镇的污水处理厂,由于其水量较小,水质波动较大,在用水高峰期,大量餐饮污水进入处理厂,对污水处理厂的正常运行产生严重影响。以西南科技大学污水处理厂为例,该厂占地20亩,日处理能力1×104m3/d,服务人口30000人左右,采用改进型三沟式氧化沟工艺。该污水处理厂在设计过程中没有考虑进水中的油类物质,但自2003年5月运行以来,发现进水中油类物质逐渐增多,尤其是学校教师公寓和两个学生食堂完工以后,其状况更加严重。在过去的三年间,每到冬季,油类物质覆盖整个氧化沟表面,严重影响了氧化沟的充氧效率和出水水质状况,对进水中油类物质的测定发现其含量在86mg/L~420mg/L之间,其中夏季进水中油的平均含量为120mg/L,冬季为210mg/L。2 污水的除油方法分析目前,国内外对含油污水治理的研究方法主要有以下三类:化学处理法、物理处理法和生化处理法。化学处理法主要包括化学混凝法、化学沉淀法、催化氧化法及各种方法的结合运用;物理处理法包括离心分离法、过滤和超过滤法、澄清法和气浮法;生化法包括生物接触氧化法、生物转盘法、活性污泥法等[2]。 化学处理法化学处理法主要指投加一定的化学物质,使其与水中的油类物质发生絮凝、沉淀或催化氧化等反应,达到将油类物质从水中去除的目的。目前,在污水的除油过程中,化学法的研究主要集中在新型的絮凝剂的开发方面[3~8]。絮凝剂主要包括无机和有机絮凝剂,在无机絮凝剂方面,大庆石化总厂炼油厂曾对铁盐在炼油污水处理中的应用进行了研究[3],认为在浮选投加复合聚合铝铁,在浮选除油的同时还具有除硫作用。有机絮凝剂主要包括非离子、阴离子、阳离子、两性离子有机聚合物等类型,由于分子量大,吸附悬浮物及胶质能力强,形成的絮体尺寸大,沉降快,用量少,且产生的污泥量少,易脱水,对处理水不产生负面影响,近年来备受青睐。在其应用方面,已经批量生产的主要是聚丙烯酰胺(PAM)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)和曼尼期反应的阳离子聚丙烯酰胺。在对有机絮凝剂的研究方面,唐善法等人利用丙稀酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵、烷基二甲基烯丙基氯化铵进行多元共聚对聚丙烯酰胺进行阳离子化和疏水改性而合成的JH系列絮凝剂具有良好的絮凝除浊、破乳除油和去除有机物的能力[4];段宏伟等人利用改性环乙环丙阳离子聚醚等合成的RD-1反相破乳剂对污水中油类的去除具有较好的效果[5];除此之外,还有对二硫代氨基甲酸盐等絮凝剂的研究[6~8]。近几年,污水除油方法在能量化学领域也有研究[9~12],如磁化学技术的研究[9~11],废水中的浮油或分散油可使用被服油膜磁粉法和油层悬浮磁粉过滤法来处理。前者是用一些化学物质对磁性颗粒进行表面处理,使其表面被服一层亲油和疏水性物质的薄膜,磁种吸附油后,用磁场回收磁种即可除油;后者是利用吸附油膜的磁粉,或吸附油的磁种层来过滤油,通过磁场来固定滤层,为增加滤层与污水中油珠的碰撞,可使用交变磁场。另外,在电化学方面[11,12],可运用直接电解、间接电解、电化学吸附与脱附等方法对污水进行除油。 物理处理法物理处理法是污水除油系统中应用最多的一类方法,其核心思想是采用物理的方法达到油水的分离。在污水的除油过程中,物理法的研究主要集中在油水分离器的研究开发,其中包括浮选技术及浮选器、旋流技术及旋流器、膜技术及膜器等方面。 浮选技术浮选净化技术是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理新技术[13~15]。浮选除油就是在水中通入空气或其它气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣,从而完成固、液分离的一种新的除油方法。根据在于水中形成气泡的方式和气泡大小的差异,浮选处理法大体上可分为四大类,即溶气浮选法、诱导浮选法、电解浮选法和化学浮选法,其详细分类及每种方法的优缺点如表1所示。表1浮选处理方法的分类方法名称具体方法浮选成因主要优点主要缺点溶气浮选法加压溶气浮选法 真空浮选法在加压下,使气体溶解于污水,又在常压下释放出气体,产生微小气泡。在减压下,使溶解于水中的气体释放出来,产生微小气泡。气泡的尺寸小、均匀、操作稳定、设备简单、管理维修方便、除油率高上浮稳定、絮凝体破坏可能性小、能耗小流程较复杂、停留时间长、设备庞大、操作麻烦 溶气量小、操作及结构复杂诱导浮选法机械鼓气浮选法叶轮浮选法 射流浮选法让气体通过无数个微小的孔隙或缝隙,产生微小气泡。叶轮转动产生负压吸入气体,并依靠其剪切力使吸入气体变成小气泡。依靠水射器的作用使污水中产生微小气泡能耗小、浮选室结构简单。 溶气量大、停留时间短、处理速度高于溶气浮选工艺、除油效率高、设备造价低、耐冲击负荷。噪声小、工艺简单、总体能耗低、产生气泡小、除油效率好于叶轮式需投加表面活性剂才能形成微小气泡、使用范围受限、微孔易堵。浮选中必须添加浮选助剂、气泡大小不均匀、可能产生些无效气泡、制造维修麻烦。水射器要求高电解浮选法电解浮选法电絮凝浮选法选用惰性电极,使污水电解产生微小气泡。选用可溶性电极(Fe、Al等)在阳极上产生微小气泡,在阴极上有混凝作用的离子气泡小、除油率高。 气泡小、浮选与絮凝同时进行、除油率高极板损耗大、运行费用高。 同上化学浮选法化学浮选法依靠物质之间的化学反应,产生微小气泡(生成CO2,O2)。设备投资低、气泡量易于控制、尤适用于悬浮物含量高的污水污泥量增加、劳动强度大。 旋流技术水力旋流器是利用油水的密度差,在液流高度旋转时受到不等离心力的作用而实现油水分离的。含油污水切向进入圆筒涡旋段,并沿旋流管轴向螺旋态流动。在同心缩径段,由于圆锥截面的收缩,使流体增速,并促使已形成的螺旋流态向前流动,由于油和水的密度差,使水沿着管壁旋转,而油珠移向中心。流体进入细锥段,截面不断缩小,流速继续增大,小油珠继续移到中心汇成油芯。流体进入平行尾段,由于流体恒速流动,对上段产生一定的回压,使低压油芯向溢流口排出,而水则从净水出口排出。其工作原理见图1。图1 水力旋流器的工作原理示意图国外水力旋流除油研究始于1967年,经过多年的科学研究和工程应用,现已进入重大技术发展阶段。目前,美国 Conoco公司、Krebs公司、Kvanemer公司、Mpe公司、Amoco公司,澳大利亚 BWN Vortoil 公司,瑞典 ALFALAVAL公司都开始生产油水旋流分离器。国内许多研究单位和企业也先后开展了水力旋流器的研制工作,如西安交通大学、西南石油学院、四川大学、大庆石油学院、大连理工大学、江汉石油机械研究所、河南石油勘探局设计院、胜利油田设计院、大港油田设计院、江都环保器材厂、沈阳新阳机器制造厂等单位[16~22]。 膜技术膜处理技术是最近兴起的一项污水除油的新技术[22,23],其核心思想是利用半透膜作选择障碍层,允许某些组分透过而保留混合物中的其他组分从而达到分离目的的技术总称。它具有设备简单、操作方便、无相变、无化学变化、处理效率高和节能等优点,已作为一种单元操作在污水除油过程中日益受到人们的重视。在膜技术的研究应用方面,天津天膜技术工程公司曾采用中空纤维超滤膜对含油污水进行处理研究[23],表明中空纤维超滤膜用于处理经过预处理的含油量较低的污水较为理想,而对未经过处理的含油量高的污水除油除浊效果较好;中国计量科学研究院利用一种破乳功能膜处理含油污水,取得较好效果[24]。但在膜技术应用中,都不同程度的存在膜的清洗问题。 生化处理法生化处理是利用水中的微生物处理污水中的有机污染物的一种工艺,现有的污水处理厂的生物处理单元,对污水中的油类物质有部分去除效率,但去除率较低。目前生物技术在污水除油中的应用主要集中在筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种。新疆环境监测中心通过利用餐饮服务业的含油污水培养筛选出28株具有较强除油能力的菌种进行研究,发现将其回接污水后,平均除油率达68%,其优选菌种回接污水24h后的除油率达90 %,而同批污水自然存放10d后的除油率仅为29%。采用选培优良菌种集中快速处理,可以显著提高此类污水的处理效率[25]。3 除油方案探讨针对西科大污水厂的油类物质,2003年~2005年冬季我们曾采用水力冲刷氧化沟表面和在沉砂池前投加石灰的方法进行实验。水力冲刷虽然可以暂时使氧化沟表面的油类物质吸附在污泥表面沉淀下来,但在下一个运行阶段油类物质会重新布满池面;沉砂池前投加石灰可以减少氧化沟中的油污,但石灰同时会对部分微生物产生抑止,其产生的沉淀物质在沉砂池中很难沉淀下来,带到氧化沟后容易堵塞沟中微孔曝气器,因此投加量受到限制,而其他的絮凝剂有存在价格偏高的问题。为了暂时避免氧化沟的缺氧问题,我们将氧化沟出水堰的挡板去掉,使漂浮的油污随出水进入接触池,在接触池的起端清捞。可以说上述的措施并未达到理想的除油目的。在选择除油方案时,我们也考虑了水力旋流器等物理方法,但由于其细格栅和沉砂池之间的空间限制以及昂贵的能耗费用和分离出来的油类的去向等问题的困扰,故未能采用。由于西科大污水厂的油类的来源较为单一,我们考虑在两个学生食堂外的设置隔油池,分离出来的油污和食堂的潲水一起集中处理;同时在污水厂氧化沟中培养驯化嗜油微生物,通过微生物技术对其余的油类进行处理,从而达到节约费用,提高除油效率的目的。4 结论 污水处理厂除油的方法很多,目前在化学、物理及生化处理方法方面均有研究应用。 中小城镇的污水处理厂由于存在资金困难等因素,在设计过程中往往没有考虑除油设施,而运行中油类的污染又直接影响其处理效果,因此其除油措施的实施必须结合各厂的具体情况。 对于油类物质来源比较单一的城镇污水处理厂,从源头治理会起到简单、经济和实用的效果。 微生物技术作为一种新兴的技术,在污水除油领域的研究应用正在不断深化,筛选优化、培养和驯化嗜油微生物菌种对于中小型污水处理厂的除油具有节能、高效等优点。

【摘要】 药剂学是化学制药技术专业的一门主干课程。为了培养合格的化学制药技术专业人才,要结合高职培养目标与专业特点,基于学生满意进行药剂学教学。文章结合多年的教学经验,对化学制药技术专业药剂学课程的教学内容和教学方法提出自己的观点。 【关键词】 化学制药技术专业; 药剂学; 教学内容; 教学方法Abstract:Pharmacology is a trunk course in chemical pharmaceutical technology specialty. In order to cultivate qualified pharmaceutical talents, pharmacology teaching should be based on students satisfaction and society demand. Combined with teaching experience in pharmaceutical engineering, some notions on the rearrangement of teaching content and the conducting methods were discussed in the words:Chemical pharmaceutical technology specialty; Pharmacology; Teaching content; Teaching methods 高职化学制药专业的目标是培养从事化学制药生产运行、管理和药物生产的新方法、新工艺和新设备与开发等工作的高级技术应用性专门人才。学生毕业后能够在化学制药企业从事生产运行、产品质量控制、生产技术管理、制药新工艺、新设备开发应用等工作,同时也能够从事药品销售等相关工作。药剂学是化学制药专业的主干课程,它是研究药物配制理论、生产技术以及质量控制等内容的综合性应用技术科学。综合和应用,是药剂学最重要的外在特征,同时药剂学具有学习内容多而分散,记忆性、背诵性强的特点,难以系统掌握,为了改变这种局面,我们课程组展开了对该课程的全面建设工作,尤其是教学方法与手段的研究与改革。在对学生进行课程满意度调查的基础上,我们在教学方法上改变了以教师讲课为中心的传统教学模式,采用以“学生为主体、教师为主导”的因材施教的模式,在教师理清教学主线的前提下,课堂教学侧重讲练结合、讨论启发,鼓励学生独立思考,激发学习的主动性,培养学生的创新意识和良好的个性,取得了良好的教学效果。在此,谈一下自己的教法与体会,与同行交流共勉。1 教学内容 《药剂学》是一门实践性较强的主干专业课程,本课程的教学能对学生掌握药学领域的基本知识与技能起到主导作用。学生通过药剂学课程的学习后,能够掌握药物剂型和制剂的制备、生产及质量控制等方面的理论和技能,为日后从事药剂的生产、销售、管理和临床合理用药奠定基础。我们对课程内容的选择围绕着药剂学的基本任务来进行,主要包括药剂基本理论、药剂剂型的处方及生产工艺、药物新制剂、药品调剂与药学服务等4个方面。 药剂学基本理论基本理论的研究对提高药剂的生产技术水平,制备安全、有效、稳定、质量可控、顺应性好的制剂十分重要,对完善和丰富药剂生产工艺、开发新剂型、新制剂和新型给药系统及提高产品质量都有重要的指导意义。虽然高职的主要培养对象是高技能人才,但是使学生具备一定的基础理论知识,如溶解理论、常见药剂辅料特性、药物制剂的稳定性理论等,还是十分必要的,没有理论指导的技能就犹如空中楼阁,缺乏发展的后劲。 传统剂型的处方及生产工艺方法、原理和技术成熟的、目前相关工作岗位常用的符合《中国药典》规范的药剂剂型的处方及生产工艺应该是我们课程的重点,教学时间占课程学时的一半以上。常见剂型包括:溶液剂(Solution)、栓剂(Suppositories)、糖浆剂(Syrup)、片剂(Tablets)、注射剂(Injection)、胶囊剂(Capsules)、气雾剂(Aerosol)等。对这些剂型的学习内容主要包括:①剂型的定义、特点、分类、质量要求等,这是一种剂型有别于其它剂型的特征;②制备流程、处方和工艺,这是学习的核心,也是我们组织教学的主线。 药物新制剂高效、长效、速效、低毒、缓释、控释、定位和靶向释放等各种新剂型与新制剂始终是药剂学的中心工作,也是体现高职课程先进性的地方。课程主要介绍比较成熟的新剂型的制备方法、生产过程、质量监控及相关理论,以典型实例贯穿实际生产操作全过程,以生产或实验室操作过程顺序组织课堂教学。我们讲解的药物新制剂主要包括:缓控释制剂、靶向制剂、透皮给药系统等。 药品调剂与药学服务药品调剂与药学服务是药房的重要工作,也是药剂工作者必须要熟悉的内容。该部分的学习有利于学生日后在药品流通行业的工作。2 教学方法 流程教学法药剂学具有知识点多而分散,叙述性和记忆性强的特点,传统的教学方法没有清晰明确的引导性思路,内容之间缺少必然的联系。采用流程教学法可以将药剂学的主要内容整合进药物剂型的制备或应用流程中,使学生对药剂学的内容有清晰的思路,沿着剂型的制备流程,非常容易掌握各种剂型的学习内容,学习药剂学不再是死背硬记,提高了课程教学的系统性、趣味性,便于学生对相关内容的掌握[1]。如对中药剂型这一章的学习,我们将内容归纳到以下流程中,对本章所有知识点的学习都围绕着这张流程图来进行,提高了学习效率。 启发式课堂教学以“学为主体、教为主导、发展智能”为原则,在教师指导下,充分调动学生学习的主动性,激发学生的兴趣,师生互动教学,训练学生独立思考、解决问题的能力。如在对药剂质量要求的讲解过程中,抓住“安全、有效、稳定”的原则,启发学生探究如何才能使片剂、注射剂、输液剂等实现以上目标?对个生产环节如何控制?对生产环境有哪些要求?需要哪些质量控制指标?使学生在能够带着问题听课,积极思考,提高了学习效率。 讲练结合式的课堂教学 改变“满堂灌”的传统教学方法,采用“讲-练-讲”结合的方式进行课堂教学,即教师讲习后,出一些灵活性高且能体现课堂重点知识点的习题由学生自己练习后,教师再总结,这样可以起到事半功倍的效果。如在注射剂这一章关于调节等渗的计算方法讲解后,让学生自己动手用不同的方法(如冰点下降数据法和氯化钠等渗当量法)计算同一道题,结果数值有差异,再提出问题:用冰点下降数据法和氯化钠等渗当量法计算同一道题的结果为什么不同?同学马上就会仔细地翻阅书本,找到答案:原来冰点下降数据法计算出的是100 ml该溶液需加入等渗调节剂的量,而氯化钠等渗当量法则是实际溶液所需加入的氯化钠的量,自然有区别。此后教师再对调节等渗的几种计算方法进行总结,加深学生对该知识点的理解。 运用现代教育技术手段授课多媒体教学是我国高校普遍采用的一种现代化教学手段,它具有信息量大、直观、图声俱全等优点,本课程教学过程中,教师制作了全程的多媒体课件,充分利用药剂学教学素材包括文本、图像、视屏、动画等,并在使用过程不断完善和补充,直观生动、图文并茂的教学方法使学生易于了解和掌握抽象的理论概念和课程难点[2]。如在片剂讲解中我们通过动画影片展现压片的全过程;通过网络将药剂学的发展动态和企业状况介绍给同学,推荐课程国内外相关网站;通过网络实现与学生的交流与互动,激发学生的学习热情,培养学生的创新思维和能力。 改革课程作业与考试方式从促进素质教育的指导思想出发,改变常规的作业与考试方式[3]。课程作业除了传统的书面题目外,还经常布置药剂学文献检阅与综述题目,提高学生自主学习的能力。采用了综合考核的方式,如以期末开卷考试为基础,综合实验能力的考核、综述能力(归纳报告)、平时测试和课堂讨论、课堂出席等情况综合给分,引导学生平时加强学习、注重活学活用,防止期末突击应付考试

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稀土掺杂氟化物多波长红外显示材料的研究摘 要本文简单介绍了稀土发光原理、上转换发光材料的大致发展史、红外上转换发光材料的应用以及当前研究现状。以PbF2为基质材料,ErF3为激活剂,YbF3为敏化剂,采用高温固相反应法制备了PbF2: Er,Yb上转换发光材料。重点讨论了制备过程中,制备工艺中的烧结时间、烧结温度对红外激光显示材料发光效果的影响。研究了Er3+/Yb3+发光系统在1064nm激光激发下的荧光光谱和上转换发光的性质。实验表明,在1064nm激光激发下,材料可以发射出绿色和红色荧光,是一种新型的红外激光显示材料。关键字:1064nm 上转换 红外激光显示 Er3+/Yb3+AbstractThis paper simply described the rare earth luminescence mechanism, the development of up-conversion materials and their applications were systematically explained. Present situation of the research on infrared up-conversion luminescence is also presented. PbF2 as matrix, ErY3 as activator and YbF3 as sensitizer were adopted to synthesize PbF2: Er,Yb up-conversion material with high temperature solid-phase reaction. A great emphasize was paid on the factors that effect on the luminescence properties of infrared laser displayed materials such as sinter temperature, time of sinter. The luminescence system of Er3+/Yb3+, their fluorescence spectrum and their character of up-conversion with 1064nm LD as an excitation source were studied. The experimental results that intense green and wed up-conversion emissions were observed under 1064nm LD excitation, which is a new type of infrared laser displayed Words: 1064nm Up-conversion Infrared laser displayed materials Er3+/Yb3+目 录摘要Abstract第一章 绪论 稀土元素的光谱理论简介 稀土元素简介 稀土离子能级 晶体场理论 基质晶格的影响 上转换发光材料的发展概况 上转换发光的基本理论 激发态吸收 光子雪崩上转换 能量传递上转换 敏化机制与掺杂方式 敏化机制 掺杂方式 上转换发光材料的应用 本论文研究目的及内容 8第二章 红外激光显示材料的合成与表征 红外激光显示材料的合成 实验药品 实验仪器 样品的制备 红外激光显示材料的表征 XRD 荧光光谱 12第三章 结果与讨论 基质材料的确定 助熔剂的选择 烧结时间的确定 烧结温度的确定 掺杂浓度的确定 17结 论 21参考文献 22致 谢 23第一章 绪论 稀土元素的光谱理论简介 稀土元素简介稀土元素是指周期表中IIIB族,原子序数为21的钪(Sc):39的钇(Y)和原子序数57至71的镧系中的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu),共17个元素[1]。稀土元素的原子具有未充满的受到外界屏蔽的4f和5d电子组态,因此具有丰富的电子能级和长寿命激发态,能级跃迁通道多达20余万个,可以产生多种多样的辐射吸收和发射。稀土化合物发光是基于它们的4f电子在f-f组态之内或f-d组态之间的跃迁。稀土发光材料具有许多优点:(1)与一般元素相比,稀土元素4f电子层构型的特点,使其化合物具有多种荧光特性;(2)稀土元素由于4f电子处于内存轨道,受外层s和P轨道的有效屏蔽,很难受到外部环境的干扰,4f能级差极小,f-f跃迁呈现尖锐的线状光谱,发光的色纯度高;(3)荧光寿命跨越从纳秒到毫秒6个数量级;(4)吸收激发能量的能力强,转换效率高;(5)物理化学性质稳定,可承受大功率的电子束、高能辐射和强紫外光的作用。稀土离子能级稀土离子具有4f电子壳层,但在原子和自由离子的状态由于宇称禁戒,不能发生f-f电子跃迁[3&7]。在固体中由于奇次晶场项的作用宇称禁戒被解除,可以产生f-f跃迁,4f轨道的主量子数是4,轨道量子数是3,比其他的s,p,d轨道量子数都大,能级较多。除f-f跃迁外,还有4f-5d,4f-6s,4f-6p电子跃迁。由于5d,6s,6p能级处于更高的能级位置,所以跃迁波长较短,除个别离子外,大多数都在真空紫外区域。由于4f壳层受到5s2,5p6壳层的屏蔽作用,对外场作用的反应不敏感,所以在固体中其能级和光谱都具有原子状态特征。因此,f-f跃迁的光谱为锐线,4f壳层到其他组态的跃迁是带状光谱,因为其他组态是外壳层,受环境影响较大。稀土离子在化合物中一般出现三价状态,在可见和红外光区观察的光谱大都属于4fN组态内的跃迁,在给定组态后确定光谱项的一般方法是利用角动量耦合和泡利原理选出合理的光谱项,但这种方法在电子数多,量子数大时,相当麻烦且容易出错。所以,对稀土离子不太适合。利用群论方法,采用U7>R7>G2>R3群链的分支规则可以方便地给出4fN组态的全部正确的光谱项,通常用大写的英文字母表示光谱项的总轨道角动量的量子数的数目,如S,P,D,F,G,H,I,K,L,M,N,O,Q……分别表示总轨道角动量的量子数为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,……,25+l表示光谱项的多重性,S是总自旋量子数。在光谱学中,用符号2S+1L表示光谱项。 晶体场理论晶体场理论认为,当稀土离子掺入到晶体中,受到周围晶格离子的影响时,其能级不同自由离子的情况。这个影响主要来自周围离子产生的静电场,通常称为晶体场[2]。晶体场使离子的能级劈裂和跃迁几率发生变化。稀土离子在固体中形成典型的分立发光中心。在分立发光中心中,参与发光跃迁的电子是形成中心离子本身的电子,电子的跃迁发生在离子本身的能级之间。中心的发光性质主要取决于离子本身,而基质晶格的影响是次要的。稀土离子的4f电子能量比5s,5p轨道高,但是5s,5p轨道在4f轨道的外面,因而5s,5p轨道上的电子对晶体场起屏蔽作用,使4f电子受到晶体场的影响大大减小。稀土离子4f电子受到晶体场的作用远远小于电子之间的库仑作用,也远远小于4f电子的自旋—轨道作用。考虑到电子之间的库仑作用和自旋—轨道作用,4f电子能级用2J+I LJ表示。晶体场将使具有总角动量量子数J的能级分裂,分裂的形式和大小取决于晶体场的强度和对称性。稀土离子4f能级的这种分裂,对周围环境(配位情况、晶场强度、对称性)非常敏感,可作为探针来研究晶体、非晶态材料、有机分子和生物分子中稀土离子所在局部环境的结构,且2J+I LJ能级重心在不同的晶体中大致相同,稀土离子4f电子发光有特征性,因而很容易根据谱线位置辨认是什么稀土离子在发光。 基质晶格的影响基质晶格对f→d跃迁的光谱位置有着强烈的影响,另外其对f→f跃迁的影响表现在三个方面:(1)可改变三价稀土离子在晶体场所处位置的对称性,使不同跃迁的谱强度发生明显的变化;(2)可影响某些能级的分裂;(3)某些基质的阴离子团可吸收激发能量并传递给稀土离子而使其发光,即基质中的阴离子团起敏化中心的作用。特别是阴离子团的中心离子(Me)和介于中间的氧离子O2-以及取代基质中阳离子位置的稀土离子(RE)形成一直线,即Me-O-RE接近180°时,基质阴离子团对稀土离子的能量传递最有效。 上转换发光材料的发展概况发光是物体内部以某种方式吸收的能量转换为光辐射的过程。发光学的内容包括物体发光的条件、过程和规律,发光材料与器件的设计原理、制备方法和应用,以及光和物质的相互作用等基本物理现象。发光物理及其材料科学在信息、能源、材料、航天航空、生命科学和环境科学技术中的应用必将促进光电子产业的迅猛发展,这对全球的信息高速公路的建设以及国家经济和科技的发展起着举足轻重的推动作用。三价镧系稀土离子具有极丰富的电子能谱,因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道,为多种能级跃迁创造了条件,在适当波长的激光的激发下可以产生众多的激光谱线,可从红外光谱区扩展到紫外光谱区。因此,稀土离子发光研究一直备受人们的关注。60年代末,Auzel在钨酸镱钠玻璃中意外发现,当基质材料中掺入Yb3+离子时,Er3+、Ho3+和Tm3+稀土离子在红外光激发下可发出可见光,并提出了“上转换发光”的观点[5&4]。所谓的上转换材料就是指受到光激发时,可以发射比激发波长短的荧光的材料。其特点是激发光光子能量低于发射光子的能量,这是违反Stokes定律的。因此上转换发光又称为“反Stokes发光”。从七十年代开始,上转换的研究转移到单频激光上转换。到了八十年代由于半导体激光器泵浦源的发展及开发可见光激光器的需求,使其得到快速发展。特别是近年来随着激光技术和激光材料的进一步发展,频率上转换在紧凑型可见激光器、光纤放大器等领域的巨大应用潜力更激起广大科学工作者的兴趣,把上转换发光的研究推向高潮,并取得了突破性实用化的进展。随着频率上转换材料研究的深入和激光技术的发展,人们在考虑拓宽其应用领域和将已有的研究成果转换成高科技产品。1996年在CLEO会议上,Downing与Macfarlanc等人合作提出了三色三维显示方法,双频上转换三维立体显示被评为1996年物理学最新成就之一,这种显示方法不仅可以再现各种实物的立体图像,而且可以随心所欲的显示各类经计算机处理的高速动态立体图像,具有全固化、实物化、高分辨、可靠性高、运行速度快等优点[15]。上转换发光材料的另一项很有意义的应用就是荧光防伪或安全识别,这是一个应用前景极其广阔的新兴研究方向。由于在一种红外光激发下,发出多条可见光谱线且各条谱线的相对强度比较灵敏地依赖于上转换材料的基质材料与材料的制作工艺,因而仿造难、保密强、防伪效果非常可靠。目前,研究的稀土离子主要集中在Nd3+,Er3+,Ho3+,Tm3+和Pr3+等三价阳离子。Yb3+离子由于其特有的能级特性,是一种最常用的敏化离子。一般来说,要制备高效的上转换材料,首先要寻找合适的基质材料,当前研究的上转换材料多达上百种,有玻璃、陶瓷、多晶粉末和单晶。其化合物可分为:(1)氟化物;(2)氧化物;(3)卤氧化物;(4)硫氧化物;(5)硫化物等。迄今为止,上转换发光研究取得了很大的进展,人们已在氟化物玻璃、氟氧化物玻璃及多种晶体中得到了不同掺杂稀土离子的蓝绿上转换荧光。 上转换发光的基本理论通过多光子机制把长波辐射转换成短波辐射称为上转换,其特点是吸收光子的能量低于发射光子的能量[2&8]。稀土离子上转换发光是基于稀土离子4f电子能级间的跃迁产生的。由于4f外壳层电子对4f电子的屏蔽作用,使得4f电子态间的跃迁受基质的影响很小,每种稀土离子都有其确定的能级位置,不同稀土离子的上转换发光过程不同。目前可以把上转过程归结于三种形式:激发态吸收、光子雪崩和能量传递上转换。激发态吸收激发态吸收(Excited Stated Absorption简写为ESA)是上转换发光中的最基本过程,如图1-1所示。首先,发光中心处于基态能级E0的电子吸收一个ω1的光子,跃迁到中间亚稳态E1上,E1上的电子又吸收一个ω2光子,跃迁到高能级E2上,当处于能级E2上的电子向基态跃迁时,就发射一个高能光子。图1-1 上转换的激发态吸收过程 光子雪崩上转换光子雪崩上转换发光于1979年在LaCl3∶Pr3+材料中首次发现。1997年,N. Rakov等报道了在掺Er3+氟化物玻璃中也出现了雪崩上转换。由于它可以作为上转换激光器的激发机制,而引起了人们的广泛的注意。“光子雪崩”过程是激发态吸收和能量传输相结合的过程,如图1-2所示,一个四能级系统,Mo、M1、M2分别为基态和中间亚稳态,E为发射光子的高能级。激发光对应于M1→E的共振吸收。虽然激发光光子能量同基态吸收不共振,但总会有少量的基态电子被激发到E与M2之间,而后弛豫到M2上。M2上的电子和其他离子的基态电子发生能量传输I,产生两个位于M1的电子。一个M1的电子在吸收一个ω1的光子后激发到高能级E。而E能级的电子又与其他离子的基态相互作用,产生能量传输II,则产生三个为位于M1的电子,如此循环,E能级上的电子数量像雪崩一样急剧地增加。当E能级的电子向基态跃迁时,就发出能量为ω的高能光子。此过程就为上转换的“光子雪崩”过程。图1-2 光子雪崩上转换能量传递上转换能量转移(Energy Transfer,简写成ET)是两个能量相近的激发态离子通过非辐射过程藕合,一个回到低能态,把能量转移给另一个离子,使之跃迁到更高的能态。图1-3列出了发生能量传递的几种可能途径:(a)是最普通的一种能量传递方式,处于激发态的施主离子把能量传给处于激发态的受主离子,使受主离子跃迁到更高的激发态去;(b)过程称为多步连续能量传递,在这一过程中,只有施主离子可以吸收入射光子的能量,处于激发态的施主离子与处于基态的受主离子间通过第一步能量传递,把受主离子跃迁到中间态,然后再通过第二步能量传递把受主离子激发到更高的激发态;(c)过程可命名为交叉弛豫能量传递(Cross Relaxation Up-conversion,简称CR),这种能量传递通常发生在相同离子间,在这个过程中,两个相同的离子通过能量传递,使一个离子跃迁到更高的激发态,而另一个离子弛豫到较低的激发态或基态上去;(d)过程为合作发光过程的原理图,两个激发态的稀土离子不通过第三个离子的参与而直接发光,他的一个明显的特征是没有与发射光子能量匹配的能级,这是一种奇特的上转换发光现象;(e)过程为合作敏化上转换,两个处于激发态的稀土离子同时跃迁到基态,而使受主离子跃迁到较高的能态。(a)普通能量传递 (b)多步连续能量传递(c)交叉弛豫能量传递 (d)合作发光能量传递(e)合作敏化上转换能量传递图1-3 几种能量传递过程的示意图稀土离子的上转换发光都是多光子过程,在多光子过程中,激发光的强度与上转换荧光的强度有如下关系:Itamin ∝ Iexcitationn其中Itamin表示上转换荧光强度,Iexcitation表示激发光强度,在双对数坐标下,上转换荧光的强度与激发光的强度的曲线为一直线,其斜率即为上转换过程所需的光子数n,这个关系是确定上转换过程是几光子过程的有效方法。 敏化机制与掺杂方式 敏化机制通过敏化作用提高稀土离子上转换发光效率是常用的一种方法[9]。其实质是敏化离子吸收激发能并把能量传递给激活离子,实现激活离子高能级的粒子数布居,从而提高激活离子的转换效率,这个过程可以表述如下:Dexc+A→D+AexcD表示施主离子,A是受主离子,下标“exc”表示该离子处于激发态。Yb3+离子由于特有的能级结构,是最常用的也是最主要的一种敏化离子。(1)直接上转换敏化对与稀土激活中心(如Er3+,Tm3+,Ho3+)和敏化中心Yb3+共掺的发光材料,由于Yb3+的2F5/2能级在910-1000nm均有较强吸收,吸收波长与高功率红外半导体激光器的波长相匹配。若用激光直接激发敏化中心Yb3+,通过Yb3+离子对激活中心的多步能量传递,可再将稀土激活中心激发至高能级而产生上转换荧光,这类过程会导致上转换荧光明显增强,称之为直接上转换敏化。图1-4以Yb3+/Tm3+共掺杂为例给出了该激发过程的示意图。图1-4 直接上转换敏化(2)间接上转换敏化由于Yb3+离子对910-1000 nm间泵浦激光吸收很大,泵浦激光的穿透深度非常小,因此虽然在表面的直接上转换敏化能极大的提高上转换效率,但它却无法应用到上转换光纤系统中。针对这种情况,国际上与1995-1996年首次提出了“间接上转换敏化”方法[7]。间接上转换敏化的模型首先在Tm3+/Yb3+双掺杂体系中提出的:当激活中心为Tm3+时,如果激发波长与Tm3+的3H6→3H4吸收共振,激活中心Tm3+就被激发至3H4能级,随后处于3H4能级的Tm3+离子与位于2F5/2能级的Yb3+离子发生能量传递,使Yb3+离子的2F5/2能级上有一定的粒子数布居。然后处于激发态2F5/2的Yb3+离子再与Tm3+进行能量传递,实现Tm3+的1G4能级的粒子数布居,这样就通过Tm3+→Yb3+→Tm3+献的能量过程间接地把Tm3+离子激发到了更高能级1G4。从而导致了Tm3+离子的蓝色上转换荧光。图1-5给出了间接上转换敏化的示意图。考虑到稀土离子的敏化作用与前述的上转换机理,在实现上转换发光的掺杂方式通常要考虑如下几点:(1)敏化离子在激发波长处有较大的吸收截面和较高的掺杂浓度;(2)敏化离子与激活离子之间有较大的能量传递几率;(3)激活离子中间能级有较长的寿命。图1-5 间接上转换敏化 掺杂方式表1-1给出了当前研究比较多的掺杂体系,表中同时列出了某一掺杂体系对应的激发波长、基质材料、敏化机制等。表1-1 常见的掺杂体系稀土离子组合 激发波长 基质材料 敏化机制单掺杂 Er3+ 980nm ZrO2纳米晶体 —Nd3+ 576nm ZnO–SiO2–B2O3 —Tm3+ 660nm AlF3/CaF2/BaF2/YF3 —双掺杂 Yb3+:Er3+ 980nm Ca3Al2Ge3O12玻璃 直接敏化Yb3+:Ho3+ 980nm YVO4 直接敏化Yb3+:Tm3+ 800nm 氟氧化物玻璃 间接敏化Yb3+:Tb3+ 1064nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Eu3+ 973nm 硅sol–gel玻璃 合作敏化Yb3+:Pr3+ 1064nm LnF3/ZnF2/SrF2 BaF2/GaF2/NaF 直接敏化Nd3+:Pr3+ 796nm ZrF4基玻璃 直接敏化三掺杂 Yb3+: Nd3+ :Tm3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Nd3+ :Ho3+ 800nm ZrF4基玻璃 间接敏化Yb3+: Er3+ :Tm3+ 980nm PbF2:CdF2玻璃 直接敏化 上转换发光材料的应用稀土掺杂的基质材料在波长较长的红外光激发下,可发出波长较短的红、绿、蓝、紫等可见光。通常情况下,上转换可见光包含多个波带,每个波带有多条光谱线,这些谱线的不同强度组合可合成不同颜色的可见光[7]。掺杂离子、基质材料、样品制备条件的改变,都会引起各荧光带的相对强度变化,不同样品具有独特的谱线强度分布与色比关系(我们定义上转换荧光光谱中各荧光波段中的峰值相对强度比称为色比,通常以某以一波段的峰值强度为标准)。因而上转换发光材料可应用到荧光防伪或安全识别上来。上转换发光材料在荧光防伪或安全识别应用上的一个研究重点是制备上转换效率高,具有特色的防伪材料,实现上转换荧光防伪材料能够以配比控制色比;也就是通过调整稀土离子种类、浓度以及基质材料的种类、结构和配比,达到控制色比关系。 本论文研究目的及内容Nd:YAG激光器发出1064nm的激光,在激光打孔、激光焊接、激光核聚变等领域具有广泛的应用价值,是最常用的激光波段。然而,由于人眼对1064nm的红外光不可见,因此,需要采用对1064nm激光响应的红外激光显示材料制备的显示卡进行调准和校正。本论文采用氟化物作为基质,掺杂稀土离子,通过配方和工艺研究,制备对1064nm响应的红外激光显示材料。研究组分配比、烧结温度、气氛和时间等对粉体性能的影响。并采用XRD和荧光光谱分析等测试手段对粉体进行表征。确定最佳烧结温度、组分配比,最终获得对1064nm具有优异红外转换性能的红外激光显示材料。第二章 红外激光显示材料的合成与表征经过多年研究,红外响应发光材料取得了很大进展,现已实现了氟化物玻璃、氟氧化物玻璃、及多种晶体中不同稀土离子掺杂的蓝绿上转换荧光。然而上转换荧光的效率距离实际实用还有很大的差距,尤其是蓝光,其效率更低。因此,寻找新的红外激光显示材料仍在研究之中,本文主要研究对1064nm响应的发光材料。本章研究了双掺杂Er3+/Yb3+不同基质材料的蓝绿上转换荧光,得到了发光效果较好的稀土掺杂氟化物的红外激光显示材料,得到了一些有意义的研究结果。 红外激光显示材料的合成 实验药品(1)合成材料所用的化学试剂主要有:LaF3,BaF2,Na2SiF6,NaF,氢氟酸,浓硝酸等。稀土化合物为Er2O3、Yb2O3,纯度在4N以上。(2)ErF3、YbF3的配制制备Yb3+/Er3+共掺氟化物的红外激光显示材料使用的ErF3,YbF3是在实验室合成的。实验采用稀土氧化物,称取适量的Er2O3,Yb2O3放在烧杯1和烧杯2中,滴加稍微过量的硝酸(浓度约为8mol/L),置于恒温加热磁力搅拌器上搅拌,直至烧杯1中出现粉红色溶液、烧杯2中出现无色溶液停止。其化学反应如下:Er2O3+6HNO3→2Er(NO3)3+3H2OYb2O3+6HNO3→2Yb(NO3)3+3H2O再往烧杯1和烧杯2中分别都加入氢氟酸,烧杯1中生成粉红色ErF3沉淀,烧杯2中生成白色絮状YbF3沉淀,其化学反应如下:Er(NO3)3+3HF→ErF3↓+3HNO3Yb(NO3)3+3HF→YbF3↓+3HNO3生成的ErF3、YbF3沉淀使用循环水式多用真空泵进行分离,并多次使用蒸馏水进行洗涤,将从溶液中分离得到的沉淀倒入烧杯放入电热恒温干燥箱,在100℃条件下保温12小时,得到了实验所需的ErF3、YbF3,装入广口瓶中备用。 实验仪器SH23-2恒温加热磁力搅拌器(上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司)PL 203电子分析天平(梅特勒一托多利仪器上海有限公司)202-0AB型电热恒温干燥箱(天津市泰斯特仪器有限公司)SHB-111型循环水式多用真空泵(郑州长城科工贸有限公司)WGY-10型荧光分光光度计(天津市港东科技发展有限公司)DXJ-2000型晶体分析仪(丹东方圆仪器有限公司)1064nm半导体激光器(长春新产业光电技术有限公司)4-13型箱式电阻炉(沈阳市节能电炉厂) 样品的制备(1)实验方法本实验样品制备方法是:以稀土化合物YbF3、ErF3,基质氟化物为原料,引入适量的助熔剂,采用高温固相法合成红外激光显示材料。高温固相法是将高纯度的发光基质和激活剂、辅助激活剂以及助熔剂一起,经微粉化后机械混合均匀,在较高温下进行固相反应,冷却后粉碎、筛分即得到样品[8]。这种固体原料混合物以固态形式直接参与反应的固相反应法是制备多晶粉末红外激光显示材料最为广泛使用的方法。在室温下固体一般并不相互反应,高温固相反应的过程分为产物成核和生长两部分,晶核的生成一般是比较困难的,因为在成核过程中,原料的晶格结构和原子排列必须作出很大调整,甚至重新排列。显然,这种调整和重排要消耗很多能量。因而,固相反应只能在高温下发生,而且一般情况下反应速度很慢。根据Wagner反应机理可知,影响固体反应速度的三种重要因素有:①反应固体之间的接触面积及其表面积;②产物相的成核速度;③离子通过各物相特别是通过产物相时的扩散速度。而任何固体的表面积均随其颗粒度的减小而急剧增加,因此,在固态反应中,将反应物充分研磨是非常必要的[6]。而同时由于在反应过程中在不同反应物与产物相之间的不同界面处可能形成的物相组成是不同的,因此可能导致产物组成的不均匀,所以固态反应需要进行多次研磨以使产物组成均匀。另外,如果体系存在气相和液相,往往能够帮助物质输运,在固相反应中起到重要作用,因此在固相反应法制备发光材料时往往加入适量助熔剂。在有助熔剂存在的情况下,高温固相反应的传质过程可通过蒸发-凝聚、扩散和粘滞流动等多种机制进行。(2)实验步骤根据配方中各组分的摩尔百分含量(表3-1,表3-2,表3-3中给出了实验所需主要样品的成分与掺杂稀土离子浓度),准确计算各试剂的质量,使用电子天平精确称量后,把原料置于玛瑙研钵中研磨均匀后装入陶瓷坩埚中(粉体敦实后大概占坩埚体积的1/3),再放入电阻炉中保温一段时间。冷却之后即得到了实验所述的红外激光显示材料样品。图2-1为实验流程图:图2-1 实验流程图 红外激光显示材料的表征 XRDX射线衍射分析是当今研究晶体精细结构、物相分析、晶粒集合和取向等问题的最有效的方法之一[10&9]。通常采用粉末状晶体或多晶体为试样的X射线衍射分析被称为粉末法X射线衍射分析。1967年,Hugo 鉴于计算机处理大量数据的能力,在粉末中子衍射结构分析中,提出了全粉末衍射图最小二乘拟合结构修正法。1977年,Malmros等人把这个方法引入X射线粉末衍射分析中,从此Rietveld分析法的研究开始迅速发展起来[16&10]。本实验采用丹东方圆仪器有限公司生产的DXJ-2000型晶体分析仪对粉末样品进行数据采集,主要测试参数为:Cu靶Kα线,管压45kV,管流35Ma,狭缝DSlmm、.、SS1 mm,扫描速度10度/min(普通扫描)、度/min(步进扫描),通过测试明确所制备的材料是否形成特定晶体结构的晶相,也可以简单判断随着掺杂量的增加,是否在基质中有第二相形成或者掺杂的物质同基质一起形成固溶体。

(一)空气污染事故近代史上有好几次重大的空气污染事故(表2-6-1),它们说明污染水平很高时所发生的危险情况。事故期中的死亡人数与该地区平时的死亡人数相比,往往超过很多。1952年伦敦烟雾事故就是一例。而且死亡人数中,心脏和呼吸系统疾病占84%,市区中支气管炎的死亡人数增加10倍,看来对已有慢性呼吸系统或心脏病人的影响很大。表2-6-1 50年代前后五大空气污染事故发生时间 发生地点 主要污染物 中毒情况 中毒症状 致害原因 1930年12月 比利时马斯河谷 烟尘及SO2 几千人呼吸道发病,约60人死亡 流泪、喉痛、声嘶、咳嗽、呼吸短促、胸口窒闷、恶心、呕吐 硫氧化物-SO2和SO3烟雾的混合物,加上空气中的金属氧化物颗粒,加剧对人体的刺激作用 1948年10月 美国多诺拉镇 烟尘及SO2 4天内有43%(约6000人)患病,17人死亡 咳嗽、喉痛、胸闷、呕吐、腹泻 SO2、SO3、金属元素及硫酸盐类气溶胶对呼吸道的影响 1952年12月 英国伦敦 烟尘及SO2 5天内4000人死亡,后又连续发生3次 胸闷、咳嗽、喉痛、呕吐 SO2在金属颗粒物催化作用下生成SO3及硫酸和硫酸盐气溶胶吸入肺部 每年5-10月 美国洛杉矶 光化学烟雾 75%居民患眼病 刺激眼、喉、鼻,引起眼病、喉头炎、头痛 NOX及碳氢化合物在阳光(紫外线)作用下产生的二次污染物-光化学烟雾 1970年 日本四日市 SO2、煤尘重金属粉尘 患者500多人,其中有10多人在气喘病中死亡 支气管炎、支气管哮喘、肺气肿 有毒重金属微粒及二氧化硫吸入肺部空气污染事故的一些特征可归纳如下:1、逆温层和低风速,使空气处于停滞状态。2、烟、SO2及其它污染物浓度增大引起咳嗽、眼痛及其它疾病。3、污染水平达高峰时死亡率增大。4、年岁越大,过度死亡越多。5、各种年岁的死亡人数均增加。6、死亡多由于呼吸系统和心脏疾病所引起。7、多种污染物的结合,使各种疾病增加。8、事故持续5~7天。(二)慢性健康影响空气污染引起的急性死亡显而易见,但低水平污染对健康的连续慢性影响则很难得到精确的结论。例如,近年美国肺癌死亡人数大量增加,在1969年它已成为男人癌症死亡中比例最大的一项,总共死亡5万男人和1万妇女。由于最初接触致病污染物到检查出得病的时间约需30年,因而致病的因素较复杂。一般研究时,借分析比较城市和农村该病的死亡率来判断。例如表2-6-2列出利物浦地区1952-1954年间,市区与郊区肺癌的死亡率。表2-6-2 肺癌死亡率对比(年龄在14-74岁的每1万人中的死亡人数)吸烟类型 乡村 城市 不吸烟 14 131 用烟斗抽烟 41 143 抽纸烟-轻度 87 297 抽纸烟-中度 183 287 抽纸烟-严重 363 394由表可见,吸烟与肺癌关系密切;而且居住的地区同样与肺癌关系密切,尤以不吸烟者最明显。总的看来城市的肺癌发病率约为乡村的两倍,此外,发病率也和在城市居住时间的长短有关。我国城市居民肺癌的发病率也很高,其中最高的是上海市,据1980年资料统计,在各种死亡因素中,肺癌死亡率达。而且城市居民呼吸系统疾病明显高于郊区居民。表2-6-3是北京市交通民警与园林工人呼吸道疾病的比较情况。由表可见,无论是肺结核,还是慢性鼻炎或咽炎,交通民警的发病率都显著高于园林工人。表2-6-3 北京交通民警与园林工人呼吸道疾病比较项目 交通民警 园林工人 肺结核(%) ± 无 慢性鼻炎(%) ± ± 咽炎(%) ± ±可以肯定的是,城市环境会引起肺癌,但不能说一定是由于空气污染所致。不过动物试验证明,空气中多环的有机化合物是致肺癌的物质。慢性支气管炎和气喘病也有类似的情况:即吸烟者、城市居民和男人发病率都很高,而且有很多证据说明,空气污染加重了这些疾病。

地方性氟中毒是由于地球化学因素导致特定地区的居民长期从外界环境(水、食物和大气)中摄入大量氟所致的以骨骼和牙齿损害为主的全身性疾病,通常表现为氟骨症和氟斑牙,对居民的身体健康具有严重危害的地方病之一,简称地氟病。考古发现,在山西省阳高县出土的10万年前“许家窑”人牙化石上就有氟斑牙病变,而在4000多年前夏代人的骨骼化石中也有类似氟骨症的改变,晋代嵇康关于“齿居晋而黄”是人类历史上最早有关氟斑牙的记载,表明早在1700多年前就已经注意到了山西一带的氟斑牙现象。在20世纪30年代开始了我国近现代关于地氟病的报道,并自20世纪60年代开始进行了大量的调查研究和防治工作。在国外,早在1916年人们就认识到了氟对牙齿的损害,当年Black和Mekay就提出了氟斑牙与病区饮用水中微量物质有关的观点,1931年Laty&Smith、Vclu & Churchill分别发现了饮用水氟含量高是造成氟斑牙的主要原因,1937年Roholm首次定义了骨骼氟中毒的说法,并提出了三级分类法,1980年Golly等进行的氟骨症患病率与水氟含量相关性调查中,发现在饮用水型氟中毒病区氟骨症患病率往往随饮用水氟含量的升高而增加,但也与其他因素有关,进入21世纪后,随着研究的深入,Ncube &Schutte通过南非dwaf的水管理系统(WMS系统)提取到了包含氟化物的地下水水质数据,发现南非很多农村地区地下水氟离子浓度与当地氟斑牙患病率呈现较高的正相关性。

(一)人体每日适宜摄氟量临界值探讨

氟是人生长发育中不可或缺的微量元素,其体内氟含量平均为37~70mg/kg,正常成人体内总含氟量约 g,是体内含量第三位的微量元素,仅次于硅和铁,但并不是机体摄取的氟越多对人体越有益,反而长期过量地摄入氟会对人的牙齿和骨骼等硬组织造成损害,引发地氟病,因此就人体健康而言,制定人群的总摄氟量标准及各种摄氟途径的上限值显得很有必要。

人体摄取氟的途径主要分为饮用水、食物及空气三种,但空气中的氟含量一般不高,正常空气中往往监测不到氟的存在,即使在空气氟污染严重的地区,空气氟含量仅~,但这毕竟是在较小的范围内,因此基本没有由于呼吸自然界空气而造成人体大量累积氟事件的报道,这也是本文仅探讨前两种主要摄氟途径临界值的原因。

目前世界卫生组织(WHO)规定的人均适宜摄氟量为~,生活饮用水含氟量标准一般为,欧洲地区则是(陈国阶等,1990;山登,1983)。但目前并没有严格的食物含氟量标准。在国外一些地区,美国的人均摄氟量为~(不包括饮用水中的氟),其生活饮用水含氟量标准为~。俄罗斯的人均摄氟量为~,其生活饮用水含氟量标准是。日本的人均摄氟量为~(包括人均每日摄取绿茶氟量~),其生活饮用水含氟量标准为。在我国1996年颁布的人群总摄氟量卫生标准中,规定了8~15周岁和15周岁以上两类人群每人每天经饮用水、食物和空气摄入的氟离子总量,在燃煤型氟病区8~15周岁的人均允许摄氟量是,15周岁以上的人均允许摄氟量是;在饮用水型氟病区内,8~15周岁的人均允许摄氟量是,15周岁以上的人均允许摄氟量则为。在生活饮用水含氟量标准方面,我国《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)确定的氟化物限值为,而在食品中氟限量标准中,大米、面粉、豆类、蔬菜及蛋类的氟限量均为×10-6,肉类和鱼类(淡水)的氟限量均为×10-6,水果的氟限量为×10-6。

综上所述,不同国家地区的人群总摄氟量及饮用水、食物氟限量值均不相同,这可能与各地区的自然地理条件、食物结构及个体体质等因素有很大关联,但不管在什么地区,根据人均每天的饮用水量及按标准热量值摄取的食物量计算该地区人均每天的摄氟总量,将该数值与人均每天标准摄氟量进行对比分析,判断研究区是否属于地氟病易发区,并根据其中饮用水氟和食物氟在总摄氟量中所占比重及影响程度将地氟病类型划分为饮用水型、食物型、煤烟污染型(摄入被煤烟污染的食品及空气所致)、混合型(饮用水-食物型、煤烟-食物型等)四种主要类型。

(二)氟在土壤、水及食物链中多种形态的探讨

氟在元素周期表中是第9号元素,属于电负性最强、化学性质最为活泼的一种非金属元素,因此它可以与许多化学元素直接作用形成简单的化合物,如与Al、Fe、Cr等作用生成酸式盐,与Ca、Mg、Na、K等碱金属或碱土金属作用生成碱式盐,还能与许多其他元素反应生成各种配合物或配合离子,如 、 、酸性条件下的AlF2+及碱性条件下的F-等。考虑到本文主要研究浅表环境中与生物有效性相关的不同形态氟对人体健康产生的影响,对浅表环境中不同形态氟的探讨主要按土壤-水-食物链的氟迁移途径进行。

1.土壤中具有生物效应氟的探讨

土壤是风化的岩石,由于土壤在风化迁移过程中往往在表面上吸附了多种形态的氟化物,其中既可能是简单阴离子态氟(如NaF、CaF2),也可能是配合态的氟化物(如Na3AlF6、Na2SiF6等)。因此,戴国钧等认为,土壤中的全氟应包括四种:可溶性氟、胶体吸附的氟、难溶氟盐和矿物残渣,其中水溶性氟(属于可溶性氟的一种)对研究人体健康的关系具有重要的意义,因为只有水溶性氟才能通过饮用被人体吸收或先被植物吸收再转入人体发挥其生物学作用。陈国阶等(1990)认为,土壤中具有生物效应的氟基本是以胶体吸附的离子(简单阴离子和复杂配合离子)和分子(主要是氟化物)形式存在,即可溶性氟,包括水溶性氟、酸溶性氟和盐酸溶解性氟等形式。由于氟与铝、硅、铁、钙、镁、硼等元素都有形成配合物的趋向,且部分配合物是易溶的,因此氟能以配合物的形态发生迁移,如 和Ca2+可形成可溶性化合物,植物对土壤中氟的吸收有相当一部分是以AlF2+和 的配合离子形式进行的(Mccaffreyetal.,1993)。谢正苗等(1999)将土壤中氟的形态划分为水溶态、可交换态、铁锰氧化物态、有机束缚态和残余固定态五种,其中前两种对动植物和人类有较高的生物效应。水溶性氟主要以离子或配合物形式存在,如F-、 、 、 、 、 等,水溶性氟和浅层地下水氟含量越高,该地区的地氟病发病率就越高。交换态氟是指通过静电吸引力吸附于黏粒、有机质颗粒和水合氧化物等可交换正电荷上的氟阴离子。杨军耀等(2000)认为,非饱和带土中氟大体可分为三种形态:可溶性氟、吸附态氟和固定态氟,其中前两种具有活性及迁移转化能力,可溶性氟是指氟以可溶盐的形式(如NaF等)存在于非饱和带土的氟化物,当溶于水时氟呈一价阴离子(F-)形式,是活性最强的存在形态,十分有利于氟的迁移,吸附态氟是指以配位体交换吸附作用和物理吸附作用存在于非饱和带固体颗粒表面的氟离子或离子对,其活性具有两重性,既可以经解吸作用转化为游离态氟,也可由旧矿物的分解和新矿物的形成而转化为固定态氟,而固定态氟基本上已失去了活性。在国外,日本学者山田秀和等(1979)则提出了一个土壤可溶性氟存在状态行为的假设,即土壤的pH值和Ca2+、Al3+的存在量对土壤可溶性氟的存在形态影响最大。

综上所述,目前国内外研究表明,关于土壤中具有生物效应的氟形态主要分为可溶态和胶体吸附态两种,而普遍认为以矿物和非晶质沉淀物形式存在的难溶性氟化物不能通过饮用水或被植物吸收,但不同形态氟的转化可在特定的化学条件下实现,并不存在绝对无法转化的氟形态。

2.地下水中具有生物效应氟的探讨

无论从什么地方,通过何种途径进入水体并成为水化学组分的氟,都是以简单阴离子(F-)、氟化物分子和配合离子(如配合阳离子MgF+和配合阴离子 )等形态存在于水中,其中氟化物分为有机氟化物和无机氟化物,前者以分子形式被生物体吸收,后者则包括可溶性和难溶性两种。可溶性氟化物分子如 NaF、HF、H2SiF6、Na2SiF6、Na2PO3F等中的氟离子可迅速且完全地被机体吸收,难溶性氟化物分子如CaF2、磷灰石、冰晶石等中氟的吸收则是不完全的。水中优先与氟离子生成配合离子是具有惰性气体电子构型的金属阳离子,如 Li+、Na+、K+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Al3+、Sc3+、La3+、Si4+、Ti4+、Zr4+、Th4+等,其配合趋势必须具备一定的pH、Eh及浓度三个条件,因此陈国阶等认为,在强酸性(pH<2)及氟浓度大于1mg/L的水中才有可能形成较稳定的配合物,常见的较稳定配合物形式是F-与Ca2+和Mg2+的配合物,而在pH为2~6及氟浓度很低的水体中形成配合物的趋势则大大减弱,且稳定性很差,至碱性环境中氟基本不形成配合物,而往往是以F-的形式出现,并总结出氟的配合趋势只在酸性的环境条件下才表现或突出表现出来,在碱性环境中基本以简单阴离子态存在。此外,地下水的化学类型对于氟被人体吸收也有一定影响,如HCO3-Na及Cl-Na型水中氟的活性较HCO3-Ca型水大,更易被人体吸收(陈国阶等,1990)。孙占学(1992)认为,氟在不同性质的水溶液中以不同形态存在,当水体pH值小于5时,氟可能呈HF、AlF2+、 、FeF2+、 、 等配合离子的形式存在,在pH为5~9时,氟则以AlF2+、 、BF 、BF(OH)-等形式存在,而碱性水中,氟则以F-形式存在。罗振东等(1987)也通过实验研究表明机体摄入氟钙的含量及其比值的不同,通过钙影响氟在消化道的吸收以及钙与氟在血液中的拮抗作用将造成明显差异的地氟病患病程度。姚振民(1992)也认为地氟病发生的根本原因是机体长期摄入过量氟化物,但还受到饮用水中钙含量等因素的影响。任福弘等(1987)在研究华北地区高氟地下水分布区的地氟病时,认为地氟病与HCO3-Na型水关系很密切,并最终得出地氟病患病率与Ca2+、Mg2+成负相关,与F-成正相关,同时氟钙比、氟镁比、氟与总硬度比均与地氟病的分布及程度呈正相关,在此基础上,曾溅辉等(1995)根据地下水化学平衡反应模型的计算结果,在邢台山前平原中性至偏碱性的浅层高氟地下水中得出氟一般以F-、BF 、HF(aq)、CaF+、MgF+、AlF2+、 、AlF3和 这几种组分形式存在,而与地氟病患病率呈正相关的因素分别是F-的活度、总氟浓度、MgF+和CaF+的活度,其中MgF+的活度比CaF+的活度对地氟病患病率的影响更大。

在国外,关于钙与地氟病患病率关系的研究也较多,如Harrison et al.(1985)认为Ca2+能与氟形成难溶化合物,使机体对氟的吸收下降。在日本,一些地区虽然饮用水中氟浓度较低,但由于当地人群摄入钙量也较低,仅相当于西方国家人群摄入钙量的1/3~1/2,因此日本一些地区氟斑牙的患病率较高,类似的情况也可见于印度南方的部分地区。还有报道认为,氟同钙并无相互影响,如Spencer et al.(1984)研究发现钙并不能减少氟在人体肠道内的被吸收量。

综上所述,地下水中常见的氟形态主要存在简单阴离子、配合离子及有机氟化物分子三种形式,由于氟配合物种类繁多,其中一部分也可被人体吸收,而氟对人体的危害还与水中其他化学组分如Ca、Mg或Na等含量有关,因此配合离子态氟对人体的负效应尚有待进一步研究,有机氟化物分子类似。

3.植物(茶)中具有生物效应氟的探讨

目前研究仅仅发现少数植物是氟的浓集者,如金合欢属、毒鼠子属中某些种类、北方的扁叶桦及茶科。一般来说,植物对土壤氟的吸收有相当一部分是以AlF2+和AlF2+配合离子的形式进行的,茶科是植物中富集氟的典型例子,其几乎整个科都具有耐氟的特点,因此茶树内往往累积了大量的氟,如茶叶的含氟量可达n×10-4,比一般的植物高出一个数量级,甚至有报道高达8×10-3的茶叶(陈国阶等,1990)。据日本学者山田秀和等(1979)的研究结果,茶树中Al和F的含量均比一般植物高,且两种元素在茶树中分布的部位相似,都呈现茎根含量很少、新叶中含量远低于老叶和成熟叶的特征,另外茶树内上述两种元素主要以吸收土壤溶液中的Al3+、AlF2+、 等配合离子而存在。据Garrec et al.(2000)对冷杉的研究,发现不管是正常环境还是污染区生长的冷杉,其对氟的吸收和累积过程都与钙有高度的相关关系,并且钙和氟的含量在冷杉针叶中随叶龄的增长而增加,但也有实验植物相反,当土壤含有较多的石灰、黏土和有机质时,植物摄取的氟量往往较低,这可能与植物吸收的氟形态有关。

以茶树为例,谢忠雷等(2001)研究表明,茶叶氟含量与土壤的水溶性氟含量呈极显著正相关。郑达贤等(1994)研究表明,茶树主要是吸收土壤中水溶态氟,却难以吸收难溶态和交换态氟。徐仁扣等(2003)认为,茶园土壤中含有一定量的有机酸和腐殖酸,可通过竞争吸附的作用抑制土壤吸附氟,并在进一步的作用下将土壤中难溶态或交换态氟解析出来,促进茶树根系对氟的吸收,以此试图解释茶园土壤中水溶性氟含量很低但茶树氟含量很高的矛盾。总之国内许多学者的研究表明,茶树主要吸收土壤中水溶性氟而难以吸收难溶态及交换态氟,因此茶叶中氟含量与土壤水溶态氟呈正相关关系,同时茶树具有吸收铝及分布位置与氟类似的特点,使得氟铝配合物源源不断地自茶树根系向茶叶中输送(苏祝成等,2009;魏世勇,2007;谢忠雷等,2008;杨阳,2007;廖万有,1995)。在国外,Yamada(1980)最早通过水培试验研究了铝氟配合物的存在对茶树苗吸收铝氟的影响。Fung et al.(1994)研究发现,土壤中可提取态铝含量对茶叶中氟的含量有影响。Xie et al.(2001)对一废弃茶园内土壤的铝氟形态分布的相关关系及茶树对铝氟吸收利用相关性研究发现,茶树对氟的吸收富集显著地受到了土壤中铝氟交互作用的影响。Nagata等利用27Al-NMR和19F-NMR的研究结果,发现茶树从土壤中吸收的氟在木质部往往是以氟-铝配合物形态向上输送,并可能以 的形式存在于茶叶中。

综上所述,茶科中许多种都具有富集土壤氟的特点,往往通过根系吸收土壤中以水溶态为主的氟形态并自根系运输到茶叶中,最终导致茶叶中氟含量很高,但茶树中吸收的水溶态氟并不是以简单的阴离子形式存在,往往是以氟铝配合离子的形式吸收,关于茶叶中氟铝配合态的检测及临床研究仍有待进一步研究。

4.生物(人)中具有生物效应氟的探讨

氟化物的生物作用主要由氟离子体现,而某些氟化物,如 KPF6、(C2H5)4NPF6、KBF4等中的氟由于是以共价键的形式被结合所以不能被解离,因此一般认为这些氟化物不具有生物学的作用,但Zipkin et al.(1957)发现,氟以共价键的形式被结合时,常常表现为生理惰性的复杂氟化物,其吸收率甚至高于生理活性大的简单氟化物,这可能与胃酸能增加某些难溶性氟化物的溶解度以提高其吸收率有关。除此以外,无机元素还可影响人体对氟的吸收,如Ca、Mg、Al等可同氟结合生成难溶性氟化物从而有减少氟化物吸收的作用,而 、 、Fe、Mo等可促进其吸收,但深入研究后发现,无机元素影响氟吸收的机理较复杂,如含Ca、Mg及Al的氟化物并不一定能减少人体对其的吸收,因为McCluer(1945)和Largent(1960)发现饮用水中氟化物大都呈溶解状态,不论浓度有多高,其中86%~97%的氟都可被吸收,虽然Ca、Mg等无机元素具有结合氟的能力,但只要它们的氟化物不从水中沉淀出来就不会影响人体对其的吸收,如氟化钙水溶液中有83%~96%氟可被吸收。陈国阶等(1990)认为,动物和人体中氟主要是以氟化钙、氟磷酸钙等氟化物形式存在于骨骼和牙齿中,其他软组织或植物中除配合态、简单离子态外,还存在有机氟化物,如一氟代醋酸。

综上所述,动物或人体中具有生物作用的氟主要是各种氟化物,其中难溶性氟化物主要有氟化钙、氟化镁及氟化铝,关于难溶性氟化物具体的生物作用尚有待研究,但可以肯定的是,氟化钙、氟磷酸钙等氟化物是形成地氟病的关键所在。

(三)氟对人体的毒害作用

氟对人体的生物效应有正有负,而地氟病产生的根本原因是人体长期性地摄入过量氟造成的,因此在防治地氟病前,我们必须分析氟对人体的毒害作用过程,但涉及氟在人体内的生理、代谢、免疫、毒理、病理等各个过程,极其复杂且目前研究深度不够,因此主要分析常见的几种氟形态对人体的生物作用。

一般认为,氟离子向矿化组织的沉积作用主要通过离子交换的方式进行,由于骨骼牙齿中的矿化成分主要是羟基磷灰石(Ca10[PO4]6(OH)2),且氟离子与羟基离子大小相近、形状相似,因此氟离子很容易同磷灰石中的羟基离子进行“同形交换”,交换的结果是原来的羟基磷灰石变成氟磷灰石。当用浓度高达2%的NaF溶液处理合成的羟基磷灰石或釉板后,则会有CaF2生成,但也有多数学者不赞同高摄氟量会有CaF2沉淀生成这个观点,普遍认为骨骼中仅有氟磷灰石一种形式。除了对骨骼牙齿等硬组织的影响外,摄入的氟化物对血浆氟水平影响并不大,Rich et al.(1964)按每天50~100mg剂量的氟化钠治疗有代谢性骨病患者时,治疗早期血浆氟水平有轻度升高,但继续用药33~34周后所有病人的血浆氟都降至治疗前的水平,表明氟离子的摄入量属于骨骼牙齿的有效调节范围内,因此骨骼在维持血氟水平稳定、保护重要生命器官不受氟离子毒害方面充当“调节器”的作用,但摄氟量过多超出调节范围时,则会使正常平衡被破坏,形成地氟病。按四川医学院卫生系判定,NaF对动物是一种中等毒性的氟化物。

综上所述,氟化物可加速钙、磷形成骨盐的过程,增加其稳定性,但也是一种强烈的原生质和酶类的毒物,可对骨骼牙齿结构产生显而易见的影响,最重要的负效应是破坏硬组织的正常矿化过程,同时对硬组织的各种细胞产生毒害作用及破坏硬组织钙、磷代谢所需酶类活性的正常平衡过程。

(四)防治浅层高氟地下水措施

浅表环境中地下水氟的富集与水-岩(土)作用密切相关,因此降低高氟地下水的危害主要在于防治浅表高氟环境,其措施主要包括开采低氟地下水井及利用植被降低局部地段内浅表环境的氟背景值,从而在局部流动系统的汇区获得低氟地下水,其目前关于两种防治措施的研究现状如下。

1.找低氟地下水源的研究现状

国外学者Kundu et al.(2001)在对地下水氟的水文地球化学研究中提出,有些地下水可能会受到含氟量较高的温泉水的影响,从而造成该地段为高氟地下水。Ghiglieri et al.(2010)在坦桑尼亚北部地区的高氟地下水源地调查时发现,当地高氟地下水的形成主要受到自北向南海拔逐渐降低的地下水流动系统控制,其氟的主要来源包括空间分布的泉水和岩石土壤两部分。

国内学者郎文捷等(2007)在鄂北岗地改水降氟措施中认为,寻找低氟地下水源应根据浅层和深层地下水中氟富集的因素分析,结合区内水文地质条件因地制宜地改饮深层地下水,或在地下水较贫乏地带充分利用水利设施改饮适合饮用的地表水,如河水、库水、渠水。汤鸣皋(1987)在河北邯郸地区改水降氟工作中提出,在寻找低氟地下水的过程中不能盲目地凿深井,而应科学地确定高氟段,同时利用农业灌溉低氟井解决饮用水问题,并且在改水过程中应以村庄为单元进行井结构的水文地质调查,如低氟地下水源的水质问题应充分考虑水中含氟量的变化及其他水质指标对人体的影响。沈大勇等(2004)在信阳市降氟改水工程中发现,深井较浅井水氟含量稳定,因此降氟改水工程应以打深井为主,若地表水水量充足且符合饮用水水质规范,则应以饮用地表低氟地下水为主。韩占涛等(2009)在盐池地区低氟地下水找水方向研究中发现,找水须在特定的水文地质条件下进行,如风积砂覆盖层、第四系冲洪积覆盖较厚层或白垩系砂岩层等。马巧娟(2010)在山西运城盐湖区的降氟改水措施分析中提出,除开采氟含量低的中深层地下水源外,还可通过各种供水工程实行跨区域远距离调水。孙占学等(1992)认为,根据天然水含氟量存在垂直和水平分带的特点,往往在高氟地下水区也能找到低氟地下水,如古河道带地下水,粗砂砾石含水层中的地下水。佟元清等(2007)提出了寻找低氟地下水源的三种主要途径:一是打防氟深井;二是选择适饮的地表水作水源;三是利用雨雪作水源,这是在没有适宜地下水和地表水的地区可考虑的途径。戴国钧(1982)提出了除开采深层低氟地下水外,还可在居民点附近或较远的地方寻找符合水质卫生标准的浅层地下水或泉水,修建引水工程,以远距离送水。

综上所述,在寻找低氟地下水源的国内外研究现状中,深层地下水往往是主要的低氟地下水源,其次是特定的含水岩层或适于饮用的地表水、雨雪水,因此合理有效地利用深层低氟地下水是消除高氟地下水对人体健康危害的一种迅速有效的方法。

2.植物降氟的研究现状

国外学者Singh et al.(1998,2000)认为,从长期降氟效果来看,通过种植一些作物(阿拉伯金合欢、葇荑牧豆树、大叶合欢、美洲黑杨等)来降低土壤的碱度,从而控制氟的赋存环境,最终达到降氟的目的。Jacks et al.(1994)想通过降低土壤的碱度来控制浅表环境中氟的富集,不过他们用的是石膏,这种材料在印度十分常见,经济且有效。Ding et al.(1991)分析了茶树对氟的吸附机理与对铝的吸附有关,在茶园的酸性土壤中,大量的氟离子与铝离子结合形成AlF2+等配合形式。

国内戴国钧等(1982)认为,在干旱、半干旱浅层地下水氟中毒病区通过植树造林、种草绿化等措施可以减少地面水蒸发量,降低水-岩(土)中的氟含量,并可以在农田基本建设时,由灌溉渠、排水沟等设施排除积水,带走浓集的氟化物和盐类,达到降氟治碱的目的。陈国阶等(1990)在关于饮用水降氟过程中提出了采用生态系统调节生态环境的氟迁移,具体措施是在磷肥等固体氟污染物为主及大气氟污染和水氟污染为次生氟污染源的土壤氟污染区,以耐氟的非食用作物(植物)和抗氟能力强(吸氟能力弱)的食用作物进行间、套作,除此以外还人工种植“氟茶”,利用茶科植物对氟吸收能力强的特点。李日邦等(1986)认为,耕作土的氟与粮食氟无显著的相关关系,耕作土的氟主要通过影响地下水氟含量而使人体产生地氟病,而不是通过氟在粮食中累积使人体致病。朱法华等(2001)在徐州地氟病区发现,当地树叶的含氟量数倍(2~6倍)于土壤水溶性氟量,说明当地植物具明显富集氟的特征,因此从宏观和长远来看,植树造林对降低土壤中水溶性氟量最终降低地下水氟含量具有一定意义。罗学平等(2006)分析了茶树对氟的吸附机理与铝的吸附有关,同时认为茶树对氟的聚积作用主要是受到环境因子,如茶园的土壤氟含量和大气氟含量等的影响。沙济琴等(1994)发现,茶树吸收的氟在叶片中的积聚与叶片生长期的长短有密切关系。利锋(2004)的研究表明,不同植物对土壤氟的富集程度不同,蔬菜(特别是叶菜)对土壤氟的富集程度很高,是造成地氟病的重要因素。吴代赦等(2008)分析出土壤氟是植物氟的重要来源之一,氟通过土壤-植物-动物-人体进行迁移富集从而导致一系列的环境污染和健康危害问题,并且植物的不同组织在不同生长期对土壤氟的吸收富集能力有明显区别。

综合国内外关于植物对浅表环境中氟吸收的研究现状分析,植物普遍对浅表环境内的氟有一定富集作用,尤其是茶树具有很强的氟富集能力,因此利用植物这种特性在整个局部地下水流动系统内由源区到汇区有效地吸收土壤氟含量,并将成熟后的植物不断收割转移达到降低局部地段内浅表环境氟的背景值,最终使局部流动系统汇区内地下水氟含量降低,控制饮用高氟地下水造成对人体的危害。

化学物质研究现状论文

化学是基础教育的重要组成部分,在化学教学中培养学生的创新精神对深化基础教育改革,提高学生素质具有重要作用。下面是我为大家整理的关于化学论文,供大家参考。

在科技创新不断涌现的当代,人才培养显得尤为重要。随着社会的发展,我国的教育培养目标已经发生改变,从过去的培养“接班人”向培养“劳动者”转变,由“精英教育”向“大众化教育”转型。在培养目标上不仅要培养一批拨尖人才,更要体现培养大批高素质的普通公民。下面笔者就中学化学中进行低碳经济与绿色化学的教育谈一些认识。

一、低碳经济和绿色化学的概念与内涵

现代社会出现资源、环境问题的根源在于人类的生产、消费模式。以碳为主的能源物质在被人类利用之后,都变成了以CO2为主要物质的气体,造成了温室效应、蝴蝶效应。在多哈提出低碳经济理念之后,全国乃至全球都在倡导低碳模式经济。Lowcarbon是低碳的英文诠释,是指排放更少的以二氧化碳为主的温室气体。而低碳经济是一种高效的、环保的经济模式,其特点是耗能更低、污染更少、排放减少等,要求在利用能源时提高使用效率,且着重于清洁能源的开发与使用,其实质是提高能源利用效率和清洁能源结构问题。从碳到低碳是一个从化学到社会生活的过程,是一场涉及生产方式、生活方式和价值观念的全球性革命,它与我国的化学教育有着紧密的关联。绿色化学重视对环境的保护,通过清洁能源、原子经济等内容的学习,可实现绿色化学。绿色化学是对化学原理的转化,通过化学方法来减少有毒、有害物质的生产和应用,在研究过程中,弱化有害、有毒作用,强化其绿色作用,从技术和经济角度分析,绿色化学能够从源头、生产过程以及使用等各个环节减少并降低污染。因此,在平时的化学教学中,贯彻“低碳经济”的观念,培养学生“绿色化学”的可持续发展理念显得尤为重要。

二、在化学教育中重视低碳经济与绿色化学教育

我国的《九年义务教育化学课程标准(实验)》明确指出了化学课程的性质、目的以及方法。在义务教育阶段中的化学课程,教学目的是让学生了解化学为社会发展带来的影响,利用化学来认识科学技术和社会、生活中的相关问题。同时,学生能够从化学教育中了解化学物品给人们生活和健康带来的影响,且能够借助化学手段治理环境污染,开发并且利用化学资源。另外,化学教育中要强调学生对自然和社会的责任心,当学生在遇到与化学相关的问题时,能够利用化学知识科学地解决问题。由此可知,我国新课程对中学化学有了全新的诠释和要求,新课标更加注重培养学生的科学和人文素养,为新课程理念下的中学化学教学指明了方向。

三、对中学生进行低碳经济与绿色化学教育的基本策略

中学化学教学要选择真实的问题情境,突出科学观念、科学思维、科学方法、科学主题,重视学生创新意识和创新能力的培养,将科学教育与人性发展有机融合起来。在平时的化学教育中可以做到以下几个方面。

(一)贯彻绿色化学和低碳经济的观念

让学生接受绿色化学思想,把绿色化学内化为自己的自觉行为。初中和高中的化学课本直接或者间接地对绿色化学都有涉及,但仅是停留在书本的概念之上。在平时的教育中,教师应该引导学生通过实践来加深对绿色化学的理解。如利用周末时间带学生到化学工业园进行参观、实践,亲身接触化学物质的转变和生产过程,形象地说明绿色化学理念的重要性,低碳经济的影响力。介绍空气污染及防治,抓住时机向学生介绍绿色化学及其主要特点,在教学中尽可能渗透、强化绿色化学的思想理念。例如教授温室效应及其危害与防治,使用燃料对环境的影响,金属资源的利用与保护等。同时通过绿色化学的教育,让学生形成良好的生活习惯,真正实现节能减排,低碳经济。

(二)建立绿色化学和低碳经济的意识

人教版新课程下的化学教材,着重于从多个角度阐述了绿色化学和低碳经济的内涵、概念。例如从环境保护的角度讲述了酸雨、大气污染与温室效应的关联;介绍了循环操作、交换剂再生、催化剂中毒等概念;介绍了有毒物质的性质、使用、保存;介绍了与绿色化学相关的再生、使用替代产品、回收以及重复使用的工业化学内容。其中包含了许多低碳经济的理念,例如:以海水为原料提取镁、接触法制硫酸……这些绿色化学技术充分说明了低碳经济并不一定需要极高的成本,也不需要很高的技术,只要我们共同努力,做好自己,就能很好地应对全球变暖等环境问题,为地球尽一份力量。

(三)从实验中体验绿色化学和低碳经济

绿色化学实验具有基本的5R原则,即reduce(减量)、recycling(回收)、reuse(循环使用)、rejection(拒绝使用)、regeneration(再生)。从化学试剂的选择、化学反应条件的控制、化学反应结束后三废的处理等,充分体现了能源、化学试基础教育剂、化学反应、反应产物、剂量等的低碳化等特点。这些具体包含在以下三个方面。

1.将化学实验微型化,实现绿色化学。课堂演示实验以及学生自主实验,要避免出现有毒、有害物质的污染。实验应在小烧杯或小试管中进行,在点滴板上观察。由于实验药品剂量的普遍减少,既节约了药品资源,又减少了化学污染,同时还能够直观地观察实验结果,效果非常明显。

2.优化实验内容、装置和方法。化学实验离不开气体、液体和固体的产物,部分实验产物具备毒性或者对环境、人体有害的特点,因此,实验中既要保证实验的效果,还要对实验的内容和仪器、方法进行改善,尽可能在密闭条件下或在通风橱中进行,以减少实验产物对环境的污染。

3.妥善处理化学实验的废弃物。化学实验为了能够得到科学、真实的实验数据,往往要产生许多废弃物,而这些产物却没有较好地得到处理。在实验教学中,教师应该引导学生利用化学反应洗涤、吸收或转化,将有害产物回收利用。这样不但能够提升学生绿色环保和绿色化学的意识,而且还能给学生及早灌输低碳经济的观念,将普通的化学实验最终提升为绿色化学实验。

(四)实践低碳生活

学生学习知识的最终目的是使用,如何将书本上的化学知识内化为学生自己的知识,并使其更好地应用于生活、服务于社会,笔者认为让学生参与社会实践是一个行之有效的办法。如学习“自然界中的水”时,可让学生调查本地水资源的利用和河水污染情况,参观本市的自来水厂和污水处理厂,让学生对水的污染及净化有一个详实的了解,懂得保护水资源和节约用水的重要意义;又如学习“化石燃料的利用”时,可组织学生调查当地居民的燃料使用种类和大约日消耗量;走访加油站和煤炭加工厂,调查了解化石能源的消耗量和消耗途径,让学生充分认识到我国能源结构的严峻形势和由此引发的环境问题。在化学教育中,课外活动可以组织绿色化学、低碳化学的主题内容,为学生讲解绿色化学的历史、主要内容和方法以及目标等,而教师则将这些内容与教材结合,设置与环保、绿色化学以及低碳相关的课题,有意识地引导学生关注社会、关注环境的绿色化学意识,通过组织学生深入社会生活实践去获得第一手的信息,积极主动地发现问题,写出调查报告,向相关部门提出解决问题的合理化的建议。通过绿色化学教育,增强同学的社会责任感,增加动手能力,增强同学学习化学的兴趣,更重要的是意识到绿色化学教育的重要性,使同学对绿色化学的认知由感性认识上升到理性认识,使自己更好地履行在低碳经济时代下的社会责任。

1化学工程与工艺专业的煤化工特色专业建设原则

以市场为导向

随着能源需求量不断增大,我国对开发能源的技术人才也有了更高的要求。我国教育部在1996年将“煤化工”等专业列为化学工程与工艺专业,促进我国煤化这一特色专业发展。加强煤化工特色建设,可以扩大煤化工产业,推广清洁能源,这也是市场经济的必然需求。煤化工特色建设,要以市场为导向,将学生的就业与市场相结合,从而保证学生在面对社会选择的时候,有足够的自信,具备扎实的专业基础和技术水平,提高就业机会。

发扬创新精神

只有发扬创新精神,才能够彰显特色。特色专业是经过改革后被确定的内容,它本身就具有探索和创新,但煤化工专业发展中,以往的教学经验仍然会对创新有所阻碍,因此在建设有特色的煤化工专业时,要用发展的眼光看问题,创新教育观念和人才培养机制,促进煤化工特色建设。

稳定发展原则

化学工程与工艺专业的煤化工特色建设,始终坚持煤化工人才培养方向,也有着自身的特色,毕业后学生主要面对钢铁冶金系统,能源方向,因此在建设特色专业是,也要立足根本,找准发现,坚持稳定发展的原则。煤化工建设要以市场为导向,在发展中会面临内部和外部的变化,因此稳定发展,才能适应不确定的变化,适应社会和市场的要求。

2建设煤化工特色的对策

创新教育观念

专业建设是高校办学理念的表现形式,其特色建设的发展方向、过程等都离不开一定的理念指导[1]。煤化工特色专业的发展与市场分不开,煤化工专业与能源安全与供应、钢铁冶金行业发展与节能减排实现有着很大的关系。随着能源问题出现,可持续发展的理念不断摄入,煤化工专业发展也要将观念进行创新,以便适应社会的要求。可以通过实现教育活动,将教育观点和教学理念进行谈论和创新,在实际工作中,如果出现了教学理念偏差,要及时用正确的思想观念给予指导。创新教育观念是培养煤化工人才的必然要求,通过定期考核,加强教育工作者的思想意识,将这种观念融入教育,这也是促进我国煤化工产业的重要措施。

创新课程体系

煤化工特色专业要突出特色,因此要有明确的教学目标,以便在基础教学中突出特色,从而培养有特色的专业性人才。化学工程与工艺专业的课程体系要突出煤化工特色,根据高校制定人才培养目标,科学设定课程体系,使本专业的教学能够有序进行。课程体系是特色专业实施的基础和关键,因此要保证其合理性、科学性和可持续发展。煤化工专业是一门传统的学科,但特色建设赋予了它新的生命力,因此这门学科的课程体系要与国内外最新的教育理念相吻合,从而能够在以往的经验中,发挥教学成果的理念,整合课程资源,促进特色专业发展。煤化工特色建设课程体系要反应时代的特征,但也要与学校的特色向结合,建设出使用社会发展的化学工程与工艺专业的课程体系。煤化工课程体系要突出特色,例如开展“焦化特色课程”、“清洁能源课程”等,充分发挥本专业的特色。将基础必修课和辅修课程想结合,促进煤化工特色专业发展。

理论与实践相结合

化学工程与艺术是实践性较强的专业,在建设特色煤化工专业时,要将理论与实践向结合,培养学生的综合能力[2]。教师在教学时,可以结合计算机开展辅助教学,将最前沿的煤化工专业知识传授给学生,让学生形成较强的专业意识。高校还应加强与企业的合作,为学生提供更多的实践机会,让学生参与到企业生产实践中,培养学生的动手能力,在实践中,学生能够更好地解决问题。将理论与实践向结合,才能够促进煤化工特色专业建设,学生在实践中,专业能力得到锻炼,整体的素质也会不断提高。

建立健全质量保障体系

完善的质量体系建设是有特色的化学工程与工艺专业的保障,在科学的监督机制中,促进煤化工专业发展。高校要保证特色专业有效进行,就要对其投入更多的科研、资金及教学条件,这些物质保障是实施特色专业的前提。化学工程与工艺专业的煤化工特色建设中,会面临很多问题,如课程实施不佳,教师专业能力不强等,这些因素都会阻碍课程目标的实现。做好特色专业,离不开完善的质量保障体系。为了保证教学质量,因此要制定质量责任制,包括学生评价、教学反馈、教务系统质量检测等,确保教学目标的实现。

3结语

1 环境中氯酚类化合物的来源

环境中氯酚类化合物的来源主要有人为源和自然源2 类。人为源主要是来自于炼油、炼焦、造纸、塑料加工等人类的生产活动向环境中排放的含有CPs 的有机化工废水。自然源主要包括2 类:① 由人类使用的一次化学物经过自然界的生物化学过程生成二次的CPs, 如农业生产过程中广泛使用的2,4- 二氯苯氧基乙酸和2,4,5- 三氯苯氧乙酸等杀虫剂通过自然界微生物的代谢作用降解生成CPs 等中间产物; ② 自然物质在某些催化作用下合成CPs, 如土壤腐殖泥层中的无机氯盐和有机化合物在过氧氯化酶的催化作用下会生成CPs,如4-CP、2,5-DCP、2,4-DCP、2,6-DCP 和2,4,5-TCP等。

2 氯酚类化合物的环境污染水平

由于氯酚类化合物是一类用途广、毒性大的持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs), 所以, CPs 一旦未经处理或处理不当释放到环境中, 就会污染自然生态环境, 进而威胁人类安全。目前, 关于氯酚类化合物在水体环境、沉积物和土壤环境及水生生物体内大量存在并造成污染的情况已有大量报道。

水体环境

CPs 广泛分布在水体的表面, 其含量与废水排放源有关。降水及水的流动也很大程度上影响了各种CPs 浓度的变化。有研究报道, 加拿大的Superior湖中被排入纸浆厂废水后, 其中DCP 和TCP 的浓度会迅速上升到4 mg/L 和13 mg/L; 荷兰境内河流及沿海海域中TCP、一氯酚(Mono-CP) 和DCP的浓度分别达到 mg/L、320 mg/L 和 mg/L。Gao 等研究发现我国北方的黄河、淮河、海河等水体中2,4-DCP 和2,4,6-TCP 的浓度较高, 且北方受其污染比南方严重; 而长江流域受PCP 的污染较为严重, 在 的地表水样品中能够检出, 且平均浓度达到 ng/L。我国《城市供水水质标准(CJ/T 206-2005)》中将氯酚类化合物列为非常规检验项目, 要求氯酚类总量(含2-CP、2,4-DCP 和2,4,6-TCP) 检出浓度小于 mg/L, 2,4,6-TCP 的最低检测浓度小于 mg/L, PCP 的最低检测浓度小于 mg/L。

底泥沉积物和土壤环境

CPs 的辛醇/水分配系数(Kow) 较大, 且随着苯环上氯原子个数的增多而增大, 导致其亲脂性增强。所以, 水相中CPs 易转移到底泥沉积物及土壤环境中。因此, CPs 在河流底泥中积累的量要远大于水体中的量, 在底泥沉积物中的环境污染也较为严重。此外, 底泥中CPs的滞留时间和危害程度与CPs 苯环上的氯原子取代基个数成正比。加拿大British Columbi 地区海域内排入了大量含有CPs 的生产废水, 致使海底沉积物中的TCP 和四氯酚(Tetra-CP) 的累积总浓度达96 mg/k。韩国核电站附近海域底泥中CPs 的含量高达 g/kg (干重)。希腊Thermaikos 海湾和Loudia 河沉积物中均检出了2,4-DCP。波兰Dzierzno Duze 水库沉积物中2,4-DCP 的浓度接近 g/kg, 2,4,6-TCP 的浓度为 g/kg。此外, 在我国长江中下游地区备受血吸虫病害威胁, 各省长期使用五氯酚钠防治血吸虫, 致使土壤和沉积物中积累了大量PCP。许士奋等检测了长江下游底泥沉积物中的CPs 含量, 发现PCP 浓度最高, 达到 g/kg, 占18种待测氯酚含量的 %, 明显高于其他氯酚在长江沉积物中的残留。此外, 张兵等测定洞庭湖区底泥沉积物中PCP 的含量也高达 mg/kg (干污泥)。有监测数据报道, 台湾高雄地区的土壤环境中2-CP 的含量为 mg/kg[22]。Apajalahti 等检测了利用CPs 防腐的木材加工厂周围的土壤样品, 结果表明样品中PCP 含量达1 g/kg。

水生生物体

污染物在生物体内的富集效果可用生物富集因子(Bioconcentration Factors, BCF) 来评价。水生植物一般需要1020 min 的时间来完全吸收CPs,对绝大多数植物来说, CPs 的吸收速率随着pH 的升高而减小, 随着温度的升高而增大。对于水生动物或微生物而言, 动物类型、化合物种类和富集条件等因素对水中或食物中CPs 的BCF 有一定影响。蛤砺对PCP 的BCF 为41  78, 河螺对2,4,6-TCP 的BCF 可达7403 020。鳟鱼、金鱼对水中2,4-DCP 的BCF 分别为10 和34, 而藻类对2,4-DCP的BCF 高达257。Kondo 等报道青鳉鱼对2,4-DCP 在其体内的BCF 因CPs 种类和浓度不同而有所差异, 例如: PCP 的累积能力较2,4- DCP 和2,4,6-TCP 更高; 当2,4-DCP 暴露浓度为 g/L和 g/L 时, 其对青鳉的BCF 值分别为340 和92; 当PCP 的暴露浓度为 g/L 和 g/L 时,其对青鳉的BCF 分别为4 900 和2 100。不同鱼类对2,4,6-TCP 的BCF 值也有所不同, 一般在250310之间浮动。王芳等对鲫鱼开展了毒性试验,其研究结果表明鲫鱼的胆、肝、肾和肌肉等器官和组织对CPs 都有明显的吸收, 其中以胆对CPs 的吸收能力最强, 其BCF 值高达2 0006 300。

3 氯酚类化合物的去除方法

目前, 处理CPs 污染物的方法主要集中在生物处理技术、物理化学法、化学还原法和化学氧化法等。

生物处理技术

CPs 的生物处理技术主要是微生物以CPs 为碳源和能源, 在新陈代谢过程中将CPs 分解去除,主要有好氧生物法、厌氧生物法、厌氧/好氧联合法等工艺。好氧法降解CPs 机理主要有2 种理论:① 氧化开环-脱氯机制:例如, 4-CP 在好氧菌Pseudomonassp. 的单氧化酶的催化作用下, 发生邻位氧化作用生成4-氯-儿茶酚, 然后4-氯-儿茶酚在1,2-双加氧酶的催化诱导下邻位开环生成氯代顺顺粘糖酸, 接着氯代顺顺粘糖酸通过内酯化作用脱去氯原子, 并被氧化成马来酰基乙酸, 进入三羧酸循环(Tricarboxylic Acid Cycle, TAC) , 最终被矿化成CO2 和H2O。② 氧化脱氯-开环机制:Flavobacterium sp. 和Rhodococcuschlorophenolicus 可在好氧条件下将CPs 苯环氧化生成氯代二酚, 接着逐步脱去氯取代基生成单氯二酚或对苯酚, 然后氧化开环, 进一步被矿化成CO2和H2O, PCP 被好氧菌Flavobacterium sp。此外, 好氧微生物在有氧条件下可成功处理含CPs 浓度达 g/L 的工业废水。

微生物降解PCP 的反应机理主要是厌氧微生物在无氧条件下, 发生还原脱氯及厌氧发酵, 其主要厌氧降解的途径包括前端还原脱氯、后续厌氧发酵,即PCP 在厌氧条件下还原脱氯生成低氯酚和苯酚。然后, 苯酚在被产乙酸菌的作用下转化为乙酸, 乙酸在产甲烷菌的作用下最终转化成甲烷与CO2 。周岳溪等利用升流式厌氧污泥床反应器(UASB)在中温条件下处理PCP 废水发现, PCP 在厌氧条件下经间位脱氯生成2,3,4,6-Tetra-CP, 接着间位脱氯生成2,4,6-TCP, 继续邻位脱氯生成2,4-DCP, 接着对位脱氯生成2-Mono-CP, 最后矿化生成CH4 和CO2。Armenante 等研究了厌氧/好氧组合工艺处理2,4,6-TCP 废水, 结果指出: 在厌氧阶段,

氧微生物作用下, 以甲酸、乙酸和琥珀酸为电子供体, 使2,4,6-TCP 还原脱氯生成2,4-DCP 和4-CP; 在好氧阶段, 好氧微生物在有氧条件下将脱氯产物2,4-DCP 和4-CP 完全降解。Arora 等分别研究了CPs 在好氧和厌氧条件下的降解机理, 指出: 在好氧条件下, CPS 在细菌作用下形成对应的氯邻苯酚或(氯) 对苯二酚, 进而进入三酸羧酸循环; 在厌氧条件下, CPs 通过还原脱氯作用形成苯酚, 进一步转化为苯甲酸, 最终矿化为CO2。

物理化学法

物理化学法用于CPs 的去除, 主要是基于吸附材料的吸附去除。Hameed 等制备了椰壳活性炭用于去除2,4,6-TCP, 研究发现其吸附等温线符合Langmuir 模型, 在30 ±C 条件下最大单层吸附容量达到 mg/g。Ren 等通过磷酸活化香蒲纤维前体制备了具有比表面积大( m2/g) 和多种功能团(羟基、内酯、羧基等) 的活性炭吸附材料,可有效去除水中2,4-DCP 和2,4,6-TCP。Nourmoradi等通过阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA) 和十四烷基三甲基溴化铵(TTAB) 修饰蒙脱土(Mt) 用于水中4-CP 的吸附去除, 其研究表明HDTMA-Mt 和TTAB-Mt 的吸附容量分别为 mg/g 和 mg/g, 相比之下, HDTMA-Mt 更有利于水中4-CP 的去除。Mubarik 等利用甘蔗渣制备了具有较大比表面积的圆柱形多孔结构的生物炭材料用于2,4,6-TCP 的吸附去除, 结果表明, 在多种有机污染物共存条件下, 生物炭也可有效去除2,4,6-TCP, 且最大吸附容量为 mg/g。

化学还原法

化学还原法处理CPs 污染物, 主要基于零价金属体系的还原脱氯作用Morales 等利用Pd(0)/Mg(0) 双金属体系可以在常温常压条件下将异丙醇/水溶液中的4-CP,2,6-DCP、2,4,6-TCP 和PCP 完全脱氯, 尤其是化学性质极其稳定的PCP; 其研究结果表明, 利用 浓度为 g/L 的`20 目的Pd/Mg 双金属合金可在48 h 内将 mmol/L 的PCP 完全脱氯, 且产物中也仅检测到易进一步氧化降解的环己醇和环己酮。零价铁渗透氧化硅混合物对2,4,6-TCP、2,4-DCP、4-CP 等氯酚类化合物的还原脱氯效果与CPs苯环上氯取代基的个数成正比, 即脱氯效果随着氯取代基数目的增多而增强, 其产物鉴定与反应机理研究表明, 零价铁渗透氧化硅催化还原脱氯降解CPs, 主要是零价铁提供电子进攻C—Cl 键, 发生逐级脱氯, 最终生成苯酚。此外, Zhou 等对比研究了Pd/Fe 双金属纳米合金与Pt/Fe、Ni/Fe、Cu/Fe 和Co/Fe 等双金属纳米颗粒对4-CP、2,4-DCP 及2,4,6-TCP 等氯酚类化合物的还原脱氯效果, 结果表明, Pd/Fe 合金纳米颗粒的还原脱氯效果明显优于其他双金属体系, 且CPs 还原脱氯规律符合准一级动力学模型, 但是脱氯效果随苯环氯取代基个数的增多而降低, 即4-CP> 2,4-DCP >2,4,6-TCP。该研究与零价铁渗透氧化硅混合物还原降解CPs 脱氯效果相反。

4 总结与展望

目前, 关于CPs 污染物的降解和去除技术研究取得了显著的成果, 但是每种技术都有其自身的优势和缺陷。生物法的投资和运行成本相对较省, 但是需要特定种群驯化, 且处理周期相对较长; 此外,CPs 的毒性相对较大, 对微生物的生长代谢可能产生不良影响。物理化学吸附法用时短, 处理效果好,但吸附仅是发生了污染物的相转移过程, 没有从根本上消除污染物; 同时, 吸附后的固体吸附剂材料无论再生还是处理处置都会在一定程度上造成环境的二次污染; 再者, 常用吸附材料活性炭可有效吸附去除水中CPs, 但是吸附后活性炭的再生相对比较困难, 这将间接增加废水的处理成本。氯代物的毒性随着氯原子数目的增多而增强, 化学还原脱氯可实现CPs 的有效脱氯脱毒, 但是污染物无害化处理的终极目标是实现其矿化, 而化学还原脱氯只停留在脱氯的环节, 不能实现CPs 的开环和矿化。基于自由基反应的AOPs 具有氧化效率高、反应速率快、反应条件温和等优点, 在有机污染物降解尤其是CPs 污染物降解和去除方面得到了快速发展, 但这些常用的AOPs 都有一定局限性, 如O3 氧化技术需要现场制备氧化剂O3, 且产率较低, 这将进一步增加能耗, 间接增加运行成本; H2O2、过硫酸盐等氧化剂的投入也需要较高的成本, 且过硫酸盐经氧化还原过程转化为硫酸盐, 增加了体系的离子强度和盐度, 可能会对后续处理工艺产生不良影响; 钴、镍、银等金属离子催化剂, 为有毒重金属, 将其引入反应体系势必会增加环境风险或造成二次污染; 自由基反应降解CPs 过程中可能还会生成毒性更强的'多氯代二次污染物等。因此, 需要研发绿色、高效、廉价的单元处理技术或联合工艺实现氯酚类污染物的无害化处理。例如: 培育驯化耐高毒性、反应高效菌群; 研发可再生吸附剂; 将化学还原脱氯与高级氧化技术耦合, 形成分段式高级还原-氧化技术, 分步实现还原脱氯和氧化矿化, 避免多氯代二次污染的产生; 耦合生物还原脱氯与高级氧化技术, 实现CPs污染物的高效化、无害化处理。

TbCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡 学 生: 指导老师: 年级: 专业: 班级:摘 要 测定了四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡溶度数据,绘制了相应的溶度图。该四元体系是复杂体系且有1个新物相化合物4CdCl2· TbCl3·14H2O生成。关键词 四元体系,相平衡,TbCl3 ,CdCl2 一 前 言稀土卤化物与稀碱卤化物所形成的化合物具有特殊的光学性质。文献[1-3]研究了稀土卤化物与稀碱金属卤化物在盐酸介质中的相平衡关系,且发现新化合物CsEuCl8·14H2O、Cs2EuCl5·4H2O、3CsCl·CeCl3·3H2O、CsCl·CeCl3·4H2O具有上转换发光性能。文献[4-6]分别研究了DyCl3-CdCl2- H2O和DyCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡,YCl3-CdCl2-H2O和YCl3-CdCl2 -HCl-H2O()的相平衡,在时CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3- CdCl2-HCl-H2O的相平衡,均发现了新的化合物,并且也具有上转换发光性能和较强的荧光性能。为比较过渡元素/稀土氯化物与稀碱金属/稀土氯化物盐水体系中相关系间的差异,丰富盐水相化学,和为合成新的化合物寻找可能的途径,本文在前述研究的基础上研究了在时四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡关系,发现了1个未见文献报道新物相化合物。 二 实验部分1、试剂及仪器配制TbCl3·6H2O试剂:(1)称取适量Tb2O3固体,放在小烧杯中,加少量水。(2)量取适量浓度为35%的盐酸溶液,缓慢加入到盛有Tb2O3试剂的小烧杯中,搅拌。(3)加热至溶解成无色透明的液体,将其自然冷却。(4)过滤。将滤液加热至产生结晶膜后,自然冷却。(5)抽滤,晶体放入干燥器中自然干燥[1]。化学反应方程式: Tb2O3+6HCl=2TbCl3+3H2O。CdCl2、EDTA、AgNO3、六次甲基四胺、甲基红、二氯荧光黄、二甲酚橙、邻二氮菲均为分析纯试剂。使用蒸馏水。使用仪器:恒温搅拌装置(自制)。2、实验及分析方法设定一系列递变点,按四元体系斜截面布点配样,密封于塑料管中,在的恒温条件下进行搅拌。五天后调整试样的酸度,调节酸度,使各试样酸度一致。将调节过酸度的各试样封闭,继续恒温搅拌。待平衡后,取样,分析液体与湿渣组成。分析方法如下:以甲基红为指示剂,用标准氢氧化钠溶液滴定试样中盐酸的含量;用邻二氮菲掩蔽Cd2+后,以二甲酚橙为指示剂,六次甲基四胺为缓冲溶液,用标准EDTA溶液滴定试样中的三氯化铽的含量;以二氯荧光黄为指示剂,加稍过量碳酸钙固体中和盐酸,加糊精,用标准硝酸银溶液滴定氯离子;用差减法可求得试样中二氯化镉的含量。 三 结果与讨论1、四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的溶度图表1为四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据。图1为相应的溶度图。 由图一知,该体系的溶度曲线由三段构成,分别对应化合物CdCl2·H2O、4CdCl2·TbCl3·14H2O(4:1型)和TbCl3·6H2O。其中4:1 型化合物是固液同成分溶解的化合物,可从体系中直接得到,是未见文献报道表1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据液相(%) 湿固相(%)四面体 三角形 四面体 三角形序号 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 平衡固相平均酸度 = 0 0 --- --- --- --- --- A 2 A 3 A 4 A+B 5 B 6 B 7 B 8 B 9 B 10 B 11 B 12 B+C 13 B+C 14 B+C 15 C 16 C 17 C 18 C 19 C 20 0 0 --- --- --- --- --- C 双饱点组成(平均值):E1: , ; E2: , ·H2O ; B: 4CdCl2·TbCl3·14H2O; C:TbCl3·6H2O图1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在三角底面TbCl3-CdCl2-H2O的溶度图的新物相化合物。2、四元体系RECl3-CdCl2-HCl-H2O(RE=La、Ce、Nd、Dy、Tb)间的比较轻稀土元素之间或重稀土元素之间,其相化学行为具有相似性及相异性。如轻稀土元素均有4:1型化合物和9:1型化合物。而重稀土元素有9:2型化合物。本文研究的铽属中稀土元素,其新化合物的类型却为4:1型,说明中稀土元素与轻稀土相比,具有相似性也具有相异性,而与重稀土元素具有相异性。这充分说明稀土元素具有“分组效应”。 四 结论研究了氯化铽与氯化镉在盐酸介质中相关系,绘制了相应的溶度图,在体系中发现和得到了新化合物4CdCl2·TbCl3·14H2O。本文的研究结果为合成新化合物提供了相关系依据。参考文献[1]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (cesium chloride+europium trichloride+hydrogen chloride+ water)quaternary system at T= and the fluorescence spectra of its compounds. J. , 2002,34,1495~1506[2]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Study on phase diagram of (CsCl-CeCl3-HCl-H2O system and the propertier of the Journal of Chemistry,2002,20(9):904-908[3]Wang Hui,DUAN Jin-Xia,TAN Xin-Quan,Phase equilibrium system of CsCl-YCl3-HCl-H2O at T= and its Journal of chemistry,2004,22(10):1128-1132[4]乔占平,卓立宏,王惠.三元体系YCl3-CdCl2-H2O和四元体系YCl3-CdCl2-HCl-H2O()的相平衡及其固相新化合物的研究[J].无机化学学报,2004,20(8):929-932[5] 乔占平,卓立宏,王惠.四元体系LaCl3-ZnCl2-HCl(7%)-H2O()和三元体系ZnCl2-HCl-H2O()相平衡的研究[J].无机化学学报,2003,19(3):303-306[6] 卓立宏,乔占平,郭应臣,王惠. CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡.物理化学学报,2005,21(2):128-131Phase Equilibrium of the System TbCl3-CdCl2-HCl-H2O at : The equilibrium solubilities of the quaternary system TbCl3-CdCl2-HCl-H2O was determined at and the corresponding equilibrium diagram was systems is complicated with one new compounds 4CdCl2· TbCl3·14H2O. Keywords: quanternary system, phase equilibrium, cadmium chloride, terbium chloride

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