合成氨论文范文

2023-09-22

合成氨论文范文第1篇

摘要:采用蒸馏-乙酰丙酮法快速检测香菇中甲醛的含量,并制定香菇的最佳上市时间,为香菇生产、销售、食品安全监管提供理论基础。结果表明,本方法能准确、快速地测定样品中甲醛含量,在浓度为0~200 mg/kg时甲醛与吸光度呈线性相关,相对标准差(RSD)<5%,且香菇开伞期甲醛含量最高达144.9 mg/kg,室温敞口放置3 d后,香菇样品中内源性甲醛的含量为72.3 mg/kg,在完全范围之内。

关键词:香菇;甲醛;乙酰丙酮分光光度法

香菇(Lentinus edodes)是我國著名的食用菌,含特有风味,口感美味,营养丰富,有多种生物活性成分[1],具有热量低,蛋白质、维生素B、矿物质含量高,不含胆固醇等优点,深受广大消费者的喜爱[2]。江苏省是食用菌生产、出口的大省[3],但是近年来香菇中检测出的甲醛问题给江苏省乃至全国的香菇贸易带来了巨大的经济损失。

在生物体中,甲醛是由不同的甲基化的化合物去甲基产生的,同时甲醛是最活泼的脂肪醛,参与许多化学反应[4]。因此,对香菇内源性甲醛的产生进行深入研究,探讨香菇内源性甲醛的产生规律,并找到有效的控制香菇内生甲醛的方法,是目前亟待解决的问题[5]。

本研究随机抽取了江苏省生产销售的10个批次的香菇,建立、优化了香菇中甲醛含量快速检测的方法,深入研究了香菇生长阶段及采后贮藏过程中内源性甲醛的消长规律,旨在为香菇生产、销售企业、食品卫生安全监管及消费者购买、消费提供理论基础和实践依据。

1材料与方法

1.1材料与设备

1.1.1材料与试剂

本试验所用香菇选材于江苏省各县(市)食用菌种植基地及农贸市场。乙酰丙酮溶液(25 g醋酸铵、3 mL 冰醋酸、0.4 mL乙酰丙酮定容于100 mL棕色容量瓶中,储备于棕色瓶中),5 μg/mL甲醛标准溶液,所有试剂均为国产分析纯试剂。

1.1.2仪器与设备

STD-106型智能一体化蒸馏仪,购自济南盛泰电子科技有限公司;A560紫外分光光度计,购自翱艺仪器(上海)有限公司;Kjeltec TM 8400自动凯氏定氮仪,购自丹麦Foss公司;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器,购自河南省巩义市予华仪器有限责任公司;KQ5200DE型数控超声波清洗器,购自江苏省昆山市超声仪器有限公司。

1.2试验方法

1.2.1甲醛标准曲线绘制

依次吸取0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00 mL等25 mg/L甲醛标准液于25 mL带塞比色管中,补充水至10 mL,加入1 mL乙酰丙酮溶液,混匀,置沸水浴3 min,取出冷却至室温,以空白为参比,于412 nm波长处比色,测定吸光度,绘制标准曲线[6]。

1.2.2快速蒸馏-乙酰丙酮分光光度法的建立

随机称取10个批次10 g粉碎的香菇鲜样,采用2种方法对香菇鲜样进行处理:(1)未灭酶处理,将样品分别在4、20、40、60 ℃的水浴锅中保持30、90、240 min;(2)灭酶处理,将样品在沸水浴加热10 min后,与未灭酶处理的样品一样,在不同温度水浴锅中保持不同时间后,将样品置于蒸馏管中,加入100 mL蒸馏水,密封。立即通水蒸汽蒸馏,控制冷凝水的水温≤10 ℃,准确收集蒸馏液至250 mL,吸取10 mL蒸馏液,加入1 mL乙酰丙酮溶液,混匀,置沸水浴中5 min,取出冷却。于412 nm波长处,测定样品的吸光度,计算相应鲜香菇样品中的甲醛浓度。

1.2.3香菇在生长及储藏阶段内源性甲醛含量的变化

选取各个生长阶段(培养原料、菌丝期、原基期、菇蕾期、半开伞、八分开伞期、全开伞期)的香菇样品。储藏阶段指将香菇储藏于25 ℃条件下,从全开伞期到储藏15 d,检测内源性甲醛含量的变化。

1.2.4储藏条件对香菇内源性甲醛含量的影响

(1)储藏温度对香菇内源性甲酵含量的影响。随机称取10个批次(100±5)g香菇鲜样,敞口置于25、4 ℃储藏,定期取出测定内源性甲醛含量的变化。

(2)包装方法对香菇内源性甲醛含量的影响。随机称取10个批次(100±5)g香菇鲜样,敞口及真空包装后,置于25、4 ℃储藏,定期取出测定内源性甲醛含量的变化。

1.2.5结果计算

每个样品重复测定3次,样品中的甲醛含量按以下公式计算:

式中:X表示香菇鲜样中的甲醛含量,mg/kg;C表示根据标准曲线上计算出的每个样品中的甲醛含量,μg;m表示样品质量,g;V1表示取蒸馏液的体积,本试验中取10 mL;V2表示蒸馏液总体积,mL。

2结果与分析

2.1甲醛标准曲线的建立

用分光光度法测定标准品中甲醛的含量,绘制标准曲线(图1),横坐标为甲醛的浓度,纵坐标为样品吸光度,线性方程为y=0.011 5x-0.001 7,r=0.999 8,说明该法可以建立较好的线性关系。

2.2香菇鲜样中蒸馏-乙酰丙酮分光光度法提取方法的建立

不同的浸泡时间和温度对鲜香菇内源性甲醛含量的影响

如图2所示。由图2可见,在4个不同的提取温度下,未灭酶处理组和灭酶处理组均表现出随着浸泡时间延长,内源性甲醛含量逐渐升高的特性。究其原因提出3点猜想:第一,香菇内源性甲醛的提取是一个依赖时间的过程,随着时间的延长而不断溶出[7];第二,在浸泡过程中,香菇体内合成甲醛的酶促使其继续生成甲醛[8];第三,在浸泡过程中,香菇体内分解甲醛的酶促使一部分甲醛分解。未灭酶组和灭酶组中甲醛含量均升高,并且在相同的处理温度和浸泡时间条件下,未灭酶组中甲醛的含量更高,并且相对于灭酶组,未灭酶组甲醛含量升高的速率更大,这为猜想一和猜想二提供了证据。

为了比较本研究所使用的蒸馏-乙酰丙酮分光光度法(以下简称为蒸馏法)与传统的测定方法(NY/T 1283—2007法《香菇中甲醛含量的测定》,以下简称为NY/T法[9]),随机抽取10个批次的样品,采用NY/T法测定不同时间浸泡后灭酶处理香菇中的甲醛含量,对照组为没有经过浸泡处理,直接采用蒸馏法测定香菇中内源性甲醛含量。结果如表1所示,2种方法的结果无明显差异。

另外,由表1可知,与传统的NY/T法相比,采用蒸馏法测定香菇鲜样中内源性甲醛含量不仅效果一样,还可以起到灭酶的作用,直观反映出香菇样品中真实的甲醛含量,節约时间、效率高。

2.3香菇在各生长及储藏阶段内源性甲醛含量的变化规律

香菇在各个生长阶段内源性甲醛含量的变化如图3所示,香菇中内源性甲醛的含量从栽培原料到菌丝期上升到15.5 mg/kg,显示已经有甲醛在香菇体内合成,菌丝继续生长,到原基期,甲醛含量降低为6.5 mg/kg,说明香菇内部存在分解甲醛的物质,原基的生长需要消耗一部分的甲醛,甲醛对香菇来说是生长的必需物质,从基原期到菇蕾期,甲醛含量开始显著增加,达到87.2 mg/kg,到八分开伞期,含量基本稳定,为135.9 mg/kg,全开伞期香菇内源性甲醛含量达最大值,为144.9 mg/kg。

采摘后将香菇敞口置于25 ℃室温下,其内源性甲醛含量的变化规律如图4所示,随储藏时间的延长,香菇内源性甲醛含量呈先增加后减小的趋势[10]。

储藏2 d,香菇内源性甲醛的含量缓慢增加,从 152.6 mg/kg 增加至160.0 mg/kg,储藏3 d后,甲醛含量急剧下降,降至72.3 mg/kg,下降速率最大,随着储藏时间增加至15 d时,香菇样品中内源性甲醛含量降为 20.4 mg/kg,含量很小,在安全范围之内。这可能是因为在储藏初期,香菇体内仍然进行代谢活动,仍可以合成甲醛,但是随着储藏时间的延长,香菇体内水分活度和呼吸作用均下降,导致酶的活力降低[11],甲醛合成量减少,而甲醛的流失一直在继续,最终导致甲醛含量下降。

3结论

本研究在原有检测香菇内源性甲醛含量的方法基础上,建立并优化了快速检测香菇内源性甲醛含量的方法,该方法操作简便、快捷、准确度高,适用于多种食用菌中甲醛含量的分析,为食用菌特别是香菇类甲醛含量较高的产品的监测提供了便捷、可靠的检测方法。利用该方法,对香菇不同生长和储藏阶段中内源性甲醛含量的变化进行检测,确定生长阶段中,开伞期香菇的内源性甲醛含量最高为144.9 mg/kg,此含量高于80 mg/kg的安全标准检测限,因此不建议将刚开伞的香菇立即食用。香菇在敞口储藏过程中,储藏3 d后,甲醛的含量由最大值160.0 mg/kg降至72.3 mg/kg的安全范围内,说明敞口储藏一段时间,有利于增加香菇的呼吸速率,降低其水分活动,并加速其软化变质,有助于甲醛挥发,对降低香菇内源性甲醛含量有重要意义,新鲜香菇需经室温放置后才能进入市场。本研究为香菇生产销售企业,食品安全监管部门及消费者正确消费和食用香菇提供了理论基础和实践依据,同时也证明江苏省市场销售的香菇甲醛含量较低,可安全食用,但少量监管不当的香菇市场仍存在安全隐患。

参考文献:

[1]张润光,苏东华,张小翠. 香菇的营养保健功能及其产品开发[J]. 食品研究与开发,2004,25(4):125-128.

[2]Petrovska B B. Protein fraction in edible Macedonian mushrooms[J]. European Food Research and Technology,2001,212(4):469-472.

[3]张俊飚,李波. 对我国食用菌产业发展的现状与政策思考[J]. 华中农业大学学报(社会科学版),2012(5):13-21.

[4]Tan M X, Gu L, Li N, et al. Mesoporous poly-melamine-formaldehyde (mPMF)-a highly efficient catalyst for chemoselective acetalization of aldehydes[J]. Green Chemistry,2013,15(5):1127-1132.

[5]夏苗,励建荣,张蕾,等. 气调包装对香菇保鲜期内源性甲醛含量的影响[J]. 中国食品学报,2012,12(4):127-133.

[6]鲁燕骅,杨丽仙,牛华,等. 高效液相色谱法测定食用菌中甲醛的方法研究[J]. 食品研究与开发,2013(2):65-67.

[7]凌东辉,钟春霞. 分光光度法测定冬菇中的甲醛[J]. 中国卫生检验杂志,2005,15(4):430,444.

[8]励建荣,胡子豪,蒋跃明. 鲜香菇中甲醛含量检测的样品前处理方法改进[J]. 农业工程学报,2008,24(10):252-254.

[9]中华人民共和国农业部. 香菇中甲醛含量的测定:NY/T 1283—2007[S]. 北京:中国农业出版社,2007.

[10]Yasumoto K, Iwami K, Mitsuda H. Enzyme-catalized evolution of lenthionine from lentinic acid[J]. Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry,1971,35(13):2070-2080.

[11]高银. 食用菌保鲜技术研究进展[J]. 麦类文摘(种业导刊),2007(7):33-34.

合成氨论文范文第2篇

摘 要:该文探讨了现行乙酸乙酯合成实验中存在的若干不足,通过有针对性地调整反应物摩尔比、催化剂种类及使用次数、反应时间等条件,对结果进行讨论总结,确定最佳实验条件。

关键词:乙酸乙酯 有机合成 教学改革

有机合成是有机化学实验中最为重要的组成项目之一,学生通过对此类实验的了解学习,既可巩固原有的基础知识及操作技能,进一步提高将理论与实践结合使用的能力,同时也可培养其根据相应要求和现有条件改造或创造产物结构的应变技巧和创新意识。

乙酸乙酯是具有广泛用途的化合物,可作为工业溶剂用于涂料、人造纤维等产品中,也可作为粘合剂用于印刷用墨、香料等的制造工艺中。而乙酸乙酯的制备实验也恰好是化学合成的经典范例之一。可以说,无论从反应试剂的选取、实验步骤的完善以及对结果的分析处理在此实验中都是较为成熟的。但在教学过程中我们发现,仍可通过对一些细节的微调,来加强效果提高产量。因此,在授课时,我们可有意识地引导学生针对这些问题进行探讨和改良,以此培养其主动思考勇于创新的意识。

1 实验方法

在实验室中制备乙酸乙酯,反应物选用冰醋酸和乙醇,使其在浓硫酸的催化作用下直接酯化而成,称作直接酯化法。在具体操作方法上则较为多样化,常见蒸馏法和回流法两种。使用蒸馏法产率相对较高,但也存在反应时间长、反应温度不易控制并由此导致碳化现象严重的问题。同时,若要保持步骤中要求的“馏出速度与滴加速度基本一致”,必须提高液相温度至135 ℃以上[1],这将导致实际产率大大低于理想产率的情况出现,而副产物乙醚的大量生成也不利于“环境友好”观念的养成。回流法相对加热时间短,反应温度低,因此副产物生成率较蒸馏法下降,但存在乙酸乙酯产率较低的情况。

通过查阅资料发现,如果综合上述两种方式,即采取先回流后蒸馏的方法能有效解决上述问题:回流时反应温度较低,基本不会有副产物乙醚生成,改为蒸馏后,随着乙酸乙酯被不断蒸出,乙醇和冰醋酸继续酯化,导致反应向正方向移动,冰醋酸基本上完全转化。方法大体如下:

(1)回流:在100 mL圆底烧瓶中,加入12 mL冰醋酸和19 mL无水乙醇,冷却状态下分批缓慢加入5 mL浓硫酸,安装回流装置,加热,保持反应在微沸状态下回流。

(2)蒸馏:将溶液冷却至室温,改装置为蒸馏,加热,收集70~79 ℃馏分。

(3)精制:在粗产品中加入饱和碳酸钠溶液,搅拌至无二氧化碳逸出,多加1~3滴,分层,取上层溶液;再用饱和食盐水洗涤,分去水层;再用饱和氯化钙溶液洗涤,分去水层。

(4)干燥:取2 g无水硫酸镁进行干燥。

(5)精馏:收集74~79 ℃馏分。

2 结果与讨论

通过上述方法制备乙酸乙酯,虽然产率有所提高,但仍存在若干不足,因此我们对以下几个实验条件进行了调整,并对结果进行了总结。

2.1 反应物过量率对乙酸乙酯产率的影响

乙酸乙酯的合成是利用酸进行催化的可逆反应,为提高产量,制备过程中将使用过量反应物以使反应向正方向进行。而在醇与酸中,若使冰醋酸过量,则在对产品进行精制中和时将增大对饱和碳酸钠的需求量,导致乙酸乙酯损失严重,而使用过量乙醇则不存在上述问题;同时,乙醇的经济性强于冰醋酸。综合两方面因素考虑,若对合成过程中的乙醇过量率进行调整,无疑将对结果产生一定影响。

我们在课堂上使用不同醇酸比进行实验,并对结果进行比较。结果如表1。

通过图表可知,当醇酸物质的量之比为1∶1时,乙酸乙酯的产率最低,而无论醇过量或是酸过量,乙酸乙酯的产率都出现了先上升后降低的情况,而当醇酸用量达到1.5∶1时乙酸乙酯的产率最高。因此,结合产量及经济花费两方面考虑,以后的合成实验中可采取醇酸摩尔比为1.5∶1为适宜条件。

2.2 催化剂的种类对乙酸乙酯产量的影响

在常见的有机实验教材中,一般选用浓硫酸作为催化剂,这可能引起两个问题:一是浓硫酸的用量较大,因其具有强烈腐蚀性而导致实验安全隐患增加;二是造成一定的浪费,不利于环保。我们经查阅资料发现,已有大量研究表明,三氯化铁可催化包括酯化、氧化、缩合等多种有机反应的进行,自身又具有活性高、安全易得、对仪器无腐蚀性,绿色环保等优点,所以我们可以选用它作为浓硫酸的取代品。三氯化铁的催化机制可解释为Fe3+与羰基上的氧形成配位键,导致C=O碳上的正电荷增加,使反应活性增大[2]。

在具体实验中,我们称取1.5 g三氯化铁,与相同条件下选用浓硫酸作为催化剂的情况作对照,同时进行实验,并对结果进行比较。结果如表2。

通过图表可知,在醇酸摩尔比相同的条件下进行实验,利用三氯化铁作为催化剂比选用浓硫酸得到的产率高。

2.3 反应时间对乙酸乙酯产量的影响

在现有的实验教材中,对于反应时间的要求波动范围很大,短至30 min,长至90 min。而经过对前两个实验条件的改进与讨论,我们可以将具体方案确定为醇酸摩尔比为1.5∶1、三氯化铁为催化剂。在此基础上,继续针对反应时间展开讨论,设计实验组若干对结果进行比较。结果如表3。

通过图表可知,当回流时间低于30 min时,反应不能充分进行,产率很低。而反应时间长于45 min,产率也呈现下降趋势,这可能是由于乙酸乙酯在水和催化剂的作用下发生水解,重新转化为醇和酸的原因。因而,从结果和经济环保的角度考虑,在反应过程中回流45 min是最佳选择。

2.4 催化剂重复使用率对乙酸乙酯产量的影响

在化学实验中,催化剂具有在反应前后质量和化学性质均不发生改变的性质,因此为了节省原料,避免浪费,我们尝试将三氯化铁重复使用,并对催化结果进行比较。结果如表4。

通过图表可知,三氯化铁可重复使用3次,若次数继续增多,则产率下降幅度明显,实验成功率降低。

3 结语

在日常教学过程中,我们针对在乙酸乙酯制备过程中存在的若干问题进行了调整与总结,从各对比数据可以看出,通过改变其反应物用量、筛选催化剂种类和控制反应时间等手段,可以有效提高产量,减少副产物生成量,也降低了实验的危险性以及对环境的污染程度。

有机化学实验是一门同时需要动脑与动手能力的学科,然而类似于乙酸乙酯的合成这样形成定式的学习项目,往往会使学生失去进一步思索和探讨问题的兴趣。因此,通过引导他们对实验负面现象和不理想结论的大胆质疑和求证,运用科学的研究方法,并对实验数据及时进行归纳总结,可以激发其学习动力,培养创新精神和积极主动的思索意识。

参考文献

[1] 刘宝殿.化学合成实验[M].高等教育出版社,2005.

[2] 刘春龙,解庆范.牡丹江师范学院报(自然科学版)[J].1996(2).

合成氨论文范文第3篇

【摘 要】文章针对水库大坝渗漏的原因,提出防治措施,以保证水库的安全运行。

【关键词】水库;渗漏;防治

我国河流面积广阔,水库数目众多,水库运行期间,发挥了巨大的灌溉、防洪作用,取得了显著的社会效益和经济效益。但是许多水库建设时因陋就简,技术落后,工程质量不高,现已老化失修,加之水库维修保护跟不上,工程老化速度加快,导致了水库防洪标准低、工程质量差、病险隐患多等不利局面,水库渗漏是水库工程经常发生的病害之一。

1.渗漏原因分析

首先,水库本身冲击力大,洪涝灾害严重,加之水利设施的兴建实践短,研究少,关注度不够,大坝及堤防等设施受到经济、社会和技术等方面的影响,先天设计有缺陷,抗险御险能力差,检测和控制效果不佳,备有安全隐患。虽然,大坝及堤防建设工程规模大、建设工期长、建设工序多,在环境极为恶劣和严峻的条件下进行建设的确也引致了质量控制不严、安全没保障等负面影响,若是工程监理检测手段落后。就直接给大坝及堤防的安全使用和防御埋下了隐患。因而,水库自身安全性差、大坝及堤防工程建设失控、建设工程监管不严、技术开发落后、违章施工等不利因素,是造成大坝及堤防渗漏的最明显的原因。

其次,大坝及堤防工程监控失误,是造成渗漏的最主要的原因。如果说,水库本身冲击和抗洪设施欠佳是防洪的制约因素,那么,水利工程检测失误,则是水库渗漏的催化剂和辅助剂。常见的防洪隐患主要表现在防洪侧段表现不一,干扰性不一致,背景复杂、堤身均匀性差、隐患潜在性强等各种情形,因此无法准确鉴定,检测手段不够灵活,偏差较大,自动化检测能力整体不够,检测收据不能用于分析和改进,起不到检测的作用,长效监测不能达到,安全监控和技术防洪,就因为这种不确定的随机性、堤岸的大规模性、环境条件的恶劣性而不能真正实现。

最后,因为大坝及堤防的建设材料,会从水库的实际情况和水利工程建设成本出发考虑,也在一定程度上受到了不利的冲击和安全隐患。

2.除险加固的防治方法

2.1背水侧压渗盖重

当背水侧地型条件允许时,采用封闭式垂直防渗幕墙,其造价高时,采用背水侧压渗盖重,可以避免在压盖范围内出现管涌。计算出的后盖宽度很长时,可在后盖末端设减压沟(井)以缩短后盖宽度。压盖在实际应用上比较广,施工简单,堤防稳同性好,工程投资少。压渗盖重的形式很多,可以由不透水的变换刮完全自由排水的,实践中应根据各自情况,采取不同型式,以达到渗水不渗土的目的。一般要与排水沟联合使用,此时排水沟应布置在盖重的端部。

2.2垂直防渗处理

2.2.1帷幕灌浆

一般适用于岩石坝的防渗。帷幕灌浆的设计应根据水文地质条件和现场灌浆试验来决定钻孔的排、孔距深度,防渗帷幕一般采用水泥灌浆。如果土石坝建在软基上,采用灌浆帷幕防渗,取决于地层的可灌性;因地层的颗粒组成级配决定浆液渗入和扩散范围,决定地层的可灌程度。

一般我们用下式可灌比值M来判别沙砾石坝基的可灌性。

M=Dl5/d85(1)

式中:Dl5——受灌地层土料的特征粒径,mm;d85——灌浆材料的控制粒径,mm。

根据反滤原理,一般认为:M小于5为不可灌;M等于5~10,可灌性差:M大于10,可灌水泥粘土浆液:这种灌浆的缺点是工艺复杂,费用偏高,地表需加压重,否则难保证灌浆质量要求。如水泥灌浆达不到防渗要求时,可采用化学材料灌浆。化学灌浆可灌件好,抗渗性强,但较昂贵,且污染地下水质,使用时需慎重。

2.2.2土工合成材料

一般适用于坝体的防渗,或水库岸坡的防渗治理。土工合成材料是以聚合物为原料制成的土工织物和土工膜产品。土工膜主要应用于土石坝体的防渗。即将土工合成材料铺设在坝的上游面,其上以土、砂或砂砾料做过渡垫层,再在其上加盖重和护坡。坝坡坡度受垫层和土工膜间的摩擦系数所控制,一般比较平缓,用料较多,但铺设和检修更新则比较方便。也可将土工膜直立铺设于坝体中部,此时坝坡坡度可不受其影响,薄膜也不易损坏,但以后的维修更新不便。对土工膜与坝体间的垫层和膜上的保护材料选用厚度,对防渗效果、保护层稳定十分重要,因此在材料选择上,采用的办法有:

A、用细砂土作垫层,一般厚5~10cm左右。膜上用0.5m厚的砂质粘土夯实保护层,其上再用混凝土板或块石护面。

B、用土工织物作垫层和保护层,即“二布一膜”的形式,一般用200g/m2或300g/m2重的土工织物;将坝面平整,先铺一层土工织物然后铺土工膜,膜上再铺一层土工织物,然后再回填土料,最后护砌混凝土板或砌石。

C、土工膜与坝体直接接触,膜上用土工织物作保护层,保护层以上作法同上;也有将土工膜与土工织物制成复合材料,效果比较好。

2.2.3混凝土防渗墙

对地基透水层较深,如用修建粘土截水槽处理坝基渗漏需开挖断面过大而不经济时,可采用混凝土防渗墙法。此法是利用冲击钻造孔,然后向孔内灌注混凝土,使之形成一道封闭防渗墙以阻止坝基渗漏。如果土坝水头较低,也可不用混凝土而改用泥结卵砾石作防渗墙。

2.2.4劈裂灌浆

劈裂式帷幕灌浆法对于加固堤身,防止堤身渗漏有较好效果,比较适合施工土质差,碾压不密实的堤防防渗加固。劈裂灌浆是运用坝体应力分布规律,用一定的灌浆压力,将坝体沿坝轴线方向劈裂,同时灌注合适的泥浆,形成铅直连续的防渗泥墙,并堵塞漏洞裂缝或切断软弱层,以提高坝体的防渗能力,同时通过浆、坝互压和湿陷,使坝体内部应力重新分布,提高坝体的稳定性。造孔深度应大于隐患深度2-3m。泥墙的设计厚度一般可采用5-20cm,应根据堤坝土质、碾压质量、隐患性质和坝高等情况合理确定。劈裂灌浆这一方法不仅可形成垂直连续的防渗帷幕,解决坝体的渗透问题,而且还能够通过浆坝互压和温化变形,调整坝体内部的应力,使浆脉两边3-5m土体得到密实,加大了防渗帷幕带,近几年来土坝坝体劈裂灌浆已由原来的中低土坝向高土坝发展,在某些地基条件下还可以使坝体和地基同时劈裂,形成坝体和地基同一的防渗帷幕。劈裂式灌浆对解决以下6种隐患有较明显效果:坝体碾压不实,密实度普遍较差的松堆土坝;坝体内有渗漏通道,软弱层,坝体浸润线过高,坝坡发生湿润区或“牛皮胀”或渗透破坏(管涌、流土)现象;坝体由于不均匀沉陷而产生的裂缝(不包括滑坡裂缝);分期施工的土坝,分层和接头有软弱带和透水层;坝体和其他建筑物(如放水涵管、闸墙等)接合不好,存在空隙和接触冲刷;坝体内存在生物洞穴和腐烂树根等隐患。

2.2.5高压喷射灌浆

高压喷射灌浆是在静压灌浆和高压旋喷灌浆的基础上发展起来的。它是利用置于钻孔中的喷射装置射出高压水束冲击破坏被灌地层结构,同时将浆液灌入,形成按设计方向、深度、厚度和结构形式与地基紧密结合,构成连续的防渗帷幕体。高压射流与速度和压力有关,流速越大,动压力越高,则破坏力越大,冲切掺搅地层的范围也越大。浆液是随高压射流,在低压条件下掺搅进入地层,形成冲填粘结体。高喷灌浆防渗体能与基岩以及建筑物牢固结合。凡风化破碎、裂隙发育的基岩,在水、气射流冲切剥离和升扬置换作用下,其强风化的吸附充填物被冲洗掉,使浆液能有效地充填裂隙,与岩石界面紧密结合。但在接触面处应采取摆喷或旋喷,并放慢提升速度,增加接触面喷射时间,以利紧密结合。高压喷射灌浆不仅可用于细砂、壤土、淤泥等细颗粒地层,还可用于强透水的卵石、卵漂石和堆石渣层在内的第四系覆盖层。

2.2.6土质防渗体

在土石坝中,土质防渗体是应用最为广泛的防渗结构。防渗体一般为粘性土填筑,这部分土体比坝壳料具有更小的渗透系数,其作用是降低坝体渗漏量,控制坝体内浸润线的位置,保持渗流稳定。防渗体的主要结构形式为心墙和斜墙,心墙和斜墙的厚度,决定于坝的设计水头和土料的容许水力坡降,通过土料试验和计算决定。

总之,我们要对水库渗漏现象要进行必要的勘探及取样试验,在此基础上,进行综合分析产生渗漏的原因及危害,并根据渗漏的不同原因,综合考虑,以达到防渗的最佳效果。

【参考文献】

[1]马丹.水库大坝渗漏原因及加固处理.水利科技与经济,2010(1).

[2]张君桃.浅谈土坝水库渗漏及处理措施.商品与质量:建筑与发展,2011(5).

合成氨论文范文第4篇

摘   要: 知识经济时代,培育具备创新能力的新型人才是国家教改的重要目标,具备驻足于实践和勇于创新特点的通用技术教育是培育学生们创新能力的有效介体。本文基于现代教育理念,融合通用技术教育特征及创新教育理念,提出现代教育理念通用技术教育中對于学生创新能力的培育对策,激发学生的创新积极性,开发创造性思维能力,增强通用技术教育效果。

关键词: 现代教育理念   通用技术教育   创新能力

知识经济时代,创新是竞争力水平的重要体现。伴随基础教育课改的深入实施,社会发展对国家教育领域提出新要求,在新一轮课改过程中,通用技术教育以实践与创新为主要特色,在学生创新能力的培育层面发挥着特殊的作用。伴随科技的飞速发展,以网络技术和多媒体技术为主的现代教育技术、理念迅速普及到教育领域中,在通用技术教育中引进现代教育理念和技术,致力于学生创新能力的培育,是推动学生群体全面健康发展的现实诉求,亦是教育工作者在通用技术教育方面的有效尝试。

一、通用技术课程相关概念

通用技术,指的是信息技术以外、相对宽泛、呈现出通用性与基础性和专业技术区分开的技术,是生活当中运用广泛且对学生发展有着迁移价值的重要技术,例如电子技术、设计技术及家政生活技术等。基于具体技术,通用技术存在相对性,该技术的核心概念体现在设计、构思、衡量、优化、试验、结构、系统、流程及控制等方面。

开展通用技术课程教学工作时,主要从三个方面进行知识化教学。第一,知识技能。通用技术课程主要是针对技术本质进行分析,然后依托技术体系完善的发展历史,学生在学习过程中对技术进行深度解析,并依据生活实践对技术本体进行正反两方面的认证,以此实现对知识点的深刻记忆。此外,学生学习时可通过技术设计分析出整个技术实行的工艺原理,以此对技术相关的系统、流程控制等程序进行认知,可有效保证学生将知识点运用在日常生活及学习中。第二,过程方法。任何一门学科的建设都是以人们的主观需求为主体的,通过在社会领域的应用,逐步完善技术体系,此类技术的设计过程必须以整个问题为出发点,通过不断地调整与完善促使技术和实践应用精准契合。与此同时以技术为本体的设计制作过程,必须建立在理论基础之上,实现对各类技术方法的探析。第三,价值观。从技术发展形势来看,完善的体系是以人们对事物所具备的探究欲望为主体的,通过情感的融入及延伸,形成一种积极态度,实现技术的本体更新。但技术在实际更新时期,本身处于复杂的系统中,处理问题时需通过多个维度对问题进行本质化分析,以此提高在社会的应用度。需要人们在进行技术创新时,坚持工匠精神,排除一切阻碍,勇于发掘技术本质。只有这样,才可最大限度地保证技术体系的更新是建立在科学性合理性的理解基础之上的。在学生实际学习时,通用技术课程的教导,可有效提高与培养学生的创新能力,同时在情感融入的作用下,可以科学精神为有效载体实现对学生在学习体系中的规范化引导。由此可见通用技术课程是以提高技术素养、实践能力、创造潜能为基础实现教育的。

二、现代教育理念通用技术教育中对学生创新能力培养的可行性探讨

现代教育理念是新时期教育改革的核心理论,将不同教育资源进行整合,依托于信息化体系的建构,实现教学内容的结构性组织。通过教学资源的整合有效实现教育数据化信息在网络中的高效率传输,令整个课程体系教学呈现出智能化、自动化的特征。同时在多媒体设备的应用下,学生的整个知识体系由传统的板书逐渐变得立体化、抽象化,且通过资源的合成,可令整个知识体系更加贴合学生现阶段的学习需求。现代教育理念创建的教育环境以学生自主探究为主体,通过合作交流实现知识体系的创新与学生自有能力的培养。通过计算机多媒体设备的应用,将知识进行资源化整合,可强化学生多维度的感官认知,并有效激发学生在学科中的学习欲望。同时现代化信息技术的应用可为教师与学生创建一个良好的沟通载体,有效减轻教师压力,更利于教师在课程教学中关注学生的学习动态,然后通过平台信息进行教学反馈,令教师对自身教学行为进行整改。

通用技术学科课程以技术创新机制为主导,对学生进行思维化教育、实践化教育,进而有效实现对学生创新能力的培养。通用技术教育中现代教育理念的应用,可以依据技术的创造性本质对整个教育体系进行设计,这样一来通用技术课程培养学生时,就可依据技术的发展过程实现课程体系的建设,为各类课程教学资源提供一定的数据保障。对于教师来讲,在对新技术进行教学时,学生更乐于接受与探索未知领域,而新技术的教学特色,在一定程度上与学生既定的学习需求相符合,可有效保障学生在学习过程中对知识进行全方位的分析,并以此实现教育资源的大力发展。从教育手段来讲,教师在对各类知识进行教学时,可有效将被动学习机制转变为主动获取机制,让学生依托于课程知识的创新性讲解,明确各类问题,并依据自身的学习能力进行学习方面的精准定位。在现代教育理念应用下,通用技术教育可实现多维度创新,即将超脱于传统的课本教学局限,依据先进的教学技术及教学经验实现教育拓展。学生在学习过程中更乐于接受当前技术创新带来的学习欲望,以此提高自身的主观能动性,并通过学中做与做中学,实现理论与实践的融合和自身的全面发展,进而为教师后续课程教学工作的开展提供基础保障。

三、现代教育理念通用技术教育中培育学生创新能力的对策

(一)现代教育理念下引导、探究、发展的新型教育模式应用

首先,创造有意义、有价值的问题情景,调动学生兴趣。将现代教育理念和技术融入教育活动中,可为学生获得知识、记忆知识内容提供便捷。现代教育理念与技术课借助多媒体技术落实视频教学、画面教学,利用这一教育方式传播更多的知识信息,通过画面的感官刺激加强学生对于知识的记忆和理解。例如,利用多媒体播放校内活动周视频,可以以尊老敬老等有意义的话题为主,使学生的情感受到熏陶、感染。其次,引导学生发现并提出问题。教师可针对如何实现合理的人机关系的课题,提出关于市场中饮水杯在具体产品设计当中没有实现以人为本及没有满足不同群体需求的问题,并通过多媒体向其展示饮水杯的产品图片,并引导其思考,激发其创新动机。再次,自主探究。班级每组学生先自学,借助互联网查阅有关资料信息,采集并整理课程教学所需的资源。教师则利用多媒体监控学生的学习流程,掌握自主探究状况,同时在学生提出问题时给予相应引导和提示,激励其在探究学习中主动思考,记录这一过程产生的疑问或者灵感。组内成员经过探讨沟通,对诸多初步设计计划展开理性分析、对比、衡量与评价,最终选择最佳的设计计划并加以优化。最后,发展学生创新能力。教师呼吁各个小组融合自身设计,参考书本中分析设计结构时需要考量的因素,总结归纳设计结构时需要考虑的产品功能、产品美观、人机关系、安全性、经济性及稳定性等要素。随后教师提出相应要求,即课下继续进行合作研究,完成多功能饮水杯原型或者模型的设计并实施技术试验,课下进一步培育学生的实践能力与创新能力。

以教学内容为基础确定教学活动,依据是教师及相关学生的现实需要和所在学校的实际情况。从“知识与技能”的角度把握知识的内部联系和技能的难度及学生在练习中的接受力和思维特点,循序渐进地开展教与学。从“过程与方法”的角度,保有充足的课时和空间,让学生实践科学探索历程,试行应用实验方案、模型方式和数学方法探究通用技术难题,试着利用通用技术理论和方法处理某些现实问题;给学生表达个人观点的机会,与别人探讨、沟通、配合;让学生根据通用技术教学,掌握怎样规划并调整个人在新课程改革背景下的高中通用技术的学习历程,逐渐培养学生独立学习本领。

(二)以互联网为依托的合作探究学习模式应用

互联网技术的不断发展进步,为学生学习供应了充足的学习资源,利用互联网学生能够更有效地进行合作探究式学习。在具体探究中,为快速解决疑问,多数学生会利用互联网具有的检索引擎功能,检索有关信息资源,节约大量时间,从而增强探究学习成效。以互联网为依托的学习资源具备不受时空制约的特征,每名学生均可随时随地借助互联网各平台进行探究学习。以互联网为依托的合作探究式学习对于培育学生的创新能力有着推动作用,思考、观察、研究及技术等诸多环节的创新创造主动权由学生个体充分掌握,同时与教师间进行平等的互动及合作,可充分发挥学生的主体性。由此可见,利用互联网技术实施合作探究式学习过程,在较大限度上呈现为创造性过程。在此过程当中,学生们经过对各技术问题的深入探究、疑难问题的分析解决及设计任务的充分完成,生成创造创新的欲望,并在此过程中享受创造创新的乐趣,提高创新能力。一般而言,通用技术课程是创新能力培育的有效介体,以互联网为依托的合作探究式学习模式正是创新能力培育的有效路径。例如,通过小组合作形式完成作品设计及创作,在合作学习中各个小组并不是以一种独立的形式存在于教学体系中,而是通过组间的相互交流实现或者在某种程度上促进教学工作的开展。在教师的引导下,小组成员之间的信息可以互换,通过信息的交流可有效保证学生在学习过程中形成思维层面的交融,不同学生思想之间存在的差异性,经过实体化信息交流时,可对学生自身思维形成一定的导向作用,学生在合作学习中,通过知识的融合提升自我。此外,合作学习模式以小组之间的竞争为主,但小组在开展相关工作时仍存留着一定的合作意识,为此,教师必须正确界定出设计教学工作与评价工作相关联的各类教育任务,并发挥自身的主体引导作用,保证对小组学习及学生个体学习形成针对化引导,实现对学生创新能力的培养。

四、结语

全面探究分析通用技术教育当中运用現代教育理念培育学生们的创新能力是一项系统性工程。由于基础教育新课程改革的持续进行,教育需要适应社会发展提出的更高要求:把学生发展作为中心,关键在于学生的身心全面发展和个性潜力的开发,培养面向二十一世纪的有创新能力和开拓精神的高素质人才。因学校与研究时间等条件的约束,针对引导、探究与发展以互联网为依托的合作探究式学习模式,对通用技术教育中培育学生的创新能力进行了研究,运用两种教育模式,可有效激发学生的学习积极性,发掘创新潜力,增强通用技术教育成效。

参考文献:

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[4]蒋晓燕.谈高中通用技术教学中培养学生创新实践能力的方案[J].教育信息化论坛,2019(05):115.

合成氨论文范文第5篇

1.重视绪论和知识模块的联系性

《药物合成反应》所涉及的有机化学反应,反应机理较多,教学内容难度较大,课堂教学容易枯燥无味。我们在教学实践主要通过以下几个方面进行探索。首先,在讲授《药物合成反应》的每个章节之前,增加绪论和相关章节所涉及的药物的来源、研发和创制背后的故事,引发学生对《药物合成反应》课程的重视和兴趣,也使得学生对课程和章节有一个全面的认识,明确学习目标。其次,通过故事和文献来介绍和讲解典型药物并引导开发学生对相关知识的学习和应用。比如我们在介绍抗疟疾药物奎宁的时候,首先会通过一个小故事来讲述这个药物的来源和应用推广,也从日常生活中介绍,让学生有亲切感。如告诉学生苦瓜也是一种含有奎宁的蔬菜,可以用于治疗疟疾。从而引发学生的讨论和兴趣,进而开始介绍药物的相关知识。如在合成药物前首先对目标药物进行性质分析,并以此引入药物的合成路径和机理。通过对奎宁的结构的分析(图1),可以看出其中包含了含氮的桥环结构、甲氧基、羟基、烯烃等,判断奎宁的酸碱性。进一步地,通过对其的空间结构分析,可以看出奎宁分子含有手型碳原子。引导学生判断哪几个碳是手型碳原子,讨论此类药物合成的路径和判断所设计合成路径的难易程度以及介绍相关的合成机理。通过故事来开始介绍药物,增加了学生的学习兴趣,通过谈论和引导激发学生对知识的渴望和应用。最后,通过对知识点的梳理和讲解增加学生对知识的掌握。其中,文献的介绍不仅能够让学生了解药物合成的进展包括合成方法、合成机理、合成路径和相关仪器等的了解,还可以让学生了解某种药物或者某一类药物的发展历程,从而开拓学生的视野。如在奎宁合成的发展历程中,我们从1918年Paul Rabe和Karl Kindler发表的第一篇关于奎宁合成的文献开始介绍。Paul Rabe和Karl Kindler在1918年发表了d-奎尼辛通过三步转化成奎宁的方法展开如图2。然后到Robert B.Woodward和William von Eggers Doering关于从7-羟基喹啉到d-奎尼辛的全合成和半合成的争论,从而开启关于奎宁全合成和半合成的争议。现代科学家哥伦比亚大学的教授Gilbert Stork 在2000到2001年间反驳了Woodward和Doering的全合成观点,指出他们只是合成了奎宁的中间产物,而没有合成出真正的奎宁。近年来,Chem-ical & Engineering News的主编再次反驳了Robert B.Woodward等人关于奎宁全合成的观点。Jeff C.Seeman在2007年也发表论文反驳了前面Robert的观点。我们希望通过药物历程和药物合成发展历程争议的介绍,并希望通过讨论和故事引发学生对相关知识点的深入思考,和对科学研究伦理的思考。如对奎宁药物全合成和半合成的讨论,以及讨论本身的一个伦理思考。不仅对所学相关的知识进行一个了解,也引发学生从人性、从法理以及从科学等各个方面开展对真理的一个讨论,促使他们去追逐事实的真相。不仅让学生更加深入了解药物的合成过程,也了解药物的来源以及相关的伦理知识和药物发展的进展,从而增加课堂的趣味性,提高学生对知识点的掌握和应用。

a)Na OBr,Na OH HCl(aq),Et2O,55%crude;b)Na OEt,Et OH,88%crude;c)铝粉,Na OEt,Et OH,5%(作为酒石酸盐)

再次,在理论讲解过程中不仅进行综合比较,帮助学生将各章节中的内容有机联系起来,还利用各种图表,让学生对所讲授的知识有一个清晰的认识。比如在讲授氧原子的酰化反应中以羧酸为酰化剂,突出影响因素。通过图表让学生有一个全面直观的认识,还可以通过字体颜色、化合物结构等突出要讲解的知识,以增加学生对该部分知识的重视 (图3)。最后,为了使药物合成反应抽象的理论深入浅出、生动易懂,同时增强学生对理论知识的感性认识,增加案例讲解,使学生更好地理解各反应在药物合成中的应用。

2.开展《药物合成》课程的启发式教学

《药物合成》课程内容涉及的反应类型多而且繁琐,“灌输式”教学,容易引起学生厌学心理,对学生的学习兴趣的调动帮助不大,不利于学生自主学习能力的提高。为了提高学生自主学习的兴趣,首先,我们采用启发式的教学。采用基本问题教学法,制定启发式教学流程,编写启发式教案,制作启发式多媒体课件,调动学生学习的积极性、参与性、培养学生发现问题和解决问题的能力。其次,我们在教学内容上具体化,在讲解一些经典反应尤其是人名反应,介绍其相关背景和精彩事例,提高学生的学习兴趣,然后引入与反应相关的知识;如介绍维生素A相关知识时,从维生素A又名为视黄醇,是最早被发现的维生素。维生素A有两种。一种是维生素A醇,是最初的维生素A形态(只存在于动物性食物中);另一种是胡萝卜素,在体内转变为维生素A的预成物质可从植物性及动物性食物中摄取)。通过讲授维生素A的发现历史引起学生的兴趣,维生素A的历史可追溯到三千多年前对夜盲症的认识。当时人们发现夜盲症可被一些食物治愈,但是并不清楚是什么物质起了作用。在1913年,科学家们通过用鼠、狗、猴等哺乳动物做试验,发现了动物如果纯粹的使用糖、脂肪、蛋白质、盐类和猪油,仍会得夜盲症,但是如果加上几滴鱼肝油,患夜盲症的动物很快就会痊愈。那么人们就进一步研究鱼肝油,经过艰苦努力,反复摸索,终于得到一种精制的黄色黏稠液体。这种黄色黏稠液体也叫维生素A,只要一丁点儿就能治好夜盲症。因此这种物质的神秘面纱慢慢被揭开了。1920年,科学家将其正式命名为维生素A。并通过介绍维生素A的结构进行维生素A的合成路径的讨论。然后开展维生素A的合成反应讲解如图4。通过对维生素A醋酸酯合成的讲授将Darzens缩合反应、脱酸反应、格式反应、选择性氢化反应以及乙酰化反应等的反应机理和反应条件和影响因素说明清楚,如在选择性加氢过程是由于炔键氢化活性大于烯键的性质,在钯催化剂中加入抑制剂喹啉可以降低其催化活性,然后在低温下通入氢气,完成选择性的加氢。这里利用活性的大小,利用具体事例的讲解让学生对这些反应的知识有深刻的认识和拓展,将所讲授的基础知识融入到药物真正的工程制备中。最后,我们结合相关的实验课课程内容设计一些题目,让学生自己分组,自己选题。通过查阅技术资料,自主探讨研究,完成论证。分析药物合成反应机理和路线以及相关影响因素,撰写相关论文等环节,提高学生学习和自主学习的兴趣。

3.将实验课、创新平台和科创等与课程相结合

药物合成属于专业性较强的实验性科学,学生理论知识的学习是为了服务于实践。因此,通过将创新实验课合理的安排,基本上都包括了各大类的反应类型,学生进行相关的实验获得了对各类反应的一定感性认识。将认识实习和生产实习与药物合成相结合,带领学生参观实习和进行生产实习,让学生对各大类的反应类型有一个直观的认识。如带领学生参观中怡基团维生素A和D的生产,让学生对相关的知识点不仅有一个直观的应用认识也引发学生对相关知识的思考。最后,利用科技创新和各种设计大赛如制药工程设计大赛,使理论课和科技创新有机结合。鼓励学生参加各类科创活动,让学生在教师的指导下学习查找相关文献、提出实验方案,设计反应路线,并可能地开展相关实验。尽可能让学生完成一个或者部分科技项目,经历从事科研的全过程,提高学生的工程实践能力和创新能力也拓展实验的空间和时间。帮助学生将所学知识与实践结合,提高实验动手能力,培养学生创新思维提升学生发现问题、分析问题和处理问题的能力,也加深对《药物合成》这门课知识的认识和应用。

4.结论

《药物合成》是一门理论和实践一体化课程,具有很强的专业特色,是制药工程专业学生的核心基础课。在《药物合成反应》的教学中,坚持“以学生为中心”的理念对药物合成教学进行改革与实践,提高学生学习的积极性,夯实学生的专业基础,较好地实现了知识目标、能力目标和素质目标的统一。对培养新时代工科人才等有着显著而积极的意义。

摘要:《药物合成》是制药工程专业的专业课程。本文根据教学的实际情况,对教学内容和方法进行了改革和初步探索。教学实践表明,该课程的教学改革提高了学生学习的兴趣和主观能动性,加强了学生对理论知识的学习和实验能力,较好地实现了知识目标、能力目标和素质目标的统一。

关键词:药物合成,教学改革,探索

参考文献

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合成氨论文范文第6篇

1 草甘膦简介

草甘膦, 简写为PMG, 英文名为glyphosate, 化学式为C3H8NO5P, 密度为0.5kg/m3, 熔点为230℃, 化学名N- (磷酸甲基) 甘氨酸, 它属于氨基甲撑膦酸类含有羧基的化合物。草甘膦为白色晶体, 具有强极性, 是一种有机酸不易溶于无水乙醇、乙醚、苯等有机溶剂中, 但草甘膦的盐类在水中溶解度与草甘膦在水中的溶解度相比较大。由于草甘膦结构中含有甲基磷酸、氨基及羧基等官能团的存在, 因此草甘膦化学性质活泼、能与多种物质发生多种反应, 比如可以进行膦羧甲基化反应、硝化反应、胺化反应、酯化反应等。正因其化学性质活泼在一定条件下能发生多种化学反应, 致使草甘膦应用广泛。

目前, 全世界应用草甘膦主要的剂型有两种, 分别是草甘膦盐类的水剂和草甘膦盐类的水溶性粒剂。其中水剂占主要地位, 因其合成路线简单、产品毒性小较安全, 深受广大人们的欢迎。

早在20世纪70年代初, 草甘膦在美国作为安全高效除草剂正式开始使用, 随后在20世纪80年代初沈阳化工研究院与江南化工厂正式合作, 共同合伙建立了草甘膦生产装置此工艺制备草甘膦的原料是氯乙酸, 自此我国开始大量生产和使用草甘膦。草甘膦在农业生产中应用广泛, 使用高浓度的草甘膦以细雾的喷施方式可以有效地控制住近几年的杂草。

2 草甘膦合成方法

关于草甘膦的合成方法, 很多学者专家对其进行了报道和研究, 目前工业生产中应用最广泛的主要有两种合成方法, 分别是甘氨酸合成路线和亚氨基二乙酸 (IDA) 路线。

2.1 甘氨酸合成路线

早在20世纪80年代, 甘氨酸法合成草甘膦的工艺已经实现工业化生产, 相对其它合成路线来说, 人们对甘氨酸法合成工艺研究较多。甘氨酸法合成草甘膦的原料主要有甘氨酸、甲醛等, 主要反应步骤有加成、缩合和水解三个步骤此工艺合成的草甘膦纯度较高能达到95%, 产品质量高, 成本低。国家相关部门发出指示, 含量低于30%的草甘膦水剂2010年1月1号后不允许生产, 由于该工艺产生的废水难易处理, 同时该工艺会副产氯甲烷气体, 目前已基本进行了回收, 但下游产品的市场对其影响较大。

2.2 亚氨基二乙酸 (IDA) 合成法

亚氨基二乙酸 (IDA) 合成路线由于原料的不同分为氢氰酸法、氯乙酸法和二乙醇胺法。亚氨基二乙酸 (IDA) 合成路线是全球先进的草甘膦合成工艺, 目前据不完全统计多于75%的厂家采用此合成路线。亚氨基二乙酸的合成和双甘膦的氧化是亚氨基二乙酸合成工艺的关键所在。

(1) 氢氰酸法

氢氰酸法的主要原料为氢氰酸、甲醛、六亚甲基四胺及氢氧化钠等几种物质, 几种原料主要经过催化反应、碱解反应得到亚氨基二乙酸, 此反应过程中副产物为氨气, 收率高达90%。

目前, 国内以此法为主的厂家主要有重庆紫光、四川天然气化工研究院等;国外以此法为主的厂家主要是美国孟山都公司, 以生产丙稀腈的副产品氰氧酸尾气为基本原料。

(2) 氯乙酸法

氯乙酸、石灰、氨、甲醛和亚磷酸等几种物质是氯乙酸法的主要原料。将氯乙酸在氢氧化钙作用下, 与氨水反应, 最后经酸化制得。

该工艺于20世纪80年代在我国开始推广, 此路线虽然原料易得, 收率为较高, 成本低。但是在生产实际过程中此方法存在生产周期长、路线长、操作环境差、生产过程中会有大量含酸废水生成等缺点, 阻碍了此方法的长久发展, 据统计使用氯乙酸法合成厂家越来越少。

(3) 二乙醇胺法

草甘膦市场竞争日益激烈为了获取最大利益, 降低成本成为生产厂家的追求, 生产成本的降低主要是改进生产工艺, 由于各种原因比如原料缺少、副产物难处理等, 目前开发了合成草甘膦的新工艺, 即以二乙醇胺脱氢、氧化合成亚氨基二乙酸IDA。二乙醇胺法的主要原料为二乙醇胺、氢氧化钠、雷银铜等, 经过脱氢氧化等反应制备, 反应过程中有氢气产生。目前国内采用该方法合成亚氨基二乙酸的主要是江苏扬农化工股份有限公司。合成反应方程式如下图所示:

二乙醇胺法生产IDA具有催化剂可重复使用、产率高、环境友好等优点, 并且能耗低、投资少成本低, 因此是目前主要的合成方法, 得到了广泛的应用。

3 展望

我国草甘膦合成技术较国际先进水平还有一定的差距, 国内对草甘膦的研究起步较晚, 导致国内草甘膦价格较高, 为了提高自身竞争力我们应不断学习科学技术增强自身技能, 打破国外垄断技术的局面。本文中叙述的合成草甘膦的合成方法虽以广泛使用, 但是仍然存在很多缺点, 主要是成本高、合成过程中的副产物难易处理, 对环境造成一定的影响。因此在以后的研发过程中要以开发环境友好型的合成方法为主, 既兼顾成本又要对环境友好。

摘要:草甘膦是一种应用广泛的有机磷除草剂, 是目前全球用量最多的农药品种。本文首先草甘膦性质进行了简单介绍, 然后分析了草甘膦的合成工艺, 最后对其进行了展望。

关键词:草甘膦,合成,研究

参考文献

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[2] 周曙光, 陈静, 王硕, 杨旭, 张海良, 吴建年, 于建国.草甘膦合成工艺的改进[J].精细化工.2009 (06) .

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