无机化学在生活中的应用
无机化学在生活中的应用范文第1篇
关键词：无机膜；无机膜催化反应器
中图分类号：G633.8
文献标识码：A
文章编号：1672-3198(2009)13-0280-02
1 无机膜材料及其制备
1.1 无机膜材料
无机膜材料多种多样，如金属膜及合金膜，它是以金属粉末(如Pd或Pd-Ag合金)为原料涂装成管式模件再通过烧结而成。玻璃膜则是某种由SiO2、B2O3、Na2O组成的均匀玻璃熔融物通过分相形成两相，然后在酸中浸制而成的。陶瓷膜有Al2O3膜、ZrO2膜，以其热稳定性最好著称。碳膜则是通过将非常精细的炭微粒产生分离层而形成的或通过将石墨膏挤制成管式膜，然后再使精细微粒沉积在这种对称结构上而制得的。固体氧化物膜是具有离子活度的电解质膜，它属于选择渗透性膜，其中YSZ、CSZ和MSZ在化学反应中得到了广泛的应用。
无机膜催化反应的关键是膜材料，其微观结构特点及渗透扩散性能决定了膜催化反应的性能，因此开发新的无机膜材料及研究无机膜的制备技术一直受到膜科学工作者极大的重视。
1.2 无机膜的制备
1.2.1 溶胶――凝胶法
以金属醇盐及其化合物为原料，在一定介质和催化剂存在的条件下，进行水解一缩聚反应，使溶液由溶胶变成凝，胶，再经干燥、热处理而得到合成材料。溶胶一凝胶法制备Al2O3膜、SiO2膜、TiO2膜、ZrO2膜的研究已屡见报道。
1.2.2 化学提取法(刺蚀法)
将制膜固体原材料进行某种处理，使之产生相分离，然后用化学试剂(刻蚀剂)处理，使其中的某一相在刻蚀剂的作用下，溶解提取，即可形成具有多孔结构的无机膜。
1.2.3 化学气相沉积法(CVD)
化学气相沉积法是在远高于热力学计算临界反应温度条件下，反应产物蒸气形成很高的过饱和蒸气压，然后自动凝聚形成大量的晶核，这些晶核长大聚集成颗粒后，沉积吸附在基体材料上，即制得无机膜。
1.2.4 喷雾热分解法(SP法)
喷雾热分解法是将金属盐溶液以雾状喷入高温气氛中，此时立即引起溶剂的蒸发和金属盐的热分解，随后因过饱和而析出固相粒子并吸附在载体上，沉积成金属膜或合金膜。
除了以上提到的制备方法外，制备无机膜的方法还有：分子筛炭膜法、原位合成法、水热晶化法、复合法、涂敷蒸气相法、电化学蒸发凝聚法、无电镀法、浮游催化法、金属有机化学沉积法、涂层法等等。
2 无机分离膜的应用
2.1 在固液分离中的应用
2.1.1 化工生产工艺中的应用
无机膜优异的材料性能使得其应用范围十分的广泛，尤其是在石油与石油化工、化学工业等高温、高压、有机溶剂和强酸、强碱体系，表现出有机膜所不具备的功能。
无机膜在食品工业也有广泛的应用，先后用于牛奶、果酒、饮料、白酒、饮用水等的除菌过滤，效果显著，其特别之处在于可以采用蒸汽对整个设备进行消毒，使产品质量得到保证。采用孔径1-1.5μm的微滤膜脱除低脂牛奶中的细菌，效率达99.6％，该工艺生产的牛奶其低温保存期远长于未处理的6-8天。
2.1.2 水处理中的应用
无机膜可以在苛刻的条件下进行长期稳定的分离操作，特别适合工业废水处理。目前无机膜主要用于含油废，水、化工及石化废水、造纸和纺织废水、生活污水及放射性废水的处理。陶瓷膜在水处理、纺织工业废碱液回收、硫酸法钛白粉废水处理、废油的高温超滤回收等领域中都已开始投入应用。
Bauer等人采用碳纤维复合微滤膜处理钛白生产中产生的工业废水，在操作压力为0.35MPa，速度4m/s，膜装填面积为292.8m2时，渗透通量达55m3/h，可有效的除去废液中的少量TiO2微粒。
2.2 混合气体的净化及分离
2.2.1 气体的净化处理
无机膜处理气体成功的例子很多。我国开发的XWT旋涡型金属陶瓷过滤除尘器，采用机械回转反吹方式清理，用于除尘、净化气体，回收粉体产品，效率在90％以上。Ce-ramem公司设计的一种新型陶瓷膜过滤器，对气体的降尘率达99.99％以上，采用反冲形式对膜进行再生，展现出良好的发展前景。
2.2.2 气体的分离
分子筛炭膜可用于第三次采油的CO2浓缩，沼气中CO2的分离，CO2气田气的提纯，把炭膜分离与变压吸附结合起来处理含20％－50％H2及CI－C4烃类的炼厂尾气，可使产品H2纯度达到99.99％，回收率43％。无机膜还可用于电化学气体膜分离技术，用于荷电性气体如CO2、H2S、SO2的分离；在载人宇航系统中，用于脱除SO2、H2S气体；也是烟道气中在高温下脱除硫的新方法。以α-Al2O3管为支撑层，以γ-Al2O3为分离膜组成的膜分离装置可从含有饱和水蒸气或乙醇的空气中分离水蒸汽或乙醇气体。竖式圆筒形无机多孔膜装置可从含氢混合气体中分离提氢。
3 无机膜催化反应器
膜技术除用于物质分离外，还可用于化学反应过程。膜反应器即膜分离一反应组合的膜，能够同时完成反应过程与产品的分离，可极大的提高生产效率、降低生产成本。因而该技术的研究近年来倍受重视，得到了迅猛的发展。在膜反应器中，膜催化反应器是其发展的一个重要方面，在化工等生产领域有着广泛的应用。
根据催化性与选择性的不同，可以将无机膜催化反应器的分类如下：
(1)IMPBR(Inert Membrane Packed Bed Reactor)。
膜无催化活性而有选择渗透性，催化剂填充在反应器中，反应在催化剂一侧进行。
(2)CMR(Catalytic Membrane Reactor)。
膜不仅具有催化活性，而且具有选择渗透性。反应区在膜内。
(3)PBCMR(Packed Bed Catalytic Membrane Reactor)。
在CMR反应器中装载催化剂，以进一步增加膜反应器的催化活性。
(4)CNMR(Catalytic Nonpermselective MembraneReac-tor)。
膜仅作为催化活性组分的载体，无选择渗透性。反应物或产物之一的渗透可通过调节物料速率和压力来控制。
(5)ISMR(Inert Semi-permeable Membrane Reactor)。
膜的半渗透性是基于离子或电子的传导，为反应透过而不是反应物分子单纯透过。一般固体氧化物电解质膜对氧是半渗透性的，但对别的气体分子则是不穿透的。它们可用于电化学反应器中，膜为电解质而电极为催化剂。
无机化学在生活中的应用范文第2篇
【关键词】无机化学 元素化学 教学方法 思考
【中图分类号】O612 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)09(a)-0208-02
无机化学是化学、化工、轻工、医药、生物、冶金、材料等专业主要的专业基础课。无机化学按内容划分通常分为基础理论和元素化学两大部分[1]:理论部分包括物质结构(原子结构、分子结构、晶体结构等)、元素周期律、热力学基础、动力学基础、溶液中的各类离子平衡原理等;元素化学部分是按照元素周期表系统地讨论元素及其化合物的制备、性质、反应性、以及它们之间的联系和规律。这就很难避免,在元素化学部分,叙述、纪实性的内容过于集中,虽看懂不难,但掌握好却又不容易。然而,元素化学不仅是无机化学的重要组成部分,而且是培养学生综合学习能力的一种重要的手段。因此,从20世纪90年代起,我国高校化学化工及相关专业纷纷进行元素化学教学的改革,取得了较大的成效[2-6]。笔者就多年的教学实践与体会,浅谈几点对元素化学教学改进的思考和尝试。
1 了解现行无机化学教材的特点,科学地灵活组织教学内容
现行的无机化学内容主要分成基础理论和元素化学两大部分。笔者认为,从教材编写的角度考虑,这主要是为了便于教材内容论述及编排的系统性。因而,作为教材的使用者,应该根据教学要求、使用教材的目的和所在学校的实际情况,科学地灵活组织教学内容。因此,元素化学教学研究的重点,亦即当前更值得思考和解决的问题应该是:针对现行无机化学教材的特点,如何将基础理论和元素化学有机结合以及从教学手段和教学方法等方面上改进元素化学的教学,而不是停留在对现行教材的评价上。在教学过程中,我们根据学生的情况(通过了解学生毕业中学的实验条件,了解学生对元素化学知识的感性认识程度以及掌握基础知识的程度等),在讲授理论基础知识时,对于学生难理解不易掌握的基础理论,常采取穿插到元素化学部分中去扩展开来讲解,举学生熟悉的有关的典型的元素及化合物为例,阐述或论证相应理论的概念、定义和应用条件及其范围;而有时在讲授元素化学部分的过程中或讲授完一章或一节的内容时,却又穿插回基础理论部分,组织学生回顾已讲授过的相关理论知识要点,然后引导学生运用这些理论知识对刚学过的元素化学内容进行“理论－性质”的演绎。
2 运用基础理论知识,贯穿元素化学内容
无机化学的基础理论本来就主要是在总结了大量元素化学事实的基础上形成的学说演绎而来的,因而运用基础理论知识,贯穿元素化学内容就是将基础理论知识再回到元素化学事实中,预测、分析、解析、说明和论述元素及其化合物的组成、结构特征、性质、制备、反应性以及它们之间的联系和规律。在教学过程中,我们抓住基础理论知识与元素化学知识之间相互联系的三条主线贯穿元素化学内容,从而突出无机化学基本原理在元素化学学习中的应用和指导作用,加深了学生对无机物性质、反应规律的理解以及对无机化学基本原理的掌握。
(1)运用动力学、热力学和化学平衡原理分析和判断物质的反应性能。例如,通过对比卤素单质与水反应的动力学、热力学数据及有关平衡常数,归纳总结卤素单质化学性质及其递变规律。
(2)运用物质结构知识,分析物质性质的变化规律。元素化学涉及到100多种元素及其化合物的组成、结构、性质、用途、制备及其性质变化规律。物质的存在、制备和用途取决于物质的性质,而物质的性质又取决于物质的组成和结构,由此可知,元素化学的着眼点是物质的性质,而其研究内容的核心是物质的组成和结构。因此,在教学过程中,我们抓住物质结构这个核心,根据结构性质用途(或制备方法)这条主线,运用原子结构、分子结构、晶体结构和配合物结构的理论分析每族元素单质及其重要化合物的结构,对物质的性质及其变化规律以及结构与物质物理、化学性质的构性关系进行合理的推断和验证,并由此掌握其主要用途和制备方法。
例如,在讲授铬(Ⅵ)的化合物时,结合“无机化学实验”中相应内容的实验现象和结果,运用原子结构的基础知识――原子结构三要素――核电荷数(有效核电荷数,即核电荷半径比Z/r)、价层电子结构和原子(离子)半径来解释或推断铬(Ⅵ)的化合物的主要性质:铬价层电子结构为3d54S1,因而其+6氧化数为稳定氧化态;Cr(Ⅵ)Z/r值较大(即具有较高的有效正电场),所以铬(Ⅵ)的化合物具有如下的性质:(1)无论在晶体或溶液中都没有简单的Cr6+离子存在,总是以CrO3、CrO42-和Cr2O72-等形式存在(Cr(Ⅵ)具有较高正电场,强烈吸引氧原子);(2)铬(Ⅵ)的化合物都具有颜色(CrO3、CrO42-和Cr2O72-中的铬和氧之间存在较强的极化效应(Z/r值较大的Cr (Ⅵ)对半径较大O2-具有较强的极化作用),致使电子云密度更大的O2-中的电子向Cr(Ⅵ)转移,在转移过程中吸收了可见光的一部分而产生颜色(这种显色机理称为电荷跃迁);(3)CrO3、CrO42-和Cr2O72-在酸性溶液中都具有强氧化性。这是由于Cr(Ⅲ)在酸性介质中亦为较稳定的氧化态,因而+6氧化态的Cr(Ⅵ)容易接受电子而被还原为稳定的Cr(Ⅲ)。而CrO42-在中性溶液中不显氧化性,这是由于CrO42-为稳定的四面体结构,其中的Cr―O键较强,不容易被还原而断裂。
(3)运用电势图解,分析和掌握物质的氧化还原性质。应用元素的元素电势图、自由能－氧化态图和电势－pH图的直观教学手段以及热力学原理,通过看图、分析图,系统、直观地比较同族元素不同氧化态的基本性质及其变化规律,进而讨论不同氧化态物质的相对稳定性、歧化反应发生的可能性、氧化还原反应的方向,使学生从热力学角度深刻理解元素及其化合物氧化还原性质与氧化还原反应的实质,从而使学生能够从更多的侧面去掌握元素化学知识,不再感到枯燥和难记,大大提高了对元素化学学习的兴趣。
3 加强元素化学实验,增强从感性的角度掌握物质化学性质的力度
化学实验是化学学科赖以形成和发展的基础,是化学教学中学生获取化学经验知识,揭示化学变化规律和检验化学知识的重要内容和手段。元素化学实验,主要是根据物质的化学性质进行有关的实验,因而做好元素化学实验是学好元素及化合物性质的重要手段。
例如硫化铅的性质实验。在硝酸铅溶液中滴加饱和硫化氢水溶液,离心,洗涤后分离出硫化铅沉淀,加入6mol・L-1HCl溶液,沉淀逐渐溶解。从硫化铅的溶度积常数KOsp= 1.0×10-28看,数值很小,难溶于稀盐酸中(按0.01mol硫化铅溶于1dm3盐酸中所需盐酸最低浓度计,盐酸的浓度最低为3×102mol・L-1)。实验与理论相矛盾,此时应以实验结果为准。实际上,实验得到的硫化铅沉淀开始时基本是无定型的,因而可以溶于6mol・L-1HCl溶液中,而溶度积常数对应的难溶物一般为稳定的晶型结构物质。此时,可引导学生将这感性的知识提升到理性知识,指导学生从碳族元素的原子结构及其价层电子结构的特征着手,分析硫化铅难溶的原因以及为什么没有铅的氧化数为+4的硫化铅存在的原因等,继而指导学生以碳族元素为例学习其它主族元素及其化合物的性质及变化规律。又如氢氧化铝的两性实验。在硫酸铝溶液中滴加稀氨水溶液,离心,洗涤后分离出氢氧化铝沉淀,分别加入2mol・L-1HCl和2mol・L-1NaOH溶液,氢氧化铝沉淀都溶解了,而用笔者科研用的氢氧化铝(中国铝业公司广西分公司生产的产品)代替在溶液中析出的氢氧化铝做试验时,这工业品氢氧化铝在常温下不溶于稀酸稀碱中,这也与大家所熟知的氢氧化铝为典型的两性氢氧化物不符。这乃因从溶液析出的氢氧化铝沉淀为无定型的,而工业品氢氧化铝,按铝的冶炼工艺要求,为具有一定结晶度的氢氧化铝。
从上述实验看出,一些看似与理论矛盾、与自己熟知的知识不符、模糊不清、印象不深、理解或掌握不透的元素化学知识,通过实验可以使学生从感性的角度进一步加深理解和掌握这些知识。
4 理论联系实际,体现STS思想,调动学生的主观能动性
第十届国际化学教育会议提出按照“科学(Science)、技术(Technology)、社会(Society)(STS)”思想来组织实施科学教育[6]。STS强调科学、技术与社会的相互关系,重视科学技术在社会生产、生活和发展中的应用。STS教育思想已成为理工科教育的发展方向。其核心就是理论联系实际,理论与实际相结合。对于元素化学教学,STS不仅是一种教育思想,更是一种教育方法与手段,因为“元素化合物”知识是化学中与生产和生活实际联系最紧密的部分,教学中应充分体现这一点。我们的教学实践也说明了这一点:与生产、生活实际结合越密切的化学知识,学生学起来越亲切,越容易掌握,越能充分调动起学生学习的主动性和积极性。在教学中,我们尝试采用从身边的生活说起,即“生活－元素化学知识－生产实际”和从元素化学说开来,即“元素化学－生产实际－生活”的教学方法。
同时,利用广西有色金属矿产资源的优势,我们在教学中常常结合广西有色金属精细化工产品企业的生产实际讲授金属元素的单质及化台物的制备及应用,并利用走出去,请进来的方法,开阔
学生的视野和拓宽知识面,了解理论知识如何应用于生产实践。
通过采用STS教学方法,使学生对一些看起来似乎熟悉可实际上又不了解的元素及化合物变得亲切起来,从而激发了学生学习元素化学的主动性和积极性。
5 引入新知识,增强课程的吸引力
21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、环境科学、信息科学、能源、海洋、空间科学等学科的相互交叉、相互渗透、相互促进中共同发展。.随着科学技术的发展,无机化学一方面继续发展自身,另一方面正在向其他学科如生物、有机、环境科学等方面渗透;另外,冶金、地质、以及原子能工业、电子工业、导航、激光等新兴工业和尖端科学技术的发展又对无机化学提出了新的要求[1]。因此,在组织元素化学的教学过程中,在抓住教材内容的重难点,保正教学计划的前提下,在适当的章节中深入浅出地介绍如下几个方面的新知识、新技术、新领域、新理论、新成果和发展趋势的初步知识:(1)配位化学(d 区过渡金属配位化学及其涉及到的配位化学理论、有机金属化学、金属原子簇化合物化学和有关的反应机理及催化动力学等);(2)固体无机化学(无机材料化学:电子材料、陶瓷材料、磁性材料、激光材料、纳米微晶及原子簇材料等);(3)生物无机化学(无机元素的生物学效应);(4)物理无机化学和核化学(放射性化学和核化学)等。尤其是要通过介绍生物无机化学的研究进展,激励大一学生学习元素化学的主动性和积极性。因为目前我国的生物无机的研究总体水平与国际水平还有一定差距,究其原因,最突出的问题是缺乏杰出的青年研究人才。鼓励学生努力学习,争取尽早地成为这国家急需的杰出青年研究人才。
6 指导学生改进学习方法,提高自学能力
无机化学是大一学生的基础课,学生刚进入大学,不适应大学的教学规律,学习的依赖性强,自学能力差,尤其是元素化学的学习,一般都感到内容多,抓不住重点,记不住,掌握不了,还停留在中学的学习方法上。根据大一年学生的特点,建立中学化学与大学化学衔接及过渡的平台,遵循大一学生“由浅入深、循序渐进、由表及里、由感性到理性”的认知过程及规律,积极引导大一学生不仅在化学的学习内容上,而且在学习和思维的方法和方式上从中学过度到达大学。
在教学过程中,我们一方面组织高年级优秀学生和优秀教师与大一学生交流学习经验,树立榜样,营造良好的学风,鼓励学生努力学习,积极向上,提高自己的自信心;另一方面,尝试采用以下几种教学方法引导学生改进学习方法,努力提高自学能力:(1)提纲－实验－讲解法。首先根据讲授内容的重难点和需要掌握的知识点提出学习提纲、思考题和目的要求,让学生预习后做相应内容的元素化学实验,然后结合实验现象和结果讲解教材有关的内容;(2)授课－实验－讨论法。首先讲授有关内容的知识后让学生做相应内容的元素化学实验,然后组织学生在课堂上分析、讨论和解释实验现象,验证教材中叙述的相应的元素化学性质,对于一些反常的实验现象则积极引导学习较好的学生通过查阅资料并自己设计做些实验加以分析解释;(3)归纳总结法。在讲授完每一节或每一章后,引导学生在梳理了自己的课堂笔记、作业和实验报告等资料的基础上,运用有关的理论知识对学过的内容进行分析归纳总结。
7 搭建研究型学习平台,培养学生综合学习能力
对于为高级年级学生开设的“元素无机化学”选修课的教学,针对学生已掌握了一定理论和元素化学知识,通过组织讨论课、课程小论文报告会等教学活动,使学生能够较熟练地运用基础理论和基本知识分析和解决元素重要的单质和化合物的问题,培养学生思考问题、提出问题和解决问题的能力。同时,通过配置开放实验室、配备指导教师、建立教学科研网络系统以及指导学生参与教师的科研活动等措施,建立理论课程教学、实验课程教学与科学研究三相结合的课程平台。通过这个平台促使学生在无机化学基础理论及相关基础理论和基础知识与当今相关科技发展前沿之间搭建起桥梁,亦即利用这个平台促使学生去揭示有关新的研究成果和发展趋势与无机化学的基础理论及元素化学知识之间的内在关联,亦即利用这个平台促使学生运用化学的基本理论及基本知识联系、解析、演绎和论证一些与元素化学相关的新的研究成果和发展趋势,在较高的层次上,进一步提高学生研究、分析和解决问题的能力。
8 结束语
元素化学在化学领域中占有举足轻重的地位。随着化学在各个学科和领域中的相互交叉、相互渗透以及新兴工业与前沿学科的发展,不断对无机化学提出了新的要求。面临挑战,如何改进我们的教学方法,培养出与当今科学技术发展相适应的化学人才是值得我们认真思考的问题。
参考文献
[1] 高春朵.活化课堂教学,提高学生素质.菏泽学院学报,2005,7(5):92-93.
[2] 王崇臣.元素化学教学方法探究.大学化学,2007,22(4):28-30.
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无机化学在生活中的应用范文第3篇
[关键词]金属有机化学；课程建设；人才培养
金属有机化学课程是有机化学和无机化学交叠的一门分支课程，它是在无机化学和有机化学相互渗透的过程中发展起来的，主要涉及金属有机化合物的合成及其相关反应。纵观金属有机化学的发展充满了大量的意外发现。早在1827年，丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而首次合成了金属有机铂化合物。之后，科学家们通过不同的方法合成了大量的金属有机化合物，并研究其在催化，材料等领域的应用。随着研究的深入，已经有许多科学家涉猎这方面的研究，自1963年以来，已有20多位科学家获得了金属有机化学方面的诺贝尔化学奖。由此可见，金属有机化学具有重要的科学意义，并不断推动人类社会进步和科学发展。这也体现了在高等院校开设金属有机化学课程的重要性。因此本文将从开设金属有机化学课程的作用，教学目标与任务，教学方法与手段及师资队伍建设等方面探索和分析地方高等院校开设金属有机化学课程的意义。
1金属有机化学课程的作用
金属有机化学作为有机化学和无机化学的交叉学科和分支学科之一，通常是普通高校高年级本科生的选修课程以及无机专业和有机专业研究生的必修课程。该课程涉及的基本理论较深，特别是一些理论需要借助无机化学理论来理解，同时也要有机合成功底，因此这就需要学生要正确掌握无机化学和有机化学的基础理论知识;如有有机化学中的各种合成策略及无机化学中的各种配位场理论，晶体场理论及十八电子规则等。因此，通常高校在制定本科生人才培养方案时将会首先开设无机化学和有机化学课程，而金属有机化学作为选修课程供有兴趣的同学学习，本科生对金属有机化学课程学习的要求不高，只要能够掌握基本的金属有机化学理论和相关化合物的制备方法即可，这能为他们今后考研打下基础。而对培养研究生而言，特别是对于金属有机合成及金属催化专业研究生，这门课程的开设能够极大地增强该专业研究生的专业理论知识，有利于学生利用相关知识解决科学研究中的具体问题，从而进一步培养了学生的学习兴趣。
2金属有机化学课程的教学目标与任务
金属有机化学课程教学主要完成基本的理论讲解，如配位化学，金属配合物的相关性质等，以及不同的反应类型与机理，金属有机化学的物理测量方法及其在有机合成及生物方面的应用，向学生讲授完这些知识后，希望能够达到以下的教学目标及任务：(1)提高学生的思想道德品质，文化科学知识和身心素质；(2)使学生掌握基本的金属有机化学知识和培养学生运用该知识的能力，从而提高学生学习该门专业课程的学习兴趣；(3)使学生掌握金属有机化学的实验技术，如无水无氧操作技术等；(4)使学生了解金属有机化合物的形成方式，金属配体的配位类型及一般性质；(5)了解金属有机化合物的类型及所发生的反应；(6)掌握氧化加成与还原消除反应以及插入反应这些典型的反应类型；(7)掌握均相催化的机理，包括烯烃的异构化、加氢反应、氢甲酰化、偶联反应等反应类型；(8)熟练掌握金属有机化学的相关应用，如烯烃的复分解反应、碳氢键活化及金属有机功能材料等方面的应用。
3金属有机化学课程的教学方法
在讲述这门课程之前，必须首先选定好一本教材，目前关于这门课程的教材很多，最近出版的是宋礼成院士和王佰全教授编写[1]，这也是目前关于金属有机化学教材中最全面的教材。确定教材之后，形成各位教师独有的教学方法，需要老师们自己在教学过程中不断积累、创新和探索，在此，我通过浏览文献、并结合在学习金属有机化学过程中的心得以及地方高校的教学要求，对金属有机化学教学方法做如下总结：
一、以“激发兴趣”、“熟练掌握”、“形成系统”、“灵活运用”为目的的教学模式。以通俗易懂的教学案例激发学生的学习兴趣，比如学生通常喜欢老师给他们讲解关于某个反应类型的反应机理，开动学生的思维能力；以熟练掌握教材中的归纳性及总结性的反应类型、机理及相关应用。形成系统即在学习的过程中带领学生抓紧教材中的一条主线。；灵活运用即能够让学生利用所学到的相关理论解决金属有机化学问题。
二、强化和注重基础理论知识的讲解。作为交叉学科，金属有机化学涵盖无机化学及有机化学专业两方面的专业理论知识。使学生弄懂了基本理论，这样让学生在今后的学习过程中能够灵活地运用这些理论解决金属有机化学问题。从大的方面来讲，其基础知识分为两大类：金属有机化合物的合成及测量该类化合物在材料，催化剂高分子科学上的应用[2]。
三、注重基本问题及金属有机专业术语的讲述。在学习金属有机化学的过程中，往往我们会接触到很多新的问题及专业术语。基本问题主要涉及的是反应机理的讲述，如氧化加成与还原消除机理，亲电与亲核取代反应机理，插入反应机理及复分解反应机理等，这方面的教学，不能强迫学生去记忆，而是提醒学生今后碰到类似的反应能够抓住反应的本质。而对于金属有机专业术语主要可能涉及一些人名反应以及反应机理中描述的专业术语，有时描述金属配体多重键，如卡宾和卡拜等。四、借助现在教学技术为教学手段，启用网络教学模式[3]。在学习该课程的过程中，经常会接触到画图和反应图示以及反应机理的描述。这样可以提高教学效果。
4师资队伍建设方面
担任金属有机化学课程的教师可以是有机化学专业的老师，也可以是无机化学专业的老师，但必须在金属有机方面具有较扎实的理论基础，当然，教学经验是逐渐积累起来的。近年来，随着研究生招生人数的扩大，全国一流的高等学校为地方院校输送了大量金属有机化学专业方向的博士研究生，这样壮大了地方高校金属有机化学的教学队伍及科研队伍，为专业人才培养提供了有力保障。总之，地方高校开设金属有机化学这门专业课程，对高校提高人才培养质量，加强有机化学及无机化学两门专业课程的发展具有重要意义。今后，我们也将继续关注、重视和发展这门课程的硬件建设和师资队伍建设。
参考文献
[1]宋礼成，王佰全．金属有机化学原理及应用[M]．北京：高等教育出版社，2012．
[2]高伟，伍乔林，罗旭阳．《金属有机化学》教学中的几点体会[J]．高教学刊，2016，14：66-67
无机化学在生活中的应用范文第4篇
[关键词] 给水处理 污染物 现代化 高级氧化 膜技术
1.现代化处理技术
1.1化学氧化
水质处理常用氯氧化，当有机污染尚未得到去除时，会产生较多的有害消毒副产物。目前采用KMnO4语气复合剂（一种专门商品）的应用逐渐展开，对氧化有机物、改善混凝取得较好效果。臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性，又可除嗅、脱色，去除铁、锰，但往往结合后续深度处理臭氧—活性炭时才采用。
1.2加吸附剂粉末炭
粉末炭，具有吸附能力好、投加灵活、对污染物处理效能高等优点，但由于耗费较高（约105元/m^3左右），一般只有在消除冲击性污染时采用，投加量需10～20mg/L，现在一些水污染事件中就曾应用过此技术，此外还可以通过此技术对原水进行控制，并将该技术演化，如形成活性炭吸附带控制突发性污染事件等。
1.3调节pH
由于投加酸与碱，运行成本增加，又在原水中增加无机离子，在我国很少采用，国外在此方面研究较多，这里不做详述。但其对原水pH的控制以及对某些污染物去除还具有良好的功效的，这一点也被业内广泛认可。
1.4生物预处理
20世纪70年代以来，生物处理工艺越来越广泛应用于市政给水生物处理方法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物流化床、生物滤池氧化法、生物活性炭滤池和膜生物反应器等多种形式。生物预处理借助微生物的生命活动对水中的氨氮等有机污染物和铁、锰等无机物进行去除，从而改善水的混凝沉淀性能，使后续工艺较好的发挥作用，提高出水的水质。
2.给水处理的新技术
2.1高级氧化技术
高级氧化技术是给水处理的新技术，并受到了许多的关注，在水处理中有广泛的应用，高级氧化技术包括臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术、超声空化氧化技术等。
2.1.1臭氧氧化技术
臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位，常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等，在饮用水处理中有着广泛的应用。近年来，由于氯氧化发用于给水、循环水处理和废水处理中有可能产生三氯甲烷等“三致”物质而受到限制，使臭氧在水处理中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废水处理还存在着一些问题，如臭氧发生的成本高，而利用率偏低，臭氧处理的费用高；臭氧与有机物的反应选择性较强，在低剂量和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。因此，提高臭氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的研究热点。臭氧的高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术的结合，形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基。
2.1.2超临界水氧化技术
超临界水反应与氧化组合为“超临界水氧化（SCWO：Supercritical Water Oxidation）”技术，应用较多。超临界水有优良的溶剂特性，增加了电导率和离子值。表示溶剂的极性的电导率，在常温常压下的值较高（78），在高温高压下的己烷和甲醇等无极性，与弱极性的有机溶剂的电导率等值（2～30左右）。因此，在高温高压下的水溶解有机物是可能的。
SCWO技术有以下特点：
1） 将有机物完全分解成水和二氧化碳，使之无害化。
2） 不产生以二恶英为代表的有害的副产物。
3） 反应速度快，单位时间内处理量大，装置小型化。
4） 与焚烧炉不同，不需要烟筒，不排放烟气。
在临界温度下易于控制加水分解反应，或易于控制原子团的反应，这是超临界水作为反应溶剂的优越性。不用酸和碱即可进行废水处理，是极好的环境处理技术。
2.1.3光催化氧化技术
所谓光催化氧化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物。另外，在有紫外光的Fenton体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。
2.1.4超声空化氧化技术
超声空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空话技术就是利用声解，将水中有机物转化为CO2、水、无机离子和有机酸等成分。超声空化技术具有少污染或无污染、设备简单等优点，同时，还伴有杀菌消毒功效，是一种很有潜力的水处理新技术。但现阶段超声空话技术主要用于实验室小水量的处理研究中，尚处于基础研究阶段。为了提高降解速度同时降低费用，国内外的水处理工作者又相继研究开发了关于超声波与其他技术相联合的新工艺，如臭氧/超声波联合工艺。在臭氧/超声联合处理含酚水的实验研究中，取得了较好的处理效果。
2.2膜处理技术
随着人类对膜的逐步认识，各种人工合成膜也应运而生，其种类繁多，作用也千差万别，但是它们具有一个共同的特点---选择透过性。膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。
膜式活性污泥法技术是分离技术与生物技术有机结合的新型的水处理技术。是利用膜分离设备截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制，而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。因此膜处理工艺是通过膜分离技术大大强化了生物处理的功能。
3.结语
我国的给水处理目前普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒组成的常规水处理技术， 优点是水处理成本低， 平均处理效果较好。此外， 水源污染加剧， 常规水处理工艺对某些有机污染物的去除效果不佳。而新兴的水处理技术对水质的改善提供了支撑。臭氧-活性炭处理、膜技术等水处理技术在去除效率、无害性等方面均有常规处理无法比拟的优势， 并且在发达国家的使用经验也表明了这些技术的可靠性。随着科技的进步， 材料学的发展，这些新兴工艺的成本也在逐渐降低。因此我们可以预见， 未来的水处理， 将朝着更安全、更高效、更环保的方向发展。
参考文献
[1]陆煜康，唐锂.水处理节能和新能源的应用.北京：化学工业出版社，2010，5
[2]苑宝玲，王洪杰.水处理新技术原理与应用.北京：化学工业出版社，2006，1
[3] 陆煜康.水处理新技术与能源自给途径.机械工业出版社，2008，8
作者简介：
无机化学在生活中的应用范文第5篇
关键词：“一体化”教学；高职院校；计算机教学
中图分类号：TP3-4
随着计算机技术、通信技术和网络技术的深入发展，高职院校对于学生的计算机应用操作能力提出了更高要求，掌握计算机应用基础知识，切实提高计算机操作水平，是当今社会专业技术人才必备素质。
目前，我国高职院校生源质量普遍不高，大多数学生存在学习成绩差、态度差、习惯差的“三差”问题，这也是高职院校教育教学改革中亟待解决的重点问题。如果高职院校教学活动一味地采用传统教学模式，教师按照“由简到难”的方式开展教学工作，必然会使大多数学生感到枯燥无味。而且，很多高职院校虽然在师资力量、教学条件和校园环境等软硬件条件已经完全达到要求，但是在《计算机应用基础》课程教学中，仍然存在很多学生上网聊天、冲浪，甚至出现旷课的严重现象，这部分学生主要感觉题型过于简单，不愿听认真听课，但到模拟真题操作时，又不注意细节，容易丢分。因此，高职教育教学改革必须利用行之有效的教学方法，改善传统教学中存在的各种弊端问题。
1 《计算机应用基础》课程的教学现状
1.1 缺乏准确定位
高职院校不同专业的学生对《计算机应用基础》课程教学有着不同要求，但大多数高职院校采用的都是“一刀切”教学模式，教学内容严重缺乏针对性，无法与学生所学专业的教学进行有效衔接，学生掌握的计算机应用知识也难以应用到自己所学专业中，不利于学生计算机知识综合运用能力的提高。
1.2 教学信息量小
《计算机应用基础》教学主要采用多媒体教学工具与上机实践操作结合的方式，整体教学过程中的理论知识传授和多媒体演示仍然占据了较多课堂实践，很难从根本上转变“以教师为中心”的教学模式，学生的发散性思维和创造性思维受到了一定制约，导致学生无法深入实践操作，只是一味地认为教师传授的知识简单无趣。
根据笔者多年高职院校实际教学经验，探索出一套简单实用的“一体化”教学模式，将其应用于《计算机应用基础》课程教学中，具有十分积极的作用。
2 “一体化”教学模式的内涵分析
结合高职院校《计算机应用基础》课程的实际特征，将“一体化”教学模式应用其中，可以保证理论知识与实践活动的有机结合。《计算机应用基础》课程教学必须坚持以学生为主体、以教师为主导，教师将教学任务作为课程导向，围绕教学任务开展教学活动，以此激发学生主动学习计算机知识的积极性，使学生为了完成教师布置的任务而不断努力。运用“一体化”教学模式的特征是始终将“理论应用于实际”的理念作为指导思想，注重教学活动的实用性，不断培养学生在学习过程中的期待心理，使学生与教师在教学活动中形成互动，最终完成既定的教学目标。高职院校《计算机应用基础》课程教学必须结合不同院校的不同特征，课程教学要努力贴近学生专业，教学案例的设计要综合考虑学生专业特点，由于《计算机应用基础》课程的实践性很强，采用任务驱动一体化教学模式，能够取得良好的教学效果。
3 “一体化”教学模式在《计算机应用基础》课程中的应用案例
3.1 明确课程总体教学目标
根据高职院校“以就业为导向”的教育目标，以及专业技术人才的培养方式，高职院校培养学生的最终目的是使学生深入到社会工作的一线，参与技术生产、销售管理、营销服务等工作。因此，高职院校毕业的学生必须具备良好的职业素养，不但要有扎实的理论知识，更要有较强的实践操作能力。针对高职院校学生的岗位发展方向，本文进行了深入调研，得出了不同职业岗位对高职学生的计算机能力要求，主要包括以下几个方面：一是具有计算机软硬件安装、维护和维修的操作能力；二是具备各种计算机操作系统的安装、设置和使用能力；三是具备利用文字处理软件编辑、美化和排版各种文档的能力；四是具备利用数据处理软件进行数据计算、加工和统计的能力；五是具备利用计算机进行幻灯片制作、宣传海报制作的能力；六是具备从网络资源中获取有效信息的能力；七是具备组建企业网站、制作企业宣传网页的能力。本文以此作为高职院校《计算机应用基础》课程目标，进一步提出了任务驱动一体化教学模式的构建方案。
3.2 任务驱动，实现一体化教学
为了切实提高高职院校学生综合运用计算机的实际操作水平，完成工作中企业上级领导安排布置的任务，本文利用企业虚拟办公环境，以锻炼学生实践操作为目标，设计了具有趣味性、实用性和典型性的《计算机应用基础》课程中的word排版驱动任务，最终形成了3个典型工作任务和2个综合工作任务，综合工作任务是典型工作任务的知识点整合，以此实施的“任务驱动一体化”教学模式可以充分调动学生主动学习的积极性，培养学生综合运用知识的能力，使学生实践操作水平得到了有效提高，切身体验了计算机应用知识在将来走向工作岗位中的实际应用，采用“任务驱动一体化”教学模式的学习情境、工作任务和能力目标如表1所示：
在“任务驱动一体化”教学模式的实施过程中，要充分考虑高职学生的个人认知能力和特征，真正突出学生的主体地位，始终坚持采用“任务驱动、情景引导、学训一体”的模式组织开展教学活动。首先，教师向学生提出工作任务，明确完成任务达到的最终目标，然后，结合相应的情景案例引导开展教学活动，再由学生完成任务和提交成果，最后，由教师对学生完成任务的情况进行评价总结。在开展“任务驱动一体化”教学活动过程中，教师要明确个人的引导地位，将理论知识的传授转变为能力训练活动，以工作锻炼促进学习，实现工学一体化的教育教学目标。
4 结论
综上所述，“任务驱动一体化”教学模式有利于高职院校《计算机应用基础》课程的有效实施，帮助学生提高计算机知识综合运用和实践操作的能力，使学生由传统的被动接受学习方式转变为积极参与的师生互动模式，在模拟工作情景的教学活动中提高个人综合职业素养，形成正确认识工作岗位和工作内容的思想，提高个人竞岗就业的整体实力。
参考文献：
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无机化学在生活中的应用范文第6篇
关键词: 中学化学 生活中的化学 学习
化学是一门起源于实践又在实践中发展的自然科学,学好化学能提高我们的生活质量,人们衣食住行哪一方面都离不开化学,天上的、地上的、地下的、水里的,无论是有生命的还是没生命的,都与化学有关,可以说我们生活在化学世界里。所以学好了化学我们就能够知道该吃什么,该穿什么,该怎么在社会中生存,很好地生存,生活质量怎么才能能够提高。更重要的是,社会的发展使化学在各方面的应用越来越广泛,越来越重要。中学化学的学习对培养学生的科学精神、科学探索能力有着独到的作用,发明家爱迪生小时候喜欢做化学实验,这使他在伟大的一生中做出了许多的发明、创造;我国著名科学家钱学森在上中学时也很喜欢学习化学。但是不幸的是现在很多中学生不喜欢学化学,化学也学得不好。这与现在应试教育的教学方式有关,也与中学生学习化学的目的和方法有关,其实我们可以撇开越出越难、越讲越难的各种化学题目,本着学好化学对我们发展很重要的目的,让化学学习从生活中来到生活中去,简简单单学化学。
一、生活中的“食”与化学
古今中外人类的各种食品的化学成分无外乎是:糖类、油脂、蛋白质、水、无机盐、维生素等,它们是人类赖以生存的物质基础,人类在数量和质量上追求食品,经过了艰辛的努力,也取得了巨大的成就,农、林、牧、副、渔各业全面发展,在很大程度上依赖于化学科学的成就。化肥、农药、植物生长激素和除草剂等化学产品,不仅提高了产量,而且改进了耕作方法。高效、低毒、低污染的新农药的研制,长效、复合化肥的生产,农副业产品的综合利用和合理贮运,也都离不开应用化学知识。对这些知识我们只要发生了兴趣就能在学到相关知识时投入进去,对糖类、油脂、蛋白质、水、无机盐、维生素等物质的组成、结构、性质、用途的掌握就迎刃而解了。实际上有关食品的知识,中学教材上也很注意联系生活,比如介绍绿色食品、食品添加剂、防腐剂、甜味剂、香料、调味剂、色素等,自来水净化、水资源的保护、饮料酒类等,这些知识可以涵盖氯化物、碳酸盐、碘盐、亚硝酸盐、硫酸盐、乙烯、醋酸、乙醇、乙酸乙酯、乙醛、葡萄糖、蔗糖、淀粉、纤维素、蛋白质、维生素等具体化学物质的知识,在这些知识里自然地可以渗透有关离子反应、氧化还原反应、电离、电解、取代反应、加成反
应、水解反应、高分子化合物等理论知识。
二、生活中的“衣”与化学
古人用树叶、兽皮遮体使人区别于一般动物,也使人们有了美感和羞耻感。人类文明日益进步,今天人们对衣服的要求就更高了,材料和工艺越来越先进,对于自然材料而言无外乎化学物质中的纤维素、蛋白质,即棉麻是纤维素,毛皮丝是蛋白质。随着化学工业的发展,合成材料做衣物已经很普遍,为了更美观,色泽鲜艳的衣料需要经过化学处理和印染。对于我国这样一个人口众多的大国而言,新中国成立以来化学工业得到飞速发展,彻底改变了以往人们穿衣“新三年、旧三年,缝缝补补又三年”的窘迫现实,在我们本地,当年化学纤维面料没普及时还有一个择偶三大件的顺口溜:“的确良、毛哔叽,胡子邋遢都愿意。”这也反映了化学纤维的普及与发展对改善人们穿衣的巨大贡献。
三、生活中的“住”与化学
古人居住的山洞是大自然中碳酸钙与碳酸氢钙在水与二氧化碳的作用下相互转变形成的,到后来的砌屋而居,都离不开化学物质(碳酸钙、黏土、纤维素),现在人们居住的钢筋混凝土楼房也离不开化学,钢筋与钢铁的冶炼知识相关,水泥的制造也是中学化学教学内容,其他的材料如门窗、装潢材料的来源,也是化学学习的内容。值得注意的是,这些材料使用不当会给居住者带来巨大伤害,比如,近年来小儿白血病的患者明显增加,其中90%的小患者家中半年之内曾经装修过,这是由于他们家新房装修使用了较多的油漆、人造板、粘合剂等,这些物质都含甲醛、苯、甲苯、苯乙烯等化学物质,新装修的房子最好经过一段时间的开窗通风和专业检测无害后再入住。
四、生活中的“行”与化学
从小的方面说,人走路、骑自行车都离不开化学,制作鞋子与自行车的材料都是化学中学习的钢铁、纤维和橡胶。现在最方便的交通工具就是汽车了,汽车的全身材料包括行驶时使用的各种燃料都是中学化学课本中学习的,汽车在行驶过程中会排放大量尾气。汽车尾气对环境和人体健康有什么样的危害呢?一氧化碳是一种无色、无臭、无味、无刺激性的有毒气体。它随着空气经肺部进入血液循环,与血液中的血红蛋白结合,降低红细胞的携氧功能,引起缺氧,影响呼吸及心、脑功能。碳氢化合物对机体具有一定的刺激作用。氮氧化物的刺激作用较小,但易于侵入呼吸道深部细支气管和肺泡,长期吸入可使肺组织受到破坏;氮氧化物还能引起组织缺氧而造成全身组织损伤,氮氧化物是形成酸雨的有害物质。汽车的发展正面临着燃料日益枯竭和废气对环境造成巨大破坏双重危机,所以现在世界各国都倡导“低碳生活”,开发新能源和新能源汽车,太阳能汽车和氢能汽车将走进我们的生活。
五、生活中的“其它”与化学
现代社会已经进入了信息时代,信息的传递与使用与化学息息相关,手机、电脑、电视、卫星的制造与使用离不开各种金属材料、非金属材料、信息材料,如铁、镁、铜、铝、陶瓷、橡胶、塑料、玻璃、二氧化硅、硅、锗等。在倡导“低碳生活”的今天,减少化石燃料的利用就需要开发新能源,开发新能源保护环境的浪潮催生了大批新兴产业,这些产业无不需要化学知识做坚强后盾,新能源的开发要本着低污染、低排放、多循环的原则,符合绿色化学的要求,比如,现在发展前景巨大的核能、风能、太阳能的应用技术与设备都与化学的材料、电化学等知识有关。洗涤剂的开发与更新,更是生产、生活所必须的,当然也离不开化学。现代生物技术,遗传科学是以化学为基础的,人类要解决“十大环境问题”也必然依赖于化学,化学是人类认识自然改造自然必不可少的工具。
总之,化学与人类的过去、现在、将来都密不可分,无论是生产生活还是科学技术,都需要化学知识支持,我们学习化学时只要投入进去就能时刻和实际联系,不仅会对化学产生浓厚的兴趣而学好化学,而且会使生活技能和质量得到大幅度提高。化学知识在大的和小的方面都能给人类以帮助,让我们从生活中的简单化学知识开始,简简单单学化学,由浅入深,将化学科学发扬光大。
参考文献:
[1]闵恩泽,吴巍等编著.绿色化学与化工.化学工业出版社.
无机化学在生活中的应用范文第7篇
随着现代科学技术的发展，从培养学生的创新能力和实践能力，强化学生的素质教育出发，结合自身教学实践，从教学内容、教学方式和方法、实验教学以及提高学生兴趣等几个方面来探讨《无机化学》课程的改革实践。
关键词:
素质教育;无机化学教学改革;探索与实践
无机化学是普通高校化学、化工、轻工、材料、冶金、生物医药等相关专业开设的第一门专业基础课程，是学生进入高校学习的第一门化学专业课。无机化学与生命、材料、环境、能源等其它学科之间的相互交叉、相互渗透，形成了许多新兴的边缘学科如有机金属化合物化学、生物无机化学、无机固体化学、物理无机化学、无机高分子化学等，更为无机化学注入了新的活力，使它成为丰富多彩具有无限发展前途的学科。在这样的背景下无机化学的教学不仅要教有学生最基本的技能而且需要反映出无机化学学科的最新理论和成果。传统的无机化学教学模式是以教师为中心，通过教师的讲授、动作示范把知识传递给学生，这种模式的优点是有利于教师主导作用的发挥，便于教师组织、监控整个教学活动进程，有利于系统的传授。但是这种只重知识的传授，缺少教师和学生、学生和学生之间交流互动，忽略了对学习习惯和方法的培养，忽视知识在生产生活中的应用，使学生也感觉知识抽象、难以理解。因此，研究采用新的教学理念，挖掘开放性教学资源，让学生感觉化学有趣而且与生活生产联系紧密，激发学习热情，培养学生自主学习能力和创新意识，学会用化学思维解决实际遇到的问题，是当前无机化学教学改革的主要工作。
1重视收集和听取学生的意见
任何教学方法的改革不单纯是“方法”的改革，而首先是教学思想的转变，教学活动是“教”的活动和“学”的活动的有机统一，必须依靠师与生、教与学共同作用，协调配合去完成。学生是学习、认识和发展的主体，教学活动必须以调动学生的主动性、积极性为出发点，努力构建学生的学习主体地位。从学生中收集对无机化学教学内容、教学方法、教学进度、作业布置、考试方式和知识点等的意见和建议，适时地调整和改进无机化学课程的教学。
2创新教学体系，优化教学内容
教学内容的改革是无机化学教学改革的核心。教材在坚持科学性、先进性、系统性的前提下，应该做到内容精练，剔除那些陈旧过时的教学内容，注重基础，突出重点，分散难点，便于讲授，利于自学。例如:热力学的内容将会在物理化学中系统学习，因此只需要讲一下焓、熵、自由能的物理意义及简单计算、应用即可。而对于元素部分，内容繁杂但易懂，有些内容高中时期已经学过。教师在讲解的过程可以只讲授重点同时加以总结、归纳，便于学生理解记忆。同时，在教学过程中，既强调基础知识的重要性，强调知识的关联性，并将读国内外专业期刊、杂志、网站报道的最近相关研究成果和进展介绍给学生，使教学内容更加丰富，增加课堂教学信息量。例如:在讲解碳族元素时将碳纳米管和石墨烯等新材料的发展、应用及前景介绍给学生。
3教学方法和手段的改革
讲授方法的优化是关键，教师要以创新教育为核心，改变传统的教学理念，营造宽松和谐的学习环境，优化讲授方法，引导学生自主探究，促使学生不断创新。学生不再喜欢传统的教师讲、学生听的教学模式，这种教学模式容易造成学生上课不积极，反应迟钝，有压抑感。学生也希望教师突破传统教学模式，采用自主式教学，使其积极参与。优化讲授方法至关重要。
3．1教学氛围
教师要营造一个自由、开放、民主的教学氛围，充分利用课堂时间，和学生交流，拉近师生间的距离。在课堂讲授时，利用熟悉的生活信息情景为切入点(如“生活中的化学物质”、“物质的化学变化”、“化学与社会发展”)，立足从社会、人文、科学、技术多角度来探索化学课程资源。同时，根据不同专业的培养目标，进行分层次教学，因材施教，调动其学生的积极性，树立正确的学习观念从而达到事半功倍的效果。
3．2教学方法
在教学方法上，运用互动式、启发式教学方法，注重在教学中实践“以学生为主体，以教师为主导”的素质教育指导思想，采用板书加多媒体等多元化、全方位的教学手段，努力提高教学质量，培养学生的综合能力和创新意识。例如:在教学中，可以把有关章节交给学生自学，然后通过提问、讨论、写小结等手段来检验学生的学习效果，既调动了学生的积极性，又培养了学生的自学能力。同时，定期举行学习方法交流会，加强对学生学习方法的指导和思路的介绍，让学生尽快适应从中学的应试教育到大学素质教育的转变。
3．3教学模式
开辟无机化学网络教学模式，网络教学模式可以充分利用网络资源，创造开放式学习环境，丰富教学内容;同时加强教师与学生之间的学习交流，弥补课题时间的不足;提供教师之间、学校之间的教学经验交流和资源共享。例如:通过开设电子邮箱，将每章的学习要求、预习要求以及讨论课程的题目发给学生，同时学生在学习的过程中如有疑问，教师也可以通过电子邮箱进行答疑。
4教学评价的改革
教学评价体系要从侧重基本知识的考核转到侧重应用知识能力的考核上来，因此，采用兼容并重的考核体系，多种考核评价方式并举，多角度来考察学生，避免机械地背诵书本知识应付考试，注重学习效果和过程，提高学生学生知识、素质和能力，为其它专业课的学习打下良好基础知识。我院在实际教学中经过多年的修改和完善，成绩由原来单一的闭卷考发展为3部分组成的多元化考核体系:出勤及课堂表现10%;习题作业20%;期中期末考试70%。
5实验教学的改革
通过实验教学，加深对无机化学基础理论的理解，掌握实验基本操作技能、技巧和初步进行科学实验的能力，养成严谨、认真和实事求是的科学态度，提高观察、分析和解决问题的能力及学生的综合素质。实验教学中，精选实验内容，取消陈旧实验，加强综合性实验，选择那些能体现化学学科的科学方法、基础理论和操作技能的实验;在实验教学中注重紧密联系实际，适当增加一些难度适中，有一定趣味性和应用性的实验，增强学生的专业兴趣;实验中增加学生自主创新，鼓励学生参与在研项目，强化素质教育，培养创新型人才;开展课外实验研究，通过查找资料，拓展学生的知识面，在实验研究中让学生自己去寻找和发现、解决问题;加强计算机在实验中的应用，使学生能够获得实验数据的处理的方法及相关知识。无机化学教学改革的目的是为了提高教学质量，变“强制性”教学活动为“主动性参与”教学活动，强化以创新精神、创造能力、实践能力和高尚人格为核心的素质教育观念，为国家和社会培养大量符合社会需要的高水平的创新型人才。
作者：韩冰 张捷 张静涛 刘炳坤 单位：郑州轻工业学院材料与化学工程学院
参考文献:
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无机化学在生活中的应用范文第8篇
关键词：活性炭 再生 水处理
活性炭是一种无毒无味, 具有发达细孔结构和巨大比表面积的优良吸附剂。20 世纪60 年代初, 欧美各国开始大量使用活性炭吸附法处理城市饮用水和工业废水。目前, 活性炭吸附法已成为城市污水、
工业废水深度处理和污染水源净化的一种有效手段。我国于20 世纪60 年代已将活性炭用于二硫化碳废水处理, 自20 世纪70 年代初以来, 采用粒状活性炭处理工业废水, 不论是在技术上, 还是在应用范围和处理规模上都发展很快, 如在炼油废水、炸药废水、印染废水、化工废水和电镀废水处理等方面都已有了较大规模的应用, 并取得了满意的效果。
随着活性炭的应用范围日趋广泛, 活性炭的回收开始得到了人们的重视。如果用过的活性炭无法回收, 除了每吨废水的处理费用将会增加0. 83～0.90元外[1] , 还会对环境造成二次污染。因此, 活性炭的再生具有格外重要的意义。
1 传统活性炭再生方法
1.1 热再生法
热再生法是目前应用最多, 工业上最成熟的活性炭再生方法[2, 3]。处理有机废水后的活性炭在再生过程中, 根据加热到不同温度时有机物的变化, 一般分为干燥、高温炭化及活化三个阶段。在干燥阶段,主要去除活性炭上的可挥发成分。高温炭化阶段是使活性炭上吸附的一部分有机物沸腾、汽化脱附, 一部分有机物发生分解反应, 生成小分子烃脱附出来,残余成分留在活性炭孔隙内成为“固定炭”。在这一阶段, 温度将达到800～900 °C, 为避免活性炭的氧化, 一般在抽真空或惰性气氛下进行。接下来的活化阶段中, 往反应釜内通入CO2、CO、H2或水蒸气等气体, 以清理活性炭微孔, 使其恢复吸附性能, 活化阶段是整个再生工艺的关键。热再生法虽然有再生效率高、应用范围广的特点, 但在再生过程中, 须外加能源加热, 投资及运行费用较高。 生物再生法是利用经驯化过的细菌, 解析活性炭上吸附的有机物, 并进一步消化分解成H2O 和CO2的过程[1, 2]。生物再生法与污水处理中的生物法相类似, 也有好氧法与厌氧法之分。由于活性炭本身的孔径很小, 有的只有几纳米, 微生物不能进入这样的孔隙, 通常认为在再生过程中会发生细胞自溶现象, 即细胞酶流至胞外, 而活性炭对酶有吸附作用,因此在炭表面形成酶促中心, 从而促进污染物分解,达到再生的目的。
生物法简单易行, 投资和运行费用较低, 但所需时间较长, 受水质和温度的影响很大。微生物处理污染物的针对性很强, 需就特定物质专门驯化。且在降解过程中一般不能将所有的有机物彻底分解成CO2和H2O , 其中间产物仍残留在活性炭上, 积累在微孔中, 多次循环后再生效率会明显降低。因而限制了生物再生法的工业化应用。
1.3 湿式氧化再生法
在高温高压的条件下, 用氧气或空气作为氧化剂, 将处于液相状态下活性炭上吸附的有机物氧化分解成小分子的一种处理方法, 称为湿式氧化再生法[ 4 ]。再生条件一般为200～ 250 °C, 3～ 7M Pa, 再生时间大多在60m in 以内。湿式氧化再生法处理对象广泛, 反应时间短, 再生效率稳定, 再生开始后无需另外加热。但对于某些难降解有机物, 可能会产生毒性更大的中间产物。 传统的活性炭再生技术除了各自的弊端外, 通常还有三点共同的缺陷: (1) 再生过程中活性炭损失往往较大; (2) 再生后活性炭吸附能力会有明显下降; (3) 再生时产生的尾气会造成空气的二次污染。因此, 人们或对传统的再生技术进行改进, 或探索全新的再生技术。
2 目前新兴的活性炭再生技术
2.1 溶剂再生法
溶剂再生法是利用活性炭、溶剂与被吸附质三者之间的相平衡关系, 通过改变温度、溶剂的pH 值等条件, 打破吸附平衡, 将吸附质从活性炭上脱附下来。这种再生工艺一般通过以下三种途径来实现: 改变污染物的化学性质; 使用对污染物亲和力比活性炭更强的溶剂来萃取; 使用对活性炭亲和力比污染物更强的物质进行置换(一般仅用于以吸附质回收为目的的使用)。根据所用溶剂的不同可分为无机溶剂再生法和有机溶剂再生法。
无机溶剂再生法主要用无机酸(H2SO4、HCl等) 或碱(NaOH 等) 作为再生溶剂。厦门大学叶李艺等研究了苯酚和对氯苯酚水溶液在活性碳上的吸附平衡关系[ 5 ] , 溶液pH 值对活性炭吸附性能的影响,苯酚在固定床上的吸附和脱附动力学。同时采用间歇法和固定床连续法研究了吸附苯酚后的活性炭碱再生工艺过程, 以及多次再生对活性炭再生效率的影响, 探讨了碱性溶剂再生活性炭的初步规律。南京化工大学材料科学和工程学院张果金和周永璋等利用一种新型有机再生溶剂(ZL ) [ 6 ] , 对印染废水处理中的活性炭进行再生。该再生剂是一种无色透明复配有机溶剂, 经蒸馏后能反复使用, 对于一些有可回收的废热厂家具有较高的推广价值。
溶剂再生法比较适用于那些可逆吸附, 如对高浓度、低沸点有机废水的吸附。它的针对性较强, 往往一种溶剂只能脱附某些污染物, 而水处理过程中的污染物种类繁多, 变化不定, 因此一种特定溶剂的应用范围较窄。
2.2 电化学再生法
电化学再生法是一种正在研究的新型活性炭再生技术[ 7 ]。该方法将活性炭填充在两个主电极之间,在电解液中, 加以直流电场, 活性炭在电场作用下极化, 一端成阳极, 另一端呈阴极, 形成微电解槽, 在活性炭的阴极部位和阳极部位可分别发生还原反应和氧化反应, 吸附在活性炭上的污染物大部分因此而分解, 小部分因电泳力作用发生脱附。该方法操作方便且效率高、能耗低, 其处理对象所受局限性较小,若处理工艺完善, 可以避免二次污染。
厦门大学化学工程系张会平, 傅志鸿等通过研究pH 值对苯酚在活性炭上的吸附平衡的影响, 活性炭在不同电极上的电化学再生效率和循环再生对活性炭再生效率的影响。他们结合有关研究结果分析认为, 活性炭的电化学再生过程机理中包括电脱附,NaOH 碱再生,NaClO 化学氧化等过程。实验结果表明, 电化学再生活性炭具有较高的再生效率, 可达到90%。此外, 对工艺参数的研究表明, 再生位置是活性炭再生工艺中最重要的影响因素, 电解质NaCl 浓度是较重要的影响因素, 再生电流和再生时间对活性炭的电化学再生也有一定的影响。
2.3 超临界流体再生法 2.4 超声波再生法
由于活性炭热再生需要将全部活性炭、被吸附物质及大量的水份都加热到较高的温度, 有时甚至达到汽化温度, 因此能量消耗很大, 且工艺设备复杂。其实, 如在活性炭的吸附表面上施加能量, 使被吸附物质得到足以脱离吸附表面, 重新回到溶液中去的能量, 就可以达到再生活性炭的目的。超声波再生就是针对这一点而提出的。超声再生的最大特点是只在局部施加能量, 而不需将大量的水溶液和活性炭加热, 因而施加的能量很小[ 10 ]。 2.5 微波辐照再生法
微波辐照再生法是在热再生法基础上发展起来的活性炭再生技术。其原理是以电为能源, 利用微波辐照加热实现再生[ 11 ]。东南大学傅大放等以新炭碘值变化为评价标准, 研究吸附了十二烷基苯磺酸钠的活性炭微波再生条件。通过正交试验, 探讨了活性炭再生效率与微波功率、微波辐照时间、活性炭的吸附量等因素的关系。试验中的最佳再生效率出现在功率为H I(W ) , 辐照时间约为80 s 时。比较极差S可知, 对再生后活性炭碘值恢复影响最大的是微波功率, 其次是辐照时间, 最后是活性炭的吸附量。微波辐照法再生活性炭的时间短。能耗低、设备构造简单, 具有较好的应用前景。然而, 在微波加热使有机物脱附过程中, 是否有其它的中间产物产生等问题还有待于进一步研究。
2.6 催化湿式氧化法
传统湿式氧化法再生效率不高, 能耗较大。再生温度是影响再生效率的主要原因, 但提高再生温度会增加活性炭的表面氧化, 从而降低再生效率。因此, 人们考虑借助高效催化剂, 采用催化湿式氧化法再生活性炭。同济大学水环境控制与资源化研究国家重点实验室的科研人员正在开展此方面的研究。随着可持续发展观念的深入人心, 活性炭再生工艺与技术日益得到人们的重视。一些传统的活性炭再生技术与工艺在近几年有了新的改进与突破。同时新再生技术也在不断涌现。虽然这些新兴技术在工艺路线上还不成熟, 目前尚无法投入工业使用。但它们的出现为活性炭的再生带来了新思路与新探讨。
[2] N ew conbe G, D rikasM. W at. Res. 1993, 27 (1) :1612165.