時間：2022-05-02 15:20:15
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇工業催化論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
論文摘要：本文主要從統計學的角度著手，進而根據反應類型，對氣相氧化催化劑的制備和組成的不同進行論述。
氧化催化劑的制備方法，概括地說與一般固體催化劑制備方法沒有什么差異。從一些專利看到的工業催化劑的制備方法，其制備上藝相當復雜，看起來，各種催化劑的制備方法極為雜亂，這是由于想要研制一個對某一反應最為有利的催化劑而引起的。但其中還有很多通用部分。看起來制備方法繁多，可是在類似前反應中，用類似的制備方法多數是有效的。然而也有未必完全如此。有一些實際情況可證明這一看法，較好的例子如：丙烯氧化制取丙烯醛所用的催化劑，其組成和方法基本上與異丁烯氧化制取甲基丙烯醛所用的催化劑通用，然而，用于丙烯醛氧化制取丙烯酸的催化劑，其組成和制備方法卻不能與甲基丙烯醛氧化制取甲基丙烯一樣，反之對甲基丙烯醛氧化有效的催化劑(甲基丙烯酸效率高)，將它的組成和制備方法用丁丙烯醛的氧化，沒有顯示出什么好的結果。如果查明原因，或許是本應如此。
前多數情況是，催化劑的開發優先于研究催化劑的作用機理，所以目前是類似的反應采用類似的催化劑制備方法，而不同反應則采取不同的制備方法，從這兩種觀點來進行研究。
首先是氧化催化劑要采用什么元素，除了銀以及鉑外，這些元素部是以氧化態使用的，基本上不單獨使用，而是多與其他元素組配成二元或二元以上組分使用。氧化物中除了堿金屬明顯地不能作為催化劑之外，有20多種元素大體上都能制成這種氣氧化反應催化劑。應該省略出現頻率比較少鋅等這幾種元素，到目前為止在這種氧化反應中未起重要作用。但不能說將來也不起作用。出現頻率最高的是釩，其次是鉬、鎢、鐵、鈷，鎳。鎢與鉬同屬于ⅥB族，性質也相似，而鎢沒有象鉬那樣的升華性質，所以多以鎢代替鉬。作為能形成陽離子的金屬召得最多的是第Ⅷ族第四周期的元素。
氧化催化劑雖有不用擔體的，但多數是擔載在擔體上使用。三趨催化劑的擔體幾乎都可以使用。只是與氧起反應的物質，例如活性炭，只能用于非常特珠低溫下的氧化反應(據專塑對氧安定的石墨的例子)。使用的擔體主要有：硅膠、粘上、鋁礬上、氟鎂石、石棉、鋼鋁石，碳化硅、浮石、氧化秈寺等。擔體在工業上很重要，例如將氟鎂石擔體改為使用熔鈦時，其他條件不變。
催化劑制備方法的要點，在于將適用于該反應的元素組合和硅定擔體，以及把元素和擔體制成實用的催化刑。文獻只簡單地提到怎樣在擔體上擔載金屬，如何成形為合適出顆粒，在空氣中于500℃焙燒等。而實際上要求在高溫下不刊層，還要具有相當的機械強度，不粉碎，而且作為催化劑，為了能最大限度地發揮其性能，要根據所用元素、擔體及反應條件多方面考慮。還有在空氣中加500℃焙燒時，催化劑性能還不能到焙燒爐的形式、通入空氣的速度、從常溫升到500℃的升溫方式、在500℃的處理時間等所影響。這些方面難以統一論述，只能對各個催化劑分別討論。
以氧化釩為主體的氧化催化劑到目前為止基本上仍然有效地使用于所有的氧化反應，可以說是個萬能催化劑。近來在烯烴氧化、氧化脫氫和氨氧化方面雖不常用，但在二氧化硫之類的無機化合物前氧化以及烷烴、芳香烴、醇、醛等的氧化反應中廣為使用，而且最有成效。現將使用氧化釩系的有代表性的反應飛所用的助催化劑、擔體，活化方法等匯總在一起二氧化硫，萘、鄰二甲苯以及丁烯的氧化時雪用氧化釩作主在組分，而不用氧化鉬，其它組分只不過用作助催化劑而已。芳烴化合物的氨氧化反應也大體如此。笨氧化時，氧化鉬是作為準主催化劑與氧化釩共用的，而在一醛氧化時，鉬與釩的比例倒過來，此時氧化釩量只相當于氧化鉬。擔體使用一般的惰性物質，但也有不用擔體的由熔融法制得出氧化釩催化劑。一般在氧化反應中，細孔多的表面積大的催化活性高，伹選擇性低。與此相反，活性低的卻選擇性，所以應當選擇具有對該反應孔分布適宜擔體，不用擔體的熔融催化劑表面積最小，只有0.5米2左右。制備方法大致相同，將偏釩酸銨或五氧化二釩溶于水，或是加熱熔，浸漬在擔體上。
當以偏釩酸銨為原料時，可將它直接溶干水，將制成的水溶液加到擔體中。當以五氧化二釩原料時，制成熔融的無擔體催化劑，或是溶附在擔體上。還有在硫酸中用二氧化硫氣體作成硫酸氧釩的溶液，與擔體和助催化劑相混合的方法。用這種方法制成催化劑最后一道工序是進行活化。就氧化釩催化劑的活性和選擇性而言，與下面將要討論的氧化鉬催化劑相比，因活化時的空氣量、有無還原性物質、升溫速度、焙燒時間等條件的影響，而導致非常大的變化，此時不僅對孔分布和表面積起決定作用，而且與附近有這么多出氧化狀態要保侍相對應的結晶形態有關。氧化釩催化劑可分為如下三種：
1、主催化劑只是氧化釩，不含氧化鉬的催化劑。
2、含氧化鉬，但其含量較氧化釩少的催化劑。
3、含氧化鉬多于氧化釩的催化劉。-
氧化硫氧化用的氧化釩催化劑，為了使它具有充分穩定的活性，必須進行預處理，要在高溫下經過幾小時，或在低溫下經過幾小時處理。而且，在有機化合物氧化時，強化劑用還原性氣體在高溫下預處理也有活化效果。
參考文獻
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[4] 謝先宇.金屬卟啉氧還原催化劑的制備、表征及電化學特性研究[D]. 中國優秀博碩士學位論文全文數據庫 (博士)，2007，(06)
英文名稱：Chemical Reaction Engineering and Technology
主管單位：中石化集團公司
主辦單位：聯合化學反應工程研究所;中石化上海石油化工研究院
出版周期：雙月刊
出版地址：浙江省杭州市
語
種：中文
開
本：16開
國際刊號：1001-7631
國內刊號：33-1087/TQ
郵發代號：
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1985
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
中文核心期刊(1992)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
英文名稱：Journal of Molecular Catalysis
主管單位：中國科學院
主辦單位：中國科學院蘭州化學物理研究所
出版周期：雙月刊
出版地址：甘肅省蘭州市
語
種：中文
開
本：大16開
國際刊號：1001-3555
國內刊號：62-1039/O6
郵發代號：54-69
發行范圍：國內外統一發行
創刊時間：1987
期刊收錄：
CA 化學文摘(美)(2009)
CBST 科學技術文獻速報(日)(2009)
Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
中文核心期刊(2004)
中文核心期刊(2000)
中文核心期刊(1996)
期刊榮譽：
Caj-cd規范獲獎期刊
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【關鍵詞】甲醛 危害 廢水 處理技術
一、甲醛性質、來源及危害
甲醛易溶于水，常溫常壓下易揮發，且隨溫度升高揮發速度越快。甲醛易氧化、聚合，其濃溶液在常溫下長期放置會聚合成環狀聚合物，在催化劑作用下，高純度甲醛可聚合成多聚甲醛。
甲醛是化工行業最常用的原料，如苯酚與甲醛縮合生產酚醛樹脂過程中產生的酚醛廢水，除含有大量醇類、酸類等有毒物質外，還含有濃度高達幾萬的酚和醛。制藥行業甲醛是生產醫藥原料中間體和成品藥的重要原料之一。紡織行業紡織品在生產加工過程中使用含甲醛的羥甲基化合物作為整理劑，為改善織物的折皺性，使用含甲醛的陽離子樹脂以提高染色牢度。粘合劑行業由于其具有較強的粘合性、能加強板材的硬度及防蟲、防腐的功能，所以用來合成多種粘合劑。粘合劑的生產大多涉及樹脂合成，如酚醛樹脂、氨基樹脂等。
廢水中的甲醛常溫下極易揮發的無色、刺激性、有毒的物質，能與微生物體內的蛋白質直接反應，使微生物細胞抑制其生物活性或導致死亡。其對人體的影響表現為：人體對甲醛最敏感的部位是嗅覺，甲醛的危害表現在對黏膜的刺激作用，鼻吸入后滯留在鼻腔組織，吸入時，鼻子容易出現嚴重的刺激和水腫、呼吸道阻力增高、呼吸頻率下降、眼刺激和頭痛。甲醛對皮膚的刺激作用很強，易誘發過敏反應。甲醛是一種基因毒性物的致畸、致癌作用，對人體免疫系統、神經系統及肝臟等產生危害。
二、甲醛廢水處理技術研究進展
國內外學者對甲醛廢水的處理研究較多。處理的方法主要按廢水中是否存在酚進行分類，含酚的一般采用縮合法、氧化法、混凝法等來處理；不含酚的主要采用氧化法、吹脫法、生物處理法、石灰法、縮合法等。
（一）氧化法
（1）Fenton法。試劑氧化法Fenton試劑氧化處理甲醛廢水，是當前國內外科研人員研究的熱點課題。簡磊研究了Fenton試劑處理含甲醛有機廢水的效果、影響因素及其適宜條件。吳超飛的試驗表明，在H2O2濃度0.25mol/L，Fe2+濃度3.0mol/L，溫度控制在85℃，反應時間大致為90min時，甲醛去除率可達到99.1%。隨著技術的發展，科研人員開發了電-Fenton和光-Fenton等工藝處理含甲醛的廢水。胡成生采用電-Fenton反應實驗裝置，控制反應時間90min，Fe2+濃度300mg/L，pH值
（2）光催化氧化法。光催化氧化法近年來也廣泛應用于含甲醛有機廢水的處理。王玉軍采用二氧化鈦作作為催化劑，高壓汞燈作為光源，對低濃度甲醛廢水采用光催化氧化處理試驗。趙蓮花研究得出pH4～5，0.6kW/m3氙燈光強下照射4h，催化劑WO3投加量0.4g/L，甲醛廢水去除率可達65.46%。蔡鐵軍等用多金屬氧化物與TiO2制成復合催化劑；楊瑞等用絲光沸石與TiO2做成混合催化劑；吳樹新等用超聲水解法制備納米TiO2催化劑來氧化甲醛。
（3）超聲波/H2O2法。李占雙等研究了超聲波與H2O2聯合法處理甲醛廢水的效果。當甲醛初始濃度為100mg/L時，使用超聲波處理或H2O2氧化含甲醛廢水時，效果不理想，處理60min后甲醛去除率分別為接近40%和50%，當兩種方法聯合使用60min后，甲醛的去除率達到了80%以上，說明聯合工藝表現出協同效應，促進降解率的提高。
（4）ClO2氧化法。很多學者用二氧化氯處理工業廢水，岳欽艷研究了二氧化氯氧化甲醛廢水過程的時間、pH值等因素。當廢水中甲醛濃度為8125mg/L時，反應30min后，反應達到穩定期，甲醛去除率為80%左右。
（二）吹脫法
利用甲醛沸點低、易溶于水、易揮發的物理特性，采用蒸汽對廢水中的甲醛進行吹脫預處理，極大地降低了后續生化處理的工作量，可改善處理效果。張蕾等對配置甲醛濃度為7400mg/L的甲醛廢水進行了蒸汽加熱吹脫處理研究，蒸汽加熱吹脫甲醛去除率可達96%。閆百興將甲醛廢水霧化處理，噴灑在剛從鍋爐出來的爐渣上，甲醛遇高溫和氧氣后，立即分解為二氧化碳和水，接著通過集氣罩和排氣筒排入大氣，多余的甲醛被多孔爐渣吸附，此法處理甲醛濃度為25000mg/L的廢水，去除率可達96%以上。
（三）尿素縮合法
在酸性環境條件下，甲醛與尿素反應會生成甲基脲沉淀。趙瑞華等向100mLCODCr濃度為29143mg/L的甲醛模擬廢水中加入尿素，pH值調整為2，出水的CODCr值為5400mg/L，CODCr去除率達到81.47%。
（四）生物法
生物處理法目前普遍應用于有機廢水處理。利用微生物代謝作用，對廢水中含有的有機污染物做轉移、轉化和凈化處理，使其轉變為無毒無害的穩定物質，從而達到凈化廢水的目的。該方法運行成本低、處理能力大、適用范圍廣和無二次污染等優點。王志海探討了活性污泥法對甲醛模擬廢水的處理效果，其結果表明，該法對甲醛模擬廢水處理效果較好，甲醛去除率達到99.9%。楊寒稀對工業甲醛廢水在SBR中的生物降解性作了研究，研究表明，采用低負荷法啟動厭氧SBR，對甲醛的去除率在97%以上。
三、結語
論文主要對甲醛廢水處理技術研究進展進行了研究，通過分析多種處理技術的發展及研究狀況，各分析了其主要特點以及各種的優勢，對工程技術人員選擇合適的處理方法提供了參考依據。
參考文獻：
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4-APR螯合樹脂的合成及在鈀回收中的應用
畢業論文(設計)研究的意義：
貴金屬有“現代工業的維他命”之稱。由于鈀具有獨特的物理、化學性質,可用做催化劑、儀表材料、感光材料等, 廣泛應用于電子電器、航空航天、石油化工、通訊、計算機、汽車等現代科技和工業領域之中, 有極其重要的和不可替代的作用。全世界7 0 % 的鈀礦分布在俄羅斯，中國鈀礦產資源嚴重不足，因而從鈀的二次資源中回收利用鈀就顯得十分重要。
目前，鈀的分離富集方法主要有火法冶金法 、濕法冶金法、溶劑萃取法、生物提取法、離子浮選法、吸附法和共沉淀法等。火法冶金法能耗大;濕法冶金法污染大，強酸對設備腐蝕嚴重;溶劑萃取法生產量小，成本大，萃取后后續處理麻煩，沉淀法工藝復雜，費時費力，不適合工業化。近年來最高效的鈀回收方法是吸附法，包括螯合樹脂吸附法、離子交換樹脂吸附法等，樹脂分離法具有能耗少，工藝簡單，操作方便，樹脂能重復利用，且環境污染小等優點。
螯合樹脂是一類由母體(高分子聚合物)和螯合功能基以化學鍵等形式相結合而成的功能高分子。與離子交換樹脂相比，螯合樹脂由于高分子效應，具有許多新的優點，螯合樹脂與金屬離子相結合的能力更強，選擇性也更高。
目前，已有一些采用螯合樹脂分離富集鈀(Ⅱ)的研究報道，但是吸附容量都較低。本文期望合成一種新型螯合樹脂，用于分離富集鈀(Ⅱ)，并且對鈀(Ⅱ)有較高的吸附容量。
畢業論文(設計)的提綱：
a：4-APR螯合樹脂的制備
探討溶劑、反應摩爾比、溫度、時間等因素對樹脂合成的影響
b：4-APR螯合樹脂對鈀離子吸附行為的研究
(1) 標準曲線的繪制
(2) 溶液pH值對樹脂吸附鈀離子的影響
(3) 樹脂對鈀的吸附速率和吸附平衡的測定
(4) 溫度對樹脂吸附鈀的影響
(5) 樹脂對鈀的吸附等溫線的測定
(6) 樹脂對鈀的動態吸附行為
關鍵詞:化學需氧量;環境監測;綜述
化學需氧量(COD)是評價水體污染的重要指標之一。COD測定的主要方法有高錳酸鹽指數法(GB11892-89)和重鉻酸鉀氧化法(GTB11914-89)。高錳酸鹽指數法適用于飲用水、水源水和地面水的測定。重鉻酸鉀氧化法(CODCr)適用于工業廢水、生活污水的測定,但此法要消耗昂貴的硫酸銀和毒性大的硫酸汞,造成嚴重的二次污染,且加熱消解時間長、耗能大,缺點十分明顯,已不適應我國環境保護發展的需求。為此,人們從不同方面進行了改進。
1標準法的改進
1.1消解方法的改進
為縮短傳統的回流消解時間,早期進行的工作包括密封消解法、快速開管消解法、替代催化劑的選擇等;近期的工作主要包括采用微波消解法、聲化學消解法、光催化氧化法等新技術。
1.1.1替代催化劑的研究重鉻酸鉀法所用的催化劑Ag2SO4價格昂貴,分析成本高。因此,畢業論文研究Ag2SO4的替代物,以求降低分析費用有一定的實用性。如以MnSO4代替Ag2SO4是可行的,但回流時間仍較長。Ce(SO4)2與過渡金屬混合顯示出很好的協同催化效應,如以MnSO4-Ce(SO4)2復合催化劑代替Ag2SO4[1],測定廢水COD,不但可降低測定費用,還可降低溶液酸度和縮短分析時間,與重鉻酸鉀法無顯著差異。
1.1.2微波消解法如微波消解無汞鹽光度法測定COD;微波消解光度法快速測定COD;無需使用HgSO4和Ag2SO4測定COD的微波消解法;氧化鉺作催化劑微波消解測定生活污水COD等。Ramon[2]等采用聚焦微波加熱常壓下快速消解測定COD。
與標準回流法相比,微波消解時間從2h縮短到約10min,且消解時無需回流冷卻用水,耗電少,試劑用量大大降低,一次可完成12個樣品的消解,減輕了銀鹽、汞鹽、鉻鹽造成的二次污染[3]。專著[4]對此作了較全面的總結。
1.1.3聲化學消解法盡管微波消解時間短,但消解完后要等消解罐冷卻至室溫仍需一定時間。而超聲波消解方便,設備簡單,且不受污染物種類及濃度的限制,近年來已有一些應用研究[5]。鐘愛國[6]使用自制的聲化學反應器對不同水樣進行了聲化學消解試驗,提高了分析效率,減少了化學試劑用量,COD測定范圍150mg·L-1～2000mg·L-1,標準偏差≤615%,加標回收率96%～120%。超聲波消解時,超聲波輻射頻率和聲強是兩個重要的影響因素。試驗表明,超聲波輻射標準水樣30min時,低頻(20kHz)、適當高的聲強(80W·cm-2)有利于水樣的完全消化。
1.1.4光催化氧化法紫外光氧化快速、高效,在常溫常壓下進行,不產生二次污染,因此對水和廢水分析的優勢特別突出。近幾年來,半導體納米材料作為催化劑消除水中有機污染物的方法已引起了人們的廣泛關注。當用能量等于或大于半導體禁帶寬度(312eV)的光照射半導體時,可使半導體表面吸附的羥基或水氧化生成強氧化能力的羥基自由基(·OH),從而使水中的有機污染物氧化分解。艾仕云等[7]提出納米ZnO和KMnO4協同氧化體系,并據此建立了測定COD的方法,所得結果的可靠性和重現性與標準法相當。他們還使用K2Cr2O7氧化劑、納米TiO2光催化劑測定COD[8]。通過光催化還原K2Cr2O7生成的Cr3+濃度變化,可以獲得樣品的COD值。但反應仍需恒溫攪拌,反應液需離心過濾。操作煩瑣,且不能在線快速分析。
1.2測定方法的改進
1.2.1分光光度法分光光度法測定COD是在強酸性溶液中過量重鉻酸鉀氧化水中還原性物質,Cr6+還原為Cr3+,英語論文利用分光光度計測定Cr6+或Cr3+來實現COD值測定。Inaga等以Ce(SO4)2作氧化劑,加熱反應后測定吸光度,計算出COD值。Konno使用自制的比色計與PC機相聯測定COD,所得結果與標準法基本一致。光度法測得COD值快速、準確、成本低等。目前,國內外不少COD快速測定儀均是基于光度法原理。如美國HACH公司制造的COD測定儀是美國國家環保局認可的COD測量方法。
1.2.2電化學分析法
(1)庫侖法庫侖法是我國測定COD的推薦方法,該法利用電解產業的亞鐵離子作庫侖滴定劑進行庫侖滴定,根據消耗的電量求得剩余K2Cr2O7量,從而計算出COD。廣州怡文科技有限公司和中國環境監測總站研制的EST22001COD在線自動監測儀,采用庫侖滴定原理,測量范圍5mg/L～1000mg/L;測量時間30min～60min,測量誤差≤±5%FS;重復誤差≤±3%FS,與手動分析具有很好的相關性。
(2)電解法此法既不外加氧化劑,也不加熱消解水樣,而是利用電化學原理直接測量水中有機物的含量,是COD測定方法的突破。方法原理基于特殊電極電解產生的羥基自由基(·OH)具有很強的氧化能力,可同步迅速氧化水中有機物,較難氧化的物質(如煙酸、吡啶等)也均能被·OH氧化。羥基自由基被消耗的同時,工作電極上電流將產生變化。當工作電極電位恒定時,電流的變化與水中有機物的含量成正比關系,通過計算電流變化便可測量出COD值。作者在這方面作了一些探索工作,取得了初步的結果[9,10]。由于水樣不需消解,極大縮短了分析流程,還克服了傳統方法中“二次污染”的問題。目前,這類儀器代表產品是德國LAR公司的Elox100A型COD在線自動監測儀h[11]。儀器測量范圍從1mg/L～10000mg/L,最大可到100000mg/L,測量周期2min～6min。此儀器在歐美各國已得到較廣泛的應用,在我國也獲得國家質量監督檢疫總局計量器具型式批準證書。
(3)其他電化學分析法Dugin[12]提出以Ce(SO4)2為氧化劑,利用pH電極和氧化還原電極直接測定電勢從而測定COD值的方法。Belius2tiu[13]以兩種不同的玻璃電極組成電池,通過直接測定電池電動勢,對水樣中COD值進行測定。趙亞乾[14]以一定比例的反應溶液回流10min后,冷卻稀釋,用示波器指示終點進行示波電位滴定測定COD。
Westbroek等[15]提出Pt-Pt/PbO2旋轉環形圓盤電極多脈沖電流分析法,通過電化學方法產生強氧化劑,碩士論文有機污染物在圓盤電極表面直接氧化或與產生的氧化物質反應而間接被轉化。伏安計時電流法和多脈沖計時電流法測COD,可在幾秒中獲得結果,而且可以在線監測。形成的強氧化媒介可使工作電極表面保持清潔。但方法檢測限較高,不適合地表水或輕度污染水的測定。但德忠等[16]提出混合酸消解和單掃描極譜法快速測COD的方法。該法基于用單掃描極譜法測定混合酸(H3PO4-H2SO4)消解體系中過量的Cr6+,從而間接測定COD。混合酸消解回流時間只需15min。Venkata等[17]使用示差脈沖陽極溶出伏安法(DPASV)進行電化學配位滴定確定有機金屬絡合物的絡合能力,從而測定COD。
.2.3化學發光法根據重鉻酸鉀消解廢水后其最終還原產物Cr3+濃度與COD值成正比關系,以及在堿性條件下,Luminol-H2O2-Cr3+體系產生很強的化學發光的原理,文獻[18,19]提出一種用光電二極管做檢測器測定水體化學需氧量的新方法。
1.2.4紫外吸收光譜法紫外吸收光譜法是通過測量水樣中有機物的紫外吸收光譜(一般用254nm波長),直接測定COD。已有工作表明,不少有機物在紫外光譜區有很強的吸收,在一定的條件下有機物的吸光度與COD有相關性,利用這種相關性可直接測定COD。這種方法不像COD、總有機碳(TOC)方法那樣明確,但在特定水體中有極高的相關性,也能真實反映有機物含量。基于紫外吸收原理測定COD的儀器已有生產。這類方法均不需添加任何試劑、無二次污染、快速簡單,但前提條件是水質組成必須相對穩定。此方法在日本已是標準方法,但在歐美各國尚未推廣應用,在我國尚需開展相關的研究。
2自動在線分析技術
流動分析(FA)用于水樣COD的測定可將樣品消解和測定實現一體化,留學生論文使整個過程實現在線化、自動化。Korinaga[20]提出以Ce(SO4)2為氧化劑,采用空氣整段間隔連續流動分析法對環境水樣中的COD進行測定,采樣頻率達90次/h,但需特制的閥,且管長達18m。陳曉青等[21]提出測定COD的流動注射停流法,系統以微機控制蠕動泵的啟停,并記錄分光光度計檢測到的信號。由于停流技術的引入,解決了慢反應中樣品的過度分散問題。
Cuesta等[22]提出COD的微波消解火焰原子吸收光譜-流動注射分析法。用微波加熱消解樣品,未被樣品中有機物質還原的Cr6+保留在陰離子交換樹脂上,Cr6+經洗脫后用火焰原子吸收光譜法測定。這種方法在檢測中沒有基體效應的影響。
盡管流動注射分析的優勢突出,但仍免不了傳統加熱方式。為了提高在線消解效率,不得不加長反應管或采用停留技術,這又導致分析周期延長或低的采樣頻率。醫學論文微波在線消解效果雖好,但去除產生的氣泡使流路結構復雜化。但德忠等[23]將流動注射和紫外光氧化技術引入高錳酸鹽指數的測定中,建立了紫外光催化氧化分光光度法測定高錳酸鹽指數的流動分析體系,并對多種標準物質(葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、草酸鈉等)進行了研究,反應僅需約115min,回收率8310%～11110%,檢測限為016mg/L。用此方法成功測定了COD質控標準(QCSPEX-PEM-WP)和英格蘭普利茅斯Tamar河水樣品。
Yoon-Chang[24]將光催化劑二氧化鈦鋪助紫外光消解與流動分析技術聯用測定化學耗氧量,獲得了好的相關性。李保新等[25]把化學發光系統和流動分析法結合測定高錳酸鹽指數,有機物在室溫條件下發生化學氧化反應,KMnO4還原為Mn2+并吸附在強酸性陽離子交換樹脂微型柱上,同時過量的MnO-
4通過微型柱廢棄。吸附在微型
柱上的Mn2+被洗脫出來使用H2O2發光體系檢測。若換用職稱論文重鉻酸鐘氧化劑,在酸性條件下,重鉻酸鉀還原生成的Cr(Ⅲ)催化Luminol-H2O2體系產生強的化學發光可測定COD。該方法已用于地表水樣COD的測定。
基于流動技術,綜合電化學技術、現代傳感技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術、現代光機電技術研制的COD在線監測儀,一般包括進樣系統、反應系統、檢測系統、控制系統四部分。進樣系統由輸液泵、定量管、電磁閥、管路、接口等組成,完成對水樣的采集、輸送、試劑混合、廢液排除及反應室清洗等功能;反應系統主要有加熱單元或(和)反應室,完成水樣的消解和的反應;檢測系統包括單片機(或工控機)、時序控制和數據處理軟件、鍵盤和顯示屏等,完成在線全過程的控制、數據采集與處理、顯示、儲存及打印輸
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2008年，在國外留學多年、剛剛完成博士后研究工作的王政，抱著扎根西部的拳拳之心，毅然選擇進入寧夏大學能源化工重點實驗室工作。他常說：“生命是一種過程而不是一個目的，苦和甜來自外界，體味幸福則來自內心”。這里，沒有豪華氣派的高樓大廈，也沒有先進昂貴的儀器設備，強烈的故土情懷和無私的奉獻精神，讓他更加堅定地在這里為事業起航。
圍繞國家和寧夏區域經濟發展和產業需求，王政以煤基替代能源中的高效催化劑的制備為主要研究領域，在科研經費有限和實驗條件薄弱的困難條件下，白手起家，潛心鉆研；經過近5年的艱苦探索和務實苦干，他在科研平臺建設、人才培養、服務地方經濟等方面都取得了喜人的進展，實現了從分子篩催化劑的設計合成到催化劑催化性能表征的系統研究工作。
陋室雖小天地寬，舉步雖艱報心切
他常對研究生說：“我們的實驗室簡陋，但我們必須要有前沿的科研思想；我們在科研上才起步，就更要付出百倍的努力，跑起來，快跑起來。”自2008年起，王政帶領多孔功能材料課題組，開展了分子篩催化劑的深入研究，主持完成了5項國家及省部級科研項目，取得了一系列創新性的科研成果。
探索解決甲苯甲醇擇形烷基化反應中的“逆向效應”問題。在國家973研究前期研究專項經費的資助下，他針對以來源充分的煤基甲苯和甲醇，合成具有重要工業價值的對二甲苯技術作為主攻方向，利用晶體的外延附生原理，實現了在ZSM-5分子篩催化劑的外表面包裹生長一層致密的純硅分子篩外殼，在不影響沸石孔道結構和大小的情況下實現分子篩外表面擇形改性。 他所研制的核殼結構甲醇制對二甲苯分子篩催化劑表現出了優異的催化性能，在甲醇轉化率100%的條件下，甲苯的轉化率達到28.1%，對二甲苯的選擇性達到74.3%。這項研究成果已經成功申報1項發明專利，為發展甲苯甲醇烷基化反應催化劑提供了新的研究思路和實驗基礎，具有很好的前沿性和創新性，并獲得了同行專家的高度評價和學界關注。
制備高效甲醇制烯烴分子篩催化劑。MTO/MTP（Methanol to Olefin or Methanol to Propylene）是一條非石油路線制備低碳烯烴的工藝，具有重要意義。甲醇轉化為烯烴的研究，主要是在中孔沸石ZSM-5催化劑上進行的，但由于ZSM-5的酸性較強、孔道尺寸過大，反應中常伴有生成烯烴、烷基化、齊聚、芳構化、裂解、歧化等多步反應的發生。因此，針對國產甲醇制烯烴催化劑的發展需求，在寧夏科技攻關和寧夏自然科學基金項目經費的資助下，王政帶領團隊系統開展了高效甲醇制烯烴催化劑的研究，利用附生原理在ZSM-5分子篩外表面控制生長一層磷酸鋁分子篩，利用磷酸鋁系列分子篩較大的孔徑（約為0.7nm）和對大分子具有的裂化作用，既可以對ZSM-5的酸性和孔道進行調整，又可以利用表面層磷酸鋁分子篩的弱酸性來裂化產物中的C5+組分，實現了提高乙烯和丙烯的選擇性和收率。研制成功的甲醇制烯烴分子篩催化劑，在甲醇轉化率100%條件下，低碳烯烴選擇性達到83.5%，且產物中C2-C4烷烴以及C5+組分含量低于6%。這項研究成果獲得了寧夏科技進步三等獎，并申請了2項中國發明專利，展現出王政在催化劑結構設計與制備方面優秀的創新能力和學術水平。第15屆全國催化會議、第16屆全國分子篩會議分別請王政在現場做了介紹報告，贏得了業內專家的一致肯定。
制備無缺陷ZSM-5分子篩膜的合成方法。反應和分離是化學工業的兩大基本過程，將這兩個過程集成為一體是一項極具挑戰性的課題。將分子篩膜的催化和分離篩分功能相結合，制備分子篩催化膜反應器并研究其擇性催化性能，是當前分子篩膜材料研究的前沿和熱點，但是該方向的研究進展甚微，主要是由于ZSM-5分子篩膜固有的性質和合成技術上的不完善，導致合成出的分子篩膜總是存在裂縫、針孔和晶間孔隙等缺陷，使反應或分離混合物通過缺陷“短路”擴散至膜的滲透側，降低甚至完全消除了ZSM-5分子篩膜的催化分離能力。因此，發展完善制備無缺陷ZSM-5分子篩膜的合成方法，一直是分子篩膜研究領域的研究重點。在國家自然科學基金以及國家歸國留學人員科研啟動經費的資助下，王政帶領研究團隊通過對分子篩晶粒的表面改性，成功實現了利用LB組裝技術將納米分子篩晶粒在多種載體上的高密度有效組裝，并且通過二次生長合成了薄且致密取向的ZSM-5分子篩膜。這為無缺陷ZSM-5分子篩膜的合成提供了一種簡單且重復性高的新方法。目前，這一方法已申請中國發明專利2項，并在第17屆全國分子篩會議上作大會分會場口頭報告。
心作良田樹師表 德為至寶立典范
漫漫歲月，養育了王政教授心懷教育、報效故土的學者情懷。他經常早出晚歸，犧牲了家庭團聚的快樂，舍棄了朋友相聚的樂趣，研究室的燈光陪伴他醉心科研，三尺講臺成就了他傾心教育的人生境界。
在潛心做好科研工作的同時，王政非常注重自己教學能力的提升。他認為，教學和科研是學校騰飛的兩個翅膀，缺一不可。如果沒有好的教學環境和教師隊伍，學校就不可能培養出高素質的優秀人才。同樣，如果沒有好的科研環境和高素質的科研團隊，學校也同樣不可能有長足的發展。百年大計，教育為本，雖然地處西部，但在教學方面一定不能“邊緣”。因此，王政教授在平時的工作中非常注重將教學、科研和個人學習相結合。為了能夠更好地提高治學水平，他經常運用現代信息技術，搜集國內外最新的科研成果、發展動態加強教學內容更新，改變課本理論性強實踐性弱的特點，使學生學到課本理論的同時又領略到基礎科學理論的強大作用。
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納米材料的小尺寸效應使得通常在高溫下才能燒結的材料如SiC,BC等在納米尺度下在較低的溫度下即可燒結,另一方面,納米材料作為燒結過程中的活性添加劑使用也可降低燒結溫度,縮短燒結時間。由于納米粒子的尺寸效應和表面效應,使得納米復相材料的熔點和相轉變溫度下降,在較低的溫度下即可得到燒結性能良好的復相材料。由納米顆粒構成的納米陶瓷在低溫下出現良好的延展性。納米TiO2陶瓷在室溫下具有良好的韌性,在180°C下經受彎曲而不產生裂紋。納米復合陶瓷具有良好的室溫和高溫力學性能,在切削刀具、軸承、汽車發動機部件等方面具有廣泛的應用,在許多超高溫、強腐蝕等許多苛刻的環境下起著其它材料無法取代的作用。隨著陶瓷多層結構在微電子器件的包封、電容器、傳感器等方面的應用,利用納米材料的優異性能來制作高性能電子陶瓷材料也成為一大熱點。有人預計納米陶瓷很可能發展成為跨世紀新材料,使陶瓷材料的研究出現一個新的飛躍。納米顆粒添加到玻璃中,可以明顯改善玻璃的脆性。無機納米顆粒具有很好的流動性,可以用來制備在某些特殊場合下使用的固體劑。
二、納米材料在涂料方面的應用
納米材料由于其表面和結構的特殊性，具有一般材料難以獲得的優異性能，顯示出強大的生命力。表面涂層技術也是當今世界關注的熱點。納米材料為表面涂層提供了良好的機遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統的涂層技術，添加納米材料，可獲得納米復合體系涂層，實現功能的飛躍，使得傳統涂層功能改性。涂層按其用途可分為結構涂層和功能涂層。結構涂層是指涂層提高基體的某些性質和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統涂層沒有的功能。結構涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學涂層，導電、絕緣、半導體特性的電學涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進一步提高其防護能力，實現防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛生用品上應用可起到殺菌保潔作用。在標牌上使用納米材料涂層，可利用其光學特性，達到儲存太陽能、節約能源的目的。在建材產品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達到減少光的透射和熱傳遞效果，產生隔熱、阻燃等效果。
日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規的氧化物高的導電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過復合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應。在汽車的裝飾噴涂業中，將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強度成倍地增加。納米涂層具有良好的應用前景，將為涂層技術帶來一場新的技術革命，也將推動復合材料的研究開發與應用。
三、納米材料在催化方面的應用
催化劑在許多化學化工領域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應時間、提高反應效率和反應速度。大多數傳統的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經驗進行，不僅造成生產原料的巨大浪費，使經濟效益難以提高，而且對環境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應效率，控制反應速度，甚至使原來不能進行的反應也能進行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應速度提高10～15倍。
光催化反應涉及到許多反應類型，如醇與烴的氧化，無機離子氧化還原，有機物催化脫氫和加氫、氨基酸合成，固氮反應，水凈化處理，水煤氣變換等，其中有些是多相催化難以實現的。半導體多相光催化劑能有效地降解水中的有機污染物。例如納米TiO2，既有較高的光催化活性，又能耐酸堿，對光穩定，無毒，便宜易得，是制備負載型光催化劑的最佳選擇。已有文章報道，選用硅膠為基質，制得了催化活性較高的TiO／SiO2負載型光催化劑。Ni或Cu一Zn化合物的納米顆粒，對某些有機化合物的氫化反應是極好的催化劑，可代替昂貴的鉑或鈕催化劑。納米鉑黑催化劑可使乙烯的氧化反應溫度從600℃降至室溫。用納米微粒作催化劑提高反應效率、優化反應路徑、提高反應速度方面的研究，是未來催化科學不可忽視的重要研究課題，很可能給催化在工業上的應用帶來革命性的變革。
四、納米陶瓷材料增韌改性
陶瓷材料作為材料的三大支柱之一,在日常生活及工業生產中起著舉足輕重的作用。但是,由于傳統陶瓷材料質地較脆,韌性、強度較差,因而使其應用受到了較大的限制。隨著納米技術的廣泛應用,納米陶瓷隨之產生,希望以此來克服陶瓷材料的脆性,使陶瓷具有象金屬一樣的柔韌性和可加工性。英國著名材料專家Cahn指出納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑。所謂納米陶瓷,是指顯微結構中的物相具有納米級尺度的陶瓷材料,也就是說晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級的水平上。要制備納米陶瓷,這就需要解決:粉體尺寸、形貌和分布的控制,團聚體的控制和分散,塊體形態、缺陷、粗糙度以及成分的控制。Gleiter指出,如果多晶陶瓷是由大小為幾個納米的晶粒組成,則能夠在低溫下變為延性的,能夠發生100%的塑性形變。并且發現,納米TiO2陶瓷材料在室溫下具有優良的韌性,在180℃經受彎曲而不產生裂紋。
許多專家認為,如能解決單相納米陶瓷的燒結過程中抑制晶粒長大的技術問題,從而控制陶瓷晶粒尺寸在50nm以下的納米陶瓷,則它將具有的高硬度、高韌性、低溫超塑性、易加工等傳統陶瓷無與倫比的優點。上海硅酸鹽研究所研究發現,納米3Y-TZP陶瓷(100nm左右)在經室溫循環拉伸試驗后,其樣品的斷口區域發生了局部超塑性形變,形變量高達380%,并從斷口側面觀察到了大量通常出現在金屬斷口的滑移線。Tatsuki等人對制得的Al2O3-SiC納米復相陶瓷進行拉伸蠕變實驗,結果發現伴隨晶界的滑移,Al2O3晶界處的納米SiC粒子發生旋轉并嵌入Al2O3晶粒之中,從而增強了晶界滑動的阻力,也即提高了Al2O3-SiC納米復相陶瓷的蠕變能力。
論文關鍵詞：納米技術化工生產催化應用
【關鍵字】光催化，氧化技術，化工，廢水處理，實踐應用
中圖分類號：TF703.5+1文獻標識碼： A 文章編號：
一．前言
為治理廢水污染，保護水環境，人們經過長期努力，已經建立了許多凈化處理廢水的技術方法，并已廣泛應用于實際的廢水處理工程中，這些技術方法通常可以分為物理法、化學法、物化法、生化法等。常用的技術方法各有自身的優點，同時也不同程度地存在著某些不足之處。例如,有的技術方法對難降解污染物凈化不徹底、處理速度慢，而有的可能造成二次污染，有的設備投資大、處理費用高等。隨著國家推進削減主要污染物排放總量工作的開展以及逐步提高污染物排放標準，現有的技術方法難以滿足更高的要求，因此有必要探索更加經濟有效、便于推廣應用的新技術。
光催化氧化技術原理
光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物質。另外，在有紫外光的Feton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協同效應，使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。所謂光化學反應，就是只有在光的作用下才能進行的化學反應。該反應中分子吸收光能被激發到高能態，然后電子激發態分子進行化學反應。光催化氧化還原以n型半導體為催化劑，如TiO2、ZnO、Fe2O3、SnO2、WO3等。TiO2由于化學性質和光化學性質均十分穩定，且無毒價廉，貨源充分，所以光催化氧化還原去除污染物通常以TiO2作為光催化劑。光催化劑氧化還原機理主要是催化劑受光照射，吸收光能，發生電子躍遷，生成“電子—空穴”對，對吸附于表面的污染物，直接進行氧化還原，或氧化表面吸附的羥基OH-，生成強氧化性的羥基自由基OH將污染物氧化。當用光照射半導體光催化劑時，如果光子的能量高于半導體的禁帶寬度,則半導體的價帶電子從價帶躍遷到導帶，產生光致電子和空穴。如半導體TiO2的禁帶寬度為312 eV，當光子波長小于385 nm 時，電子就發生躍遷，產生光致電子和空穴( TiO2 + hνe-+ h+)。對半導體光催化反應的機理，不同的研究者對同一現象也提出了不同的解釋。氘同位素試驗和電子順磁共振（ ESR）研究均已證明，水溶液中光催化氧化反應主要是通過羥基自由基（·OH）反應進行的，·OH 是一種氧化性很強的活性物質。水溶液中的OH- 、水分子及有機物均可以充當光致空穴的俘獲劑，具體的反應機理如下（以TiO2為例）：
TiO2 + hνh++ e-
h++ e-熱量
H2OOH-+H+
h++OH-OH
h++ H2O + O2- ·OH + H++ O2-
h++ H2O ·OH + H+
e-+ O2 O2-
O2- + H+ HO2·
2 HO2·O2 + H2O2
H2O2 + O2- OH + OH- + O2
H2O2 + hν2 OH
Mn+(金屬離子) + ne+M
光催化氧化技術反應的特點1、適用范圍廣，處理效果好。光催化過程中產生的·OH是起主要作用的活性氧化物種，氧化能力很強，能有效地氧化分子結構復雜的難降解有機污染物，可廣泛應用于有機合成化工廢水、染料廢水、農藥廢水、焦化廢水、制藥廢水、造紙廢水等難降解有機廢水的處理中。
2、反應易于控制且反應過程不產生二次污染。與化學氧化劑不同，光催化氧化反應中沒有加入其它化學藥劑，因此不會產生二次污染；另外在反應過程中，有機物徹底降解為CO2和H2O，也無須考慮反應產物的后續處置問題。3、反應速度快。在性能良好的催化劑的作用下，廢水中污染物質的降解一般僅需要幾分鐘到幾小時，遠小于采用其他傳統方法的反應時間。4、反應成本低且反應條件溫和。光催化反應可使用太陽光或紫外光作為光源，是一種高效節能的廢水處理技術。四、主要的光催化劑及其應用光催化劑是引發和促進光催化氧化反應的必要條件。常用的光催化劑有TiO2、ZnO、CdS、WO3等，及由它們組合成的復合光催化劑。這些物質均屬于半導體材料，具有能帶結構，其價帶和導帶之間的能量壁壘（即能階E）g只有幾eV。價帶與導帶之間由禁帶分開，當用能量等于或大于禁帶的光照射半導體材料表面時，價帶上的電子受到激發，躍遷到導帶，同時在價帶形成空穴，分布在表面的空穴h+可以將吸附在材料表面的OH-和H2O分子氧化成羥基自由基HO·。HO·的氧化能力是水體中存在的氧化劑中最強的，能氧化大多數的有機污染物及部分無機污染物，將其最終降解為CO2、H2O等無害物質，甚至能夠氧化細菌體內的有機物并生成CO2和H2O。
TiO2催化劑的應用由于TiO2原料易得，耐腐蝕性能好，對光的穩定性強，且具有較強的光催化氧化能力，因此是使用最多的光催化劑。高溫熱處理后的TiO2光催化活性更大，在紫外光的照射下能降低黑液的色度以及COD值，對次氯酸鹽漂白產生的有機氯有除毒凈化的作用。在紫外光照射下，用其作光催化劑對制漿黑液進行降解處理，實驗結果表明，在持續通氧的情況下，溶膠—凝膠法TiO2對制漿黑液有著很好的光催化降解作用。在體系中添加少量的該TiO2，經反應數小時后，可以將原本深棕色的污水變得清澈無色，其化學需氧量（CODc）r可由反應前的近1000mg/L下降至不到400 mg/L，基本符合國家要求的二類水域的排放標準。
ZnO催化劑的應用ZnO與TiO2具有相近的帶隙，其光催化活性應該與TiO2相接近，可應用于催化氧化法的催化劑。
五．提高光催化利用效率的方法
1、納米光催化劑TiO2的應用
在光催化反應中，催化劑表面的OH-基團的數目將直接影響催化效果。TiO2 浸入水溶液中，表面要經歷羥基化過程。晶粒尺寸越小，粒子中原子數目也相應減少，表面原子比例增大，表面OH-基團的數目也隨之增加，從而提高反應效率。由于量子效應，近年來，新的研究方向就是研制納米半導體材料—納米光催化劑。納米光催化材料比一般光催化材料在促進光催化反應的活性作用上，主要體現在2個方面。
（一）從光催化機理來看，氧化、還原作用的強弱取決于光生電子和空穴的濃度。顯然，光催化劑顆粒尺寸越小，總表面積越大，光吸收效率越高，并且電子和空穴移動到表面的幾率也越大。同時隨著尺寸的減小，比表面積增大，表面鍵態和電子態的活性增多，有利于對反應物的吸附，從而增大反應幾率。
（二）從能帶理論角度上分析，任何氧化電位在半導體價帶電位以上的物質原則上都可以被光生空穴氧化；同理，任何還原電位在半導體導帶以下的物質，原則上都可以被光生電子還原。N型半導體材料，當其尺寸小于50 nm時，會產生所謂量子尺寸效應，使帶間能隙增大，導帶電位更負，價帶電位更正，加強了光催化劑氧化、還原能力，提高光催化活性。如果TiO2 晶粒尺寸從30 nm 減小到10 nm 時，其光催化降解苯酚的活性提高了近45%。
2、固定化TiO2技術應用
懸浮態TiO2 雖然具有較高的降解效率，但其具有反應后TiO2 難以分離的缺點，這不僅影響出水水質，而且隨著反應的持續進行，需不斷補充TiO2，從而造成處理成本的增加。為此，一些研究者將TiO2 粉末固定化于其他材料之上，如玻璃球、鈦板、鈦網。楊莉[5]等采用溶膠—凝膠法制備TiO2溶膠，將其涂覆在普通鈉鈣玻璃上，以TiO2 對甲基橙的光分解率探討TiO2 薄膜最佳光催化性能。結果表明，當PEG400 的加入量為7％時，TiO2薄膜的光催化性能最強；用銳鈦型TiO2粉末二次引發的溶膠提拉制成的薄膜對甲基橙的光催化分解效果有很大的提高；經滴加操作后薄膜的光催化性能有明顯改善。
結束語
雖然光催化氧化技術發展不是很完善，但由于其反應條件溫和、操作條件容易控制、氧化能力強、無二次污染，加之TiO2 化學穩定性高、無毒等優點，使光催化氧化技術仍是一項具有廣泛應用前景的新型水污染處理技術。今后的光催化氧化技術將集中于負載型納米TiO2的制備、高效光催化反應器的研制、能用于回收粉TiO2的膜技術的發展和各種難降解有機物的光催化降解規律的研究方向，特別是高效太陽光源反應器的研制。納米催化劑技術的廣泛應用，必將在生態環境保護、實現可持續發展事業中發揮越來越大的作用。
參考文獻：
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[5]李輝 李友明 納米TiO2光催化氧化技術在造紙廢水處理中的應用[J] 中國造紙 2003 22(8) 45
自從三次科技革命以來，能源成為了國家經濟的命脈，資源危機的烏云多次在世界的上空彌漫。生物質因其資源豐富、可再生被認為是21世紀可被人類利用的最豐富的綠色資源。
生物質可以轉化為能源和各種化工產品與生物質基材料。目前我國生物質材料工業采用直接轉化的模式，生產過程存在效率低、能耗高、產物類型少等問題，因此如何將生物質進行高附加值的綜合開發利用是生物質產業面臨的主要瓶頸之一。
綻放夢想
任俊莉在攻讀博士期間，師從于華南理工大學孫潤倉教授（杰青、長江學者特聘教授）。在良師的教導下，她主要針對蔗渣和麥草秸稈中半纖維素的分離、結構表征及定向轉化為造紙助劑進行了系統研究，完成了博士論文。懷揣著對校園的熱愛，對科研的執著，她選擇了畢業留校，繼續從事于農林生物質半纖維素的分離及其轉化為高附加值的多元化產品的基礎和應用研究。
2008年2月，任俊莉受單位資助赴瑞典隆德大學化學工程系做訪問學者，在此期間，她針對農業秸稈轉化生物乙醇過程中的關鍵技術問題進行了深入研究，考察了堿預浸漬和蒸汽爆破相結合的技術對麥草秸稈轉化乙醇產率的影響。
東西方文化的碰撞，學術氛圍的交融在任俊莉身上起了奇妙的化學反應，對于科研的激情更甚。
在生物質能源的科研道路上，她不高大，但執著。
半纖維素在自然界中的含量十分豐富，在植物中的含量占1/4-1/3，僅次于纖維素的含量。因半纖維素獨特的化學結構，較高的環保價值，使其在造紙、食品包裝、生物醫藥、污水處理等領域有著潛在的商業價值。半纖維素被公認為是制備環保材料的理想材料。因此，以半纖維素為基質制備功能材料的研究為農林生物質資源的高值化利用提供了新的資源化道路。
為此，任俊莉將研究方向定為農林生物質高值化利用的基礎和應用研究，尤其在半纖維素轉化為多元化高附加值產品方面有著豐富的研究經驗。
放飛夢想
每個人都有夢想，難得的是將夢想堅持下去。
恩格斯曾說過，社會一旦有技術上的需要，則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進。在任俊莉負責的諸多有影響力的項目中，主要以基礎研究為主，其中，她帶領的課題組在研的廣州市科信局應用基礎研究計劃項目“新型環保半纖維素基重金屬離子吸附材料的制備及應用研究”凝結了團隊成員的心血和智慧。制備的半纖維素吸附材料具有較好的吸附性能，尤其對重金屬離子具有較好的吸附性能，同時還對尿素具有一定的緩釋效應，將在農業、污水處理等行業有著潛在的商業應用前景。
其中，該項目體現了兩大創新：首先提出一種新型環保生物質基吸附劑的方法。該方法工藝簡單易行，該方法的提出基于“過程綠色，產物與環境友好”，具有科學性與先進性。該吸附劑具有生物可降解性，能夠多次循環利用，可應用于污水處理中的重金屬離子富集和回收，將為半纖維素在新材料研究應用領域開辟一條資源化道路。
其次提出一種溫和條件下均相體系制備帶有碳碳雙鍵的半纖維素衍生物新方法。該方法在較溫和的條件下合成出均一性好、分子量高的GMA修飾的半纖維素。該聚合物可以進一步通過接枝共聚等技術制備功能材料。該研究將為半纖維素工業化均相改性以及大規模應用于污水處理、造紙、醫藥等工業領域奠定理論依據。
談到實實在在的成果，任俊莉告訴記者，該項目以農林廢棄物半纖維素轉化為可生物降解的功能材料為目標，研發了一種吸附重金屬離子的新型環保材料，屬于污水處理、高分子材料、高分子化學、林產化學等多學科交叉研究領域，涵及可降解高分子材料技術及污水處理技術，具體為一種新型環保重金屬離子吸附劑的制備及其對重金屬離子吸附和脫吸行為以及再生性能的研究。
這個項目主要以農林生物質蔗渣和竹材加工下腳料分離和純化得到的木聚糖類型的半纖維素為原料，從分子學角度設計了半纖維素基新型吸附材料的組成和結構；通過調控反應參數，制備了系列陰離子型的木聚糖基水凝膠，其吸水率在80-900范圍內，表現出對pH、有機溶劑極好的智能響應行為和反復的開-關特性。該水凝膠對鉛、鉻、鋅重金屬離子的最大吸附量達859、495、274mg/g，重復使用8次之后仍保留原來90%的吸附容量。制備的系列木聚糖基水凝膠可以作為吸附材料、吸水/保水材料、智能開關等可以應用于污水處理、醫藥等行業。該功能材料具有生物可降解性、可再生能力，能夠循環使用，富集的重金屬離子能夠被分離和回收，在污水處理工業具有潛在的應用前景。
我們可以預見到，利用生物質制備生物能源、生物質基材料和化學品，以補充或逐步替代不可再生石化資源是目前資源轉化的一種重要發展趨勢，將推動現有的龐大的化石基工業體系向生物質工業體系的良性轉變。
實現夢想
科技人才最重要的價值體現在他們的創造價值上。科技人才能夠利用他們掌握的專業知識進行創造性的勞動，提出新的理論和新的解決方法，并轉化為新的生產力。
目前，任俊莉的具體研究方向是構建半纖維素功能材料理論體系和方法，制備高性能的復合膜材料、具有良好選擇性的吸附材料以及對藥物具良好控釋性能的藥物載體等功能材料，并考察了它們在食品、污水、農業及醫藥行業的應用。
另外，她將“綠色催化化學”理念應用于半纖維素高選擇性合成化工中間體的研究中，主要利用納米催化技術在水相和綠色溶劑體系催化轉化半纖維素及單糖合成糠醛及糠醛衍生物等高附加值化學品，實現了原料天然、過程綠色、產物環保的目的，符合當前綠色經濟的發展。
為此，從工作至今，任俊莉主持了大大小小多個項目，如國家自然科學基金面上項目、教育部新世紀人才支持計劃項目、教育部高等學校全國優博論文作者專項基金項目、廣東省自然科學杰出青年基金（首屆）、廣東市科技計劃項目、廣東省教育廳育苗工程、華南理工大學第一批優秀青年學者培養對象、華南理工大學中央業務費重點項目和面上項目、中國科學院可再生能源與天然氣水合物重點實驗室、重點實驗室人才基金、新教師基金及開放基金等多項項目。
目前，她主持的國家自然科學基金面上項目、教育部新世紀人才支持計劃項目、教育部高等學校全國優博論文作者專項基金項目、廣東省自然科學杰出青年基金（首屆）等項目主要是針對農林生物質半纖維素的清潔高效分離及高值化利用進行基礎研究，建立了半纖維素高效分離技術體系，提出均相改性新方法，創立半纖維素均相化學修飾體系，揭示半纖維素在離子液體體系的溶解機理，依據半纖維素的化學結構，設計合成了系列不同功能的半纖維素基材料，闡明了半纖維素結構與材料性能之間的關系，這些研究為半纖維素的工業應用提供了重要的理論依據。
除了在半纖維素領域取得了一定成果，任俊莉同時還擔負著傳道授業的師者責任。她協助孫潤倉教授指導了博士研究生3名，其中兩名研究生分別獲得華南理工大學優博創新基金的特等資助。指導5名碩士研究生。在指導研究生時，任俊莉在生活上給予他們物質和精神的雙重支持；在科研方面，她細心指導，時刻跟蹤學生科研工作動態，及時發現問題，及時解決。并且，還積極參與和協助學科帶頭人對學科的建設，幫助團隊青年教師在項目申報、等方面快速成長，完善學術梯隊建設。
收獲夢想
6月22日，由《科學中國人》雜志主辦的“科學中國人（2012）年度人物頒獎典禮”在北京萬壽賓館舉行。此次，共評選出百余位科學中國人（2012）年度人物及年度人物特別獎。
榮譽的殿堂上，任俊莉如蓮花般奪目。當杰出青年科學家獲獎者登臺領獎，所有人都關注到了那萬花叢中一點紅，她是獲獎者中唯一的女性。組委會給她的提名理由這樣描述：多年來以造紙植物資源半纖維素的高值化利用為研究核心，針對制漿造紙過程中半纖維素資源化利用效率低、成本高及轉化產品類型少等瓶頸問題開展工作，在解譯蔗渣、麥草和黃竹半纖維素化學結構的基礎上，依據半纖維素的構效關系構建了多元化半纖維素基產品合成新理論和新方法，建立了具有自主創新的半纖維素轉化技術體系，研究成果受到國內外學術界的廣泛關注和跟進。研究成果獲高等學校科學技術獎自然科學獎一等獎2項（2012年，2008年，排名第五）。申請人2010年獲“全國百篇優秀博士論文”獎，2012年入選廣東省高等學校“千百十工程”第七批校級培養對象，同年獲得教育部新世紀人才支持計劃項目、廣東省自然科學杰出青年基金項目、華南理工大學首批杰出人才培養計劃培養對象―優秀青年學者等人才項目資助。
年輕如她，堅持如她，勤奮如她。也許她的專業你根本不懂，也許她從事的科研無法理解，但作為中國人，你應該知道造紙術是中國四大發明之一，人類文明史上的一項杰出的發明創造。在任俊莉的工作中，主要致力于以制漿造紙產業為平臺的生物質煉制新模式的研究，重點對造紙過程中半纖維素資源綜合利用進行系統研究。針對制漿造紙過程中半纖維素資源未得到充分利用的現狀，提出了造紙原料制漿前預處理提取半纖維素及純化半纖維的技術體系，并對其結構及定向轉化進行了詳細的研究。這不僅是科研的進步，更是中華文明的傳承。
論文關鍵詞：產業結構調整，金融發展，中部地區
一、文獻回顧與問題提出
經濟增長與金融發展之間的關系一直是理論界研究的焦點之一。學者們通過大量的理論分析和實證檢驗肯定了金融發展促進經濟增長的觀點（Stiglitz(1985)、Levine 和 King(1993) 、Levine和Zervos(1998)）。產業結構的變遷作為經濟發展的一個重要標志，相比經濟總量的擴張而言，產業結構的優化升級更是決定了一國或一個地區的經濟發展的質量、效率和可持續性。于是很多學者將研究的的視角逐漸轉入到產業結構與金融發展的聯系中，研究的重點主要集中于金融發展所帶來的產業結構調整效應。Binh、Park和Shin（2006）研究了不同金融結構對不同技術特征產業的影響，Wurgler (2000)、Fisman和Love (2003)分析了金融配置資本和社會資源的效率如何影響產業發展，這些研究的結論都證明了金融發展對產業結構調整存在積極的推動作用。而另外一些學者則對金融發展與產業結構調整之間互動性展開了探討（Goldsmith（1969），Rajan和 Zingales (1998)）。
上述國外學者在對眾多發達國家、發展中國家所進行的大量實證研究中，卻鮮有關于我國的研究，且很少深入研究發展中國家金融發展與產業結構轉變的關系。在國內，學者們對我國金融發展與產業結構之間的關系進行了一定的研究。楊琳、李建偉（2002）研究了我國金融結構轉變與產業結構升級之間的關聯性，并指出金融發展有利于產業結構的調整，而現階段我國的金融發展相對落后，面對產業結構升級對金融服務提出的更高要求，應加快金融改革。傅進、吳小平（2005）從金融的資金形成機制、導向機制及信用催化機制的角度，分析了金融對產業結構調整的機理。曾國平、王燕飛（2007）理論分析了中國金融畸形發展的非常態模式，并通過實證說明了我國金融發展對產業結構變遷表現出的扭曲效應。史諾平 、廖進中、楊煒娜（2010）基于金融發展與產業結構調整的作用機制，對我國金融發展與產業結構的相關關系和因果關系進行實證研究，其結論顯示金融發展與產業結構調整存在長期相關關系，而金融整體發展水平與產業結構調整之間僅存在單向因果關系。
隨著經濟形勢的變化，我國區域經濟發展的不平衡性日益凸顯出來，各地區產業結構轉型升級和金融發展差距不斷擴大的問題引起學者們越來越多的關注，有關區域產業結構調整和金融發展之間聯系的研究日益增多。范方志、張立軍(2003) 通過實證分析了我國東、中、西部地區的金融結構轉變與產業結構升級以及經濟增長的關系，并指出了中西部地區金融結構轉換速度不快金融論文，妨礙了中西部地區產業結構的升級和經濟增長，而產業結構升級的滯后，又導致金融業發展緩慢和當地經濟發展的落后。楊勝剛、朱紅(2007)從中部經濟塌陷、金融弱化入手展開研究，研究認為中部地區金融發展有利于促進地區產業結構的優化，但是以國有銀行為主的金融部門與實體部門之間不存在有效互動，資金的使用未能實現優化配置。這些研究仍然將重點集中于中部地區金融發展的產業結構調整效應，且并未對產業結構調整對金融發展的影響做進一步研究。中部地區產業結構不合理、金融發展滯后，那么產業結構調整的不合理性是否是造成金融發展滯后的原因？這需要我們進行更為深入的探討。因此本文擬從產業結構調整入手，試圖全面揭示中部地區產業結構調整對金融發展所產生的影響，以期在中部崛起中實現產業結構調整推動金融發展提供可選擇的政策建議。
二、中部地區產業結構調整下的金融發展
改革開放以前，受計劃經濟體制下國家優先發展重工業的戰略目標影響，中部地區主要以糧食生產為主的第一產業和以軍工、重工業為主的第二產業作為經濟發展的主攻方向。而改革開放后，由于國家實行非均衡發展戰略，東部沿海地區作為發展的重點帶動了整個國家的經濟增長，而中部作為國家農業和工業原材料基地的定位卻并沒有發生顯著變化，這一定程度上造成了中部地區產業結構不合理性（如下表1所示）。
表1 2008年我國分地區產業結構比較
全國
中部地區
東部地區
東北地區
GDP占比
100
19.3
54.3
8.6
人口占比
100
27.1
36.7
8.3
工業占比（%）
100
19.02
55.94
8.96
第三產占比（%）
100
17.2
58.22
7.86
三產結構（%）
11.3:48.6:40.1
14.6:50.9:34.5
6.8:51.7:41.5
