無機非金屬范文

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關鍵詞：無機非金屬；材料應用；材料發展

非金屬材料是由非金屬元素或化合物構成的材料，自19世紀以來，隨著生產和科學技術的進步，尤其是無機化學和有機化學工業的發展，人類一天熱的礦物、植物、石油等為原料，制造和合成了許多新型非金屬材料，如水泥、人造石墨、特種陶瓷、合成橡膠、合成樹脂、合成纖維等；這些非金屬材料因具有各種優異的性能，為天然的非金屬材料和某些金屬材料所不及，從而在近代工業中的用途不斷擴大，并迅速發展。非金屬材料的種類比較多，它分為有機金屬材料和無機金屬材料兩種。而無機金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一，市場前景非常好。

1 無機非金屬材料行業存在的問題

我國在無機非金屬新材料上雖然有一些不錯的成績，但是由于起步比較晚，基礎太差、投入少，目前，我國無機非金屬材料行業與發達國家相比，仍然處于落后的地位。其主要表現在四個方面：（1）基礎落后，產品等級偏低。（2）材料性能低，質量不穩定。（3）生產設備落后，資源利用率太低。（4）技術滯后，生產成品率低等。我國的無機非金屬新材料的制作設備落后，技術也落后，這些是造成產品研制周期長、生產規模小、經濟效益低等問題的關鍵所在。

2 無機非金屬材料的特點和應用

以往的無機非金屬材料的品種比較多，主要包括水泥、陶瓷與建筑材料等，而建筑材料是最貼近人們生活的。新型無機非金屬材料是后來才出現的，現如今它是現代新技術，新產業和生物醫學中不可或缺的材料。

2.1 無機非金屬的特點

傳統的無機非金屬缺點非常多，而現代的無機非金屬材料的優點相對就明顯很多。其主要表現在以下幾點：（1）整體性，無機非金屬材料抗腐蝕性強，這對材料的完整性非常重要。（2）防高溫性能，因為其本是就是無機物，屬于非燃燒材料。（3）防水性能，因為無機非金屬其內部結構非常的密集，所以其有防水滲透的能力。（4）防腐蝕性，因無機非金屬的物理化學性能，決定了其有一定的防腐蝕性和對一般生物侵害時，也可以正常使用。（5）耐磨性，無機非金屬材料的耐磨性能是生物醫學最看重的一點，比如陶瓷在生物醫學上的作用，因它的耐磨性能比一般的合金金屬好，所以它可以代替傳統的人工關節置換的金屬材料。

2.2 無機非金屬材料的應用

無機非金屬新材料具有獨特的性能，是高技術產業不可缺少的關鍵材料。例如稀土摻雜石英玻璃廣泛應用于導彈、衛星及坦克火控武器等激光測距系統，耐輻照石英玻璃應用于各種衛星及宇宙飛船的姿控系統；光學纖維面板和微通道板作為像增強器和微光夜視元件在全天候兵器中得到應用；航空玻璃為中國各類軍用飛機提供了關鍵部件；人工晶體材料中激光、非線性光學和紅外等晶體，用于彈道制導、電子對抗、潛艇通訊、激光武器等。特種陶瓷中，耐高溫、高韌性陶瓷可用于航空、航天發動機、衛星遙感，可制作特殊性能的防彈裝甲陶瓷及特種纖維及用于電子對抗等。目前已開發了近四千種高性能、多功能無機非金屬新材料新品種。這些高性能材料在發展現代武器裝備中起到十分重要的作用。

3 無機非金屬材料的發展趨勢

目前，科學技術的不斷發展，帶來了技術上的革新。不管是傳統無機非金屬材料還是無機非金屬材料都有了長足的進步。其在未來的趨勢主要表現在三個方面：（1）走可持續化發展道路，西方發達國家運用生態環境來影響著世界資源可持續性的發展，并且已經取得了很好的效果；但我們國家在這方面還只能望其項背，特別是缺乏立法支持與技術標準的指導以及相應組織的管理與監督，使中國的傳統無機非金屬材料工業發展還有很大的提升空間；面對資源和環境對中國經濟發展的嚴峻考驗，國民經濟的可持續發展戰略顯得愈加重要。（2）節約資源，以往的無機非金屬材料在工業上的消耗非常巨大。可世界資源正在短缺，那么怎么做好資源的節能、以及找到可替代資源的重要性就不言而喻了。在未來，材料的使用壽命也將會是一個值得關注的問題。提高材料的使用壽命將大大節約資源。（3）集中生產，以后將不會是像現在一樣，各個工業之間各自為營的生產，未來工業的需求必須要將單條生產線的產能提高的同時，除了注意產品的質量問題，還應能降低能源的消耗。為此，將水泥工業、陶瓷工業等集中在一起走向大型化是未來的一個趨勢。

4 結語

隨著技術的進步和生活水平的提高，建筑材料的安全性智能診斷等智能技術將更多的應用于建筑中。目前，國內無機非金屬材料的應用越來越廣泛，在國民經濟建設上也越來越重要。它在工業上的運用已經大大超過了其自身的范疇，它為國家科學的發展事業添了磚，也為經濟建設加了瓦。

參考文獻

[1] 劉佳欣.無機非金屬材料的應用與發展趨勢[J].中國粉體工業，2014 （5）.

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關鍵詞：無機非金屬材料；石墨烯；制備；性能表征

中圖分類號： TB321 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）02（c）-0000-00

無機非金屬新材料具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、多功能等多種優越性能，是高技術產業不可缺少的關鍵材料，目前在各個工業部門以及空間技術、電子技術、激光技術、光電子技術、紅外技術發展方面發揮了重要作用。本文以石墨烯為例，對磷化銅納米粒子修飾石墨烯復合材料的制備及性能表征進行分析，旨在對石墨烯及其他無機非金屬材料的制備和應用有所幫助。

1 石墨烯與磷化銅性能分析：磷化銅存在特殊的電化學嵌鋰性能，作為鋰離子電池負極材料極具潛力，而且其體積容量幾乎是石墨的4倍。作為鋰離子電池負極材，磷化銅優點是初始放電容量高，電化學活性高；缺點是在充放電的過程中，由于脫鋰/嵌鋰產生的應力使得磷化銅活性物質形貌結構發生變化，導致放電容量的迅速衰減。磷化銅納米粒子與導電性、熱穩定性較好的基體材料復合是改善材料電學性能的有效途徑。

石墨烯具有很高的柔性、優良的導電性和熱穩定性，可以從結構上限制磷化銅在充放電過程中的體積膨脹與收縮，同時石墨烯具有很好的導電性，可以提高電子的傳導速率。因此，通過石墨烯復合磷化銅可以有效的提高其電學性能。

2 磷化銅納米粒子修飾石墨烯復合材料制備

2.1一般材料：氯化銅（CuCl2?2H2O，AR，上海埃彼化學試劑有限公司）；白磷（P4，AR，天津富宇化工有限公司）；石墨粉（國藥集團化學試劑有限公司）；十六烷基三甲基溴化銨（CTAB，西安化學試劑廠）；水（二次蒸餾水）。

2.2氧化石墨烯的制備：使用天然的石墨粉，采用改進的Hummers法合成氧化石墨烯。使用超純水對粗產品進行洗滌，至pH約為6。最后進行真空冷凍干燥等到固體氧化石墨烯。

2.3復合材料的制備：精確的稱量出10mg氧化石墨烯固體與準確量取40mL氨水溶液（28%）加入到50mL的聚四氟乙烯反應釜內襯中，超聲分散2h，直到反應釜中的固體物質完全分散，溶液變的均勻。加入50mg十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）超聲至CTAB完全溶解，將50mg氯化銅（CuCl2?2H2O）加入反應釜中，磁力攪拌30min。期間超聲分散注意水溫保持室溫。加入100mg黃磷（YP），將內襯密封至不銹鋼釜殼中，在140℃恒溫干燥箱中連續反應12h。待反應完成后，取釜，自然冷卻至室溫。得到的黑色粗產物用苯、無水乙醇、蒸餾水依次洗滌數次，來除去副反應生成的雜質。最后將清洗完全后的產物，在60℃真空干燥箱內恒溫干燥6h，完成后，收集樣品待用。

3 磷化銅納米粒子修飾石墨烯復合材料性能表征：樣品的物相和純度同樣用D/Max-3c型XRD進行檢測；樣品的形貌分析利用日本HitachiS-4800型場發射掃描電鏡（FE-SEM）、透射電子顯微鏡（TEM，FEITecnaiG2F20S-TWIN）觀察。

3.1結構分析

Gr和Cu3P-Gr復合物的XRD圖見圖1所示。

通過圖1可知，GO位于10.4°的（002）特征峰（圖1a插圖）對應0.850nm的層間距。當溶劑熱反應完成后，Gr在大約24.4°處出現一個較寬的峰，其對應的層間距為0.365nm，這說明在該溶劑熱體系下GO被還原成Gr。復合物中主要的（112），（202），（211），（300），（113）和（212）晶面分別出現在36.0°，39.1°，41.6°，45.1°，46.2°和47.3°，能夠對應Cu3P的標準卡片值（JCPDS號為71-2261）。其中復合物XRD中出現明顯的寬峰（圖1a黑框標記處），這直接說明Cu3P錨定在石墨烯表面。EDS圖分析結果表明在復合物中僅存在Cu、P、O和C四種元素，這點與XRD圖分析結果一致。對存在的元素的含量分析發現，復合物中C：O接近11：1，這說明復合物中氧化石墨烯還原的程度較高。

3.2復合物的電學性能：石墨烯作為錨定點保留了其優異的電學性能，同時與納米Cu3P粒子相互交疊加大了夾層間距和更豐富的微孔結構，兩者協同提供更多的儲鋰空間。有效的提升了復合材料的充放電比容量，解決了單一組分材料的電學性能缺陷。

此外，Cu3P-Gr復合材料和單一組分Cu3P都在0.75V左右出現了明顯的充放電平臺，這可以歸結于Cu3P+3LiLi3P+3Cu這一反應。同時，Cu3P-Gr復合材料比單一組分Cu3P充放電平臺更長更平穩，這說明石墨烯的加入有效的減少了納米Cu3P粒子所帶來的體積效應，且石墨烯優異的電學性能提高了復合材料的整體導電能力，縮短了鋰離子傳輸的距離，提高鋰離子脫嵌過程的擴散速度。這一顯著提高，更加有利于復合材料的實際應用。

4 結論

本文以石墨烯、氯化銅、白磷為原料成功制備出Cu3P修飾的石墨烯復合材料，并對其結構、尺寸和形貌進行了表征。石墨烯復合材料電學性能測試結果表明：復合物的放電容量及循環性能優于單一組分的石墨烯、磷化銅，循環性能突出，具有一定的應用價值。

參考文獻

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[2]白樹林，趙云紅.石墨烯熱學性能及表征技術[J].力學進展，2014，00：236-259.

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關鍵詞：無機非金屬材料；專業英語；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）13-0116-02

專業英語是學生、學者和工程技術人員獲取科研信息、掌握學科發展動態、參加國際學術交流的重要工具。《無機非金屬材料專業英語》課程是針對無機非金屬材料工程專業學生在學完公共英語課及必要的專業知識后開設的一門專業基礎課。通過該課程的學習，使學生了解專業英語的結構、詞匯、寫作方法及其與普通英語的異同點；掌握無機非金屬材料專業常用的英語詞匯，能較順利的閱讀、理解和翻譯有關的科技英文文獻和資料；掌握科技應用文的書寫格式與寫作技巧。但是在目前的教學中仍存在一些問題，如教學內容、教學方法、考核手段等。本文針對材料專業英語的教學現狀和存在問題，從教學內容、教學進度與模塊、教學方法幾個方面對無機非金屬材料專業英語教學改革進行了初步探討。

一、針對教學內容的改革：充實教學內容，豐富課文載體形式

目前本課程采用的教材為杜永娟主編的《無機非金屬材料專業英語》（化學工業出版社），教材的內容基本覆蓋了無機非金屬材料專業的重要內容，但課文絕大部分來自20世紀80年代末和90年代以來的出版物，內容略顯陳舊。另一方面，課文與閱讀材料來自英文原版教科書、專著、國際著名學術期刊和國際學術會議，課文載體的形式略顯單一。

經統計，本專業的學生畢業后除35%～45%就讀研究生繼續深造外，有55%～65%的畢業生直接參加工作，主要從事技術、管理、新產品開發等方面的工作。他們最需要的英語能力不是閱讀英文基礎理論的教科書，而是能走在無機非金屬材料領域的前言，查閱、撰寫各種與科技開發、生產實踐密切相關的書籍、合同、專利、儀器使用說明書等文獻情報，以及其他進行國際學術、科技及經貿交流的資料。因此，在教材的基礎上需要對教學內容進行重新設計，對原教材中的課文進行篩選，保留實用性強、較為新穎的課文，同時兼顧課文的范圍涵蓋無機非金屬材料的重要內容，以此作為基本專業知識階段教學模塊。在此基礎上，補充其他形式的課文，包括專著文章、論文、專利、文摘、學術會議通訊、經貿合同、各種產品說明書等，豐富課文載體的形式。

二、針對教學進度和教學模塊的改革：實施分階段教學

以往無機非金屬材料專業英語的教學主要依照無機非金屬材料的類型的劃分單元，即分別對各類無機非金屬材料進行介紹。從材料的角度來看教學內容覆蓋面較廣，但從英語教學的角度來看，始終停留學習性閱讀的教學層面，沒有對教學內容作進一步的深化，難以進一步培養和拓展學生實際英語的應用能力。因此，在教學改革中有必要按照由淺入深、循序漸進的原則，合理安排教材和擴展內容，實施分階段教學。結合材料專業英語教學的特點，將教學內容分為三個階段，包括基本專業知識階段、提高階段和綜合應用階段。各教學模塊的教學內容和重點如下表所示：

其中基本專業知識階段主要圍繞教材中的課文，設置無機材料物理化學、陶瓷、玻璃、水泥與混凝土、耐火材料、寶石、無機材料工程七個單元。在教學中重點對課文中的背景知識及語言點作講解，結合課文和補充材料，使學生了解專業英語句法、詞法、結構的特點，掌握無機非金屬材料中常見的英語詞匯和短語，培養學生閱讀專業資料的能力，為專業英語的實際應用打好基礎。本階段的教學學時占整個學時的60%左右。

提高階段的教學內容為常用英語科技應用文的閱讀與寫作。英語科技應用文范圍較廣，涉及說明書、合同、專利、簡歷、求職信、圖表、科技論文、信函等。在本教學中結合材料專業的特點，選取說明書、專利、科技論文寫作三大科技應用文作為主要內容，介紹其基本內容、文體要求和一般格式，在此基礎上介紹相關的寫作方法與技巧，分析科技英語寫作中常見的問題，從而鍛煉學生的翻譯和寫作能力。其中說明書部分包括說明的基本組成、說明與說明書書寫的原則、說明與說明書的文體要求、說明書常用句型幾個部分；專利部分包括專利基礎知識簡介、專利文獻的結構兩大部分。英語科技論文部分由三大檢索簡介、論文的結構安排與撰寫、投稿及與編輯的聯系三大部分組成。提高階段的教學學時占整個學時的30%左右。

為了培養學生的綜合能力，在前兩個階段基礎上設計了綜合應用階段。在此階段教學中，讓學生根據各自實習、實驗內容撰寫英文摘要并作專題演講和進行集體討論，從而對前期所學到的知識進行靈活應用，鍛煉寫作、口語能力，使專業英語的實際應用能力進一步提升。綜合應用階段的教學學時占整個學時的10%左右。

按照上述三個階段進行教學，可使學生由淺入深地掌握無機非金屬材料專業英語的知識，既重視基礎，又具有培養和拓展學生實際應用英語能力的能力和空間，形成有機關聯的一個整體。

三、針對教學方法的改革：采用多樣的教學手段

目前專業英語的教學方法仍主要采用以教師講授為主的教學方法，這種傳統的教學方法已不能滿足本科教育的需要。因此有必要對教學方法進行改革。

在本教學中，將PBL（Problem-based leaning）教學方法引入專業英語的教學中。PBL教學方法在醫學等教學領域已被證明是一種有效的教學方法，該方法能夠調動學生的主動性和積極性，培養學生的綜合素質。將PBL教學法引入專業英語的教學中，設計一些與專業密切相關的問題，引導學生利用專業英語解決實際問題。例如根據課文內容設定題目，如在“水泥與混凝土”這一單元中，要求學生就“什么是水泥”、“如何生產水泥”、“水泥的機械性質如何”等問題進行回答和討論；將學生分組，將他們在實習階段所參與的實習內容寫成摘要，再通過專題演講的形式在課堂上介紹給大家，再引導學生進行提問和討論；按照本專業實驗室某種儀器的英文說明書掌握儀器的使用方法等。在課堂教學中以學生為主體、教師為主導，改變過去以教師為中心的教學模式。

經過以上三方面的改革，整個教學內容的安排更加合理，提高了學生學習的積極性和課堂參與度，在了解理論知識的基礎上進行了大量閱讀、翻譯和寫作實踐，使學生能真正以英語為工具，熟練地獲取和交流本專業所需的信息，為將來在專業工作中使用英語打下良好的基礎。

參考文獻：

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摘 要：材料工業是現代文明的基礎支柱之一，對于整個人類社會的發展有著十分重要的作用，無機非金屬材料是材料體系的重要組成部分，本文主要就其進行簡單的介紹，詳細分析與其有關的能源行業的發展問題，僅為無極非金屬材料的應用研究提供參考。

關鍵詞：無機非金屬材料；發展歷程；能源行業

無機非金屬材料廣泛應用于居民日常生活以及工業生產過程中，對于現代工業的發展至關重要，本文主要就這種材料進行簡單的介紹，分析無機非金屬材料工業發展歷程，探討有關的能源行業的未來發展方向，希望能夠對相關研究人員的工作有所幫助。

一、無機非金屬材料概述

無機非金屬材料主要是由傳統的硅酸鹽材料演變而來，現在的無機非金屬材料則囊括了碳化物、氮化物、鋁酸鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、鹵化物、磷酸鹽等等領域。結構上來說，無機非金屬材料的元素之間主要依靠共價鍵、離子鍵或者離子――共價鍵混合健進行結合。正是由于在這些化學鍵的存在，無機非金屬材料往往擁有良好的抗氧化性、導電性、壓電性、鐵磁性、鐵電性、較高的熔點、硬度、強度、耐磨損，廣泛應用于各行各業。

無機非金屬材料可以分為傳統的無機非金屬材料和新型無機非金屬材料兩大類。日常生活中常見的玻璃、陶瓷、水泥、搪瓷、電瓷等等都屬于傳統的無機非金屬材料，與民眾的生活及生產息息相關。而新型無機非金屬材料的性能及用途都比較特殊，主要是憑借一些新的技術手段改造而來，廣泛應用與國防事業及生物工程之中，比如非晶體材料、無機纖維、無機涂層等等。

二、無機非金屬材料工業發展歷程

隨著人類社會以及科學技術的不斷發展，無機非金屬材料工業逐漸興起，下文主要從水泥、陶瓷、玻璃三種材料簡單論述無機非金屬材料工業的發展歷程。

（一）陶瓷工業

陶瓷材料是使用時間最長的無機非金屬材料，在我國制陶技藝可以追溯到8000年前的新時期時期，商朝白陶的成功燒制為陶器向瓷器的過渡奠定了良好的基礎，東漢至魏晉時期出現了青瓷，這種胎質堅硬加工精細的瓷器的出現標志著我國瓷器進入新的時代，宋朝起我國的陶瓷開始向歐洲及南洋的一些國家大量輸出，出現了官、汝、定、鈞、哥等名窯。古代的陶瓷窯主要是間歇式窯型，隨著科學技術不斷的發展進步，傳統的窯型逐漸被現代窯型代替，1899年，法國出現機械式隧道窯，經過了上百年的發展，現代陶瓷燒制的窯型主要有窯車式隧道窯、步進窯、推板窯、輥道窯、氣墊窯等等幾種，其中窯車式隧道窯是現階段應用較多的現代窯型，其他幾種窯型都是在此基礎上研究制造出來的，輥道窯燒成過程要求比較嚴格，必須要保證窯內環境的均衡穩定，這使得快速燒成及全自動操作控制成為可能，新型陶窯的能耗明顯降低，陶瓷的產量得到了較大的提高，工人的勞動強度明顯減少，生產環境得到了極大地改善。此外，為了改善當前陶瓷燒制過程中的生產污染，提高產品的燒制質量，許多廠家都在積極的引用低污染的潔凈材料，以往傳統的非潔凈材料逐漸被摒棄。

（二）玻璃工業

公元前3700年前，古埃及人燒制出簡單的有色玻璃飾品及器皿，公元前1000年前，無色玻璃出現，公元12世紀，玻璃逐漸開始應用于工業生產之中，18世紀光學玻璃出現，并應于于望遠鏡之中，1874年比利時制造出平板玻璃。就目前來說，玻璃材料廣泛應用于建筑行業、醫療、電子、日用、儀表等等領域之中。按照生產工藝，玻璃可以分為鋼化玻璃、浮雕玻璃、琉璃玻璃、夾絲玻璃、調光玻璃、放光玻璃等等種類。就玻璃生產工藝來說，傳統的工藝方法有平拉法、對輥法、有槽法、無槽法等等。1957年，浮法工藝開始在英國出現，1兩年之后該種工藝技術成功應用于工業生產之中，與傳統工藝技術相比，浮法工藝的生產效率明顯較高，因此，浮法工藝迅速普及。隨后相關廠家利用這種新型的工藝技術生產出磨光玻璃，隨著生產成本的降低，玻璃的品種也在逐漸的增加，就目前來說，浮法工藝基本上已經完全取代了傳統的玻璃生產工藝，并逐漸朝著大型化方向發展。現階段，平板玻璃窯日熔化能力普遍較高，在400t～700t左右，部分廠家達到了900t。隨著計算機技術的研究發展，浮法工藝生產線逐漸向著自動化方向發展，少部分廠家已經基本實現了全自動化，能源及原材料的消耗都大幅度降低，產品的質量也得到了明顯的提高，現場的作業環境同時得到了較大的改善。

（三）水泥工業

水泥是一種是十分重要的膠凝材料，廣泛應用于水利、國防、土木建筑工程之中。1756年英國工程師J.斯米頓在研究石灰在水中的硬化特性時發現，使用含有粘土的石灰石能夠燒制出水硬性石灰，使用火山灰和水硬性石灰能夠配成用于水下建筑的砌筑砂漿，這一發現是現代水泥研制發展的基礎。1796年，另一個英國工程師J.帕克使用泥灰巖燒制出天然水泥。1824年英國建筑工人J.阿斯譜丁配制出波蘭特水泥，這種水泥建筑性能優良，對于水泥史的發展具有重要意義。20世紀，水泥行業相關研究人員對波蘭特水泥進行了不斷地改進，同時研究出各種適合特殊建筑工程的水泥，就目前來說，全球水泥種類達到100多種，其中硅酸鹽水泥是應用最為廣泛的水泥品種。

水泥工業發展至今，已經經過了幾個世紀，燒制工藝及設備也在不斷地完善之中，現代機械化立窯逐漸取代了以往的間隙式土立窯，傳統的干法回轉窯逐漸轉變為濕法回轉窯、半干法回轉窯，現階段還出現了以窯外角解爐以及懸浮預熱器為核心的新型干法回轉窯系統，該系統中涉及到生料均化技術、原料預均化技術等等現代化的工藝技術，使得水泥生產的低污染、低能耗、高質量成為可能。

三、與無機非金屬材料相關的能源行業

無機非金屬材料大多是經過高溫制成，而高溫的獲得與能源息息相關，因此無機非金屬材料工業與能源工業聯系十分緊密，下文就與無機非金屬材料工業相關的能源行業進行簡單的分析討論。

就目前來說，無機非金屬材料工業中使用的最為頻繁的能源為燃料及電能，各種燃料主要用于普通無機非金屬材料的工業規模生產，而電能主要用于新型無機非金屬材料的生產。常見的燃料有天然氣、液化石油氣、煤炭、輕質柴油、重油等等，這些燃料都屬于一次能源，不可再生，且煤炭、柴油、重油等物質屬于非清潔性燃料，燃燒后會產生二氧化硫、二氧化碳等等物質，對大氣造成嚴重的污染，無機非金屬材料工業生產中絕大多數使用的是非清潔燃料，由于能源熱效率較低，因此實際的工業生產之中燃料浪費的現象十分嚴重。隨著環境污染、能源危機的日益加劇，節能、低排放甚至零排放成為工業生產研究的重點之一，無機非金屬材料工業發展過程中也在積極的尋求新的能源，開發研究節能降耗技術，優化無機非金屬產品的生產流程，改善產品的質量，從而促進行業的可持續發展。

結束語

無機非金屬材料工業對于現代工業生產十分重要，本文結合陶瓷、水泥、玻璃幾種產品就無機非金屬材料的發展歷程進行了簡單的歸納分析，討論了與無機非金屬材料相關的能源行業未來的發展方向，無機非金屬材料及其相關能源行業研究工作提供參考。

參考文獻

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關鍵詞：復合材料；無機非金屬材料；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）44-0130-02

材料是社會文明的一個重要標志，也是當今社會各個國家與地區發展基礎工業和開發新技術、新行業的源泉和動力。新材料的開發和使用，不僅需要材料研究的創新性思維，而且需要材料科學與技術人才的創新精神。當前，隨著材料學的快速發展，將對材料人才提出了更多更高的要求，由原先的單一技術型人才逐步轉變為具有多層次、多學科交叉的復合型人才[1，2]。復合材料學科近年的發展也反映了社會對材料的要求，人們對多功能材料的需求和要求也在不斷提高，這加重了對學習材料人的要求，對于各類材料的結構原理及其制備技術需要更多的了解。無機非金屬材料不僅是復合材料專業的必選課程，而且也是一門材料學科的綜合性課程。該課程主要講解無機非金屬材料的定義、分類，以及無機非金屬材料的共性與個性；無機非金屬材料中原料的制備、配合料的計算、成型、干燥和燒成等生產工藝以及介紹無機非金屬材料現在的發展狀況與研究方向。復合材料專業開設無機非金屬材料課程的目的是讓學生能夠了解無機非金屬材料的基本知識，在學習復合材料專業的同時，拓展自己的學科知識，深化自己的專業領域，這對于增強學生就業競爭能力具有重要意義。

一、復合材料專業開設無機非金屬材料的必要性

無機非金屬材料是一門歷史悠久的學科，在人類發展的歷史上扮演著重要角色。在當今社會，無機非金屬材料在建筑、航空航天、交通、電子科技以及能源等方面有著不可替代的作用，是國民經濟的重要基礎。復合材料作為一門新型學科，需要與其他專業進行交流融合，無機非金屬材料與有機高分子材料、金屬材料并稱為材料界三大材料。通過對無機非金屬材料課程的學習，不僅能夠掌握無機非金屬材料的組織結構特點、制備工藝和性能特點，而且可以將其和復合材料進行對比聯系，從而更加快速地學習復合材料。單一的材料已經不能滿足現在社會的要求，人們更加需要復合型材料，而無機非金屬復合材料的出現適應了社會的要求。例如在石灰漿中摻入麻繩或其他纖維用作涂墻的材料，用鋼筋、水泥、砂、石塊制成鋼筋混凝土，等等，這些都是生活中常見的無機非金屬復合材料，所以在復合材料專業中開設無機非金屬材料，不僅有利于學生學習復合材料，在以后的社會工作競爭中也有很大的作用。

二、復合材料專業開設無機非金屬材料課程的教學現狀

無機非金屬材料課程作為復合材料專業的一門專業必選課，由于它涵蓋了陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料等內容，因此它比復合材料專業中開設的其他課程更加復雜。無機非金屬材料多是離子鍵、共價鍵或離子―共價混合鍵，導致材料的性能及結構特征各有特點，并且制備過程中原料的比例或制備工藝也會對材料產生巨大的改變，學生在學習過程中容易將其混淆，使得教學達不到預料的結果。教學中大多數注重理論教學，不注重實踐教學，讓學生對無機非金屬材料的了解只停留在理論知識。此外，作為一門選修課，學生對其重視程度也沒有復合材料必修課高，在學習過程中態度也會有所下降，學習效率也會降低，那么開設無機非金屬材料課程的初衷也沒有達到。

三、復合材料專業開設無機非金屬材料課程教學方法的探索

（一）教學內容的優化

由于無機非金屬材料課程包含的內容較多，有陶瓷、水泥、玻璃以及耐火材料等內容，如果每一種材料都詳細講解，課時量必然不夠，因此需要以某一種材料為主線，根據無機非金屬材料的相同點和不同點進行穿插講解。此外，在教學過程中由于教學內容較多，往往采用“填鴨式”教學，將所有的知識一股腦的塞進學生的腦中，這樣導致學生不僅沒有了解無機非金屬材料，還對教學內容產生厭倦，所以在教學過程中還要注重知識點的連貫性和層次性，準確把握重難點。在教學過程中可以借助于生活中的事物來幫助記憶，比如可以根據樹的模型，將樹干比作無機非金屬材料的組成、結構和性能。學生通過了解不同的組成，推斷出將會產生怎樣的結構，從而導致相應的性能，這樣可以讓學生抓住材料的本質，學習起來也就得心應手。然后，再由樹干發散到枝干，逐一講解無機非金屬材料課程中水泥、陶瓷、玻璃以及耐火材料的原料和制備工藝等，將內容逐漸具體化，使學生更加輕松地學習無機非金屬材料課程，讓學生由淺入深，逐步了解無機非金屬材料，從而達到掌握無機非金屬材料課程的知識。

（二）教學方法的創新

無機非金屬材料是一門具有較強理論性的課程，因此在課堂教學時，首先要調動學生的學習積極性，讓學生能夠跟著教師的步伐在上課開始提一些簡單的問題，不僅能讓學生快速進入學習狀態，也可以檢驗學生課下的復習情況。其次，記筆記對于學習無機非金屬材料是非常重要的，它不僅可以讓學生建立自己的學習方法，也方便課下的復習。另外，實踐教學是必需的，無機非金屬材料是一門理論與實踐相結合的課程，實踐教學不僅能夠讓學生掌握課本知識，還可以增強學生對無機非金屬材料的理解[3]。實驗是實踐教學的主要途徑，實驗可以培養學生的動手能力，激發學習興趣。托爾斯泰曾經說過：“成功的教學，所需的不是強制，而是激發學生的學習興趣”。此外，課堂多媒體教學的作用也很大，觀看材料的微觀組織結構視頻可以讓學生更加清晰的了解無機非金屬材料的制備過程。

（三）考核方式的改革

學習無機非金屬材料的目的是要讓學生掌握無機非金屬材料的種類、組成、共性和個性，掌握原料的制備過程和原料選擇對無機非金屬材料性能的影響，掌握陶瓷、玻璃和水泥的生產工藝流程等內容。在考核學生的學習結果時往往采用考試的方法，這樣的方法會導致學生死記硬背課本內容，給學生造成巨大的思想負擔，不利于培養學生的學習主動性和積極性，所以考試不是一種好的考核方法。采用論文考核也不是一種好的方法，現如今網絡的發達造成了利用網絡資源抄襲的現象，這樣的考核也不能達到開設無機非金屬材料課程的初衷。學習無機非金屬材料一方面是為了讓學生了解更多的材料學內容，拓展自己的視野；另一方面，通過對無機非金屬材料課程的學習可以更好地學習復合材料，因此，可以將兩者結合起來進行考核。將學生分成若干組，每一組負責完成一種無機非金屬材料設計，最后對每組成果進行評價。這樣既可以檢驗學生對無機非金屬知識的了解，也能開發學生的創新能力，從而真正體現這門課程的教學成果。

四、結語

無機非金屬材料課程一方面能夠讓學生了解無機非金屬材料的基礎知識，另一方面能夠從無機非金屬材料學習中更好地學習復合材料。本文針對當前無機非金屬材料課程在復合材料專業教學中所面臨的問題，結合復合材料專業開設無機非金屬材料的必要性和教學現狀，對教學內容、教學方法和考核方式等方面提出了一些建議，期望以此推進復合材料專業的發展，為國家培養更多優秀的人才。

參考文獻：

[1]孟凡桂.材料化學專業無機非金屬材料課程教學的實踐與探索[J].廣州化工，2010，（38）：205-207.

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【關鍵詞】雙語教學實踐無機非金屬材料

【中圖分類號】G642【文獻標識碼】A【文章編號】1674－4810（2012）11－0051－01

河北聯合大學是一所地方本科院校，它的目標是服務于快速發展的河北經濟，使其成為具有創新特色的名牌地方院校。近年來，經濟社會的雙轉型急需大批既精通專業知識又熟練掌握外語的高素質國際性人才。為適應這種需要，材料學院無機非金屬材料系開展材料導論課程雙語教學的探索。雙語教學是同時運用英語和漢語兩種語言向學生傳授專業知識的一種全新的教學形式。它的目的是讓學生增加外語的使用能力和使用外語思維的能力，便于學生畢業后能更有效地進行學術研究和國際交流。教師也可以從雙語教學中借鑒國外的教學理念，學到新的教學思想。開展雙語課，一能更好地激發學生學習英文和應用英文的興趣；二能從國外原版教材的發散性、啟發性的訓練中培養學生創新思維。本文介紹我們在無機非金屬材料導論課程雙語教學實踐中的經驗，分析雙語教學中存在的問題與不足。

一 雙語教學實踐

1．教材的選擇

教材是教學內容的載體，正確選擇適合學生學習的教材是進行高質量雙語教學的重要保證。原版教材價格昂貴，超出大部分學生的承受能力。商務印書館引進的教材“Ceramics introduction”，專業知識新，知識面廣。書中圖表豐富和生動，文字較為淺顯易懂，有利于學生對內容的理解，而且價格適中，我們把它確定為基本教材，同時推薦一些國內高校的中文教材作為課程參考教材，幫助學生深入理解重要的知識難點。從使用效果來看，多數學生反映借助字典可以基本看懂英文教材。

2．課件設計

無機非金屬材料導論特點是概念多、公式多，涉及的方向多、涵蓋面廣，其研究對象是陶瓷、耐火材料、水泥等各種硅酸鹽材料。課件中重要概念和工藝過程均采用中英文對照，課堂講解我們則主要采用全英文版書，創造英文語境。在課件的設計中，我們制作大量英文圖片和動畫向學生進行教學展示，使所講的內容形象化、具體化，更加通俗易懂，易于學生理解記憶，對增加學生興趣和提高學生對知識的理解均有較大幫助。

3．教學方式的使用

根據課程的特點和學生的接受能力， 在課程教學中采用單向和交互式兩種方法。在教學進程上采用靈活的教學方法，教師根據學生的接受水平確定使用英語的比例，以保證教學效果。教材中詞匯量大、專業性強，因此我們對學生提出預習和必要的復習，以保證雙語教學的順利進行。同時采用靈活多樣的教學手段，如針對某一問題，分小組進行討論，然后要求每組派代表將討論結果用英文復述。這樣能使每個同學都能參與到問題中，能更好地激發學生的學習興趣，促進學生的自主學習動力。在教學中，我們還有針對性地選擇部分習題和思考題，要求學生利用教材和網絡用英文回答。從實踐效果看，這一類的題目需要學生能夠綜合總結書中的相關內容，從而提高同學用英文閱讀和寫作專業問題的能力。

4．無機非金屬材料導論雙語課程的考核方式

考試采用全英文的教學試卷，開卷考試，全部考題采用英文表述，要求學生以英文回答。我們特別加強平時成績的考核，平時成績在總成績中占有較高的比例（占總成績的50%）。諸如出勤和上課積極與老師互動（占總成績的20%），平時用英文完成作業的情況（占總成績的30%）。這樣的考核標準避免了“一刀切”，提高了學生平時課堂學習的興趣和動力，能反映出對本課程的掌握程度。

二 雙語教學中存在的問題和建議

1．雙語教學教師應不斷提高語言能力

雙語教學對教師的要求高，不僅要專業精深，還要求教師能做到在課堂上熟練地在雙語之間進行切換，準確地用英文表述專業知識，還要和學生進行英文互動。這就對教師的英語聽說能力提出更高要求，但是一般的任課教師，雖英語閱讀、翻譯和寫作能力較強，但在口語交流方面尚存在不足，有待提高。

2．選雙語教學課程的學生應具備一定的英語水平

通過這幾年的雙語教學實踐，筆者認為不是每個學生都適合參加雙語課程的學習。只有具備一定基礎英語水平的學生才能在本課程中有較大收獲，雙語教學才能達到真正教學相長。

3．采用多種教學手段，活躍課堂氛圍

雙語課程對學生提出更高要求，學生學習難度增大，而理論教學相對枯燥，如何通過改進教學方法和教學技巧提高學生的學習興趣是我們面臨的一個重要課題。教師應轉變傳統的教學方法，在教學中根據實際情況采用不同的教學手段，問題的設置盡量理論聯系生產實際，激發學生的學習興趣。多媒體課件的采用，有助于教學效果的提升，應結合材料學科的特點，多使用圖表、動畫，盡可能使課程中復雜抽象的材料學理論知識，能用直觀的形式表現出來。

4．要注意雙語教學與專業外語教學相區別

雙語教學中雖然雙語是特點，但雙語并不是重點。教師在進行雙語教學時，要避免把雙語教學課上成專業外語課。教學的重點還應是讓學生掌握專業知識，而不是英語教學，這一點需要教師較好地把握。當然采用雙語教學，對學生的英語能力也提出了較高的要求，應當解決好學生的語言問題，建議在雙語課程之前開展專業英語課。

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一、復習方法指導

1.重視周期表的應用

在化學復習中，一定要重視元素周期表的應用。應用周期表對零亂的元素及其化合物知識進行條理化、綱領化，使其變成有序的可推理的知識，便于學生采用邏輯推理的方法記憶和掌握，才能取得事半功倍的復習效果。現以非金屬單質的化學性質為例，談談如何應用元素周期表進行復習。

（1）與單質反應。

①與金屬單質反應。主要掌握與活潑金屬Na、較活潑金屬Fe（也是變價元素）、不活潑金屬Cu的反應情況。如：ⅦA族元素X與Na反應生成NaX，與Fe反應生成FeX3（I2生成FeI2），與Cu反應生成CuX2（I2生成CuI）；ⅥA族元素中的O2與Na反應生成Na2O和Na2O2，與Fe反應生成Fe3O4，與Cu反應生成CuO；S與Na反應生成Na2S，與Fe反應生成FeS（不是Fe2S3），與Cu反應生成Cu2S（不是CuS）；ⅤA族元素中的N2與Na反應生成Na3N；磷與Na反應生成Na3P，與Fe、Cu的反應中學不介紹。ⅣA族、ⅢA族元素與金屬反應，中學不介紹。ⅡA族沒有非金屬元素。ⅠA族中H2與Na反應生成NaH，與Fe、Cu不直接反應。在上述基礎上，需要補充的是：S在常溫下能與Hg反應生成HgS，實驗室用于除去灑落的水銀；Al2S3不能用濕法制取，必須在干態時用S與Al加熱制取；Mg可在N2中燃燒生成Mg3N2等。

②與非金屬單質反應。在掌握與ⅠA族中的H2反應（ⅡA族中無非金屬，ⅢA族中的B元素的性質中學不介紹）的基礎上，主要是掌握ⅣA族、ⅤA族、ⅥA族、ⅦA族元素間的反應；并從周期表角度，把非金屬元素之間反應的主要產物列入下表，以便學生推斷、理解和記憶。

族系數ⅠAⅣAⅤAⅥAⅦA

ⅠA―CH4、SiH4NH3、PH3H2O、H2SHX

ⅣACH4、SiH4―有信息題CO、CO2、CS2、SiO2SiF4、SiCl4

ⅤANH3、PH3有信息題―NO、NO2、P2O5PCl3、PCl5

ⅥAH2O、H2SCO、CO2、CS2、SiO2NO、NO2、P2O5―不介紹

ⅦAHXSiF4、SiCl4PCl3、PCl5不介紹―

表格中是不同主族元素之間相互反應的產物，同族元素之間也可以相互反應，如ⅦA族中的鹵素互化物，ⅥA族中O2與S反應生成SO2、SO3，ⅣA族中的SiC等。

在掌握非金屬單質間反應關系的基礎上，還要掌握它們之間發生反應的條件和反應現象，所得產物的結構和性質，并配合化學方程式的書寫，才能全面、準確地掌握它們的性質。

（2）與化合物反應。

非金屬單質還可與酸、堿、鹽、氧化物等化合物反應，以非金屬元素中代表元素的單質為例，說明推理的過程。

①與酸反應。Cl2可與酸中的H2S、H2SO3（有水參與）、HBr、HI等反應，O2可與酸中的H2S、H2SO3等反應，S可與酸中的濃H2SO4、濃HNO3反應，N2不與酸反應，P可與濃HNO3反應，碳可與濃H2SO4、濃HNO3反應，Si可與HF反應。

②與堿反應。Cl2可與NaOH、Ca（OH）2發生歧化反應，還可與NH3反應；O2可與Fe（OH）2（有水參與）反應；S可與NaOH、Ca（OH）2發生歧化反應；N2不與堿反應；P可與NaOH、KOH發生歧化反應；碳不與堿反應；Si與NaOH發生氧化還原反應（水是氧化劑，NaOH不是氧化劑）。

③與鹽反應。Cl2可與鹽中的亞鐵鹽、Na2S（NaHS）、Na2SO3（NaHSO3）（有水參與）、NaBr、KI等反應，O2可與鹽中的Na2S（NaHS）、Na2SO3（NaHSO3）、亞鐵鹽等反應，S可與鹽中的Na2SO3、KNO3+C（組成黑火藥）反應，N2、P不與鹽反應，碳可與KNO3+S（組成黑火藥）反應，Si不與鹽反應。

④與氧化物反應。Cl2可與氧化物中的H2O、SO2（有水參與）等反應，O2可與CO、NO、NO2、SO2、Na2O等反應，S、N2、P不與氧化物反應，碳與CO2、H2O、CaO、SiO2等反應，Si不與氧化物反應。

同時，在掌握上述物質之間反應關系的基礎上，還要掌握這些單質與化合物之間發生反應的條件和現象，配合化學方程式和離子方程式的書寫，掌握產物的差別和異同等。

綜上可以看出，應用元素周期表，對非金屬單質的化學性質進行系統歸類，把元素及其化合物的性質變成可推理的，有一定的邏輯關系的程序性知識，可以把數十頁的課本濃縮成千余字的一頁紙，把教材厚重的知識內容轉化成單薄的知識綱要，學生掌握和記憶元素化合物的知識就會輕松方便些。

2.重視知識網的建設

復習元素及其化合物知識行之有效的方法是構建知識網絡，采用“知識點―知識線―知識網”的方式，將元素及其化合物知識結構化、條理化、系統化、整體化，這樣才能收到事半功倍的復習效果。

知識點是知識線中一個一個的具體物質。中學化學中常見非金屬元素，以H、C、N、O、Si、S、Cl為代表，代表元素及其化合物具有典型性和代表性。掌握代表元素及其化合物的性質是學好同族其他元素化合物的前提和基礎，所謂“以點帶面”，就是說有了“知識點”才能串成“知識線”，才能結出“知識網”。在掌握重點代表元素的單質、氧化物、氫化物、酸和鹽性質的基礎上，還要根據“非金屬元素在元素周期表中的位置及性質”的關系，掌握同族其他元素及其化合物性質的相似性、遞變性和差異性，這是培養學生知識類比和遷移能力的保證。

知識線是指“氣態氫化物單質氧化物氧化物對應的水化物相應的含氧酸鹽”這條物質之間的衍生線。非金屬元素的重要特征之一是變化多，各種單質和化合物間容易發生氧化還原反應。復習時要以氧化還原反應為主線，把單質和化合物知識串起來，抓住價態變化的規律去理解元素化合物的性質。如復習氧族元素硫時，按價態由低到高把其單質和化合物排成一行：H2SSSO2（H2SO3及亞硫酸鹽）SO3（H2SO4及硫酸鹽）。引導學生討論：單質硫有氧化性又有還原性的原因是什么？舉例說明。二氧化硫中硫元素既有氧化性又有還原性，表現在哪些反應中？通過價態變化規律來把握硫元素在不同價態之間的相互轉化關系，并探討對應反應中的電子轉移情況，氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物分別是什么物質等。

知識網是把各知識點、知識線進行網絡化，得到整體的、相互聯系的、結構化的知識，使單質及其化合物的相互轉化關系形成一個完整的知識網絡。復習時以知識點、知識線為線索，配合周期表、周期律中的“位置-結構-性質”，通過討論、回憶和聯想，把各族單質和化合物知識串起來，并做到元素及其化合物知識與物質結構和化學鍵理論相結合，與實驗設計和化學計算相聯系，與生活實際和化工生產相融合。然后再通過練習鞏固，就能達到熟能生巧、運用自如的程度。

二、考情分析與命題預測

1.考情分析

高考考試說明指出：中學化學階段的常見非金屬元素包括H、C、N、O、Si、S、Cl等，要求考生：了解常見非金屬單質及其重要化合物的主要性質及應用；了解常見非金屬單質及其重要化合物對環境質量的影響；以上各部分知識的綜合應用。因此在歷年的高考中都是圍繞這些常見的非金屬元素及其化合物的性質及應用進行命題的，其考查的內容可能是元素及其化合物的性質、鑒別、制法、用途，也可能是以此類知識為載體，考查化學實驗知識和實驗技能、元素化合物之間的轉化關系。題型以選擇題、實驗題和無機推斷題的形式出現，也有以環境保護為主題形式設計試題。

2.命題預測

非金屬元素及其化合物在保持原有考點的基礎上，弱化了對磷的考查，淡化單純考查元素化合物知識中的記憶與簡單應用的試題。其命題形式在保留傳統的以物質（元素）推斷、檢驗、計算、實驗等為主要形式的試題的基礎上，逐步向以實際情境為依托，以元素化合物知識為載體，融化學基本概念和理論、元素化合物知識、實驗和計算能力于一體的試題轉化。

（1）試題仍以主要元素及其化合物的主要性質為考查核心，但具有一定的綜合性、整體性，知識覆蓋面廣、思維跨度大。預計融合“位置結構性質”、元素周期表和元素周期律、電化學、反應熱等知識的綜合性試題可能要增多。

（2）試題往往以生產（生活）實際、溫室效應、環境保護、光合作用、碳捕捉技術等熱點問題作為考查的切入點，在化工生產、科技前沿信息的真實背景下尋找中學化學可以解釋或解決的疑難問題，考查考生利用元素及其化合物知識，解決化學實際問題的能力。預計融實驗探究過程、方法和技能為一體的開放性實驗探究題、化工流程題等應用型試題可能要增多。

（3）試題的情景更加新穎，探討的問題字面內容是陌生的，但涉及應用的知識是課本中熟悉的，這就保證了高考的公平性，讓考生在同一起跑線上競爭。試題起點高落點低，在不弱化知識考查的前提下，更加注重能力考查。預計考查考生靈活運用所學的化學知識，處理化學現實問題的能力型試題要增加。

3.復習對策

（1）要注意常見非金屬元素中的重點元素及其化合物。隨著新材料、新能源、新科技的發展，以往高考中的不被看好的硅元素及其化合物，在新高考中的地位得到相對突顯。要注意碳、硅、氮元素在材料科學中的重要作用，注意氮、硫元素涉及的環境保護問題。這能體現考生對新信息的接受能力，促使考生關心社會，熱愛生活，學有用化學。

（2）試題趨向綜合型方向發展，復習時就要關注各類物質之間的轉化，注重知識的發散和遷移，關注學科間的聯系、滲透和綜合，并與氧化還原、鹽類水解、化學平衡、電化學、實驗的設計與評價等知識相整合，提升了學生的知識綜合應用能力。在遵循“化抽象為具體，從一般到特殊，從無機到有機”的解題思路的基礎上，提高學生審題、分析問題、解決問題的能力。

（3）試題趨向應用型方向發展，因此實驗復習就不能紙上談兵，應在掌握基本實驗操作的基礎上，關注物質之間的分離、除雜，沉淀的洗滌以及相關操作的過程和效果檢驗方法。注意物質的量濃度配制、中和滴定等實驗的過程、細節、注意事項和誤差討論，引導學生從定性和定量兩個角度研討化學問題。

（4）試題趨向能力型方向發展，因此提升學生的各種能力就成為高考復習的關鍵。復習時要輕題海戰術，重能力培養。注意試題的變式、延伸、遷移，既要注意一題多法解，也要注意一法解多題。讓學生從不同角度、多方位考慮問題，以訓練學生思維的發散性、收斂性和變通性，拓展思維的深廣度，提高學生的思維能力和品質。

三、典型例題解析

例1.（1）為防治酸雨，降低煤燃燒時向大氣排放的SO2，工業上將生石灰和含硫煤混合后使用。請寫出燃燒時，有關“固硫”（不使硫化合物進入大氣）反應的化學方程式：、。

（2）化學上曾有人發明一種固氮方法，該法以石灰石、焦炭、空氣為原料。第一步反應是石灰石分解；第二步是用第一步反應產物和焦炭反應，在電爐中的高溫下制得第三步反應起始物；第三步反應中另一反應物是空氣，該反應也是在電爐中完成的，生成一種固體；第四步是使該固體和水蒸氣反應制得氨氣。又知該固體中有與N-3互為等電子體的離子。試寫出四步反應的化學方程式：、、、。

解析：（1）酸性氧化物SO2能與堿性氧化物CaO反應生成固體CaSO3，從而達到“固硫”的作用。又因為亞硫酸鹽容易被氧化，生成硫酸鹽（這點易被考生疏忽）。故反應的化學方程式為CaO+SO2CaSO3、2CaSO3+O22CaSO4。

（2）前兩步反應分別是石灰石的分解和制造電石的反應：CaCO3CaO+CO2、CaO+3CCaC2+CO。第三步反應是CaC2在高溫下與空氣中的氮氣反應，以取得固氮的效果。氮元素在此生成物中應為-3價，否則第四步與水反應不能生成NH3。由于生成物有與N-3互為等電子體的離子，N-3的等電子體有CN2-2、C2N3-。如果N為-3價，在CN2-2中C為+4價，在C2N3-中C為0價，不合理，因此生成物中的該離子只能為CN2-2。其化學方程式為CaC2+N2高溫CaCN2+C、CaCN2+3H2OCaCO3+2NH3。

反思：隨著新材料、新能源的廣泛應用，人們環境意識的提高，合成和制造的新物質也會增加，所以應用原有元素化合物知識，分析、類推、遷移書寫有關信息方程式、離子方程式、電極反應式的試題可能要增多。如2012年高考上海化學卷第5題、全國新課標試卷第36題等。

例2.（2012年高考天津理綜試卷第7題）X、Y、Z、M、G五種元素分屬三個短周期，且原子序數依次增大。X、Z同主族，可形成離子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3兩種分子。

請回答下列問題：

（1）Y在元素周期表中的位置為。

（2）上述元素的最高價氧化物對應的水化物酸性最強的是（寫化學式，下同），非金屬氣態氫化物還原性最強的是。

（3）Y、G的單質或兩元素之間形成的化合物中可作水消毒劑的有（寫出其中兩種物質的化學式）。

（4）X2M的燃燒熱ΔH=-akJ?mol-1，寫出X2M燃燒反應的熱化學方程式：。

（5）ZX的電子式為；ZX與水反應放出氣體的化學方程式為。

（6）熔融狀態下，Z的單質和FeG2能組成可充電電池（裝置示意圖如下），反應原理為：2Z+FeG2放電充電Fe+2ZG。放電時，電池的正極反應式為；充電時，（寫物質名稱）電極接電源的負極。該電池的電解質為。

解析：由X、Z同主族，可形成離子化合物ZX，可知X是H元素，Z是Na元素。由Y、M同主族，可形成MY2、MY3兩種分子，可知M為S元素，Y為O元素。因五種元素分屬三個短周期，且原子序數依次增大，故G是Cl元素。由此得出答案。

（1）第二周期第ⅥA族。（2）HClO4、H2S。（3）Cl2、O3、ClO2（任寫兩種，其他合理答案也可）。（4）燃燒熱對應生成的水應該是液態。即：H2S（g）+32O2（g）SO2（g）+H2O（l）ΔH=-akJ?mol-1。（5）Na+[H∶]-、NaH+H2ONaOH+H2。（6）由總反應方程式判斷：Na為負極反應物，Fe2+為正極反應物。答案為：Fe2++2e-Fe、鈉、βAl2O3。

反思：受理綜試卷中試題總量的限制，化學試題只有11題左右，要想利用這么少的試題覆蓋中學化學的主干內容，試題必須要有一定的綜合度，即把多個知識點串聯、糅合起來進行綜合考查。因此，將化學基本概念和基本理論、實驗能力、計算技巧、推理能力，滲透到元素化合物的組成、結構、性質、變化與制備中進行考查的綜合型試題可能要增多。如2012年高考安徽理綜試卷第25題、全國理綜試卷第27題等。

例3.（2012年高考全國大綱卷第29題）氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質。為了提純氯化鉀，先將樣品溶于適量水中，充分攪拌后過濾，再將濾液按下圖所示步驟進行操作。

回答下列問題：

（1）起始濾液的pH7（填“大于”、“小于”或“等于”），其原因是。

（2）試劑Ⅰ的化學式為，①中發生反應的離子方程式為。

（3）試劑Ⅱ的化學式為，②中加入試劑Ⅱ的目的是。

（4）試劑Ⅲ的名稱是，③中發生反應的離子方程式為。

（5）某同學稱取提純的產品07759g，溶解后定容在100mL容量瓶中，每次取25.00mL溶液，用01000mol?L-1的硝酸銀標準溶液滴定，三次滴定消耗標準溶液的平均體積為25.62mL，該產品的純度為（列式并計算結果）。

解析：本題要判斷整個除雜過程中加入試劑的先后順序。首先要加入過量的BaCl2，除去SO2-4和CO2-3，然后用K2CO3除去過量的BaCl2，最后用鹽酸除去過量的K2CO3。由此可得：（1）起始濾液的pH大于7，原因是CO2-3水解呈堿性。（2）試劑Ⅰ的化學式為BaCl2。①中發生反應的離子方程式為Ba2++SO2-4BaSO4、Ba2++CO2-3BaCO3。（3）試劑Ⅱ的化學式為K2CO3。②中加入試劑Ⅱ的目的是除去多余的鋇離子。（4）試劑Ⅲ的名稱是鹽酸。③中發生反應的離子方程式為2H++CO2-3H2O+CO2。（5）計算純度的數學式為（25.62×10-3L×0.1000mol?L-1×100.00mL25.00mL×74.5g?mol-1）÷07759g×100%=98.40%。

反思：實驗探究題、無機流程題、物質分離與提純題，這些來自生產生活實際的實驗題，能考查考生靈活運用所學的化學知識與理論，處理化學現實問題的能力，因而這類試題以后會逐漸增多。如2012年高考福建理綜試卷第24題、浙江理綜試卷第26題等。

四、常見易錯點歸納

在化學學習中，要善于揭示、總結化學反應的規律和本質。但化學規律與其他規律一樣，有其相對性，常有例外或特殊的例子。俗話說：“規律是學習的主線，特性是高考的考點”。復習時除要總結元素及其化合物有關規律的共性外，還應注意搜集、整理一些特性。忽視了化學規律的特殊性，就易犯以偏概全的錯誤，解答出錯也就在所難免了。現列舉部分容易造成學生解題出錯的特性，供參考。

1.碳、硅及其化合物的“易錯點”

（1）因反應SiO2+2C高溫Si+2CO，以為C的還原性大于Si。

（2）因反應Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2，以為反應物NaOH是氧化劑之一。

（3）非金屬單質一般不跟非氧化性酸作用，以為Si+4HFSiF4+2H2是錯誤的。

（4）非金屬氧化物一般為分子晶體，以為SiO2也是分子晶體。

（5）酸性氧化物一般不與酸作用，以為SiO2不能與HF作用。

（6）以為CO2（或SO2）通入CaCl2（或BaCl2）溶液中均可產生白色沉淀。

（7）硅酸鈉水溶液稱為泡花堿或水玻璃，就以為泡花堿屬于堿溶液。

（8）Na2CO3+SiO2高溫Na2SiO3+CO2，以為H2SiO3的酸性大于H2CO3。

（9）以為少量的CO2與ONa反應，生成OH和Na2CO3。

（10）SiO2既能與NaOH又能與HF反應，以為SiO2是兩性氧化物。

2.氮、磷及其化合物的“易錯點”

（1）NH4Cl中氯元素是-1價，以為NH2Cl中氯元素也為-1價。

（2）濃HNO3與銅反應生成NO2，稀HNO3與銅反應生成NO，氮元素價態變化前者小于后者，以為稀HNO3的氧化性大于濃HNO3。

（3）以為標準狀況下22.4L的NO2，含有NO2的分子數為NA。

（4）以為用濃HNO3與足量銅反應，能收集到純NO2氣體。

（5）NO2能與水反應生成HNO3，以為NO2是HNO3的酸酐。

（6）以為不能與堿反應的氧化物NO、CO，一定能與酸反應。

（7）酸和堿能發生中和反應，以為存在反應Fe（OH）2+2HNO3Fe（NO3）2+2H2O。

（8）FeO與鹽酸反應生成FeCl2和H2O，以為FeO、Fe3O4與HNO3反應也有Fe（NO3）2和H2O生成。

（9）以為PO3-4與H2PO-4可共存。

（10）以為只有金屬與非金屬元素之間才能形成離子化合物，其實遺忘了銨鹽。

3.氧、硫及其化合物的“易錯點”

（1）濃硫酸能作干燥劑，以為濃硫酸可干燥H2S、NH3。

（2）一般強酸才可以制取弱酸，以為CuCl2+H2SCuS+2HCl、CuSO4+H2SCuS+H2SO4不能發生。

（3）以為兩種不同的酸溶液混合，溶液一定呈酸性或彼此之間不反應。其實有例外：2H2S+H2SO33S+3H2O、HClO+H2SO3HCl+H2SO4。

（4）以為向濃H2SO4中加入足量的銅，加熱充分反應后，硫酸沒有剩余。

（5）以為用Ba（NO3）2和鹽酸作試劑檢驗SO2-4時，就可以防止SO2-3的干擾。

（6）向濃H2SO4中加入足量的鐵，加熱充分反應后，以為能收集到純SO2氣體。

（7）以為鹽與鹽之間只能發生復分解反應，其實有例外：NaClO+Na2SO3NaCl+Na2SO4。

（8）在有SO2-4存在的情況下，直接用AgNO3和HNO3溶液檢驗Cl-。

（9）把SO2通入氯水中，認為所得的混合液漂白能力增強。

（10）因SO2有漂白性，以為SO2通入紫色石蕊溶液，溶液先變紅后褪色。

4.鹵素及其化合物的“易錯點”

（1）以為裂化汽油可作為溴水或碘水的萃取劑。

（2）因反應Ca2++2ClO-+CO2+H2OCaCO3+2HClO（CO2少量），類推反應Ca2++2ClO-+SO2+H2OCaSO3+2HClO。

（3）酸和堿能發生中和反應，以為Fe（OH）3+3HIFeI3+3H2O。

（4）Fe2O3與鹽酸反應生成FeCl3和H2O，以為Fe2O3、Fe3O4與HI反應也有FeI3和H2O生成。

（5）把H2O+BrClHBrO+HCl寫成H2O+BrClHClO+HBr。

（6）把KClO3+6HClKCl+3Cl2+3H2O反應中，轉移的電子數算成6個。

（7）以為弱酸無法變強酸，其實有例外：HClO+Na2SO3HCl+Na2SO4。

（8）活潑的非金屬單質可把不活潑的非金屬從其鹽溶液中置換出來，以為F2能從氯化鈉水溶液中置換出Cl2。

（9）向Fe（NO3）2中加入鹽酸，以為相互之間不發生反應。

篇8

由于我國采礦，煉金，電解，農藥，醫藥等行業的發展，鉛、汞、鉛、鉻、鎘、銅、鋅等重金屬污染日益嚴重，治理重金屬污染成為保護環境刻不容緩的問題。生物吸附法在這方面因其獨特的優勢受到大量關注，發展生物吸附技術成為我國重要研究課題。生物吸附法屬于活性污泥法的一種。嚴格來說，只要是能從廢水中分離出金屬離子的生物體都可以稱之為生物吸附劑。比較常見的生物吸附劑包括菌類、淀粉以及藻類等。按照生物體的不同特征，我們又可以將生物吸附分為兩種：死體吸附與活體吸附。其中死體吸附具有極佳的吸附效果，原因在于實施者無需對生物死體提供營養，它也不易受環境變換的影響，具有很強的金屬離子結合能力。與傳統的金屬離子處理方法相比，生物吸附法具有以下優點：（1）污染小，而且吸附效果十分顯著。（2）不易受環境（pH值和溫度）的影響。（3）金屬能夠被回收利用。（4）吸附劑能得以再生，可循環使用。

2生物吸附劑的種類及應用

隨著生物吸附劑的發展，其種類已由早期的微生物為主變為目前包括微生物、無生命的動植物碎片及活體生物系統在內的多種吸附劑形式。判斷一種物質是否為合適的吸附劑，一般需要考慮5個方面：平衡吸附容量、對目的物的選擇吸附性能、吸附速度、吸附機械穩定性和應用成本.下面根據這些條件，對目前主要集中吸附劑的種類和應用進行介紹。

2.1天然有機吸附劑

程發等人對殼聚糖及其螯合性能的研究，為殼聚糖在生物吸附領域的應用做出了重要貢獻。研究表明，殼聚糖的重要衍生物N.O-羧甲基殼聚糖，因同時含有胺基和羧基，能使Zn2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+等多種金屬離子在溶液中沉淀，在廢水處理中有著重要作用。李增新等學者將天然沸石與脫乙酰殼聚糖制成了吸附顆粒制劑，使殼聚糖吸附在天然沸石上，在工業上有很好的應用。

2.2微生物

2.2.1藻類

藻類是微生物吸附劑中的重要組成部分，多用于去除工業廢水、被污染的地下水、電鍍廢水、礦物加工廢水中的重金屬離子如Pb2+、Pd2+、Ag2+、Cr2+、Hg2+、Cu2+等，吸附效果顯著。部分大型海藻吸附效果比其他微生物高出許多，甚至超過了活性炭、天然沸石，與離子交換樹脂相近。藻類在吸附重金屬離子上獨特的能力使得他們成為了生物吸附劑最主要的部分。這方面的研究中，何園、秦益民、范文宏等有重大研究進展。何園以處理之后的海藻為研究對象，將其運用與電鍍水的處理中，主要吸附金、銀、銅、鎳等貴重金屬。并改變pH值，金屬離子濃度、吸附劑濃度等因素，解析了生物吸附等溫線方程和吸附、解析動力學變化規律，確定了其最佳應用條件，為藻類生物吸附劑投入到實際廢水處理應用中奠定了基礎；秦益民研究了改性海帶的吸附能力，通過對天然海帶進行不同類型的化學處理，試驗出了不同的銅離子吸附能力，結果表明，天然海帶對銅離子的吸附量要遠遠小于氫氧化鈉溶液處理過的海帶對銅離子的吸附量，而被氫氧化鈉溶液處理過的海帶對銅離子的吸附量已經達到了88.0mg/g。這證明了化學改性還帶在廢水處理中有很大的應用潛力；范文宏在前人的基礎上，將海帶粉、海藻酸鈉、明膠等物質配置成了固化海帶吸附劑，根據等溫線方程，確定出了該吸附劑對Ni2+的吸附能力，表明其在Ni2+中有很強的應用價值。

2.2.2細菌

研究表明，細菌對多種金屬離子都有很強的富集作用。作為生物吸附劑的一類，細菌和放線菌都有著很好的研究潛力。屈艷芬等學者研究了以細菌為主體的復合生物吸附劑FY01與活性污泥對含鉻廢水的吸附性能，研究表明，他們協同作用處理的通用電鍍廢水與康力電鍍廢水效果，比2者單獨作用分別高出39.8%和44.6%；關曉輝等學者研究了浮游球衣菌的吸附性能，學者們將浮游球衣菌負載在納米Fe3O4上制成符合吸附劑，研究其對Cr（VI）的吸附性能，結果表明pH值在2~3之間時，該吸附劑對Cr（VI）的單位吸附量達到了0.0217mmol/g。

2.2.3真菌

真菌在自然界中廣泛存在，他們具有制備方便，吸附量大、吸附后分離方便等特點，人類已經發現的真菌大概有12萬種，這些真菌廣泛的存在于生物圈的各個部分，無論是在空氣中，還是土壤中，都有著他們的存在。這些真菌主要包括單細胞的酵母菌、小型霉菌以及能夠產生子實體的大型真菌。雖然這些真菌中的大部分都能應用于工業生產，但是真菌吸附劑主要有酵母菌和霉菌兩種。

2.2.4酵母菌

朱一民等對啤酒酵母菌進行了研究，發現其對Hg2+、Cd2+、Pd2+具有極強的吸附性，去除率分別達到了96%、93%、94.4%；李川等則使酵母菌自溶得到了細胞壁，并用硅酸乙酯制備了硅溶膠，利用溶膠再凝膠的方法得到了硅載細胞壁生物吸附劑S-l。研究表明，該吸附劑對Pb2+和Cd2+具有較強的吸附量，對Ag2+具有較強的吸附強度。李川和他的團隊對酵母菌進行自溶處理，得到其中空細胞壁。再將細胞壁與硅酸乙酯結合，制成了半徑為250到600μm的硅載細胞壁生物吸附劑S-l。實驗證明，S-l對Ag2+離子具有很高的吸附強度，對Pb2+和Cd2+有很大的吸附量，能在廢水處理中的到廣泛應用。尹華學者研究了產朊假絲酵母、解脂假絲酵母結合活性污泥對電鍍廢水中重金屬離子的處理性能。結果表明，次紅方法使用的pH值范圍廣，對肺水腫鉻的去除率較高，能達到91%以上。

2.2.5霉菌

經過化學處理，霉菌對C（rVI）具有一定的吸附能力。Sudha等的研究結果表明，經過不同的試劑處理過的根霉對C（rVI）有一定的吸附能力；在調整合適的pH值，初始經書離子濃度，接觸時間等因素后，使其符合Langmuir和Freundlich吸附等溫方程，在實際生產中具有應用潛力。Akar等對葡萄孢霉吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)做了研究，在調整控制條件的基礎上，研究出了最適吸附條件和最大吸附值。

2.3農林廢棄物

農林廢棄物也可直接用于廢水處理，主要是由于農林廢棄物具有較高的孔隙度，利于金屬離子的物理吸附，且一些農林廢棄物含有大量活性物質，也對金屬離子的吸附有很強的吸附作用。農林廢棄物主要有樹皮、果殼、甘蔗渣、秸稈等類型。這些農林廢棄物作為農業和林業生產過程中產生的廢棄品，再生周期短，易降解，一般的處理方式只是直接點燃，或者作為飼料和土地的肥料，但是大部分的農林廢棄物都得不到有效的利用，沒有收到人們的重視。故而農林廢棄物具有價格低廉，吸附效果顯著，使用方法簡單，而且保護環境等特點，廣泛應用于各個企業的廢水處理環節，而且合理利用農林廢棄物能夠降低處理廢水的成本，帶來巨大的經濟效益。Gupta等對糖廠的廢棄物蔗渣灰進行了過氧化氫處理，并研究了它對Pb2+和Cr6+的吸附能力。結果表明，這種類型的吸附劑能在60min中內去除Cr6+，80,min內去除Pb2+；朱波對大豆秸稈用檸檬酸進行改良，制備出對重金屬離子有較強吸附能力的秸稈吸附劑。研究表明，通過調整吸附pH值，金屬離子初始濃度、作用時間等因素，使大豆秸稈吸附劑對Cu2+的吸附能力達到了應用要求。通過對實驗數據進行后期的擬合處理，朱波學者得到了這種新的生物吸附劑的吸附等溫線，實驗結果能夠有力的證明，這種植物纖維性生物吸附劑具有很好的應用前景。李蓮對豆制品廢棄物豆渣做了生物吸附劑研究，發現其對Cd2+和Zn2+具有相當的吸附能力。她分析了pH值，金屬離子濃度，接觸時間等因素對去除效果的影響，做出了吸附效果曲線圖并對Langmuir等溫線和Freundlich等溫線進行模擬，結果表明，這種生物吸附劑更符合Langmuir等溫線的吸附模型，能在生產中得到廣泛應用。

2.4其他生物吸附劑

除了以上幾種主要的吸附劑之外，有學者發現胡蘿卜渣能有效吸附Cr(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)，而且吸附方程滿足Langmuir，胡茂盛發現了三裂葉豚草對重金屬Cu2+也有的吸附規律，利用勻漿單細胞的制備技術并結合負壓空化的技術手段提取出三裂葉豚草對重金屬的吸附因子，使得三裂葉豚草也有了作為一種新型的生物吸附劑的潛力。這些科學家的努力都表明除了主流生物吸附劑之外，還有多種生物吸附劑具有開發潛力。也許還有著許多未知的吸附能力更強的生物吸附劑等待著人們的發現與研究。

3結語

篇9

關鍵詞：鉆井廢棄泥漿 生物處理 微生物

改革開放以來我國經濟高速增長，對石油的依賴和需求也逐年上升，勘探開發的石油井數量也逐年增加，隨之產生大量的鉆井廢棄液帶來的污染問題越來越受到世界各國的重視.如不加以處理就直接排放，必然會對自然生態環境造成一定的破壞。

一、鉆井廢棄泥漿的污染物組成及危害

廢棄鉆井泥漿成分復雜大多呈堿性，pH值在8-12之間，甚至達到13以上，且色度大，外觀呈粘稠流體或半流體狀，具有顆粒細小，含水率高，不易脫水，粘度大等特點，由于鉆井泥漿中含有多種有機和無機類化學處理劑，個別污染指標甚至超出國家允許排放濃度的數百倍，其中的主要污染物有：（1）懸浮物（2）酸堿物（3）有機質及其分解產物（4）油類（5）重金屬（6）鹽類（7）其他化學添加劑。

由于廢棄鉆井液成份比較復雜，鉆井廢棄泥漿對環境的影響也是多方面的，表現為：（1）污染地表水和地下水資源（2）各種重金屬滯留于土壤影響植物的生長和微生物的繁殖（3）過高的pH、高濃度的可溶性鹽及石油類造成土壤板結，危害動植物的生長（4）廢物中的有機處理劑使水體的COD、BOD增高，影響水生生物的正常生長。

二、鉆進廢棄泥漿的主要處理方法

目前國內外對鉆井廢液的處理方法主要有固化、注入地層、處理后直接排放、回注、焚燒、填埋等化學和物理方法。化學固化法被固化后的有害物質不再向環境擴散和遷移，但固化處理需一定的成本，一次性處理量大；回注法是廢棄泥漿經化學絮凝等方法處理后應用于配制泥漿或將其注入井中，但是優良的絮凝劑較少；焚燒法處理成本高，而且會給空氣造成二次污染；填埋法易對地表及地層水產生污染。這些方法雖然在一定程度上對鉆井廢泥漿進行了處理，但是鉆井廢泥漿中的有機污染物并未分解，依然對環境可能造成污染。

三、鉆進廢棄泥漿的生物處理方法概述

廣義的生物處理技術指一切以利用生物為主體的環境污染治理技術，包括利用動物、植物和微生物吸收，降解，轉化土壤或水體中的污染物，使污染物的濃度降低到可以接受的水平，或將有毒有害污染物轉化為無害的物質，也包括將污染物穩定化，以減少其向周邊環境擴散。目前鉆井廢棄泥漿的生物處理技術已成為國內外石油天然氣勘探開發作業技術中的研究熱點，根據生物處理技術所利用的生物種類，可分為動物處理、植物處理、微生物處理以及微生物——植物聯合處理技術。目前，以微生物處理技術研究和利用的最為廣泛，并取得了可喜的研究成果。

四、微生物法處理鉆進廢棄泥漿的研究進展

微生物處理技術是在人為優化的條件下，利用自然環境中生息的微生物或人為投加的特效微生物的生命代謝活動來分解污染物，微生物對物質進行各種轉化作用的生理學基礎是其新陳代謝活動，即分解代謝和合成代謝，可用于生物處理的微生物有很多，包括細菌，真菌等。

1.微生物法處理鉆井廢棄泥漿的影響因素

人們對微生物處理廢棄鉆井泥漿的研究較多。主要是從廢棄鉆井泥漿中篩選出高效降解微生物，然后將其投加到廢棄鉆井泥漿中，調整微生物作用環境，如溫度，營養元素，pH值，鹽度等。部分地區受環境因素的影響，生物降解速率慢，通過提高溫度，施加營養元素，接種專性細菌等方法促進生物降解。

2.微生物法的室內研究

崔靖園等利用從平湖油田鉆井廢棄液中分離的一株菌株對廢棄液進行處理，使COD和TOC的降解率達到50%以上；樊琳從石油污染土壤中分離出一株假絲酵母菌株Y2，通過正交實驗確定最佳培養溫度、pH值、營養因子構成，使廢棄泥漿中的石油烴降解率達到91%；廖玲通過色度和CODcr去除率的高低從四川井場中篩選出六株高效降解菌種，并對其中五個菌株做了16srDNA分析，構建了系統發育圖。

3.微生物法的現場應用

通過向廢棄泥漿池投入菌劑以及必要的營養物質，達到使廢棄物降解和富集的過程。陜西省科學院酶工程研究所生產的復合菌劑在長慶油田應用，陳立等利用目標泥漿池篩選優化的復合菌劑，處理陜北地區58個油氣田的廢棄泥漿，經30-60天的微生物處理，治理效果完全達到國家標準。高磊等從廢棄泥漿池中篩選出四個優勢菌種，利用正交試驗確定菌種最佳配比及培養最佳條件，在目標泥漿池投入菌劑，經四十天處理后，廢棄泥漿完全固化，殘余烴含量明顯降低，龜裂度較高，pH值由堿性恢復中性。

五、展望

目前低污染低成本的微生物處理技術處理效果好，生化處理后污染物殘留量低，對環境影響小，對人體無害。但是目前的微生物處理技術還不完善，還需要開展進一步研究。

1.如今多數降解菌是從污染物中直接分離出的，廣譜性不強，具有降解多種污染物的基因工程菌的研究還比較少。

2.研究微生物，動物植物聯合降解廢棄物，充分發揮各自的優勢，并相互協同，從而達到高效降解有害物的目的。

3.微生物處理廢棄物的時間較長，如何提高菌種的降解速率是一個亟待解決的問題。

4.建立已有降解菌的數據庫，研究每一分支的降解機理，建立廢棄泥漿組成的數據庫，研發二者相關聯的應用軟件，以便為目的廢棄泥漿快速選擇相應的降解菌。

參考文獻

[1]崔靖園，李輝，牟伯中.生物法處理鉆井廢液的研究.[J]石油煉制與化工，2011.41（12）：56-60.

[2]黃漢仁，楊坤鵬，羅平亞.泥漿工藝原理[M].北京：石油工業出版社，1984.

[3]丁克強等.石油污染土壤的生物降解研究[J].生態學雜志，2001，20（4）：16-18.

[4]陳立.陜北地區油氣田鉆井混合廢棄物的微生物原位修復技術研究[學位論文].西安：西北大學，2009.

[5]廖玲.鉆井廢棄泥漿降解菌的分離及特性研究：[學位論文].成都：四川農業大學，2010.

[6]徐同臺，王奎才，門廉魁.我國石油鉆井泥漿發展狀況與趨勢[J].油田化學，1995；12（1）：74-83.

篇10

關鍵詞：充血性心力衰竭 藥物治療 非藥物療法

Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2013.08.074

【中圖分類號】R-0 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801（2013）08-0079-01

充血性心力衰竭（CHF）是一組因多種病因所引發的癥候群，主要包括運動耐力降低、心功能障礙、肺循環及體循環充血、心律失常等，同時伴有神經以及體液激素變化等。CHF并非急癥，但如不及時治療導致病情發展仍將危及患者的生命[1]。目前臨床治療CHF的最佳方法是藥物治療，近年來，隨著醫療技術的發展，非藥物治療的研究也取得了較大的進展，本文就充血性心衰的藥物以及非藥物治療進展作一綜述，以饗讀者。

1 CHF的發病機制研究進展

近年來，臨床研究證實，病毒或者細菌性的感染、精神刺激、勞累、心律失常、不規則應用洋地黃類藥物、攝入鈉過多、輸液速度過快或者妊娠、分娩等因素均可能誘發CHF，對于這些因素應加強預防和保護。關于CHF的發病機制，目前認為主要與心室重構、細胞因子激活以及神經內分泌等因素有關。當發生CHF時，患者的β-受體降低將影響心肌收縮及舒張，導致交感神經以及腎素-血管緊張素-醛固酮系統（簡稱RAAS）發生持續高度激活，導致腎上腺素（NE）以及血管緊張素（AngⅡ）升高，進而引起心肌肥厚以及心室重構。當發生心室重構時，因心肌的結構功能發生異常，可導致心力衰竭加重，進而導致神經內分泌因素以及細胞因子等被激活。心肌重塑是CHF發展的重要病理生理基礎，當發生CHF時神經內分泌以及細胞因子等被激活則是機體的代償機制，同時也是引起心肌重塑以及心力衰竭的主要原因。中醫學認為其根本病機為心之氣陽虛衰，初期表現為心氣虛，逐漸發展成為心陽虛，且貫穿于CHF的全過程[1]。

2 CHF的藥物研究進展

CHF的治療主要應從根除其誘因以及基本病因出發，并控制患者的癥狀，目前藥物治療是大部分CHF患者的首選治療方案。目前主要應用的藥物有血管緊張素轉換酶抑制劑（ACEI）、醛固酮抑制劑、β-受體阻斷劑、利尿劑以及洋地黃等藥物，也有應用中藥注射劑進行輔助治療[2]。

2.1 ACEI。目前常用的ACEI藥物主要包括依那普利、卡托普利以及培哚普利等藥物。這類藥物能夠有效抑制心肌血管緊張素的轉換，從而減少AngⅡ的生成，并可逆轉患者的心室重構，從而阻斷CHF的進展。此外，其還可減少體內緩激肽的降解，從而增加擴張血管中前列環素的生成，并降低心臟的負荷，還可起到抗心肌細胞增殖等作用。目前，ACEI在臨床治療CHF中廣泛應用，多在早期自小劑量開始應用，當達到最大耐受靶劑量以后再進行長期性服用。

2.2 β-受體阻斷劑。主要包括比索洛爾、美托洛爾以及卡維地洛等。這類藥物能夠有效減低心肌耗氧量，并改善心臟的功能，還可抑制患者的快速心律異常，減緩心律，改善左心室的充盈狀態，并改善左心的舒張功能等。目前，臨床認為，對于所有無癥狀的穩定型心衰以及左心室功能減退者，如非存在禁忌癥，均應予以β-受體阻斷劑進行治療。但用藥時應加強不良反應監測，因其可能發生體液潴留、低血壓、心衰惡化、傳導阻滯等不良反應，對于重度心衰患者應禁用[1]。β-受體阻斷劑的禁忌癥主要還包括心動過緩、支氣管痙攣、≥Ⅱ度上房室傳導阻滯者等。

2.3 醛固酮抑制劑。具有保鉀利尿作用，并可阻滯血管周圍以及心肌的纖維化，但對于心肌組織的修復以及瘢痕形成無影響，可改善心肌舒張以及收縮功能。這類藥物的副作用較小，且順應性很強，在CHF的治療中具有重要作用。通常，醛固酮抑制劑需與β-受體阻斷劑以及ACEI等聯合應用，可有效抑制循環系統中的醛固酮水平，還可有效避免因單獨應用ACEI而引起的醛固酮丟失癥狀，且可顯著改善內皮功能，降低心臟重構及纖維化發生率，改善左室肥厚，從而降低病死率。此外，與β-受體阻斷劑聯合應用可更好地抑制CHF的發展，從而改善患者的心功能。

2.4 利尿劑。目前，利尿劑治療CHF的藥物主要為呋塞米，通常在中等及以上嚴重程度者方可應用利尿劑，且需與β-受體阻滯劑以及ACEI等聯合應用，其利尿作用較強且顯效很快，能夠有效減少鈉水潴留等，并緩解肺循環或者體循環淤血所引發癥狀，并可改善心功能[1]。但切勿大劑量應用，以免造成電解質平衡紊亂，或者長期應用可導致病情加重等。

2.5 洋地黃。該藥物是一種傳統常用正性肌力藥物，也是目前治療CHF的常用藥物之一，但長期應用可能會引起洋地黃中毒，主要表現為心臟反應、神經系統癥狀以及心臟外胃腸道癥狀等，此時應立即停止用藥，并及時糾正患者的低鎂及低鉀血癥等。

2.6 其他。近年來，中藥注射劑在臨床治療CHF方面起到了較好的輔助作用，例如黃芪、紅花、生脈、參麥、川穹嗪、復方丹參、葛根素、參附、刺五加、心脈龍、丹麥等，但目前對于其用法及用量目前尚無統一規定。

3 CHF的非藥物研究進展

3.1 電生理治療。主要包括心臟再同步化起搏治療法（CRT）以及置入式心律轉復除顫器治療法（ICD），多可有效降低患者的腦鈉肽水平，并逆轉神經體液的過度激活癥狀。CRT能夠縮小心室內徑，從而改善心臟功能及重構、提高患者的生活質量，并可降低死亡率。CRT是一種三腔起搏器，主要是將起搏電極分于患者的右心房以及左右心室內，并經超聲心動圖引導進行優化和程控參數，可通過心房以及雙心室同步起搏，有效恢復房室的收縮及舒張之間的協調性，改善患者的心功能。相關研究顯示，ICD也可降低CHF患者的死亡率[3]。

3.2 肌修復―干細胞治療。該方法是近年來新興的一種治療方法，大量研究表明其可阻礙患者的心室重構，并改善心肌梗塞以后的心衰癥狀以及延緩預后，但仍有部分研究提示了相反的結果。關于其細胞移植適量、病例選擇、具體治療方案等目前尚無定論，其對于CHF的治療尚無充分的證據，但已有大量的研究初步證實了其安全性以及有效性，值得深入研究[2]。

3.3 心室輔助裝置（LVAD）。該法主要是通過在體內植入人造血泵，引出心房或者心室的血液，并利用血泵進行升壓以后再將血液輸入到機體的動脈系統之中，從而發揮其部分或者全部代替心臟所具有的泵血功能。新近觀點認為LVAD不僅可用于終末期心衰患者的心臟移植替代治療，且可直接改善心衰患者的臨床癥狀。且LVAD的結構較為簡單，價格較低，并發癥較少，在今后將取得長足的發展[3]。

3.4 外科手術治療。目前臨床逐漸應用外科手術治療CHF，尤其是慢性CHF，其中左心室減容術在國內已有開展，療效較好，且手術費用較低。背闊肌心肌成形術也具有較好的效果，但手術操作難度較高，且價格昂貴，臨床應用限制。機械心室復形裝置目前已經取得了較好的動物實驗以及臨床應用療效，但尚存在較多的問題待解決[2]。心臟移植術是目前終末期CHF治療中最為有效的方式。

4 結束語

近年來，隨著對CHF認識的不斷加深，其藥物以及非藥物治療已經取得了較大的進展，針對CHF的致病原因以及發病機制，目前可通過ACEI、醛固酮抑制劑、β-受體阻斷劑、利尿劑、洋地黃以及各類中藥等，可有限制神經-體液系統的過度激活，并糾正患者的學流動力學異常，從而減輕心臟負荷并增加心肌的收縮，并改善心臟的舒張功能，有效控制心力衰竭，改善臨床癥狀，并預防心肌損害的發展，最終實現降低住院率、死亡率、延長壽命及改善生活質量等目的。此外，非藥物治療中，手術治療電生理治療、肌修復―干細胞治療以及心室輔助裝置等均取得了較大的進展，為CHF的治療開拓了更大的空間，期待各類治療方法通過動物實驗以及相應的臨床研究進一步發展和完善，并統一和規范其用法。

參考文獻

[1] 楊紅斌.慢性充血性心力衰竭藥物治療的研究進展[J].中國社區醫師（醫學專業），2013，15（5）：10