機械活化的基本原理精選(九篇)

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第1篇：機械活化的基本原理范文

【關鍵詞】靜電紡絲；交流阻抗；活化能；離子電導率

鋰離子電池是一種工作電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長的新型電池。目前商業(yè)使用的電解質主要是液體電解質，它的優(yōu)點是電導率高，但存在穩(wěn)定性差，電解液易泄漏等安全隱患。全固態(tài)聚合物電解質雖然安全性高，但電導率太低，限制了其應用；凝膠聚合物電解質融合了以上兩者的優(yōu)點，但機械性能差，難以在現(xiàn)有電池生產(chǎn)線上進行組裝，同時面對下一代新能源汽車所使用的動力電池，仍存在室溫電導率不足的問題[1]。而靜電紡絲工藝是一種孔隙率高，形貌易于控制的新型制膜技術，可以改善凝膠聚合物膜的性能，并解決以它為電解質的電池組裝問題[2]。所以研究這一電解質膜的制備工藝、導電性能以及導電機理具有重要的意義。

本實驗中，我們用靜電紡絲法制備了PAN/PMMA基凝膠聚合物電解質薄膜，采用交流阻抗法測試了凝膠聚合物電解質膜的電導率，并與溶液澆鑄法制得的薄膜進行比較，建立了其導電模型。在實驗教學中幾乎還沒有涉及凝膠聚合物電解質的實驗，將這一研究內容引入本科物理化學實驗，可以使學生較早地接觸前沿科學，更好地了解現(xiàn)代化學的發(fā)展方向，有利于研究型人才的培養(yǎng)。

1 實驗目的

①學會靜電紡絲法制備凝膠聚合物電解質多孔膜；

②了解交流阻抗法測試電導率的基本原理并掌握測量方法；

③測試不同溫度下電解質膜的電導率，探索電導率與溫度的依賴關系并研究其導電機理。

2 實驗原理

靜電紡絲法制膜是聚合物溶液在高壓電場作用下，克服表面張力，從噴射口噴出，形成微小射流，最終固化得到的多孔纖維薄膜。通過更改紡絲參數(shù)，我們可以得到不同孔狀結構的紡絲膜，實現(xiàn)對膜形貌的調控。

交流阻抗法測試電解質隔膜的電導率。其原理是對膜與電極構成的電化學體系施加小振幅對稱正弦波擾動并測其響應，以此繪制出交流阻抗譜圖，再計算得到膜電阻，最后求出電導率。

目前，大部分凝膠電解質的離子導電機理符合Arrhenius方程[3-6]， （1）

對上式取自然對數(shù)，

（2）

可以看出1/T與 之間存在線性關系，將實驗數(shù)據(jù)以1/T為橫坐標， 為縱坐標進行線性擬合，如果符合線性規(guī)律則體系滿足Arrhenius方程；由此還可以求出離子傳輸?shù)?a href="http://m.coffee125.com/haowen/154767.html" target="_blank">活化能等參數(shù)。

3 實驗儀器及藥品

儀器：鋁箔紙、5mL注射器、燒杯、溫度計、鑷子、1cm1cm不銹鋼電極（2個）、油浴鍋、CHI660e電化學工作站（上海辰華）、靜電紡絲機（北京永康樂業(yè)科技發(fā)展有限公司）。

藥品：硅脂、PC/EC―LiClO4溶液、無水乙醇（分析純）、已配好的PAN/PMMA紡絲溶液，溶液澆鑄法制備的PAN/PMMA平滑膜（配制PAN/PMMA含量為聚合物體系12wt%的溶液，倒入表面光滑的培養(yǎng)皿中烘干溶劑）。

4實驗步驟

4.1靜電紡絲法制備凝膠聚合物電解質膜

（1）實驗準備

打開靜電紡絲設備電源，打開照明燈和通風裝置。在接收器滾筒表面鋪一層鋁箔，接口處用膠帶粘連固定。

（2）參數(shù)設定與紡絲薄膜制備

將螺桿推進至未吸取紡絲液的注射器末端，設為前終止點。使用21號針頭，用注射器吸取3mL紡絲液，排盡注射器中氣泡。后退螺桿，放上吸入3mL紡絲液的注射器，將螺桿恰好推進至注射器末端，設為后終止點。設定注射速率0.25mL/min，接收速率20r/min，接收距離20cm，工作時間200min，正向電壓15kV，負向電壓-5kV。將電壓夾頭夾在注射器前端針頭處。單擊聯(lián)機啟動，儀器正常運轉。待注射器內紡絲液噴射完全后，揭下滾筒上的鋁箔，經(jīng)過處理再將鋁箔上的紡絲膜小心揭下，備用。

4.2聚合物電解質膜的電導率測試

（1）實驗準備

用無水乙醇將電極及鑷子擦拭消毒。用千分尺測量未夾膜之前兩電極厚度l1并記錄。從制備好的凝膠聚合物電解質膜上裁剪下一張1cm1cm的膜，平鋪在一個不銹鋼電極上，放上另一電極夾緊，即在兩個不銹鋼電極（SS）之間夾入制備好的薄膜（GPE），構成聚合物電解質阻塞電極體系（SS/GPE/SS）。用千分尺測量此時夾膜后兩電極總厚度l2，（l2 -l1）為膜厚L。將夾緊膜的兩電極片放入電解液中浸泡5分鐘，取出放在濾紙上，吸去多余電解液。

（2）儀器參數(shù)設置

打開電化學工作站軟件，選擇交流阻抗法，輸入電壓0.01V，高頻200kHz，低頻42Hz，振幅0.01V，使用四電極法，繪制出電解質膜的交流阻抗譜圖。

4.3不同溫度下聚合物電解質膜的電導率測試

與常溫下測試電導率相同，將夾緊膜的電極片與溫度計固定在一起，放入試管中，將試管放入油浴鍋中加熱升溫，將溫度設置為30℃，40℃，50℃，60℃，70℃，80℃，90℃，分別繪制出PAN/PMMA紡絲膜在30℃-90℃范圍內不同溫度下的交流阻抗譜圖。

用相同方法測試得到PAN/PMMA凝膠聚合物電解質平滑膜在30℃-90℃范圍內不同溫度下的交流阻抗譜圖。

5 結論

靜電紡絲法可以制備電導率高的凝膠電解質薄膜；PAN/PMMA凝膠聚合物電解質的電導率符合Arrhenius方程，其中紡絲膜有更低的離子傳輸活化能。

6 注意事項

①紡絲過程中，有可能因為配的溶液過濃，導致噴頭堵塞。如發(fā)生這種情況，應單擊聯(lián)機停止，再關閉正負電壓，待示數(shù)降至零后，取下夾頭，用紙巾擦拭噴頭處后重新啟動儀器。

②電導率測試過程中勿觸動電極片和導線，否則會導致測得的交流阻抗不準確，最后所得的電導率也會與實際偏差較大。

7 實驗教學意義

本實驗抽提于科研項目，其內容涉及到電化學基本理論、離子導電動力學基礎知識以及靜電紡絲制備多孔膜材料的新加工技術、電化學工作站的使用、數(shù)據(jù)處理、綜合分析等內容，可以激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生扎實、寬廣的基礎知識，而且對培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，加強對儀器基本原理的理解、提高對分析方法的應用以及實際操作能力及創(chuàng)新思路能力具有非常深遠的意義。

參考文獻：

[1]Bruce，P.G.；Freunberger，S.A.；Hardwick，L.J.；Tarascon，J.-M.，Li-O2 and Li-S batteries with high energy storage.Nat Mater 2012，11（1），19-29.

[2]Li，X.；Cheruvally，G.；Kim，J.-K.；Choi，J.-W.；Ahn，J.-H.；Kim，K.-W.；Ahn，H.-J.，Polymer electrolytes based on an electrospun poly（vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene）membrane for lithium batteries.J Power Sources 2007，167（2），491-498.

[3]Kuo P L，Wu C A，Lu C Y，Tsao C H，Hsu C H，Hou S S.ACS applied materials & interfaces，2014，6（5）：3156～3162.

[4]Rao M，Geng X，Liao Y，Hu S，Li W.Journal of Membrane Science，2012，399～400：37～42.

[5]Idris N H，Rahman M M，Wang J Z，Liu H K.Journal of Power Sources，2012，201：294～300.

第2篇：機械活化的基本原理范文

1讓抽象概念“生活化”

物理學與學生的日常生活密切相關，學生不僅對新鮮的事物感興趣，更對自己熟悉的、親身經(jīng)歷的事物感興趣.所以在物理概念教學中教師若能積極挖掘學生的生活資源，就能使他們想學、愛學，使物理概念教學變得更加容易，更加有效.

案例1《探究合力與兩分力夾角關系輔助演示儀》

此物理演示儀將物理知識進行情景轉換，把陌生、復雜、抽象的關系轉換為熟悉、簡單和直觀具體的演示情景.分別制作了菱形演示儀（見圖1、圖2、圖3）、邊長固定的平行四邊形演示儀、邊長可以調節(jié)的平行四邊形演示儀（圖4）、以及可以用來演示合力與分力關系的物理傘.

它們具有簡潔直觀，演示方便，明了清楚等優(yōu)點.拓展了廢傘的用途，解決了傳統(tǒng)教學難演說、學生難理解的問題.不僅具有教學價值，也符合當代低碳經(jīng)濟、低碳生活的新理念.該作品獲得2013年安徽省青少年科技創(chuàng)新大賽二等獎.主要創(chuàng)新點或價值有以下方面：

（1）廢物利用，低碳環(huán)保：廢傘本是無用，用廢傘做出的物理演示儀卻是大有用處.這種無用向有用的轉變誠是可貴，由 廢傘向珍品的跨越也確為不易，這也順應當今低碳環(huán)保的潮流.

（2）充分利用，創(chuàng)意獨特：我們充分利用傘骨形狀特點及同一平面兩傘骨之間夾角大小的可調控性制作出了菱形演示儀、邊長固定的平行四邊形演示儀、邊長可以調節(jié)的平行四邊形演示儀、以及可以用來演示合力與分力關系的物理傘.

（3）制作簡單，方便易得：此物理演示儀可適用于各個有傘的中學生，探究、演示毫無材料及技術上的困難.（該成果在2013年安徽省科技創(chuàng)新大賽中獲獎）

2讓抽象概念“科技化”

課題組制作的圖片、視頻、教學模型等在物理概念教學中也發(fā)揮了巨大作用.現(xiàn)今物理教材章節(jié)中安排了大量的科學知識，而且都有相關的閱讀材料介紹和本章相關的現(xiàn)代技術知識，其目的一方面是培養(yǎng)學生的科技意識.另一方面是通過結合課本知識且兼顧學生認識發(fā)展水平，來調動學生的學習興趣.因此，在教學中有必要制作一些與科技有關的素材，提高教學效果.例如，在學習“邏輯電路”這一節(jié)時，教師帶著一只聲控臺燈走進教室，在師生的問候燈奇怪地亮了，一會又滅了，讓學生們隨意地大喊幾聲，臺燈又亮了.科學的魅力實在太大，此時學生已被聲控臺燈完全吸引，教師點題：這是數(shù)字信息的魅力，今日生活中的計算機、數(shù)碼像機、數(shù)字電視等電子產(chǎn)品也是由它來實現(xiàn)的.在物理概念教學中滲透現(xiàn)代科技知識，學生往往會在科學問題的驅動下，激發(fā)出學習的動力和激情，通過所學的物理知識去解決和現(xiàn)代科技相關的一些問題，這可以讓學生享受到成就感的同時有效的掌握相關的物理概念.

3讓抽象概念“探究化”

每一堂物理概念教學課其實就是有問題就探究的過程，教師做好必要的引導，學生主要參于思考和探究，產(chǎn)生頓悟，引發(fā)靈感.

案例2《能將內力做功轉化為外力做功的彈簧腿模型》

（1）問題的提出

高中階段，地面支持力對腳是否做功是師生教與學的過程中感到困惑的問題：一方面，人起跳或著地時，地面對腳存在支持力的同時，腳沒有發(fā)生位移，腳發(fā)生位移時，又沒有支持力，所以支持力對腳不做功；另一方面，人起跳時，人的機械能增加，根據(jù)動能定理，支持力似乎要做正功.雖然經(jīng)過進一步研究知道在人起跳問題中，人體內力做功，化學能轉化為機械能，但在高中階段，對人體內力做功的教學還不宜深入.因此，我們試圖探尋一種老師容易教，學生容易學的方法.

（2）研究的基本思路

這一問題的關鍵是人體內力做功，如果能把內力做功轉換為外力做功，這一問題就能解決，由此我們想到了把人腿比作彈簧，地面對人不做功，但可以認為地面借助人腿彈簧裝置間接對人重心做功.

（3）研究的基本原理和方法

我們主要用到了模型法、類比法、等效法.

第3篇：機械活化的基本原理范文

關鍵詞：高中 政治 規(guī)范

隨著我國高考改革的新發(fā)展，學生答題規(guī)范化的問題也日益顯現(xiàn)和暴露出來。高考所要考查的各種能力最終要通過學生在答題過程中以文字的形式反映在試卷上，越是能力測試型的題目，對學生文字表達能力的要求就越高，需要學生依據(jù)學過的概念、原理，用恰當?shù)恼螌W科專業(yè)術語,去解釋人類經(jīng)濟生活和社會發(fā)展中遇到的經(jīng)濟問題、哲學問題和政治問題。由于多種因素的影響，語言文字表達能力既是教師長期忽略，也是學生所普遍欠缺的，所以能力測試要求的提高和學生文字表達能力普遍較差的矛盾也就顯現(xiàn)出來了。規(guī)范化答題問題已成為教師和學生普遍關注的問題，在平時教學中必須予以重視并加以培養(yǎng)。

一、規(guī)范化答題的要求

1．要求使用政治學科專業(yè)術語進行答題，而不能使用生活化語言去答題。教材中的基本概念、基本原理都是專業(yè)術浯，如經(jīng)濟常識中的通貨膨脹、通貨緊縮、價值規(guī)律等等；哲學常識中的物質、意識、一切從實際出發(fā)、實事求是、量變、質變、認識、實踐、人生價值等等；政治常識中的國家職能、國家政體、共和制、民利、依法治國、國家利益、獨立自主的和平外交政策等等。

2．使用專業(yè)術語答題時一定要做到科學、嚴謹、準確。例如，意識的能動作用不能寫成意識的反作用，人民民主不能寫成人民，自由不能寫成宗教自由，對人民負責原則不能寫成對人負責原則等等。

3．使用專業(yè)術語答題時要注意文字敘述的邏輯性、條理性和完整性。既要做到浯言精練，又要答全要點，這樣才能使自己的答案和參考答案接近一致。 哲學答題一般從“原理―方法論―材料簡析”三層次來組織。

如：“矛盾是事物發(fā)展的動力，制造矛盾越多越能推動事物發(fā)展?！北绢}的用意有二：一是考查考生對矛盾概念以及矛盾是事物發(fā)展動力原理的理解和掌握，同時對該題的辨析，考查考生的邏輯思維能力。二是希望引導學生注重對書本的基礎知識和基本原理的學習和掌握。此題要求學生緊緊抓住矛盾概念，運用所學辯證法的基本知識和原理，對之進行層層分析。在辨析過程中要特別注意思維的清晰：矛盾是事物發(fā)展的動力；這里的矛盾是客觀事物本身所固有的；這種矛盾不同邏輯矛盾，也不同于人為制造的矛盾，人為制造的矛盾不能推動事物的發(fā)展?？忌裟軓倪@幾個方面思考的話，那就很少失分，反之較易失分。

二、培養(yǎng)學生答題規(guī)范化的策略

1、構建全面、系統(tǒng)的學科知識結構是進行規(guī)范化答題的基礎。所謂全面是指知識結構中須包含考試說明中所要求掌握的所有知識點，為進行規(guī)范化答題做好相應的知識儲備。所謂系統(tǒng)，就是要對眾多的知識點進行良好的組織，在大腦中形成有序的而非零散的知識結構。只有這樣，才能在解決問題時對所需的知識點專業(yè)術語進行有效而快速的提取和運用，否則則是“巧婦難以無米之吹”，要構建這種應用功能強大的知識系統(tǒng)，必須拋棄陳舊的灌輸式教學方法和消極、被動、機械的學習方法，采用研究式、探索式教學方法，充分發(fā)揮學生在學習中的主體作用。

2、建立以學科思維能力為核心的能力結構是提高答題的針對性、邏輯性、條理性的關鍵。在教學中，教師應引導學生進行充分的討論和交流，以提高學生的語言表達能力；精選典型試題進行思維訓練（平時加強簡答題和辨析題的訓練）；對照標準答案進行反復分析理解；對答題中出現(xiàn)的不規(guī)范化的問題及時點撥，以幫助學生自我反思等。

3、掌握規(guī)范化答題的基本方法和技巧。

第一、要確保答題的大方向不能錯，一定要認真審題，逐字逐句看清楚，提取一切有效信息，挖掘一切隱含條件，排除干擾信息和迷惑條件，并完成以下思維要點：(1)辨明試題的指向，明確試題的設問點，問什么，答什么，避免答非所問。(2)分析命題者的意圖，明確試題所要考查的知識范圍。(3)排除思維定勢的影響，越是似曾相識的題目，越要小心，不能簡單地用已做過的類似題目的思維去解答。

第二、在保證答題大方向正確的前提下，努力提高答題的準確性、科學性、完整性和簡潔性，通過完美的回答來展現(xiàn)自己的能力。具體方法技巧如下：

（1）縮小包圍圈，提高答題的準確性。例如，題目涉及哲學知識時，首先要確定題目考查的是哪個知識板塊，然后再考慮屬于該知識板塊內的哪一方面的內容，哪個知識點。若考查的是唯物論的內容，則應考慮物質與意識，一切從實際出發(fā)；同理，若考查的是辯證法的內容，則應考慮其為矛盾、發(fā)展、聯(lián)系知識等；若考查的是認識論的內容，則為實踐和認識的關系，現(xiàn)象和本質等知識；若考查的是價值論，則為高二第12課的內容。

（2）正確選用高中政治專業(yè)術語答題，提高用詞的科學性、規(guī)范性，盡量使用教材上的基本概念、原理答。由于經(jīng)濟問題、政治問題規(guī)律既具有普遍性，又具有多樣性和特殊性，因此，對這些現(xiàn)象進行概括分析時，常用“一般情況下”“多數(shù)是”和“絕大多數(shù)”等詞語來描述，而不能一言概之。

（3）多角度思考問題，確保答案的完整性。審題時要注意設問的關鍵詞，如要求對中美、中日關系現(xiàn)狀評價，其中“現(xiàn)狀”兩個字就是一個關鍵詞，暗示既要做正面的評價，又要指出其存在的問題；再如針對我國經(jīng)濟發(fā)展中高能耗、高污染、低效益問題談認識，則應從原因---實質---危害---解決辦法等角度全面思考。

（4）梳理答題要點，提高敘述的簡潔性。這樣既可以表明對問題有著深刻的理解，而且節(jié)約了時間，也有利于閱卷者盡快發(fā)現(xiàn)答案的采分點?？梢韵扔靡?guī)范簡潔的語言闡明觀點，在聯(lián)系材料適當分析。特別需要注意的是：對正確性沒有把握的內容盡量不要寫，以免影響原本正確的那部分內容的得分。

第4篇：機械活化的基本原理范文

1.馬鈴薯對氮、磷、鉀的需求比例為2：1：4。可見，馬鈴薯對鉀的需要量最大，對磷的需要量最小。其實，對氮、鉀的需要量大，對磷的需要量少是絕大多數(shù)農作物的共同特點。

2.土壤的供肥特征，其酸堿度即pH值多在5.0-6.5之間，磷的有效性本來就較高。

3.肥料的理化特性 ①氮肥、鉀肥易揮發(fā)、流失，而施入土壤中的磷會很快被土壤吸附固定，移動性差。②磷肥的當年利用率一般只有15%左右，其余的磷多數(shù)被土壤吸附后，存留在土壤中，供下季或次年作物吸收利用。

二、習慣施肥方法及弊端

1.大量施用三個15（氮15磷15鉀15）的復合肥或2：1的碳銨磷肥混有

其實不需要施用太多的磷肥，就可以滿足馬鈴薯的正常生長對磷的需求。施用三個15的復合肥，不僅會增加農戶在肥料上的不必要投入，而且對馬鈴薯的品質也會產(chǎn)生不利的影響。因為磷素主要功能是增強作物的呼吸作用，呼吸作用太旺盛，物質積累相應減少，馬鈴薯的產(chǎn)量和品質也就會隨之降低。

2.中、微量元素施用量不足

有些地方往往只注重氮磷鉀而忽視了作物生長所必需的鈣、鎂、硼等中、微量元素的施用，導致缺素癥的發(fā)生；有的還把缺素癥誤當作病害防治，不僅增加生產(chǎn)成本，而且會降低馬鈴薯的產(chǎn)量和品質。

3.用未經(jīng)處理的畜禽糞便做基肥

一些農戶在為馬鈴薯施肥時，用未經(jīng)處理的畜禽糞便做基肥。其實這些未經(jīng)處理的畜禽糞便對馬鈴薯的生長是極為不利的。一是這些畜禽糞便施入土壤后，發(fā)酵所產(chǎn)生的高溫易引起燒根燒芽，二是容易滋生蛆類等地下害蟲，三是畜禽糞便內含有大量有害病菌，長期施用會導致病菌在土壤中大量積累，一旦條件成熟就會引起病害大爆發(fā)。

三、建議施肥方案

方案結合馬鈴薯的需肥特點、土壤的供肥特性以及肥料的理化性質，以既可以滿足馬鈴薯生長所必需的各種營養(yǎng)元素，又不致造成肥料中有效養(yǎng)分的浪費為基本原則，力爭用最小的投入，獲得最大的經(jīng)濟效益。

1.基肥

（1）全層施肥?；钚怨桠}鎂有機肥每畝50kg與硫酸鉀復肥（氮15磷0鉀15）每畝50（沙土地30）kg充分混合后整地播種。播種時最好不要讓薯塊幼芽直接接觸肥料。

（2）條施活性硅鈣鎂有機肥每畝50（沙土地30）kg與硫酸鉀復肥（氮15磷0鉀15）每畝50kg充分混合后將肥料直接撒施在播種溝內然后用土覆蓋。播種時種塊不宜與肥料直接接觸。

2.追肥

齊苗后，每隔10d左右每畝用15kg加硫酸鉀型復合肥追施。追施的方法為開溝或挖穴，施肥后用土覆蓋，然后澆水，也可雨后追施。

四、馬鈴薯施用活性硅鈣鎂有機肥的主要作用與效果

1.提高作物產(chǎn)量，增加經(jīng)濟收入

活性硅鈣鎂有機肥中的鎂、鈣、硼等中微量元素可增強馬鈴薯的光合作用、加速馬鈴薯體內碳水化合物的轉化和積累，提高馬鈴薯的產(chǎn)量和品質，并可提供適量的磷素營養(yǎng)。活性硅鈣鎂有機肥可使薯類和根莖類作物增產(chǎn)15-40%。

2.增強馬鈴薯抗性

肥料中被活化的硅、鈣等礦質元素不僅可使馬鈴薯的表皮細胞壁加厚，角質層增加，增強馬鈴薯莖葉的堅韌性，使有害病菌難以侵入，從而提高馬鈴薯對早疫病、晚疫病、螻蛄、螨蟲等病蟲害的抗性；還可為馬鈴薯的生長提供大量的鈣、硅、鎂、硼等中、微量元素，減少馬鈴薯因缺素而引起的環(huán)腐、黃葉等病害，減少農藥用量，降低生產(chǎn)成本。

3.提高農產(chǎn)品品質

肥料中大量的功能性活性基團具有刺激和促進馬鈴薯根系對氮、磷、鉀和中、微量元素的均衡吸收，促進碳水化合物合成和運轉的功能，有利于促進馬鈴薯塊莖的不斷膨大和淀粉含量的顯著提高；同時，肥料中的硅、鈣等元素可增強馬鈴薯細胞的硬度，有效減少馬鈴薯塊莖病斑和機械損傷，提高耐儲運性能。

第5篇：機械活化的基本原理范文

“AAA測試”就是高水平大學自主選拔學業(yè)能力測試（英文名稱為Advanced Assessment for Admission，簡稱AAA），是由上海交通大學、中國人民大學、中國科學技術大學、西安交通大學、南京大學、浙江大學和清華大學共同發(fā)起，共同委托專業(yè)考試機構組織的高中畢業(yè)生學業(yè)能力測試。

AAA測試的科目主要包括：閱讀與寫作（Reading and Writing）、數(shù)學（Mathemetics）、自然科學（Natural Science）、人文與社會（Humanities and Social Sciences）。人文與社會測試內容包括但不限于高中政治、歷史、地理的教學內容。

二、AAA測試地理部分的命制特點

地理試題屬于人文與社會板塊，命題的形式主要有選擇題和簡答題兩種?？v觀近幾年的AAA試卷及樣卷，AAA測試地理部分的試題主要有以下幾個方面的特點。

1．試題情境生活性

試題情境生活性是AAA測試的一個顯著的特點，從近幾年的試題和樣卷看，試題的情境都是取自生活，強調在現(xiàn)實生活中的能力考查。測試的每個單元都創(chuàng)設了一個真實的生活情境，一般是一段簡短的文字，加上一張表格、圖表、統(tǒng)計圖、圖片。測試的任務常常是在曲線圖、圖示或者表格中查找信息、描述表或曲線圖中信息的組織方式、解釋文中不同部分之間的聯(lián)系，比較文字部分和地圖之間的關系等，根據(jù)情境素材設計3~4個小問題測試學生。這種試題情境的生活化加強了學生關注生活、從生活實景中進行分析，將學科知識、方法技能應用于生活中的能力。例如2010年樣卷，第一組題以生活中的常見的日出、日落的方位為情境考查地球運動知識及空間距離計算技能；2010年樣卷的綜合題以生活中常見的自然災害“臺風”為情境；2011年綜合題以目前面臨的生態(tài)環(huán)境問題全球變暖為情境等。

2．試題立意三維性

所謂立意，是指試題是圍繞哪個主題展開，引導學生關注何種現(xiàn)象，體現(xiàn)怎樣的能力考查主旨，達到哪些目的等。AAA試題通過知識、能力、態(tài)度三個維度來描述和評價學生地理學科素養(yǎng)。

第一維度：知識。地理知識既是地理學科的基本內容，也是培養(yǎng)學生能力的載體。通過基礎知識的理解與運用來考查學生的基本能力是AAA試題命制的主要方法?？v觀近年來的AAA試題，可以發(fā)現(xiàn)，對地理知識的考查主要對地理主干知識進行考查。如地球視運動、天氣與氣候、洋流、自然災害、地理環(huán)境的整體性與區(qū)域差異性、環(huán)境問題與可持續(xù)發(fā)展等。

第二維度：能力。AAA對地理能力的測試與高考對地理能力的測試側重點不同，高考主要考查考生獲取和解讀信息能力、調動和運用知識能力、描述和闡釋事物能力、論證和探討問題能力。AAA測試考查的核心是科學探究能力，主要是指識別科學問題、科學地解釋現(xiàn)象、有根據(jù)地得出結論的能力，其基礎是邏輯推理和批判性分析能力。

第三維度：態(tài)度。高考地理學科主要對地理基礎知識、地理原理、規(guī)律以及四個方面能力的考核，而完全忽視了對學生情感、態(tài)度、價值觀的考查。AAA測評“考點為學生的閱讀量與知識面，對人文與社會問題思考的深度、審美能力，并對學生的情感、態(tài)度、價值觀進行一定的描述。”從其考試說明可以看出，AAA測評不僅重點考查“知識”、“能力”，并對“學生的情感、態(tài)度、價值觀進行一定的描述?！睆慕昕疾榍闆r看，AAA對情感方面的考點是對考生的對待科學的興趣、對科學探究的態(tài)度、對自然資源與環(huán)境有意識地采取負責任行動以及倫理觀的考查。

例如，2010年樣卷。閱讀資料，完成8～10題。

當?shù)途暤貐^(qū)海水表面溫度超過27.5℃的時候，空氣的擾動（如局部雷電等）就會導致熱帶氣旋在該海域誕生。熱帶氣旋在低緯海區(qū)移動過程中，可能逐步加強發(fā)育成強熱帶風暴，直到臺風、強臺風。它們到達人類活動的海域以及濱海地帶形成災害性天氣，給人類生命財產(chǎn)造成巨大危害。有人設想：對熱帶氣旋經(jīng)過的海面進行人為干預來限制其加強的過程，降低臺風、強臺風形成的幾率，減輕此類災害性天氣帶來的危害。

8.試說明熱帶氣旋移動過程中加強的大體過程。

9.扼要闡述人為干預海面限制熱帶氣旋加強過程的基本原理。

10.簡述你對這種設想可行性的看法。

【參考答案】

8.從途經(jīng)的表面溫度超過27.5℃的表層海水獲得能（熱）量、水蒸氣；所獲得的能量和水蒸氣大于消耗量；其中心的氣壓逐步下降，與周圍的氣壓梯度隨之加大，強度得到加強。

9.通過降低熱帶氣旋所經(jīng)過海面的表層水溫，使得其獲得的能量和水蒸氣的補充量都低于其消耗量。

10.（說明：無論贊成還是不贊成，只要言之成理，均可以得分，最高不超過6分。）

贊成：可以通過機械措施，如使深層海水和表層海水混合，達成熱帶氣旋經(jīng)過海面降溫的目標。將預防災害天氣和進行救災的費用，預先用在海面干預中。不贊成：首先，熱帶氣旋移動路徑有較大不確定性，且當我們通過人工干預，使得一個區(qū)域的表層海水溫度發(fā)生變化時，就同時改變了近海面的氣壓場的態(tài)勢，勢必也就干預了熱帶氣旋運行的路徑。其次，干預措施將耗費巨大的物力，極可能得不償失。第三，這樣的干預本身，還可能引發(fā)目前無法預見的變化。

【解析】從試題的情境看，臺風是我國東南沿海地區(qū)常見的自然災害，其出現(xiàn)頻率高，影響范圍廣，造成損失大，是學生生活中比較熟悉的自然現(xiàn)象，體現(xiàn)了“考查生活中的地理”理念；從考查知識的立意看，以臺風為例，考查大氣運動相關的地理規(guī)律、地理原理、基礎知識；從考查能力的立意看，通過提供充分的、翔實的文字材料，給考生交代了臺風的形成過程、形成的條件，考查學生自主學習的能力以及運用知識探究解決實際問題的能力；從考查情感、態(tài)度的立意看，通過“簡述你對這種設想可行性的看法”問題，考查考生對待科學的態(tài)度以及考生對干預自然災害的意愿。

3.答案設置開放性

開放性的答案能為學生提供充分想象的空間，有利于培養(yǎng)學生的發(fā)散性思維，而且也能充分尊重學生的個性，有利于學生的心智發(fā)展。例如上例中的“簡述你對這種設想（指人為干預臺風）可行性的看法”，既可以答贊成，也可以答不贊成，“只要言之成理，均可以得分”。再如2011年AAA試題：閱讀資料，完成11-12題。

2009年以來，北冰洋海域永久性冰蓋的范圍大幅度退縮，浮冰平均厚度變薄。

11.分析北冰洋冰蓋退縮對國際貿易產(chǎn)生的影響。

12.簡述北冰洋海域冰情變化對生態(tài)環(huán)境的影響。

這兩個問題的答案都是開放的、不確定的、非標準的，至于北冰洋冰蓋退縮對國際貿易究竟有什么影響也是仁者見仁，智者見智，無一定論，只要言之有理，都可以得分?？傮w來看可能產(chǎn)生下列影響：隨冰蓋厚度變薄融化，北冰洋沿岸航線開通，將大大縮短北半球亞歐大陸和北美大陸中高緯度國家海上航線的的距離；大大提高海上運輸?shù)耐ㄟ^能力，蘇伊士運河和巴拿馬運河通過能力有限，北冰洋沿岸航線的開發(fā)將大大提高世界海上運輸?shù)耐ㄟ^能力，緩解通過兩運河航線的壓力；在很大程度上改變世界海上運輸線的分布格局，形成新航線和新的港口如奧斯陸、雷克雅未克、摩爾曼斯克將發(fā)育成更高級的港口城市，美國和加拿大北冰洋岸的一些有海運條件的沿海城鎮(zhèn)也會發(fā)育成港口城市；隨著北冰洋沿岸航線的開發(fā)，北冰洋沿岸附近地區(qū)的資源將得到開發(fā)，形成新的工礦業(yè)區(qū)和北冰洋沿岸工業(yè)地帶；隨航線開發(fā)，北半球資源、經(jīng)濟聯(lián)系更加緊密，從而加劇南北半球的差距，等等。

4.評分標準層次性

選擇題部分采用層次得分的方法是AAA測試評分標準的的一大亮點，和傳統(tǒng)高考地理試卷的評分標準相比較有非常大的進步。選擇題答題說明為“每小題設四個選項，每一選項的分值可能為0、1、2、3分。請選出你認為最符合題目要求的一項。多選該小題不得分”，從說明可以看出，考生選擇不同的答案，具體得分不同，并不是傳統(tǒng)高考的選擇題要么滿分要么0分。這樣的采分標準體現(xiàn)了對考生思維層次的認同與尊重，更能體現(xiàn)“以人為本”的教育思想，充滿了對考生每個智慧都給予肯定的新課程理念，更為選拔性考試追求其有較高的區(qū)分度展示了樣本。例如，2010年AAA樣卷：

45°N緯線穿越圖1所示區(qū)域。L地的觀測者于3月21日看到太陽在M地落下的時間恰為16時（地方時）。判斷：M地相對于L地的方位及L、M間的距離約為

A.270°，1720m

B.240°，2410m

C.300°，1204m

D.240°，1720m

該題的得分標準為：

A.1分 B.3分 C.0分 D.2分

正確答案是B，答B(yǎng)者的滿分；答D者，方位判斷正確，距離沒有判斷對，得2分；答答A者，雖然方位和距離不正確，但兩者有實際都比較接近，說明考生的答題方法可能正確但運算的過程某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，導致答案與實際有一定的偏差，得少部分的分數(shù)；答C者，方位和距離都不正確，說明知識和能力都沒有達到要求，理所當然不能得分。

三、備考策略

AAA考試說明這樣寫道：“AAA測試的命題以現(xiàn)行中學教學大綱為參照，重點在于考查學生對于知識的綜合應用能力和學習能力，以不超出中學大綱的知識為主要考查目標?！贬槍荚囌f明的要求結合實際試題情況，筆者認為，在復習應考中應注意以下幾個方面。

1.重視高中地理必修部分主干知識的復習

“AAA測試的命題以現(xiàn)行中學教學大綱為參照，以不超出中學大綱的知識為主要考查目標”要求考生在平時備考中，還是要立足于中學教學，把必修部分的地理基礎知識、基本原理掌握熟，理解透，把地理原理的來龍去脈弄清楚，而不是機械記憶地理事實。例如在復習熱力環(huán)流時，很多學生只記住“熱低壓，冷高壓”的結論，以為兩地相比較，只要氣溫低，則氣壓就高；氣溫高，則氣壓就低。其實“熱低壓，冷高壓”的結論是有條件的，是熱力作用的結果，如果不是熱力作用就有可能出現(xiàn)“熱高壓、冷低壓”的情況，例如副熱帶高壓帶，夏季時氣溫高，氣壓也高，因為副熱帶高壓的形成不是熱力原因，而是動力原因。在復習地球運動時，地球運動產(chǎn)生的現(xiàn)象也要結合現(xiàn)實生活理解深、理解透，并學會運用相關知識解釋、解決實際問題。這樣，才能適應AAA測試的要求，達到為頂尖高校選拔頂尖人才的目的。

2.適當拓寬知識廣度和深度

雖然“AAA測試的命題以現(xiàn)行中學教學大綱為參照，以不超出中學大綱的知識為主要考查目標”，但考試的難度較大，要求考生要有非常深厚的知識基礎，這就要求考生在平時的復習中應適當拓寬知識視野。從上述例題可以看出，清華大學的自主招生重視自然地理基本規(guī)律、基本原理的考查，因為這樣能夠更好地考查考生理性的邏輯思維能力及運用地理原理（或假設）分析、探究地理現(xiàn)象的能力。鑒于此，平時復習中應適當增加一些有關大氣、地質、地貌、水文等知識，以拓展考生的知識廣度、深度等。具體來講主要增加下列內容：地-氣系統(tǒng)輻射差額分布規(guī)律及原因分析；河流地貌；戴維斯侵蝕循環(huán)學說；風化殼基本類型及其特征；土壤剖面形態(tài)等。

3.關注社會熱點、關注全球生態(tài)

2011年，考查北冰洋海域永久性冰蓋的范圍大幅度退縮，浮冰平均厚度變薄，對國際貿易和生態(tài)環(huán)境的影響。全球日益變暖，引發(fā)的問題一直都是人類非常關注的問題，本組題就是以北冰洋海冰的融化，來說明全球變暖對人類活動的深刻影響。鑒于這種情況，考生在應考復習時應關注全球或地區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題；關注我國的生態(tài)工程的建設等。具體主要包括：全球變暖、厄爾尼諾現(xiàn)象、拉尼娜現(xiàn)象產(chǎn)生的機理及其對全球或區(qū)域地理環(huán)境的不良影響；關注我國生態(tài)議題“東海西調”工程；關注我國一些地區(qū)退耕還林、還草工程；思考三峽建成后對地區(qū)氣候的影響；極端天氣多發(fā)的原因探究等。對于生態(tài)問題可以從產(chǎn)生的原因、形成的機理、個人的態(tài)度、產(chǎn)生的影響等方面思考。例如，2010年11月5日，“陸海統(tǒng)籌海水西調高峰論壇”在烏魯木齊市召開。論壇上關于“海水西調引渤入新”的建議引發(fā)廣泛討論。此設想是通過大量海水填充沙漠中的干鹽湖、咸水湖和封閉的構造盆地，形成人造的海水河、湖，從而鎮(zhèn)壓沙漠。根據(jù)這個議題可以思考以下幾個問題：

（1）從地理角度分析該工程建設可能遇到的主要問題。

（2）分析海水西調工程運營后改善西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境的機理。

第6篇：機械活化的基本原理范文

關鍵詞：變壓吸附；制氮裝置；PSA；故障處理；吸附分離系統(tǒng)

中圖分類號：TQ116

文獻標識碼：A

文章編號：1009－2374(2009)17-0009-02

一、概述

氮氣是一種中性惰性氣體，非活化狀態(tài)下，氮氣可作為保護氣體用于防爆(惰化)或防止工作介質被氧化等場所，被廣泛用于石油化工、天然氣開采及加工、金屬熱處理、干燥和防腐保護等領域中。

變壓吸附制氮是近來發(fā)展起來的高效節(jié)能的新型氣體分離技術。它利用空氣作原料，在有電能的條件下制取氮氣。國外PSA工業(yè)制氮應用是在20世紀80年代初期，經(jīng)過近30多年研究開發(fā)，變壓吸附裝置在降低能耗、降低投資、工藝流程簡化、提高可靠性方面，都有了很大的進步，得以廣泛應用。

二、基本流程和配置

根據(jù)氮氣用量和使用要求，各裝置的流程略有差異，但是基本流程和配置為：

空氣壓縮機儲罐管道過濾器冷凍干燥機(或其他再生干燥塔)(超)精過濾器高效除油器緩沖儲罐吸附塔A／B(兩塔流程)粉塵過濾器氮氣緩沖儲罐氮分析儀用戶。

空氣經(jīng)壓縮機壓縮至0.8MPa，經(jīng)空氣儲罐冷卻至常溫，再經(jīng)管道過濾器油液分離進入冷凍式干燥機，流經(jīng)精過濾器、超精過濾器和高效除油器除去油及液態(tài)水到達緩沖儲罐，再進入碳分子篩吸附塔組成的變壓吸附分離系統(tǒng)，壓縮空氣從容器底部進入后，空氣中氧氣、二氧化碳和水分被吸附劑選擇吸附，其余組份(主要為氮氣)則從出口端流出，經(jīng)粉塵過濾器進入氮氣緩沖罐，經(jīng)氮氣緩沖罐后作為產(chǎn)品氮氣輸出。之后，吸附塔經(jīng)均壓、減壓至常壓等過程，脫除所吸附的雜質組份，完成碳分子篩的再生。兩吸附塔循環(huán)交替操作，連續(xù)送人空氣，連續(xù)產(chǎn)出氮氣。氮氣經(jīng)計量及氮氣分析儀分析純度達標后進入氮氣輸送總管供使用。上述過程，由PLC控制系統(tǒng)自動控制。氮氣純度可高達99.99％，氮氣壓力基本設計在0.6MPa左右。

三、變壓吸附制氮與再生技術基本原理

吸附劑是PSA制氮設備的核心部分，變壓吸附常使用碳分子篩(CMS)，是一種非極性速度分離型吸附材料。常以煤為主要原料，紙張或焦油為粘結劑經(jīng)過特殊加工而成活性碳，粒徑平均為1.5nm，是一種半永久的吸附劑。分子篩在生產(chǎn)過程中添加磁性氧化鐵，可大幅提高其吸附性能。CMS充滿微孔和空腔，能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來，而把比孔道大的分子排斥在外，因而能把形狀直徑大小不同的分子、極性程度不同的分子、沸點不同的分子、飽和程度不同的分子分離開來，即具有“篩分”分子的作用，故稱為分子篩。當氣體與多孔的分子篩接觸時，因分子篩表面分子與內部分子不同，具有剩余的表面自由力場或表面引力場，使氣相中的可被吸附的氧分子碰撞到分子篩表面后，即被吸附。隨著吸附的進行，吸附于表面的氧分子逐漸增加，吸附表面逐漸被氧分子覆蓋，分子篩再吸附的能力下降，最終失去吸附能力，即達到吸附平衡；利用分子篩吸附劑對不同氣體組分在吸附量、吸附速度(分子直徑小的氧分子比分子直徑稍大的氮分子在運動中的擴散速度要快十倍)、吸附力等方面的差異，以及吸附劑的吸附容量隨壓力的變化而變化，因此可在加壓條件下完成混合氣體的吸附分離過程，減低壓力解吸所吸附的雜質組份，從而實現(xiàn)氣體分離以及吸附劑的循環(huán)使用。

變壓吸附制氮技術，一般采用PSA碳分子篩為吸附劑(巖谷生產(chǎn)的1.5GN-H型分子篩)，碳分子篩對氧氮的吸附速度相差很大(如圖1所示)，在短時間內(最佳吸附時間為68秒)加壓情況下，氧的吸附速度大大超過氮的吸附速度，氧分子被碳分子篩大量吸附，而氮分子吸附很少，利用該特性來完成氧氮分離。碳分子篩對氧的吸附容量隨壓力的降低而減少，減低壓力，被吸附的氧分子則從碳分子篩中逸出，通過塔的下部進入消音器后排出大氣，即可解吸，完成碳分子篩的再生。另外，碳分子篩對二氧化碳和水分也有吸附能力，且較易減壓解吸。通常PSA制氮機采用雙吸附并聯(lián)交替進行吸附產(chǎn)氮，解吸再生，實現(xiàn)氧、氮分離，連續(xù)供氣。

為取得好的操作性能和長的壽命，分子篩使用一定時間后必須再生。正確再生后的分子篩同新鮮的一樣，其吸附性能和機械性能的衰減和老化非常低。分子篩再生方法有變溫和變壓兩種，常用改變相對壓力：保持吸附劑溫度不變，通過降低壓力和惰性氣體反吹，除去吸附質。

再生同吸附逆向的，這可使被吸附床入口處的大部分吸附質不必通過整個床層，部分分子篩也可不與濕熱氣體接觸，從而提高分子篩使用壽命。再生氣應盡可能干燥，否則會影響吸附效率。

四、常見故障與處理

PSA變壓吸附制氮裝置除了設計選型不合理、機組本身或儀表故障、誤操作之外，常見的故障現(xiàn)象和處理方法如下：

(一)各級過濾器

分子篩吸濕能力極強，忌油和液態(tài)水，怕磨損，在進入吸附塔之前需要出去壓縮空氣中的油污和水分，在不同的位置采用各級過濾器，管道過濾器濾除大余5μm的顆粒及大部分水分，而細過濾器選用一次性可換芯的精過濾器，過濾精度達0.1μm。粉塵過濾器主要過慮粉化的分子篩或微量的活性炭。主要故障是氣當中有液相、粉末夾帶。

日常要檢查前面機組油氣分離效果、氣體溫度、油污液面高度、壓差指示儀；過濾器在使用一定階段后，需要吹掃或更換過濾器、過濾器底部的自動排污閥。

(二)冷凍干燥機

冷凍式干燥機(型號為J2K-125G)，該產(chǎn)品主要部件如冷媒壓縮機等為進口元件，性能可靠，運轉平穩(wěn)，噪音低，耗能少、安裝不需基礎，采用微電腦程序控制儀，對冷凍式干燥機的進氣溫度、露點溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、冷卻水進口溫度等進行數(shù)據(jù)采集、分析和處理，可遠程測量和控制，確保進入變壓吸附分離系統(tǒng)的空氣含水量降至一定的水平。

主要故障是制冷劑缺少、AD402-04型自動排污閥失效、過濾網(wǎng)堵塞等，運行過程中加強監(jiān)測和灰塵清除工作。

(三)高效除油器

高效除油器，內部填充15#活性炭，屬氣相吸附?；钚蕴渴且环N多孔性的含炭物質，有高度發(fā)達的孔隙構造，是優(yōu)良的吸附劑，是藉由物理性吸附力與化學性吸附力而成?；钚蕴康谋缺砻娣e(BET)越大，吸附力也越大。使用初期的吸附效果很高。時間一長，活性炭的吸附能力會不同程度地減弱，吸附效果也隨之下降。如水族箱中水質混濁，有機物含量高，活性炭很快就會喪失過濾功能。所以，活性炭應定期清洗或更換?；钚蕴恳话闶褂?～5年時間。

(四)緩沖過濾器

系統(tǒng)中設置的緩沖過濾器起平衡氣壓及除去管道中粉塵的作用。常見故障為泄漏，用緊固或更換墊片的方法消除。

(五)PSA吸附分離系統(tǒng)

PSA吸附分離系統(tǒng)主要由二臺填裝了1.5GN-H型分子篩的吸附塔(底部有氧化鋁分子篩吸收水分)及一臺氮氣緩沖罐組成，還包括了一組氣動截止閥，該閥為管道式平衡氣動截止閥，具有啟閉速度快，切換壽命長等特點，其開啟時間僅需0.015秒，切換壽命為100萬次，特別適合于變壓吸附工藝的頻繁啟閉使用。分子篩的使用壽命和其本生的質量、裝填質量還有使用過程中的空氣預處理效率有關，一般情況下可用5～8年。

PSA吸附分離系統(tǒng)的控制由PLC完成，該PLC已完成程序錄入，能執(zhí)行制氮裝置的各種運行參數(shù)控制?？刂葡到y(tǒng)由可編程控制器，壓力變送器，溫度傳感器，閥位開關及二次儀表組成，主要負責現(xiàn)場各設備的機械動作及連鎖控制，可正確處理各種突發(fā)故障報警，同時設計上考慮了各級功能分隔，可全自動運行也可以人工操作運行。

吸附塔組故障現(xiàn)象常有：

1、吸附器組的有關壓力指示不正常；維修保養(yǎng)或更換儀表。

2、動作閥切換緩慢或關閉不嚴、不動作；電磁閥存在故障或粉末引起動作閥故障；更換閥門配件。

3、吸附器床層發(fā)生流化現(xiàn)象，造成分子篩摩擦沖擊嚴重產(chǎn)生粉末；進水、油分嚴重引起分子篩硬度減低加劇粉化或分子篩失效；尋找出油、水根源，加以排除，同時分子篩多次再生，仍然不合格就需要更換合格的分子篩。壓縮空氣含油量是分子篩失效的首要因素。

4、程序控制的儀表系統(tǒng)，有時出現(xiàn)程序功能紊亂，主要體現(xiàn)在電磁閥開關順序或時間發(fā)生變化，需要定期校驗。

5、氮氣的分析與計量。氮氣緩沖罐后在進入氮氣總管前，設置有一取樣口，樣氣經(jīng)KY－2N氮氣分析儀在線分析達到使用指標后，進入氮氣總管。氮氣的計量由渦街流量計完成，氮氣流量可實時顯示，并可實現(xiàn)累積流量顯示與控制。產(chǎn)品氣分析指示系統(tǒng)故障現(xiàn)象：(1)分析系統(tǒng)指示純度偏低，重新調試，校驗；(2)流量未達到設計指標，工藝調整。

五、使用中應注意的問題

裝置調試交付后，用戶應會使用操作、會維護并了解裝置的原理流程。在掌握各配套機組的使用性能后，為了維護使用好吸附器這個核心裝置，特別強調分子篩忌水、忌油、怕磨損，因此在裝置運行當中要特別注意空氣的質量(含水、油量)，在日常操作中經(jīng)常檢查空壓機是否上油、濾油系統(tǒng)是否正常、冷干機制冷除水是否正常。還要經(jīng)常檢查產(chǎn)品氣排出過濾器和解析氣放空口，是否有堆積或夾帶過多的分子篩粉末；定期檢查吸附器內分子篩的磨損量，并確定是否須增添等等，如有以上現(xiàn)象，應及時解決。如能正常操作和維護，使用壽命將會大大延長。

參考文獻.

[1]葉振華，化工吸附分離過程.北京：中國石化出版社，1992

[2]R?M?Thorgood著，鄭麗碧譯空氣分離的進展，深冷技術，1992，(2)

第7篇：機械活化的基本原理范文

關鍵詞：先行組織者策略；化學概念；應用

化學概念是化學學科最基礎、最關鍵、最核心的內容，是學生學好化學知識的首要前提，它是人們對化學研究最本質的概括和認識，深刻反映了過程中最本質的化學特征。義務教育初中化學作為化學科學的啟蒙課程，如果學生開始沒有清楚地、準確地理解和掌握化學基本概念，那么隨著知識的不斷增加和深化，勢必造成學生概念越來越模糊，學習負擔越來越重。因此，在初中化學教學中，概念的教學成為首要問題。但是在化學概念教學中經(jīng)常會遇到一些問題，比如，學生經(jīng)常無法很好地建立新舊概念之間的聯(lián)系，很難找出概念的本質屬性等。奧蘇貝爾的先行組織者策略，可以為此類問題提供理論指導，促使學生有意義地學習，提高教學效率。

一、先行組織者策略

先行組織者策略是美國心理學家奧蘇貝爾學習理論的主要內容。他認為促進學習和防止干擾的最有效的策略是利用適當相關的和包攝性較廣的、最清晰和最穩(wěn)定的引導材料，由于這些引導材料是在學生正式學習新知識之前呈現(xiàn)的，所以稱之為“先行組織者”。這種策略是促進學習遷移的一種有效策略。使用先行組織者的目的有兩點：（1）為新知識的學習提供可利用的固定點，增強舊知識的可利用性和穩(wěn)定性。（2）說明新舊知識間的本質區(qū)別，增強新舊知識間的可辨別性。

先行組織者如果設計得恰當，有助于促進學習和保持信息。首先，它們是在學生的最近發(fā)展區(qū)內，作為吸收新信息的固定點和儲存室提供給學生，并引導學生在此基礎上建立新的認知結構；其次，他們通過積極調動有關方面的知識，并對各種知識的基本原理進行統(tǒng)括說明，這樣就為新知識提供了一種腳手架，從而使學生的學習從機械學習變?yōu)橛幸饬x學習。

二、先行組織者策略在初中化學概念教學中的應用

1.利用生活體驗先行組織者進行概念教學

“生活化學化，化學社會化”的STS教學理念是新課程改革的基本理念之一。如果教師在教學中能根據(jù)化學與社會、生活等的緊密聯(lián)系，設計生活體驗組織者，就可以幫助學生學習、理解相關的、較抽象的化學概念。

例如，初三化學中對于“質量守恒定律”微觀實質的學習，學生感到比較抽象，教師也覺得比較難講。在傳統(tǒng)教學中僅有靜態(tài)的圖片，最多用Flas來作為學生學習資源，結合教師的講解仍然很難讓學生接受，死記硬背的話則效果更差。此時可以設計先行組織者――換位子，對此學生深有體驗，即在換位子過程中，人的性別、人的數(shù)目、人的質量都沒有發(fā)生改變。由此引導、遷移、解釋質量守恒定律的微觀實質，即在化學變化過程中，原子的種類、原子的數(shù)目、原子的質量都沒有發(fā)生改變。再如，學習“飽和溶液與不飽和溶液”這兩個概念時，可以設計先行組織者――人吃飯的饑飽狀態(tài)，這樣的組織者設計就能使概念由理性變?yōu)楦行?，易理解和記憶?/p>

2.利用實驗式先行組織者進行概念教學

化學是一門以實驗為基礎的科學，化學實驗具有直觀性和感知性的特點。在學生學習新化學概念之前，依照由淺入深、螺旋上升的方式，設計一個或一系列與該化學概念密切相關的化學實驗作為先行組織者，可以激發(fā)學生的學習興趣，增強學生對概念的感性認識，培養(yǎng)學生的思維品質。

案例：“溶解度”概念

食鹽和蔗糖在水中哪個溶解性大？

【提出猜想】 在水中溶解性大。

【實驗方案】

實驗條件：

（1）比較兩物質溶解性大小，必須在相同的

條件下；

（2）比較兩物質溶解性大小，必須在相同的

條件下；

（或者：比較兩物質溶解性大小，必須在相同的 條件下）

（3）比較兩物質溶解度大小，必須 下。

實驗方法：

方法一： 。

方法二： 。

【實驗驗證】略

【實驗結論】在一定條件下， 在水中溶解性大。

在上述探究過程中，學生通過實驗現(xiàn)象的觀察和分析很清晰地意識到某種固體物質在水中的溶解性強弱與溫度、水的質量有關，因而要表示某固體物質的溶解度（固體物質溶解性強弱的定量表示），就水到渠成想到要規(guī)定溫度、使用的水量，并在溶解達到飽和狀態(tài)的情況下來衡量。從而讓學生把已有知識經(jīng)驗和新概念內容相聯(lián)系，以獲得真正的領悟，對溶解度概念產(chǎn)生較好的感性認識。

3.圖形式先行組織者在化學概念教學中的應用

圖形式組織者可以創(chuàng)造某一特殊的形象，令人耳目一新，尤其是一些不能用直觀感覺測量的客體，圖形所表述的內容是文字敘述望塵莫及的。中學化學教材上有許多基本概念都有一定的聯(lián)系。從邏輯關系上來講，化學概念間存在下列關系：從屬關系、并列關系、交叉關系，特別是處于從屬關系與并列關系的概念，可以編織概念圖。

比如，可以利用上圖中的圖形先行組織者，理清初中化學概念中的純凈物、混合物、單質、化合物、氧化物、含氧化合物等概念之間的邏輯關系，并將這些概念以“餅圖”的形式表示出來。使學生懂得概念間的關系，教會學生逐步編織概念圖，對于更深刻地把握概念的內涵與外延、辨析概念間的區(qū)別與聯(lián)系都具有重要作用。

4.比較性先行組織者在化學概念教學中的應用

比較性先行組織者可以在比較熟悉的學習材料中使用，目的在于比較新材料和認知結構中相似的材料，從而增強新舊知識之間的可辨別性。它不僅有利于新內容的學習，還能促進已有知識的理解深化。

例如，在學習“酸”“堿”概念時，提供幾個比較性組織者，即酸性、堿性、酸、堿的比較，如下表所示，學生就可以提高新舊概念間的可辨別性，從而保證學生很快地理解并獲得比較準確的概念。

硫酸H2SO4、

硝酸HNO3、

上述案例都說明先行組織者在化學教學中的使用非常普遍，先行組織者呈現(xiàn)的形式也是多種多樣的，它們關注學生的“學發(fā)展區(qū)”，能幫助學生將有關的方法或思路遷移到新的情境中，從而實現(xiàn)學生的有意義學習。

參考文獻：

[1]周青.化學學習論[M].科學出版社，2010.

[2]劉艷玲.基于新課程改革的高中化學概念教學策略研究.長春：東北師范大學，2010.

第8篇：機械活化的基本原理范文

一直以來，復旦大學化學系有著重視化學實驗教學改革的優(yōu)良傳統(tǒng)。20世紀70年代末，由復旦大學等14所學校合作編寫的《物理化學實驗》教材在國內廣受好評，影響深遠。20世紀90年代，復旦大學化學系對大學本科的化學課程體系進行了改革，逐步形成以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心、以技術要素為主線的新實驗教學體系及相應管理機制[1，2]。2000年前后，復旦化學系根據(jù)化學實驗的特點，本著“統(tǒng)籌管理、優(yōu)化資源、避免重復和遺漏”的原則，將涉及儀器操作類的基礎實驗課程“儀器分析實驗”和“物理化學實驗”融合為“儀器分析和物理化學實驗”，那時實驗教學中心在世行貸款和學校配套資金支持下，購置了一批在當時屬于先進的儀器用于教學，使得化學實驗條件得到大幅度改善，教學質量和水平因此得到保障和提高。

隨著時代和學科的發(fā)展，我系的物理化學實驗教學逐漸暴露出一些不足。一方面大部分實驗儀器設備相對落后，如電化學分析工作站、氣相色譜儀、原子發(fā)射光譜儀等設備都已使用了10～15年。這些儀器性能不夠穩(wěn)定，測量出的實驗數(shù)據(jù)誤差大，得不到理想的實驗結果，這樣直接削弱了學生學習新知識的積極性。另一方面是實驗內容更新速度慢，滯后于科學研究發(fā)展的步伐。物理化學學科的發(fā)展也使得一些原本屬于專門化或綜合實驗內容的高級技術和儀器成為基礎物理化學實驗的常規(guī)技術和設備，在當前科研中發(fā)揮重要作用的常規(guī)表征手段至今沒有相應的教學實驗開設，而且復旦大學物理化學教學團隊早在1999年就開設了以結構分析和表征為主線，集原理、儀器使用和解譜為一體的“譜學導論”理論課，導致理論教學與實驗教學有較大的脫節(jié)。同時本系科研實力的快速提高、學科建設、師資優(yōu)化和研究生生源的增長需求對本科學生的科研素質提出了新要求，一些操作簡單、內容單薄的驗證性實驗顯然不能滿足這些要求。在這樣的形勢下，物理化學實驗教學內容如何設置，成為我們面臨的又一重要課題。經(jīng)過多次調研和討論，我們對物理化學實驗教學內容設置有了一些初步實踐與設想，希望能與國內同行共同探討。

二、物理化學實驗教學內容的總體設計

本課程內容的設置將充分依托本系學科優(yōu)勢，在“銜接前沿、兼顧基礎”的原則下，更新、升級、完善和補充大型儀器類實驗。同時在完成經(jīng)典傳承的基礎上，加大綜合性、設計性、研究性實驗的比例，以求拓寬學生專業(yè)面、增強適應性。更希望通過本課程教學內容的實施和開展，讓學生了解和掌握一定的前沿技術、技能以及思考、解決問題的方法，促進學生探索能力、科研創(chuàng)新能力的發(fā)展，提高學生的綜合能力。

在上述思想的指導下，我們經(jīng)過對國內部分高校的物理化學實驗教學內容進行調研和對比，并結合本系的實際情況，進行如下改革。

1.更新儀器設備，推動傳統(tǒng)實驗內容的更新優(yōu)化

對目前開設的多個實驗的老舊設備進行更新，取得了明顯的效果。

比如，差熱分析實驗是一個經(jīng)典的研究物質在受熱或冷卻時產(chǎn)生的物理和化學的變遷速率和溫度以及所涉及的能量和質量變化的熱分析實驗。本系原有的實驗設備，是20世紀70年代老師們自己動手搭建的，從冰水浴、自制熱偶、加熱爐到記錄筆、溫控儀的連接，都需要學生動手完成，由于各配件年代久遠，數(shù)據(jù)的重現(xiàn)性、分辨率都不理想，而且經(jīng)常出現(xiàn)某一部件“罷工”的尷尬局面，導致實驗無法順利進行。近年來，熱分析技術的不斷創(chuàng)新與完善，使得熱分析的應用領域不斷拓展，研究對象不斷增加，在無機、有機、化工、冶金、醫(yī)藥、食品、塑料、橡膠、能源、建筑、生物及空間技術等領域被廣泛應用[3]。開展熱分析類的教學實驗，不僅具有課堂理論意義，也具有非常強的應用背景，國內許多高校開設熱分析教學實驗，但具體實施的方案各不相同。經(jīng)過考察，我們購置了性能較好的熱重天平，此儀器采用較先進自動化技術和精密的機械制造工藝，將機械結構、機電控制和氣氛控制集于一體，一定程度上改善了傳統(tǒng)熱分析儀器笨重外形。性能優(yōu)良的溫度控制軟件和界面，全面的熱動力參數(shù)分析功能，將熱重分析TG、微商熱重法DTG與差熱分析DTA結合為一體，在同一次測量中利用同一樣品可同步得到熱重、微商熱重與差熱數(shù)據(jù)。這樣一來，實驗簡便快捷，而且數(shù)據(jù)可靠直觀。為克服實驗內容相對單薄的問題，我們重新設計實驗方案，學生除了驗證已知樣品受熱過程中的吸放熱情況，還可以觀測不同升溫速率下吸放熱情況的變化，進而研究樣品受熱過程中相應的動力學參數(shù)，例如根據(jù)不同升溫速率下五水硫酸銅失水峰的峰頂溫度與升溫速率進行數(shù)學處理，便可以計算熱分解的活化能。在問題與思考環(huán)節(jié)中，啟發(fā)學生通過文獻查閱，對熱分析方法進行更全面的了解，有了這樣的技術和知識儲備，將來需要分析其他樣品受熱過程中物相變化、吸放熱等問題時，很容易找到解決方案。

此外，對氣液色譜法測定非電解質溶液熱力學函數(shù)的實驗也更換了最新型號的氣相色譜儀。所有的溫度、壓力、流量以及其他參數(shù)的設定和顯示均可以在電腦軟件界面上進行，大大方便了學生的實驗操作，而且對了解目前的主流色譜有了感官認識。最為關鍵的是，數(shù)據(jù)重復性得到了極大的提高，以前需要重復進樣近10次才能得到3次相對誤差較小的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在只需進樣3次就可滿足要求，對操作難度的要求大大降低，數(shù)據(jù)也與文獻值吻合較好，得到了同學們的認可。

涉及電化學測量的實驗，目前全部采用電化學工作站進行。由于是軟件界面控制，重現(xiàn)性較好，出現(xiàn)故障也很容易判斷。這些改進與以前的電壓、電流表顯示相比，優(yōu)勢明顯，而且對本科生繼續(xù)從事電化學相關研究起到了較好的鋪墊作用。

2.增開研究性實驗，加強對學生技術技能的培養(yǎng)

調研發(fā)現(xiàn)，物理化學實驗內容最欠缺的是科學研究領域中的前沿成果在教學中的體現(xiàn)，而學生能力培養(yǎng)上較欠缺的是現(xiàn)代表征儀器的操作技術。因此，與前沿研究相關的實驗內容的設置，是我們此次實驗教學內容更新的重點。

我們引入負載型催化劑的多相催化實驗。隨著催化技術的發(fā)展，由于多相催化劑具有易回收利用、產(chǎn)物易分離等特點，在石油化工等領域得到越來越廣泛的應用。因此，讓學生了解和掌握一定的多相催化技術和知識顯得尤為重要，國內浙江大學和南京大學化學系的本科生物理化學實驗中都涉及相關的實驗內容。我們開設了負載貴金屬催化劑液相催化苯甲醇氧化的實驗，通過本實驗，希望學生理解多相催化操作中的基本要求、評價活性優(yōu)劣的基本方法、影響催化活性的外界因素、完成活性測試的定量分析手段等內容，再通過數(shù)據(jù)處理與分析，了解更多的與催化相關的動力學和熱力學知識與技術。

3.引入物質結構性質表征方面的實驗內容

現(xiàn)在科學研究中，物質結構及其性質的揭示，離不開大型儀器。自19世紀倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線以來，X射線衍射被迅速地應用于物質結構表征，它可以用在研究體積很大的對象，譬如人體骨骼，還可以表征很小的物質結構，譬如蛋白質分子結構[4]。由于波長短，X射線有很強的穿透性，在分子及原子級的材料結構研究當中應用尤為廣泛?，F(xiàn)代X射線技術在研究未知結構和新材料中已經(jīng)成為一個有力的工具，比如本系多個課題組制備的各種單晶新材料，其結構解析就離不開X射線單晶衍射儀。作為重要的物質結構表征手段，理論課堂上也做了深入的介紹，但由于硬件條件的限制，本系本科生一直沒有機會動手操作X射線衍射儀。

多孔固體材料最早發(fā)現(xiàn)于19世紀90年代，因其獨特的結構特性而在催化、吸附、分離和儲能等領域受到廣泛的關注，表面狀態(tài)和孔結構直接影響其性能，所以多孔固體材料的比表面積和孔徑分布是研究固體材料的必要數(shù)據(jù)。本系多個課題組在介孔、微孔材料的制備研究中，一直離不開比表面積測試儀對樣品基本性質的測定，也正因如此，本系多套比表面積測試儀均難以勻出機時用于本科教學。

通過努力，現(xiàn)在我們購置了4臺比表面積測試儀，并借用本系X射線粉末衍射儀科研機時，用于本科生的教學實驗。先讓學生通過不同方法制備銅鋯復合氧化物材料，并對這些樣品進行X射線粉末衍射和比表面積測定，最后通過數(shù)據(jù)處理，分析了解不同的制備因素對材料基本性質的影響，了解BET多分子層吸附理論的基本假設和BET法測量固體比表面的基本原理，掌握X射線粉末衍射方法的基本原理、技術和物理吸附儀的工作原理、使用方法，并借此掌握一定的材料常規(guī)表征實驗技能技巧。

三、未來設想

近年來，隨著世界環(huán)境問題的日益嚴重，光催化在環(huán)境污染物降解中已成為研究熱點[5]。最近我們還將開設TiO2光催化廢水降解實驗，這個實驗是有效治理環(huán)境污染技術的典型代表。納米TiO2由于其化學性能穩(wěn)定、抗菌性能好以及在有機物降解過程中無二次污染等優(yōu)良性質，成為環(huán)境污染治理領域中的重要光催化劑，在光催化領域得到了廣泛研究。TiO2的結構形貌對其光催化活性有很大的影響，通過本實驗，希望學生了解環(huán)境污染與防治的相關知識，并能從結構形貌與光量子效率間的關系理解影響光催化活性的因素，同時理解光催化降解效率的衡量指標等知識和技能。

從培養(yǎng)學生技術技能的角度看，現(xiàn)代物質基本結構表征方面涉及的內容還遠不夠，將來還計劃開設銅鋯復合氧化物或者負載貴金屬樣品表面的CO吸附紅外光譜測定、核磁共振測定液相反應速率常數(shù)等相關內容。希望通過系列動力學活性測試以及相應物質結構表征方面實驗的開展，讓學生對功能材料樣品制備技術、物質基本性質表征以及樣品性質與性能之間的本質關聯(lián)有所了解。更希望學生通過這一系列的訓練，對科學研究過程有所了解，為他們開展系列校內科技創(chuàng)新項目打下基礎，有利于他們今后的繼續(xù)深造或工作。

第9篇：機械活化的基本原理范文

1.1輻射技術的含義

輻射技術是在輻射化學的基礎上產(chǎn)生的一種技術，主要是指在水流上通過輻射源發(fā)出的射線和粒子對水流進行照射，使得水質產(chǎn)生變化，并且得到好轉的一種科技技術。在環(huán)境保護所運用的輻射技術中，經(jīng)常用到的輻射技術主要有加速電子和γ射線兩種類型。

1.2輻射技術的在環(huán)境保護中的應用現(xiàn)狀分析

在環(huán)境保護中使用輻射技術得到廣泛地重視，并且已經(jīng)得到較好的運用，主要是由于輻射技術的相關運用主要是在常溫常壓下進行的，其中整個工藝也較為簡單和方便，同時在處理相關環(huán)境污染的效果較為明顯，并且不會對環(huán)境造成因為技術上所帶來的額外破壞和影響，因此，在環(huán)境保護中，輻射技術具有很大的應用前景和空間。當前，我國對輻射技術的應用力度有所提高，尤其是近幾年來，我國科學技術的快速發(fā)展，輻射技術也得到較好的發(fā)展，其安全、環(huán)保、便捷等眾多特性，逐漸得到我國各級政府的高度重視。

2環(huán)境保護中輻射技術的應用策略探討

2.1輻射技術在水處理過程中的應用探討

水體里的有機污染物中，往往大多都含有十分難以降解的一個或者多個苯環(huán)，同時，由于苯環(huán)上的氫原子可很容易地被氯原子所取代。這些往往具有化學性質穩(wěn)定、毒性強、溶脂性大的特點，容易讓它們在生物體內聚集。以往傳統(tǒng)的水處理方法就是利用生物及物理化學處理，但根本不能將這些物質進行高效降解，最近輻射技術的開發(fā)應用，大大地有助于水處理過程中對有機毒物的降解。由于輻射降解法其效能較好，這使得其具備巨大的研究潛力和應用價值。在輻射技術在處理水中有機污染物的基本原理為：水在輻射作用下被分解從而產(chǎn)生氫、一氧化氫·和二氧化氫以及eaq-等反應活性特別高的物質，其中氫是屬于一種氧化活性較高的自由基，一氧化氫和eaq-則是屬于還原活性極高的自由基。一氧化氫具有較強的氧化劑特性，這使得它可以將所有的有機物進行氧化，同時，eaq-又具有很強的還原性，eaq-就可以迅速地讓有機物脫去鹵代基。目前，美國已經(jīng)將輻射技術運用到對廢水的處理中來，意大利等一些國家則開始將輻射技術大規(guī)模運用到工業(yè)中。

2.2輻射技術在煙道廢氣治理中的應用策略探討

大氣中的污染物主要是氮氧化物和二氧化硫，它們是由于煤炭的燃燒原因所形成的。以美國洛杉磯光化學煙霧事件為例，氮氧化物的過量排放會導致形成光化學煙霧，而二氧化硫的排放與酸雨的形成有密不可分的聯(lián)系，所以全世界范圍內廣泛運用了在煙道內對二氧化硫進行治理的方法，而氮氧化物具有反應活性較低的特點，至今人們仍在探索其有效脫除方法。目前，輻射技術就能有效脫除二氧化硫和氮氧化物。它主要是通過二氧化硫、氮、氧等氣體吸收輻射過程中產(chǎn)生的電子束能量，再形成激發(fā)的離子和分子，這些離子和分子向基態(tài)躍遷中產(chǎn)生大量的自由基，自由基與二氧化硫以及氮氧化物相結合會產(chǎn)生化學反應，生成硝酸和硫酸等等，最后使用容器將所生成的生成硝酸和硫酸收集起來。假如在整個反應過程中添加少量的氨，就可以提高廢氣的去除率，從而獲得比如硝酸銨、硫酸銨之類的復鹽有用肥料?，F(xiàn)階段煙道廢氣治理中輻射技術的應用已經(jīng)逐漸從實驗室階段向工業(yè)化應用方向發(fā)展。

2.3輻射技術在固廢處理中的應用策略探討

固體廢物主要生活垃圾、農業(yè)廢棄物、工業(yè)固體廢棄物和醫(yī)療廢物以及交通運輸產(chǎn)生的垃圾等等。在處理固廢的過程中，廢塑料和污泥內的病原菌的處理一直受到人們的重點關注，也是目前人們面對的一個很棘手的問題。利用輻射技術對固體廢物進行輻射處理，是近三十年以來所發(fā)展起來的一項新技術，主要是利用射線與物質間的作用，比如電離和激發(fā)產(chǎn)生的活化原子與活化分子，使之與物質發(fā)生一系列的化學反應，最終達到物質降解、聚合、交聯(lián)并發(fā)生改性。比如在日本，目前就已經(jīng)充分利用輻射技術中的γ射線和加熱聯(lián)用，再通過機械磨碎的方式得到了聚四氟乙烯粉末。同時，聚四氟乙烯粉末還可以用來作為劑來。又比如面對大量的城市廢物與和農業(yè)廢物時，由于纖維素成為固廢中的主要成分，日本曾經(jīng)就利用輻照法技術對木屑和稻草等相關廢物進行處理，經(jīng)過發(fā)酵進而得到了酒精。而美國則在對這類纖維素加酸后，再使用輻照處理的方法，驚喜地得到葡萄糖，在整個過程中，其回收率已經(jīng)達到了56％。同樣，對腐壞的食物進行相關輻射處理以后，也實現(xiàn)了將其變作成為了動物的喂食飼料。另外，采用輻射技術還可以實現(xiàn)對農業(yè)中產(chǎn)生的污泥進行滅菌處理，比如可以把處理過后的污泥作為肥料用于農民播種栽秧耕田。由此可見，輻射技術在固體廢物處理中既能夠實現(xiàn)有效滅菌從而保護生態(tài)環(huán)境，又能夠使一些我國許多行業(yè)提高經(jīng)濟效益。

3結語