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我国光化学研究的进展及展望

我国光化学研究的进展及展望
我国光化学研究的进展及展望

我国光化学研究的进展及展望*

杨国强

(中国科学院化学研究所光化学重点实验室北京100190)

摘要本文对我国开展光化学研究的历程和目前光化学研究的现状进行了简单的介绍,并对今后几年光化学的发展进行了展望。

关键词光化学超分子光能转换纳米材料光催化

Photochemistry Research in China

Yang Guoqiang

(CAS Key Laboratory of photochemistry,Institute of Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190)

Abstract The history and the progresses of photochemistry research in China has been briefly reviewed in this article.Further research aspects of photochemistry in the future are also prospected.

Keywords Photochemistry,Supramolecule,Light conversion,Nano materials,Photocatalysis

光化学是研究处于电子激发态的原子和分子的结构及其物理和化学性质的科学。在现代分子光化学研究中对分子的电子激发态所建立的新概念、新理论和新方法,大大开拓展了人们对物质世界认识的深度和广度,对了解自然界的光合作用和生命过程、太阳能的利用、环境保护以及寻找新材料和开创新的反应途径提供了重要的基础。同时,光化学的研究又与许多重要的高新技术的发展有着密切的联系,例如,高效光电转换材料、太阳能电池、高密度大容量光信息记录、显示和存储材料、非线性光学材料、光刻及其高精度超微细加工技术等都与光化学的基础研究密切相关。21世纪光电子工业将成为国民经济中重要的支柱产业之一,因此现代分子和材料的光化学研究是一个既有着重要的理论意义又有着重大应用前景的学科。

国际上光化学的研究已经进入了一个新的发展阶段。随着实验技术的发展,各种新的研究手段和方法被引入到光化学研究中来。在研究的时间尺度上,研究手段由稳态向瞬态发展。各种时间分辨技术的出现和普及,包括时间分辨的吸收光谱和发射光谱(泵浦-探针技术、闪光光解、时间分辨发光衰减检测)、时间分辨NMR、EPR、IR和拉曼光谱等各种技术和实验方法的应用,使人们更深入地了解和认识光化学和光物理的机制成为可能。在研究的空间尺度上,研究工作由分子层次向分子以上层次发展,分子光化学与超分子光化学、纳米结构材料的光化学紧密地相联,形成了丰富多彩的研究体系,使得研究的范围得到了极大的扩展。同时,无机材料的光化学研究为光化学的发展开辟了新的研究领域。在此基础上,具有明确的应用前景的基础研究正在得到加强。光化学多年来在理论研究上获得的成果正加速向高技术转化,一些新的具有重要应用背景的概念和研究内容被不断地提出,并很快得到应用。与此同时,随着科学技术的发展,各种新的实验技术和方法正不断地应用于光化学研究工作中,使光化学的研究领域和范围得到扩展,为深入了解各种光物理过程和光化学反应的本质提供了新的方法和研究角度。

1我国的光化学研究发展和现状

1977年,原中国科学院感光化学研究所从事有机合成、高分子化学和感光材料剖析的科研人员,在文献调研和广泛考察的基础上,选定了当时国内基本上仍是空白领域的光化学作为研究方向,开始了我

*本文系作者应编辑部之邀,为“国际化学年在中国”专栏而作

2011-03-22收稿,2011-04-14接受

国在光化学研究领域的系统研究。在20世纪70年代末和80年代初,随着我国科研工作的恢复和发展,国内高校和中国科学院的其他研究所也陆续开展了一些有机光化学和高分子光化学方面的研究工作。1985年,在原国家科委和中国科学院的支持下,在北京召开了一个国际光化学研讨会,当时欧、美、日本等国际上光化学研究比较活跃的著名光化学家几乎都参加了这次研讨会。这次会议极大地促进了我国光化学研究工作的发展,同时也扩大了当时我国在国际光化学领域的影响。与此同时,感光化学所组织翻译了美国哥伦比亚大学Turro教授的《现代分子光化学》作为光化学的教材,对我国的光化学教育和研究也产生了十分积极的作用。1990年,在感光化学研究所成立了中国科学院光化学开放实验室,有了第一支以光化学命名的研究团队,系统开展了有机光化学的研究工作。1999年9月,在中国科学院创新工程启动时,光化学开放实验室整体进入到中国科学院化学研究所,成为了化学所的一个实验室。2001年,根据科学院的统一部署,光化学开放实验室更名为中国科学院光化学重点研究室。2008年底,中国科学院在理化技术研究所批准成立了院光化学转换与功能材料重点实验室,进一步加强了我国在光化学及其功能材料方面的研究队伍建设。

在我国光化学研究的初始阶段,重点开展了以下几方面的工作:(1)在有机光化学研究领域,开展了光化学合成方法和光反应研究,如光氧化、光加成、光取代、光还原、光异构化和微环境下的有机光化学反应等;研究了疏水-亲脂作用对光化学和光物理过程的影响、光诱导电子转移和能量传递过程,以及一些特殊结构的染料如酞菁、卟啉分子的光化学、光物理性质及其在材料科学中的应用;(2)在生物光化学研究领域,研究了蓝藻光合作用天线系统与光合反应中心匹配和结构运动性、蓝藻光合器协调工作机制、天然光敏色素竹红菌素的光化学、光物理性质以及在光动力治疗微血管类疾病中的应用与临床实用型制剂的研究等;(3)在高分子光化学研究领域,研究了光敏化引发聚合体系、高分子及其材料的光降解和光稳定及其机理,开展了有关光固化涂料、印刷版及油墨等材料的应用基础研究等;(4)在光电化学研究领域,研究了从单晶、多晶薄膜到低维半导体(超晶格、纳米粒子、纳晶薄膜)的制备、光电化学性质和转换及发光、非线性光学性能研究;有机光敏材料及其与无机半导体的复合体系,染料敏化纳晶半导体太阳电池的光电化学转换研究等。近十几年来,随着国际光化学研究的发展和研究内容的不断深入,我国的光化学研究领域也在不断扩展。在前期工作基础上,在以有机光电子功能材料和信息储存材料为背景的光化学和光物理、以太阳能光电转换和环境治理为背景的光电化学,以及超分子光化学、生物光化学和合成光化学等领域进行了大量工作。经过30多年的发展,我国的光化学研究工作队伍逐渐壮大,已经形成了研究力量比较雄厚、研究设备基本齐全、成果丰硕的研究方向,在分子和材料电子激发态物理及化学领域开展了大量的研究工作,取得了一系列重要的研究结果,在高影响因子的国际著名期刊上发表了一批高质量论文,在国际上光化学研究领域具有一定的影响。现把具有一定特色和影响力的工作大体归纳为以下8个方面。

1.1超分子光化学的研究

用光化学和光物理方法研究了分子间的弱相互作用(如疏水作用、氢键作用),首次证实了分子簇集体体系中疏脂性的存在,并利用疏水和疏脂作用推动的长链分子自绕曲现象,成功地合成了大环化合物,为提高大环化合物的合成开辟了新的途径。在多种微反应器中高选择性地合成了大环化合物,高选择性地进行了烯烃的光氧化反应,证实了利用主客体化合物的包结作用可以提高反应速度、增加反应选择性。系统地研究了分子间和分子内激基缔合物和激基复合物的形成条件、形成动态学、光物理和光化学特性,首次用光谱数据证实了超分子体系中三重态激基缔合物的存在。合成了一系列具有不同电子转移能力的光致电子转移体系,观察到光致电子转移过程中电子转移速率与自由能的关系存在反转区,验证了Marcus电子转移理论的普适性,为电子转移理论提供了新的实验依据。在超分子自组装基础上,通过动态组装构建了基于螺旋与线型分子主客体相互作用的分子机器,并在分子水平上实现对其运动的调控。利用超分子体系中的能量传递和电子转移过程,研究了特殊树枝状高分子的结构,为人工模拟天线效应开辟了新的途径。

1.2藻类光合作用研究

以生物化学分离分析、X射线高分辨晶体结构分析、超快速时间分辨光谱和计算机模拟相结合,系

统研究了藻类光合系统高效能量吸收和传递的机理和动力学,获得了高等红藻R-藻红蛋白0.19nm分辨率、变藻蓝蛋白0.22nm分辨率和R-藻蓝蛋白0.3nm高分辨晶体结构。利用ps级时间分辨光谱测量技术系统研究了不同聚集态及天线系统中能量传递动力学与结构和模型分析相结合,提出藻类天线藻胆体中杆向核能量传递模型;利用计算模拟方法研究藻类天线系统能量传递过程,获得了能量传递过程的清晰图象,提出了能量动态传递概念和复杂体系动力学组份解析的一般规则。

1.3天然光敏色素光动力功能研究

天然植物和菌类含有许多具有光动力功能的天然光敏色素,在光动力抗肿瘤药物、绿色光动力农药和抗病毒药物方面有广阔的应用前景。对天然光敏色素竹红菌素和藻胆蛋白进行了系统的结构与功能研究,以化学修饰方法对竹红菌素进行了结构修饰,在长波吸收和水溶性衍生物方面取得了突破性进展。在国际上首先进行了藻胆蛋白光动力光敏机理的研究,取得了一系列重要研究成果。

1.4人工光能转换体系

借鉴光合生物光能吸收、传递和转换的高效机理,设计和合成稳定、高效的人工模拟系统,实现太阳能的高效转换和利用是人类利用太阳能的重要目标。在对人工光能转换系统多年研究基础上,建立了染料激发态计算方法和系列染料结构与性能间的关系;合成了多系列上百种多元分子体系,筛选出的优化体系的能量传递效率达98%,电荷分离效率达90%,并且电荷分离态寿命达μs级。合成了一系列纳米材料-染料复合光能转换体系,研究了提高光能利用效率的超微粒子的改性或修饰条件,发现了光敏作用与激发态电子密度的相关关系。以该类染料制成复合光电池,光电转换效率达到国际先进水平。利用多种无机有机敏化材料得到了人工模拟产氢酶,实现了光致产氢功能。

1.5有机-无机纳米光化学

纳米利用自组装方法制备了纳米结构的过渡金属氧化物薄膜材料;制备了具有窄尺寸分布的WO

3

微粒薄膜,此薄膜的紫外边蓝移有强烈的量子尺寸效应,研究了该材料的形成条件和紫外光照射下材料的光致变色机理,为过渡金属氧化物纳米薄膜变色材料的制备提供了新的思路;利用自组织技术成功构造了无机纳米笼及其框架结构材料,为特殊结构纳米材料的制备提供了新的方法。利用液相再沉淀法成功地制备了各种尺寸大小的有机低维材料,观察到了光谱行为与材料结构的关系,在有机微纳米结构材料中观察到光电导效应,为新型有机光电功能材料器件的制备开辟了新的途径。

1.6电致发光化合物及材料的光物理和光化学性能研究

可用于电致发光器件的有机及高分子化合物是近年来一个十分活跃的研究领域。作为电致发光的基础,化合物的光物理性质研究对深入了解材料的性能、改进材料的结构也起着十分重要的作用。在这方面的工作中,我国的研究人员合成了多种具有不同结构、高发光效率的有机及高分子化合物,对结构与发光性能间的关系进行了深入的研究,并应用于电致发光器件的研制,取得了十分有意义的结果。合成得到了一系列新型高磷光发光效率的金属-配体电荷转移(MLCT)类化合物和材料,开展了结构和性能研究,深入了解了有关材料的电子结构及其发光性能,一些产品已经在屏幕显示材料中得到应用。1.7光催化反应机理及应用基础研究

作为近年来一个重要的研究领域,光催化反应的机理和应用基础研究在我国得到了较为深入的开展。从分子水平研究了染料分子在半导体颗粒表面的吸附模型与界面光化学反应机理,发现不同的吸附模型导致不同的反应途径和不同的反应产物;利用多种现代分析手段从分子水平进行了反应机理的研究,提出了可见光光催化降解有机污染物和染料可见光Fenton降解的反应机理,受到国际同行的广泛认同。利用敏化光催化反应开展的有机合成反应的研究也取得重要的进展,为光催化还原反应提供了新的实验和理论证据。

1.8新型荧光探针的研究

光化学探针技术在生物医药研究领域和环境监测工作中一直是非常重要的手段,也是光化学研究中的重要内容。我国的光化学研究人员近年来设计制备了一系列具有重要应用前景的荧光探针材料,利用特殊结构的发光分子与生物分子和组织的特殊相互作用和荧光放大原理,开展了特殊疾病的DNA

检测方法研究,为一些癌症的早期诊断提供了新的方法;开展了细胞组织内部特定金属离子的检测,发展了新型的荧光探针材料和标识方法;开展了水中特殊离子的检测研究,合成得到了多种检测试剂并提出了多种荧光检测方法,为一些特殊重要环境影响的金属离子(如汞离子)和阴离子(如氟离子)的检测提供了新的思路和手段。

2今后工作的展望

30多年来,我国的光化学研究从几乎为零到如今与国际发展同步进行的状态,是几代光化学家共同艰辛努力的结果。随着学科间交叉研究内容的日益增多,作为一个新兴的、多学科交叉的研究领域,光化学研究是具有强大的生命力的。

首先,作为与热化学相对应的光化学的研究,一些基本的光化学原理和化学反应的本质尚需进一步的了解。与热化学相比,光化学反应的类别、反应机理的研究远远不够,新的光化学反应的发现和反应过程及条件的研究,将是光化学研究的一个持续的研究内容。在这方面,系统性、规律性的研究工作将是十分重要的。同时,一些具有应用前景的光化学反应和方法在制药等精细化工研究中的应用也具有十分重要的地位。

第二,光化学研究和与生命体系有关的研究工作相结合,是使双方的研究工作得以深入发展的重要方面。地球上一切生命过程都与太阳光的作用有着密不可分的联系,在生命体系中的一些过程和原理,如能量的吸收、转移、储存和转换等都有待进一步的深入了解。与生命物质有关的细胞和分子的作用过程等,也是人类认识自身的一个重要方面,也将为生物医学的研究工作开辟新的途径。在相关的研究工作中,光化学研究将发挥不可替代的作用。

第三,随着光电子工业和微电子工作的发展,在新型光电功能材料的研究和开发中,光物理过程和光化学反应的研究显得日益重要。各种新型、具有特殊微纳米结构的光电材料将会越来越多,将在极大地提高人们的物质生活质量方面做出越来越大的贡献。

第四,随着环境科学研究的发展,各种新的研究手段在相关工作中的应用将使得环境保护工作的范围得到扩展。光作为一种清洁的反应试剂在环境科学的研究中将有着广阔的前景。

第五,新的研究手段的引入,将使光物理和光化学研究得到极大的扩展和深入。时间分辨技术在各种检测设备上的应用,将使我们能够完整地了解化学反应的作用过程。同时,在研究过程中各种作用条件的加入,如磁场、压力、电场等,将使我们从新的角度揭示分子的电子结构状态,从本质上认识材料和化合物分子的结构特征和性能,为进一步的开发应用打下坚实的基础。

第六,随着光化学和光电化学以及能源领域的研究工作的进展,利用太阳能进行的新型能源的生产和利用将会越来越重要,各种新型太阳能电池的原理和实用化研究将会越来越显示出必要性和重要性。同时,利用太阳光直接进行的一些化学反应在社会生活中也将得到更大的应用。

总之,光化学研究的深入和发展,必将促进相关的基础研究领域和应用开发工作的深入和发展,并为我国国民经济的持续发展和提高人民的生活质量做出越来越大的贡献。

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杨国强

1963年11月出生

1985年获北京大学理学学士学位

1991年获中国科学院感光化学研究所理学博士学位

现任中国科学院化学研究所研究员,博士生导师

从事有机光功能化合物的性能及其作用机理研究

E-mail:gqyang@iccas.ac.cn

绿色化学及其发展方向

绿色化学及其发展方向 摘要:伴随着社会经济生活的不断发展及进步,我国的化学应用过程中不免会对环境和人体造成一定的伤害,本文从我国化学发展所面临的问题出发,在对化学发展问题分析的基础上提出了发展绿色化学是化学发展趋势的必然选择的观点。并针对如何发展绿色化学的角度出发,对环境保护目的下的绿色化学提出了解决问题的策略,坚持资源、环境及经济生活的可持续发展。 关键词: 绿色化工; 环境保护; 可持续发展 当今 ,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展 ,既要发展经济 ,又要保护自然资源和环境 ,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。 一、绿色化学定义 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质 ,不再产生废物 ,不再处理废物。它是一门从源头上阻止污染的化学 [1] 二、绿色化学遵循的相关准则 绿色化学应该以“预防为主,治理为辅”作为行事准则,这样能够从源头上就解决好污染问题,保护环境。在日常生活生产活动最大限度地减少分离溶剂与试剂之类的物质,尽量选择使用无污染、无害

等辅助物质。尤其是那些能够对人们身体健康与生活环境造成毒害的物质,更是需要控制其在生产生活中的使用。 三、绿色原料是可持续发展基石 所谓的“绿色原料”也就是化学品需要使用到的原材料,在采用、产生、利用、再循环利用与废弃物处理等诸多环节里和生态环境和谐共存。同时,此材料不会对人类身体健康成危害,还具有促进健康与净化吸收这样的主要功能。现阶段,国内白色污染方面相对较为严重,这也是由于塑料制品的大量使用而引发的。通过绿色原料的生产实现有效降解熟料的目的,已经成该领域重点关注的研究课题。在这方面国际上现使用方式有生物降解塑料,还有光、化学以及组合等降解塑料的类型。化学品传统生产过程中通常都是用含剧毒的氢氰酸与光气之类的物质作为原料生产异氰酸酯,当前已经被基本无毒害的二氧化氮与胺类生产异氰酸酯所代替。用这两种原料完成两步生产氨基二乙酸钠,并采用二乙醇胺与催化脱氢两种物质为原料成功开发出安全生产氨基二乙酸钠的这种新工艺。 四、从环境保护角度出发,促进绿色化学的应用 4.1原料的绿色化 在绿色化学的应用中,绿色化选择原料是应用的基础。通过原料的选择可以有效的降低化学过程对环境所带来的消极影响。简而言之,过原来的绿色化,来实现绿色化学在应用中环保型效应。 4.2溶剂的绿色化在绿色化学的应用中还可通过选用溶剂的绿色化来实现对环境的保护,降低对人体的各类伤害。绿色化的溶剂安全

低温_高速_高稳定性化学镀镍研究进展

第37卷 第6期 2008年12月 表面技术 Vo.l 37 N o .6 D ec .2008 S URF ACE TEC HNOLOGY 81 低温、高速、高稳定性化学镀镍研究进展 张勇,安振涛,闫军,谢俊磊(军械工程学院,河北石家庄050003) [摘 要] N -i P 非晶态合金镀层作为一种功能镀层,具有优良的电磁屏蔽、静电防护性能以及优良的物理化学性能。以往研究较多的是在酸性镀液中进行的化学镀沉积N -i P 非晶态合金镀层,温度一般较高,使化学镀的应用受到了限制,尤其是对塑料等非金属材料的表面金属化。因此,低温、高速化学镀越来越受到科研工作者的重视。同时,镀液的稳定性是化学镀能否顺利施镀以及降低化学镀成本的重要因素。鉴于此,在对国内外低温、高沉积速度化学镀镍及镀液稳定性方面的研究进行总结的基础上,展望了化学镀镍研究领域的发展方向。 [关键词] 化学镀镍;非晶态合金;低温;高速;镀液稳定性;电磁屏蔽[中图分类号]TQ 153.1 [文献标识码]A [文章编号]1001-3660(2008)06-0081-03 The Progress of Study on L o w -te mperature , H i gh -speed and H i gh Stability Che m ical Plati ng Z HANG Yong,AN Zheng-tao,Y AN Jun ,XI E Jun -le i (O rdnance Eng i n eering College ,Shijiazhuang 050003,China) [A bstract] N -i P a m orphous all o y cladd i n g possesses the fi n e electr o m agnetis m and stati c electric ity protective perfor m ance as a k i n d o f functi o n cladd i n g m ateria,l as w e ll as the fi n e physical che m istry functi o n .Currentl y ,m any study adopts t h e aci d ic p lati n g so lution ,t h e te m perature is upper ,so t h e app lication of che m ical p lati n g is li m ited ,espe -c ially che m ica l plati n g on the surface of p lastic .So ,che m ical plati n g under the conditi o n o f lo w te mperature and h i g h speed is regarded by investi g ato r ;si m u ltaneously ,the stab ility of plati n g so luti o n is i m po rtant factor thatw hether che m -i cal plating can successf u l or no ,t and reduce the cost of che m ical p l a ti n g .The research of che m i c al p lati n g n ickel in l o w te m perature and high speed and p lati n g so l u tion stab ility w as summ arized ,and the developm en t d irecti o n of che m ical plati n g nickelw as v ie w ed [K ey words] Che m i c al p l a ti n g n icke;l Am orphous a lloy ;Low -te m perature ;H igh -speed;Plating solution stabil-i ty ;E lectro m agnetic sh ield [收稿日期]2008-07-21 [作者简介]张勇(1975-),男,河北衡水人,在读博士,主要从事装备运用环境与防护研究。 0 引 言 一般来说,根据不同的应用目标,采用不同的化学镀镍工艺是很重要的,同时也不可能用同一种类型的镀液去解决各种问题。化学镀N -i P 工艺,按镀液p H 值可分为酸性和碱性两大体系:1)碱性化学镀镍,p H 值8~9,操作温度为3~45 ,主要用于非金属材料的金属化,如塑料电镀、泡沫镍生产;2)酸性化学镀镍,p H 值3~5,应用最为广泛,酸性化学镀镍按磷含量又可分为高磷、中磷、低磷3大类。酸性化学镀液工艺已经较为成熟,而通过碱性镀液制备N -i P 镀层的工艺还不是十分稳定。一般化学镀液的主要成分是N i SO 4(或N i C l 2)和N a H 2PO 2 H 2O (次亚磷酸钠)。据文献报道,在碱性镀液中反应生成的是低磷镀层,具有磁性,适合用于吸波材料,而在酸性镀液中反应得到 的是高磷非磁性镀层[1-2]。文献中提及的大多为酸性镀液,这 是由于酸性镀液较碱性镀液稳定,易维护,所获镀层性能好。但酸性镀液一般在高温(70~90 )下操作[3-4],化学镀才能进行,能量消耗大,操作不方便,加热元件由于局部温度高,容易产生自分解而析出镍离子,降低了溶液的稳定性。另一方面,高温镀液对于某些非金属表面的金属化会产生不利因素,使其变形和改性[3,5]。这就限制了其在塑料金属化上的应用。因此,低温化学镀镍工艺的研究是化学镀镍研究的重要方向之一,也是一个备受重视的课题。 1 低温、高速化学镀工艺研究 1.1 化学添加剂的优选 要实现低温化学镀镍,就要降低镀液中镍离子的还原活化能,传统方法主要是通过选择合适的络合剂来实现。饶厚曾等[6]经过试验得出结论,以乳酸盐为络合剂的低温碱性化学镀镍工艺,溶液温度低、稳定性好,镀层光亮细致,适于低熔点易变形的塑料和其他非金属材料的金属化。通过试验,笔者推荐如

绿色化学的研究现状及进展

绿 色 化 学 的 研 究 及 进 展 院系:化学与生物科学学院 班级:10-1(双语)班 姓名:齐买克 学号:21

绿色化学的研究及进展 摘要:绿色化学,又称为环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,是当今国际化学科学研究的前沿课题,其目的是将现有化工生产技术路线从“先污染,后治理”改为“从源头上根除污染”。是利用化学来防止污染的一门科学[1],是一种对环境友好的化学过程,绿色化学对传统化学在诸多方面存在着继承,更存在着巨大的发展和创新。 关键词:绿色化学;环境无害化学;环境友好化学;清洁化学 绿色化学(Green Chemistry)是20世纪末崛起的一门新兴学科,相对于传统化学,它是未来化学化工发展的主要方向之一。绿色化学即用化学的技术和方法去避免或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物。绿色化学是当今国际化学学科的研究前沿,是具有明确社会需求和科学目标的新兴交叉学科。从科学观点看,绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展;从环境观点看,是从源头上消除污染;从经济观点看,它合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展的要求。 1 国内外研究现状 发展绿色化学技术的思想首先在欧美国家产生。1984年美国环保局提出的“废物最小化”是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了“污染预防”的概念,是绿色化学思想的初步形成。1990年美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1995年美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”,从1996年开始,每年对在绿色化学方面做出重要贡献的化学家和企业颁奖,奖励内容包括:(1)变更合成路线奖;(2)改变反应条件奖;(3)设计更安全化学品奖;(4)小企业奖;(5)学术奖。1998年美国成立绿色化学研究所,专门从事化学工业绿色化学研究。2000年,美国化学学会出版了第一本绿色化学教科书。 在英国,1999年皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学成为化学学科的前沿。绿色化学奖于2000年开始颁发,该奖分为3类:一是被称作“Jerwood Salters”(环境奖)的年度学术奖,另2项年度奖用于奖励

绿色化学与可持续发展

绿色化学与可持续发展 摘要:绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学,又称环境无害化学,环境友好化学或清洁化学。绿色化学吸收了传统化学化工.环境.物理.生物.材料和信息等学科的最新理论和技术,代表了化学化工科学理念的重大变革,具有可持续发展的意义。本文介绍了绿色化学的一般概念及绿色化学与环境保护的关系。从主要研究内容及发展现状和趋势等方面阐明了绿色化学是可持续发展的必由之路。 关键词:绿色化学,可持续发展,环境保护 当今时代,人类的生活与化学息息相关。无论是衣、食、住、行,都离不开化学。同时,对资源的开发利用成为了当今社会面临的制约经济发展、影响环境的重要因素。因此,可循环利用、、可持续发展、绿色化学生产被人们提上了议事议程。 绿色化学简介: 名词解释: 按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术.它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质.利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。 绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。 重要性: 传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。化学工业能否生产出对环境无害的化学品?甚至开发出不产生废物的工艺?有识之士提出了绿色化学的号召,并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头消除污染。 绿色化学给化学家提出了一项新的挑战,国际上对此很重视。1996年,美国设立了“绿色化学挑战奖”,以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家。绿色化学将使化学工业改变面貌,为子孙后代造福。

绿色化学的兴起及其在中国的发展状况

绿色化学的兴起及其在中国的发展状况 前言:化学在保证和提高人类生活质量、保护自然环境以及增强化学工业的竞争力方面均起着重要作用。化学科学的研究成果和化学知识的应用,创造了无数的新产品,并走进了千家万户的生活中,使我们衣食住行各个方面都受益匪浅,更不用说化学药物对人们防病祛疾、延年益寿、更高质量地享受生活等方面起到的作用。但是另一方面,随着化学品的大量生产和广泛应用,给人类原本和谐的生态环境带来了黑臭的污水、讨厌的烟尘、难以处置的废物和各种各样的毒物,这些正威胁着人们的健康,伤害着我们的地球。 目前人类正面临的十大环境问题是:(1)大气污染;(2)臭氧层破坏;(3)全球变暖;(4)海洋污染;(5)淡水紧张和污染;(6)土地退化和沙漠化;(7)森林锐减;(8)生物多样性减少;(9)环境公害;(10)有毒化学品和危险废物。应当说这十个问题都直接或间接地与化学物质污染有一定关系。因此从根本上或源头上治理环境污染的必由之路就是要大力发展绿色化学【1】。 摘要:化学工业在给人类带来丰富的新产品的同时,也带来了严重的环境污染.于是 绿色化学应运而生.绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物, 不再处理废物,它是一门从源头上阻止污染的化学.本文简要介绍了绿色化学的起源、概念、实现途径和以及在中国的发展现状。 关键词:绿色化学;环境污染;原子经济性 正文: 绿色化学的定义 绿色化学又称(1)、环境无害化学 (2)、环境友好化学 (3)、清洁化学 绿色化学即是用化学的技术方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和生产。绿色化学的理想就在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,不再处理废物总之,绿色化学是一门具有明确社会要求和科学目标的新兴交叉学科,就是要以体现当代最新科学技术的物理、化学、生物手段和方法,从源头上根除污染实现化学与生态协调发展为宗旨来研究环境友好的新反应、新过程、新产品。 从科学观点认识,绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展; 从环境观点认识,它是从源头上杜绝污染或彻底阻止污染的化学,它的着眼点就在于废物不再产生,不再有废物处理的问题; 从经济观点来看,它是合理利用资源和能源,降低生产成本,符合经济可持续发展要求,力求使化学反应具有“原子经济性”,实现“零排放”。 因此,绿色化学是发展生态经济和工业的关键,是实现可持续发展战略的重要组

天然药物化学研究与新药开发-胡国强

天然药物化学研究与新药开发 姓名:曹宁专业:药理学学号:104753141002 摘要: 自从有人类历史以来, 天然药物一直是人类防病治病的主要来源。天然产 物是自然界的生物历经千百万年的进化过程通过自然选择保留下来的二次代谢产物, 具有化学多样性、生物多样性和类药性。临床上应用的许多药物都直接或间接来源于天然产物, 如天然产物可作为药物半合成的前体物、药物化学合成的模板以及为药物设计提供了新的思路。但是在20 世纪80~ 90 年代, 由于受高通量筛选和组合化学的影响, 天然药物的研究一度进入低谷。近10 年来天然药物化学在新药研发 中的作用又重新受到科学家的重视, 天然产物已成为发现治疗重大疾病的药物或重要先导化合物的主要源泉之一。现就天然药物化学在新药开发中的作用进行了回顾与总结, 并对其前景进行了展望。 关键词: 天然药物化学; 新药研发; 回顾与展望 21 世纪是世界制药工业充满生机和剧烈竞争的世纪, 我国制药产业由于研发 能力严重滞后等原因, 许多制药公司面临生死存亡的关键选择。制药产业是国际公认的国际化朝阳产业, 药品是国际贸易交换量最大的15 类产品之一, 也是国际贸 易中增长最快的5 类产品之一。药物作为保障人类生命与健康的特殊商品, 也决定了药物研发过程的复杂性和艰巨性, 因此药物制造业成为高投入、高风险、高科技、长周期, 但是高利润的产业。由于世界各国法律赋予新药的特殊地位使其在一定时期内具有垄断性质, 同时新药开发并成功上市往往为药厂带来极其巨大的利润, 所以开发新药是世界各大药企争取市场份额、扩大利润的重要途径, 寻找新的先导化合物开发新药被各大制药企业视为生命线。目前合成药物开发难度越来越大, 表现在开发费用激增、周期延长、成功率大幅下降、造成的环境污染越来越严重等, 所以科学家又重新将新药开发的目光关注到天然产物上, 尤其是天然抗癌药物紫杉醇( tax ol) 的发现更使科学家对从天然产物中发现新药充满了信心。地球上存在的25~ 35 万种高等植物一直是药物的主要来源, 至今世界上仍有约75% 的人口主要 依靠这些高等植物作为最基本医疗保健来源, 植物提取物是国际天然医药保健品市场上一种新的产品形态[ 1]。自然界的生物在其漫长的进化过程中合成了许许多多结

绿色化学的发展与前景

绿色化学的发展与前景 摘要:随着社会的发展,化学产业迅速发展,不断推动着人类社会的进步,同时,也给环境带来了极大的负担,威胁着人们的健康和赖以生存的自然环境。然而污染防治虽卓有成效,但仍以治理为主,效果有限且费用昂贵,因此,绿色化学的出现极好地适应了发展趋势,将为社会的进一步发展和化学学科新的飞跃发挥巨大的作用。 关键词:绿色化学清洁生产环境污染 The development of Green Chemistry and Engineering Abstract: Accompanied with the development of the society, the chemistry industry is also developing quickly. As a result, it pushes forward the advance of society. However, meanwhile, it brings great burdens on the environment, which threat the health of man and the nature. Although the preventions of pollution are fruitful, we still mainly depend on treatments after pollution, it works out to a certain extent, and it really costs a lot. So, that’s why Green Chemistry, which fits the tendency of environmental protection well, is greatly welcomed. It will make efforts for the further development of the society and chemistry. Key words: Green Chemistry, Cleaner Production, Environmental pollution 随着21世纪的到来, 人类生产生活与化学越来越密不可分。化学科学的研究成果和化学知识的应用为推动人类的进步起了决定性的作用。目前, 化学及其制品已经渗透到人类生活、生产和国民经济的各个领域, 达到人人、事事、处处都离不开化学及其制品的程度。 然而,另一方面, 随着化学品的大量生产和广泛应用, 给人类本来绿色平和的生态环境带来了极大的破坏,威胁着人们的健康, 以及人类赖以生存的自然环境的可持续发展。工厂向大气中排放大量酸性物质,造成雨水被大气中存在的酸性气体污染,pH<5.6,达到酸雨的标准,致使许多建筑物、植物、以及人文自然 CO浓度大景观遭到严重破坏;而在生产过程中的大量有机物燃烧,致使空气中 2 幅升高,造成温室效应,使地球生态环境遭威胁;大量氯氟烷烃(如制冷剂、发泡剂、清洗剂等)的生产和使用使臭氧层出现明显的空洞,易使人发生皮肤癌、白内障等疾病,也会削弱人的免疫力,与此同时,对生态环境的影响也显著,会使农作物减产且品质下降,渔业产量下降以及森林被破坏。。。还有黑色的污水、黄色的烟尘、五颜六色的废渣和看不见的无色毒物。

天然药物化学探究进展

天然药物化学的研究进展 摘要:结合当今世界医药研究的新方向,我们不难看出在今后相当长的时间里,世界医药研究的新方向应该是生物制药。这并不是空穴来风。有专家认为本世纪药物化学的发展趋势为生物化学的发展,是因为:生命科学,如结构生物学、分子生物学、分子遗传学、基因学和生物技术的超速进展,为发现新药提供理论依据和技术支撑。随着科学技术的日益发展,人们对天然药物化学的研究也发生了重大的变化,层分离技术和各种光谱分析法,对天然药物成分复杂,含量少。不容易分离的得到很大的解决。则本文对天然药物化学的研究进展作一综述。 关键词:天然药物;研究;方法。

The research progress of natural medicine chemistry Abstract:With the development of science and technology, the study of natural medicinal chemistry has undergone a major https://www.doczj.com/doc/3d14310534.html,yer separation technology and various spectral analysis method, the natural medicine composition is complicated, less content.Not easy to separate greatly solve.Progress in the study of natural medicinal chemistry, this paper made a review.

化学镀的研究现状

目的和意义 化学镀(Chemical plating),又称为无电解镀(Eletro less plating)。因为在工件施镀的过程中,虽说电子转移,但无需外接电源,工件表面层完全是靠化学氧化还原反应实现的。 化学镀的生命是比较年轻的,比起传统的电镀要年轻100多岁,知道20世纪70年代后期才逐步被我国所认识和重视。1975年开始出版了有关科学书籍,1992年全国召开了首届化学镀镍会议,其后每两年召开一届,从此在我国揭开了化学镀镍技术的新篇章。 化学镀的发展史主要还是化学镀镍的发展史。因为化学镀镍技术研究得比较早,技术比较成熟,而且应用比较广泛。目前世界上应用的最好和最广泛的国家,要算美国、德国、法国、英国、意大利、西班牙、瑞士等国家,尤其是美国,她基本上摒弃了传统的电镀工艺,取而代之的是全国大约900多家化学镍工厂,广泛服务于计算机、电子、阀门、航天、汽车、食品、化工、机械、纺织、钢铁等多个领域和行业,且逐步全方位的渗透到社会的各个方面。化学镀镍所获得的镀镍层,由于自身的突出特点和优异性能,越来越被广大的用户认同和接受。它的最突出特点是镀层具有高耐腐蚀性、高耐磨性及高均匀,即三高特性。化学镀镍层多半是以镍磷、镍硼为为基础的多元合金镀层和复合镀层,镍磷合金镀层占有绝大多数,化学沉积的镍-磷镀层随着磷的含量的增加,其组织结构的转变,是由极细小的晶体变成微晶(尺寸约为5纳米,电镀镍的晶粒尺寸约为100纳米),最后变为完全的非晶体(类似液体的原子无序排列)。正是这种非晶态结构(不是唯一,但是很重要的一点),由于没有晶界、位错及成分偏析等现象,使之在腐蚀介质中不太容易形成腐蚀微电池从而在耐化学腐蚀、耐气体腐蚀以及耐色变性方面表现极为优异。 例如:在5%HCl溶液中,含磷量10.9%(质量分数)的化学镀镍磷合金镀层,其耐蚀性比 1Cr18Ni9Ti不锈钢高出10倍;在10% HCl溶液中,则要高出20倍以上。即使在气相或液相H2S介质中,镍磷合金镀层的腐蚀速率均比1Cr18Ni9Ti不锈钢要低。当镀层中磷的含量例如:在5%HCl溶液中,含磷量10.9%(质量分数)的化学镀镍磷合金镀层,其耐蚀性比1Cr18Ni9Ti 不锈钢高出10倍;在10% HCl溶 液中,则要高出20倍以上。即使在气相或液相H2S介质中,镍磷合金镀层的腐蚀速率均比1Cr18Ni9Ti不锈钢要低。当镀层中磷的含量较高时可以达到基本无腐蚀发生。 化学镀镍层在大气条件下的耐蚀性和耐色变性都优于电镀镍层。电镀镍层表面即使在城郊的大气环境中,仅隔几天就会变成灰色,而镍磷化学镀层表面,其外观可以长期保持不变。若在化学镀后,进行钝化处理或用有机涂层进行封闭处理,其抗色变性能将更加卓越。耐磨性是一个系统性,而不是材料的固有属性,是材料处于系统中在一定磨擦条件下,表现出来的对抗磨损的能力。一般而言,硬度越高的材料其耐磨性越高。由于镍磷镀层有比较高的硬度(镀态硬度可达HV400~600,电镀镍仅为HV160~180),还可以通过热处理进一步提高(可达HV1000以上),因此Ni-P镀层是比较理想的耐磨镀层,尤其是低磷镀层更具有优良的耐磨性。镀层的高均匀性,也是化学镀的突出优点之一。在电镀工艺中,由于被镀工件的几何形状复杂及多样性,从而造成电流密度分布不均匀,还会造成均镀能力和深度能力出现差异等现象,从而使工件表面镀层厚度相差较大,少则几个微米(有辅助阳极时),多则十几个甚至几十个微米。要知道,镀层厚度的均匀性对构件的配合精度以及零件自身的耐腐蚀性影响极大。化学镀是利用还原剂以自催化反应在工件表面得到镀层,不受外加电流的影响,不管工件形状如何复杂,只要表面完全被镀液所浸没,且让氧化还原反应所产生的氢气有自由流动排出的空间,则再复杂的工件(如深孔、沟槽、曲面、螺旋、甚至盲孔等)都可以获得厚度均匀的镀层。用“面面俱到”、“无微不至”等成语来形容这种膜厚的均匀性,真是恰如其分、恰到好处。有的用户,正是利用化学镀这种独有特性,将有精密配合要求的零件配合公差尺寸,设计好后通过化学镀镍工艺控制镀层厚度来实现,从而减少了精细加工工序,既降

绿色化学研究进展及其中GAP化学举例

绿色化学研究进展及其中GAP化学举例 赵宝晶2011201154 摘要:在能源、环境日趋紧张的新世纪,传统化学向绿色化学的转变已经成为历史的必然。本文全面介绍了绿色化学的定义、原则以及研究方法(原子经济、E指数)、并按照目前通用的分类方法从原料、催化剂、溶剂、合成方法、产品的绿色化五个方面对绿色化学进展作了全面的综述。最后以李桂根教授最新提出的GAP(Group-Assistant-Purification)化学为绿色化学的实例,做了具体的分析。 关键词:绿色化学、GAP化学 Abstract: Growing tension in the energy, the environment in the new century , the traditional chemical shift to green chemistry has become a historical necessity. A comprehensive introduction to the definition of green chemistry principles and research methods ( atom economy and E index) , and in accordance with the classification of the current Green Chemistry from the five aspects of green raw materials, catalysts , solvents , synthetic methods , products a comprehensive overview . Finally, Professor Li Guigen latest GAP (Group - Assistant - Purification ) Chemistry for Green Chemistry instance , to do a specific analysis . Key words: green chemistry, GAP chemical 1绿色化学 1.1绿色化学定义 绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即用化学的技术和方法去减少或停止那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用与产生[1],使污染消除在生产的源头,使整个合成过程和生产过程对环境友好、不再使用有毒、有害的物质、不再产生废物、不再处理废物。它是治本、治根、是从根本上消除污染的对策。 1.2绿色化学原则 美国科学家、绿色化学的倡导者阿纳斯塔斯( Anastas )和韦纳(Waner )提出绿色化学的12条原则[2]。(1)防止废物的生成比在其生成后处理更好。(2)设计的合成方法应使生产过程中所采用的原料最大量地进入产品之中。(3)设计合成方法时, 只要可能, 不论原料、中间产物和最终产品,均应对人体健康和环境无毒、无害。(4)设计的化学产品应在保持原有功效的同时,尽量无毒或毒性很小。(5)应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂如不可避免,也要选用无毒无害的助剂。(6) 合成方法必须考虑反应过程中能耗对成本与环境的影响, 应设法降低能耗, 最好采用在常温常压下的合成方法。(7) 在技术可行和经济合理的前提下,采用可再生资源代替消耗性资源。(8) 在可能的条件下,尽量不用不必要的衍生物。( 9) 合成方法中采用高选择性的催化剂比使用化学计量助剂更优越。(10) 化工产品要设计成在终结其使用功能后, 不会永存于环境中, 要能分解成可降解的无害物质。(11) 进一步发展分析方法,,对危险物质在生成前实行在线监测和控制。(12) 一个化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减小实验事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等。 1.3绿色化学研究方法 1991年,美国斯坦福大学的化学教授Trost [3]首先提出化学反应中的“原子经济性”( Atom Economy) 思想,即化学反应中究竟有多少原料分子进入到了产品之中,有多少变成了废弃的副产物。最理想的原子经济当然是全部反应物的原子嵌并入期望的最终产物中,不产生任何废弃物。这时的原子经济便是100%。原子经济的定量表述就是原子利用率:原子经济性或原子利用率= ( 预期产物的分子量/全部反应物的原子量总和) ×100%。利用“原

绿色有机化学研究进展

绿色有机化学研究进展 摘要 现代社会中,科技已成为发展一个国家经济的重要指标,科技的进步就是一个国家的进步。绿色有机化学作为科技的不可或缺的力量,其发展前景一直备受关注。 绿色有机化学也就是我们在有机合成过程中怎样做到绿色有机,用新反应,新技术,新工艺获得所需要的目标产物。那么,现在社会中,在发展经济的同时,环境也在不同程度上受到污染,影响我们的健康的同时,还威胁着我们的子孙后代,于是,绿色有机化学在资源的合理开发和利用、减少或消除环境污染等可持续发展问题提出了更高的要求。近年来绿色化学,洁净技术,环境友好过程已成为合成化学追求的目标和方向。本世纪,有机合成的有效性,选择性,经济性,环境影响和反应速率将是绿色有机化学研究的重中之重。 关键词环己烯绿色实验改进催化剂 正文 绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂,选择具有高选择性、高转化率,不生产或少生产副产品的对环境友好的反应进行合成,其目的是通过新的合成反应和方法,开发制备单位产品产污系数最低,资源和能源消耗最少的先进合成方法和技术,从合成反应入手,从根本上消除或减少环境污染。进入21世纪以后,在人类物质生活不断提高和工业化高度发展的同时,大量排放的工业和生活污染物却反过来使人类的生存环境迅速恶化,这就使化学家面临新的挑战,即要去发展对人类健康和环境较少危害的化学。这一问题近年来已受到相当重视,并出现了一系列新名词,如绿色化学、环境友好化学、洁净化学、原子经济性等。所谓绿色化学又称“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”,绿色化学是近十年才产生和发展起来的,是一个“新化学婴儿”。它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。 绿色化学研究过程中应遵循12条原则:1.防止污染优于治理污染2.注重原子经济性3.无害化学合成4.

铝合金化学镀镍工艺分析研究与应用

铝合金化学镀镍工艺研究与应用 化学镀 电子工艺技术990507 电子工艺技术 ELECTRONICS PROCESS TECHNOLOGY 1999年第20卷第5期Vol.20 No.5 1999 铝合金化学镀镍工艺研究与应用黄昌明摘要:报道一种在铝合金元件上实施化学镀镍的工艺方法。该方法包括在改进的锌酸盐溶液中经二次浸锌处理后,以碱性化学镀镍作底层,然后进行酸性化学镀镍,能在铝合金(LY12cz、LD31等>表面获得光亮的、具有优异附着力和良好的防腐蚀性能及其综合物理、化学特性的化学镀镍(Ni-P>层。关键词:铝合金;二次浸锌;化学镀镍;附着力 Technology and Application of Electroless Nickel on Aluminum Alloys HUANG Chang-ming Electronics The 29th Research Institute of Information Industry Ministry,Chengdu 610036, China Abstract:Report technology method of electroless nickel on aluninum alloys.After being immersed in zincate solution improved two times,taking alkaline electroless nickel as the laying,then implementing acid electroless nickel,it can be got that the electroless nickel layer with bright,excellent adhesion,good corrosion prevention and synthesis physical chemistry properties. Key words:Aluminun alloys。Immersed in zincate solution two times。Electroless nickel。Adhesion 笔者从1996年开始进行铝合金化学镀镍工艺研究,经反复实验终于研制成功一种既 能满足电子设备微波元件外表装饰要求又具有良好物理化学特性(可焊性、耐磨性、三防特性、高低温特性等>,而且附着力优异的铝合金化学镀镍工艺体系。经过一年多的小槽(25L>生产考验后,已于1998年安装了一条小型手动化学镀镍生产线,该生产线具备镀液自动控温、压缩空气搅拌、循环过滤、去离子水漂洗等功能,特别是配置了镀液自动分析和补充仪(美国WALCHEM产品>,它能保证工作过程镀液成分和pH值始终保持在正常工艺范围,从而保证镀层质量可靠。该生产线已成功地应用于镀覆引进放大器铝腔体以及微波开关,振荡器和天线馈电架等,满足了设计要求,使用效果良好。本文对该工艺体系作一简要总结,重点报道二次浸锌和碱性化学镀镍工艺的确定,酸性化学镀镍工艺的优选以及镀层主要物理化学特性。 file:///E|/qk/dzgyjs/dzgy99/dzgy9905/990507.htm<第 1/8 页)2018-3-22 18:28:57 电子工艺技术990507 1 二次锌酸盐处理众所周知,铝上电镀(或化学镀>存在许多困难,由于铝化学性质活泼,电化学电位很负(E=-1.66V>,对氧有高度亲和力、极易氧化;铝的线膨胀系数比一般金属大(24×10-6/℃>;它又是两性金属,在酸碱中均不稳定,化学反应复杂;镀层有内应力,因而铝上电镀(或化学镀>能否成功,关键是要解决附着力问题。铝表面的氧化膜经酸碱腐蚀去除后,在空气或水溶液中能迅速重新生成。为此,铝上电镀必须进行特殊前处理,其目的在于去除这些氧化膜,使其不能重新形成,并迅速赋予一层薄而均匀的金属镀层作为进一步按正常工艺电镀的底层。可见,能否置取这样一层理想的金属层乃是获得铝上电镀(化学镀>层附着力良好的工艺关键,习惯置取该金属薄层的工艺方法有浸锌酸盐法、浸锡酸盐法、电镀锌法、磷酸阳氧化法等。浸锌酸盐法由于Zn在强碱溶液中呈络离子存在,它的电位变得比简单盐中的Fe或Ni负得多,与Al 十分接近,因而当Al浸入锌酸盐溶液中能得到较薄的均匀Zn层,有助于与铝基体牢固结合,这正是目前应用较普遍的主要原因。两次浸锌处理比一次浸锌处理而言,它能降低Zn含量,使Zn层结晶更细致。有作者经扫描电镜(SEM>观察证明,第一次浸Zn后能看到晶粒之间仍有未变化的铝表面区域,其锌酸盐膜结构呈网状、不连续分布,尺寸为0.2~1.0μm范围。而两次浸Zn膜比第一次浸Zn膜致密得多,晶粒度分布均匀,大致相同(150~300mm>,看不到未镀覆铝表面,原因在于除去第一层Zn膜后,重新形成的氧化膜比原先的氧化膜更均匀,故随后第二次浸渍Zn层易于均匀复盖上全部铝

化学镀镍研究进展

化学镀镍的研究进展 摘要: 介绍了化学镀镍国内外研究情况和发展趋势及应用。简单介绍了什么是化学镀镍,和化学镀镍的机理:“原子氢理论”和“氢化物理论”。重点指出化学镀镍液成分的合金化、稀土化、添加剂复合化等。提及环保型化学镀镍。并对我国镀镍技术的发展进行了展望。 关键词:化学镀镍;研究进展;镀液成分;环境保护。 The Research Development of Electroless Nickel Plating Materials Science and Engineering 1110090123 LiDe Abstract: The home and abroad development tendency and application of electroless nickel plating were introduced.A brief introduction of the define and the Mechanism of electroless nickel planting:Theory of atomic hydrogen and the hydride theory.Key points at alloying elements, rare earth and composition additives in plating bath.Environmentally friendly electroless nickel plating were Mentioned. And our technology and the development of nickel prospect. Key words: Electroless nickel plating;Researching Progress;Bath composition;environmental protection . 前言: 化学镀镍工艺简便,成本低廉,镀层厚度均匀,可大面积涂覆,镀层可焊性良好,若配合适当的前处理工艺,可以在高强铝合金和超细晶铝合金等材料上获得性能良好的镀层,因此在表面工程和精细加工领域得到了广泛应用。例如不锈钢钢件转动轴、动配合件等的化学镀镍,可改善镀层的均匀性和自润滑性;磷肥厂的风叶轮原来使用橡胶或玻璃钢衬层防腐,因磷酸尾气中含有氟化氢等强酸性气体,且使用温度高,使用寿命仅有4个月左右(发生脱层和脆性破裂现象),改为化学镀镍后使用寿命延至两年左右,保证了生产的安全运行,又节约了4%的资金;汽车工业利用化学镀镍层非常均匀的优点,在形状复杂的零件上,如齿轮、散热器和喷油嘴上采用化学镀工艺保护。镀上10微米左右的化学镀镍层的铝质散热器具有良好的钎焊性。齿轮上化学镀后尺寸误差十分容易地保持±0.3~0.5微米。用在喷油

绿色化学在化学工业上的应用

绿色化学在化学工业上的应用综述 摘要:随着经济的发展,资源与环境问题日益严峻,绿色化工技术越来越受到关注与倡导。对于化学工业来说,发展绿色化学,从源头上减少化工工业生产中的污染,是一种有效的方法和手段。绿色化学是实现可持续发展的保障,是21世纪化学工业重要的研究方向。本文介绍了绿色化学的含义及绿色化工技术特点与绿色化工的意义,并综述了近年来绿色化学在食品工业、石油化工、有机化学工业以及日用和农业化工产品工业上的应用,展望了绿色化工的前景。 关键词:绿色化工技术;绿色化学;可持续发展;化学工业;前景 化学工业的发展极大地推动了人类物质生产和生活的巨大进步从钢铁冶金、水泥陶瓷、酸碱肥料、塑料橡胶、合成纤维,直到医药、农药、日用化学品等行业无不与化学工业息息相关,并且为人类创造了大量的物质财富,可以说现代社会生活已完全离不开化学工业和化工产品。传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。化学在为人类创造财富的同时, 给人类也带来了危难。而每一门科学的发展史上都充满着探索与进步,由于科中的不确定性,化学家在研究过程中不可避免地会合成出未知性质的化合物,只有通过经过长期应用和研究才能熟知其性质,这时新物质可能已经对环境或人类生活造成了影响。传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重,目前全世界每年产生的有害废物达3

亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并威胁着人类的生存。严峻的现实使得各国必须寻找一条不破坏环境,不危害人类生存的可持续发展的道路近年来,世界各国化学工业的发展在不断促进人类进步的同时,客观上也加剧了环境污染、温室效应等负面效应。一些著名的环境事件多与化学工业有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化,如2007年太湖蓝藻大面积暴发事件、2008年青岛浒苔暴发等。由于环境污染和资源匮乏等问题日趋严重,“可持续发展”成为21世纪经济和社会发展的重要战略,由此也催生了绿色化工的快速发展。 1、绿色化学的概念 绿色化学又称环境无害化学。绿色化学是用化学的技术与方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。化学工业绿色化是相对传统化工而言的,旨在既获得人类需要的新物质,又不对环境产生污染,保持生态的平衡。事实上,没有一种化学物质是完全良性的,因此,化学品及其生产过程或多或少会对人类产生负面的影响,绿色化学的目的是用化学方法在化学过程中预防污染。 2、绿色化学在化学工业上运用的原理及意义 绿色化工指的是在化工产品生产过程中,从工艺源头上就运用环保的理念,推行源消减、进行生产过程的优化集成,废物再利用与资源化,从而降低了成本与消耗,减少废弃物的排放和毒性,减少产品全生命周期对环境的不良影响。绿色化工的兴起,使化学工业环境污染的治理,由先污染后治理转向从源头上根治环境污染。

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