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国内外研究进展

国内外研究进展
国内外研究进展

国内外研究进展:

滴灌是一种先进的节水灌溉技术,但由于滴灌灌水器的流道或孔口直径比较小,一般仅为1 mm左右,灌溉时对水质要求比较高[1-3]。而实际上任何水源都含有一定杂质及颗粒物质,很容易导致滴灌系统堵塞。过滤器是保证滴灌系统正常运行的关键设备,能有效清除灌溉水中各种杂质,避免灌水器堵塞,提高滴灌系统的灌水质量和运行效率。过滤器是消除堵塞的关键因素,是清除水中各种污物和杂质,保证灌水器正常工作的关键设备[4-5],其水力性能直接影响灌溉系统的使用寿命。研究滴灌系统中典型过滤器的水力性能,对优化过滤器结构,进一步解决滴灌堵塞问题和推动节水农业发展有重大意义。在滴灌系统设计中需要根据水源的具体情况,确定适宜的过滤器,达到过滤效果好且水头损失小的效果,提高系统水力性能、降低运行成本。兹以网式过滤器和叠片过滤器为研究对象,研究这2 种过滤器在清水和浑水条件下局部水头损失变化规律和其对除沙率的影响,为滴灌系统设计和运行过程中确定过滤设备及过滤效果提供一定参考。

1研究意义:

充分研究滴灌系统中典型过滤设备的性能,从而提高过滤系统对生活污水的处理效率,进一步解决滴灌堵塞问题,充分发挥滴灌技术的节水增产效应。这对内蒙古节水农业的发展有重大意义。

还能充分利用生活污水进行滴灌,减轻滴灌对地下水的依赖程度,避免由于地下水超采引发的环境问题。限于经济技术条件,再生水水质虽然达到《农田灌溉水质标准》(GB5084-92)的要求,但由于其中仍含有大量藻类、盐分离子、固体悬浮物、有机物和微生物,极易引起滴灌灌水器的堵塞,对再生水滴灌系统构成威胁。该研究成果也可以应用到小型生活污水厂的再生水循环利用,为引生活污水用于滴灌系统中的过滤器配置提供技术指导。

同时,过滤设备性能的研究,能够完善滴灌配套产品,提升系统配套性能,降低滴灌系统运行成本,减少生产投入,降低生产成本,这对提高边疆少数民族的生活水平和维护社会稳定有着十分重要的政治意义,这也符合国家西部大开发的战略思路。

2国内外研究进展

2.1 过滤器设备研究进展

微灌系统中常用的过滤器有离心式过滤器、砂石过滤器、网式过滤器、和叠片式过滤器。

微灌系统中早期使用的过滤器是一种盆式陶管过滤器,是以陶管作为过滤元件过滤污水,把压力水流注入盆内,使水流通过管壁上微小毛孔渗进管内,将水中的各种污物截留在管腔外壁。其过滤效果好,但是过滤能力较小,易于堵塞,维修管理不方便,而且价格昂贵。

为了满足大面积推广微灌技术的要求,相关专家和厂商设计制造出了一种过滤能力大、过滤效果好和价格低廉的网式过滤器。这种过滤器是利用不锈钢丝网或特制尼龙丝网作过滤元件,过滤水中的污物。这种过滤器具有过滤能力大,结构简单,便于制造和安装等优点,但是早期的网式过滤器不具备反冲洗的功能,一旦被堵塞们就需全部拆开手工清洗,管理过程中费时费事。为了解决此问题,在上世纪 70年代中期研制出了贯洗式网式过滤器。随后,在此基础上有研制出了反冲洗式网式过滤器,从而更好地解决了其冲洗问题。

通过对网式过滤器过滤的水进行观测,发现该过滤器不能过滤掉柔软线状污物和油类。为了清除这些污物,就研制出了介质过滤器,砂石过滤器就是其中应用最为广泛的一种,澳大利亚的路易斯过滤器就是微灌系统中最早使用的一种砂石过滤器。它是采用一层或数层不同粒径的砂子和砾石作为过滤介质。为了解决冲洗问题,随后研制出了双罐(或多罐)反冲洗砂石过滤器。这种过滤器最大的优点就是三维过滤,有较强的过滤能力,但在冲洗时易扰乱砂灌内沙层结构。

近年来,一些研究单位和生产厂商研制和开发出了一类新型的叠片式过滤器,该过滤器是利用数量众多的带有凹槽的塑料环形盘锁紧叠在一起形成圆柱滤芯,当水流流经这些叠片

时,利用片壁和凹槽来聚集及截取杂物。片槽的复合内截面提供了类似于砂石过滤器中产生的三维过滤,其过滤效果很好,但水头损失较大。同时,对加工工艺要求很高。主要的制造厂商都在以色列、西班牙、美国等发达国家,国内使用的大部分叠片式过滤器都是从国外进口产品。在当前的微灌过滤系统中,为了减轻过滤器的负担,引进了水力旋流器(即离心式过滤器)作初级过滤,除去水中密度较大的固体颗粒[1-2]。

为了适应微灌的精确灌溉和自动化控制的发展趋势,国内外正在积极研发新型自动清洗过滤器。VehashkayaAmiadSinu 提出了一种自动反冲洗过滤器,Jan Hermene 研究了一种自清洗连续过滤系统等[1~2]。目前像以色列、美国公司等具有很多生产和研制自清洗过滤器的公司,他们研制生产了各种类型的自清洗过滤器。国内主要集中在对传统过滤器的改进和对其他领域应用过滤器的改造的基础上研发适合国内应用环境的新型自动清洗过滤器[3]。例如杨万龙等[4]研制了一种微灌用叠片式自动反冲洗过滤器,李亚雄等[5]研发了一种自动清洗河(渠)水网式过滤器,刘旋峰等[5]研制的新型双罐式“砂石+网式”全自动自洁式过滤器,孟剑等[6]对微灌全自动反冲洗过滤器进行了开发与研究。这些新型过滤器主要是通过在过滤器中安装差压变送器和电磁阀等装置,采用吸污式、刷式、转臂式、刮盘式和反冲洗式等方式实现自动清洗功能。

2.2 过滤器过滤效果和水力学特性研究进展

(1)离心式过滤器研究进展

吴柏志等(2005)[7]分析了颗粒在旋流器内的受力以及液体介质和固体颗粒的运动速度等运动情况,得出了颗粒主要承受离心力、液体浮力和粘滞阻力的作用,并针对 Stokes 区、过渡区和牛顿区分别进行了分析。根据所研究颗粒的雷诺数大多满足过渡区条件的实际,建立了颗粒的运动方程。结果表明,颗粒-液体间相对速度在很短时间内即可达到一个相对稳定的值。

孙新忠(2006)[8]针对离心筛网组合式过滤器的结构复杂、水力损失大、造价较高等不足,通过试验,研制出了一种适于 Q=80~140m3/h 流量范围段应用的新的一体式结构过滤器。测试结果表明,其泥砂处理效果达到国内同类产品的水平,水力损失仅相当于同类产品的32.5%~68.6%,成本仅为同类产品的30%~40%。

Mailapalli 等(2007)[9]研究了离心式过滤器处理浑水时,流量、水头损失固体物质含量的浓度以及过滤效率随运行时间的变化情况。研究表明:当含沙量为300mg/L 时,水头损失最小;刚启动时,过滤器对高含沙量的浑水处理效率较低浓度的高,但运行稳定后,其过滤效率相差甚小。

(2)网式过滤器研究进展

董文楚(1989)[10]按微灌对水质的要求,并根据国内外的实践经验,提出了如何正确地确定过滤器设计的有关参数,根据水力学原理提出了确定滤网过滤器的大小和水力性能的设计计算方法。

徐茂云(1992)[11]在对我国当时已有微灌用用筛网式过滤器水力性能的首次较系统的试验研究的基础上,提出了推求滤网在不同堵塞情况下过滤器局部水头损失系数的经验公式,并利用内插、外推的方法分析滤网堵塞导致水头损失的变化情况。分析结果表明只有当滤网过水面积相当小时,滤网的堵塞程度才对过滤器的局部水头损失有明显影响。作者还对当时过滤器设计提出了建议,认为滤网面积按管道过水面积的 7倍左右来设计新型的过滤器,就即能达到安全、节能要求,又能大大缩小过滤器的体积。

刘焕芳等(2006)[12]在对网式过滤器进行了系统的水力性能试验的基础上,分析了堵塞对过滤器局部水头损失的影响,指出过滤器的局部水头损失变化与过滤流量、过滤时间、水源含沙量有关,这些因素主要决定了过滤元件堵塞程度和变化快慢,即有效过水面积减小的频率,从而决定了额外局部水头损失增加的快慢程度。

并提出了在含沙水条件下计算局部水头损失的经验关系式,指出过滤器在实际运用

中,应保证压降曲线不发生急剧上升,并可以根据不同水质条件,确定其冲洗时的

压差允许值和冲洗间隔时间。

(3) 砂石过滤器

董文楚(1995)[13]在微灌用过滤砂料选择和相关参数行进了研究,研究表明选择粒径为0.3~1.0 的粉石英砂作为滤料比较适宜,其过滤效果相当于200 目的网式过滤器,能满足微灌过滤用砂要求。

董文楚(1996)[14]对砂过滤器的过滤机理,过滤层拦截污物规律,滤层水头损失变化和影响水头损失的因素进行了分析介绍,并推求出用碎石英砂做滤层的微灌用砂过滤器的水力学公式。

新棉等(2005)[15]针对微灌工程中灌水器堵塞的问题,在分析现有砂石过滤器基础上,研究设计了叠片式砂石过滤器。通过大量的水力性能测试和反冲洗抗堵塞性能试验以及对比试验,探讨了一定滤管直径的最佳叠片数,即滤管直径Φ1=20 mm 时,叠片数为48 片为宜;并提出叠片式砂石过滤器的水力性能特性曲线方程和过滤水头损失经验公式。试验结果表明:叠片式砂石过滤器水力性能良好,过滤能力大,水头损失小,即在设计流量为 10 m

3/h 下,叠片式砂石过滤器的清洁压降比滤头式砂过滤器小 37%;过滤与反冲洗效果好,是节水灌溉系统中理想的防堵塞设备。

翟国亮等(2007)[16]测定 AFS—600 型双罐全自动反冲洗砂石过滤器在过滤、反冲洗状况下的压力流量关系、反冲洗时间和冲洗周期等主要参数。同时对反冲洗三向阀的耐久性、启闭时间和压力流量关系进行测试,首次提出了反冲洗时压降比率的概念和计算方法,为双罐全自动过滤器的研制和应用提供了技术资料和范例。

邓忠等(2008)[17]通过对微灌用过滤器石英砂滤料的过滤与反冲洗试验,0.3%泥沙含量的原水在 4个过滤与冲洗速度下,对出水泥沙含量及其粒径级配随时间的变化规律进行了测定分析。试验结果表明:过滤速度与滤后水的浊度成正比,滤后水浊度的滤除比率在75 %~85 %,反冲洗流速加大出水浊度接近清水浊度的时间缩短,正常速度范围内反冲洗在 6 ~7 分钟内完成,在过滤条件下,随着过滤时间的延长和流速的增大,出水颗粒中值粒径在逐渐增大,而在反冲洗条件下,随着反冲洗时间的延长和冲洗流速的加大,排水颗粒中值粒径在逐渐减小。

(4)叠片过滤器研究进展

杨万龙等(2005)[18]对天津市水利学科研究所开发研制的叠片式自动清洗过滤器进行了一次性能测试研究。测试表明:该过滤器的水头损失小,反冲洗压力低,冲洗效果好,可代替进口产品。

Yurdem 等(2008)[19]采用量纲分析法分析了滴灌系统中叠片式过滤器的各项参数,从而推导出了叠片过滤器水头损失的数学预测模型,笔者认为水头损失与进出水管内径、主体内径、进出水管与主体相交的面积、叠片组有效长度、叠片的内外径、进水管流速、动粘滞率等因素有关。

(5)综合研究

Capra(2004)等[20]为了使废水废水更好地用于农业灌溉,减缓农业用水压力,开展了六种过滤器和四种滴头的滴灌试验,对过滤器和滴头的性能进行了分析测试。结果表明:在处理以有机物主要污物时,砂石过滤器和叠片过滤器具有很好的过滤效果,网式过滤器和离心式过滤器在这方面的过滤效果相对要差一些。

Puig-Bargues J(2005)等[21]在综合考虑过滤器水头差、目数、总过水面积、流量、过水量、动力粘度系数、水密度、含沙量、泥沙分布平均直径等因素的基础上,采用量纲分析法

得出过滤器过滤泥沙水的水头损失计算公式。经试验数据调整后的方程与试验数据相关行很高,但是水源水质和过滤器类型对方程的调整有很大的影响。

疼痛机制研究进展

疼痛机制研究进展 2001年,国际疼痛研究协会(IASP)对疼痛进行了新的定义: 疼痛是与实际的或潜在的组织损伤相关联的不偷快感觉和情绪体验,或用这类组织损伤的词汇来描述的自觉症状; 对于无交流能力的个体,决不能否认其存在痛的体验,需采取适当措施来缓解疼痛的可能性。疼痛就其生物学意义来讲是一种警戒信号,表示机体已经发生组织损伤或预示即将遭受损伤而通过神经系统的调节引起一系列防御反应,如果疼痛长期持续不止,便失去警戒信号的意义,对机体构成一种难以忍受的精神折磨,严重影响学习、工作、饮食和睡眠,最终因生活质量降低而产生不可忽视的经济和社会问题。现就疼痛机制研究进展作一综述。 一、疼痛的解剖生理学 疼痛是由一定的刺激( 伤害性刺激) 作用于外周感受器( 伤害性感受器) 换能后转变成神经冲动( 伤害性信息) ,循相应的感觉传人通路( 伤害性传人通路) 进人中枢神经系统,经脊髓、脑干、间脑中继后直到大脑边缘系统和大脑皮质,通过各级中枢整合后产生疼痛感觉和疼痛反应。 伤害性感受器是游离于外周的神经末梢,广泛分布于机体的皮肤、肌肉、关节和内脏组织,直接接受伤害性刺激或间接被致痛物质所激活。脊髓后角汇聚来自外周的传人神经及来自脑干和大脑皮质的下行投射神经,加上后角局部中间神经元,组成复杂的神经网络,并含有丰富的生物活性物质,接受、传递和加工处理伤害性传人信息。丘脑和大脑皮质是痛觉的高级中枢,除嗅觉冲动外,任何感觉传人信号都经丘脑整合到达大脑皮质。 近年来,随着正电子发射断层扫描、单光子发射断层扫描和功能磁共振技术的发展及应用,可以直观地观察疼痛发生、发展过程中不同脑区的变化,对皮质在疼痛中的作用也有更多的认识。有研究表明,急性疼痛和神经病理性疼痛激活的脑区范围不同,急性疼痛激活对侧脑区,包括大脑体感区、前扣带回、脑岛和前额皮质,提示这些脑区参与急性疼痛的中枢信息加工。而下肢神经损伤所致的持续性神经病理性疼痛激活双侧的脑岛、后叶、前额叶外侧下部、后扣带皮质和右侧的前扣带回,表现为区域脑血流图增强。值得注意的是,当前

心胸外科疼痛研究进展

心胸外科术后镇痛治疗现状 元涛综述 鹏校审 (医科大学总医院心胸外科,,300052) 基金项目:医科大学科学基金(2014KYM02) 通讯作者:鹏 zhp6036163. 关键词:开胸手术术后镇痛疼痛 摘要:心胸外科手术创伤大,术后疼痛发生率较高,如果没引起足够重视则会影响围手术期治疗效果,导致如心血管、肺部等相关并发症的发生率升高,而且有可能转化为慢性疼痛,严重影响患者的生活质量,近年来随着心胸外科医师对镇痛理念认识的深入,新的镇痛技术和药物已经应用于术前、术中、术后等不同阶段以更好地管理术后疼痛,本文对心胸外科手术后疼痛管理相关领域的最新研究进展做一综述。 正文:国际疼痛研究协会(IASP,1986年)将疼痛定义为:组织损伤或潜在的组织损伤引起的不愉快感觉和情感体验[1],随着医学的发展,疼痛的概念也逐渐发生着变化,1999年8月在维也纳召开的第九届世界疼痛大会上提出“疼痛不仅仅是一种症状,而且是一种疾病”[2]。若在疼痛发生的初始阶段未给予有效处理会严重影响患者的生理功能并可间接导致相关并发症的发生率增加,包括对心脏功能的影响、增加心肌缺血和心梗的风险,肺功能的影响,增加肺感染、肺不等肺部并发症发生的风险,延长了患者的住院时间增加了再次入院的可能性。[3-5]其疼痛性质也可能转变为神经病理性疼痛或混合性疼痛,从而发展为为慢性疼痛( chronic postsurgical pain, CPSP)严重影响患者的生活质量。心胸外科患者手术创伤大、术后疼痛发生率高,发展为慢性疼痛比例亦高达20%-70%[6]。本文拟对近年来心胸外科术后疼痛的管理措施进行分析和阐述。 1.术前阶段的管理 近年来“超前镇痛”的理念逐渐被“预防性镇痛”所取代,“超前镇痛”即术前给予镇痛药物使其在手术过程中发挥作用,减轻因手术创伤造成的疼痛。

光催化材料的研究与进展

光催化材料的研究与进展 洛阳理工学院吴华光B08010319 摘要: 光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技术.它在去除空气中有害物质,废水中有机污染物的光催化降解,废水中重金属污染物的降解,饮用水的深度的处理,除臭,杀菌防霉等方面都有重要作用,但是作为新功能材料,它也面临着很多局限性:催化效率不高,催化剂产量不高,有些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。但是我们也应当看到他巨大的发展潜力和市场利用价值,作为处理环境污染的一种方式,它以零二次污染,能源消耗为零,自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。本文介绍了一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考,光催化正在以TiO 2 ,ZnO为主导多种非重金属离子掺杂,趋于多样化的制备方法方向发展。 关键字:光催化催化效率 正文: 光催化(Photocatalysis)是一种在催化剂存在下的光化学反应,是光化学与催化剂的有机结合,因此光和催化剂是光催化的必要条件。“光催化”定义为:通过催化剂对光的吸收而进行的催化反应(a catalytic reaction involving light absorption by a catalyst or a substrate)。氧化钛(TiO 2 )具有稳定的结构、优良的光催化性能及无毒等特点,是近年研究最多的光催化剂, 但是,TiO 2 具有大的禁带宽度,其值为3.2 eV,只能吸收波长A≤387 11111的紫外光,不能有效地利用太阳能,光催化或能量转换效率偏低,使它的应用受到限制。因此,研制新型光催化剂、提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课题]1[。复合掺杂不同半导体,利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载流子,降低复合几率,提高量子效率,成为提高光催化材料性能的有效方法5]-[2。 与一元氧化物如TiO 2 和ZnO等光催化剂相比,复合氧化物光催化剂,如 ZnO- SnO 2TiO 2 -SnO 2 和WO3- TiO 2 等体系具有吸收波长更长和光催化效率更 高等特点因而成为研究热点. 一、常用的光催化剂的制备方法 (一)水热合成法。 热合成反应是在特制的密封容器中(能够产生一定的压力),以水溶液作为反应介质,通过对反应体系加热或接近其临界温度而产生高压,从而进行材料的合成与制备的一种有效方法。 (二)溶剂热合成法 溶剂热合成技术是在水热法的基础上,以有机溶剂代替水作为介质,采用类似水热合成的原理制备纳米材料,极大的扩展水热法的应用范围。 (三)溶胶-凝胶法

光催化材料研究进展

. 光催化材料研究进展 20 世纪以来, 人们在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便的同时, 也品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果, 环境污染日趋严重。为了适应可持续发展的需要, 污染的控制和治理已成为一个亟待解决的问题。在各种环境污染中, 最普遍、最重要和影响最大的是化学污染。因而, 有效的控制和治理各种化学污染物是环境综合治理的重点, 开发化学污染物无害化的实用技术是环境保护的关键。目前使用的具有代表性的化学污染物处理方法主要有: 物理吸附法、化学氧化法、微生物处理法和高温焚烧法。这些方法对环境的保护和治理起重大作用, 但是这些技术不同程度的存在着或效率低, 不能彻底将污染物无害化, 产生二次污染, 或使用范围窄, 仅[1]。光催化适合特定的污染物而不适合大规模推广应用等方面的缺陷氧化技术是一门新兴的有广阔应用前景的技术, 特别适用于生化、物化等传统方法无法处理的难降解物质的处理。其中TiO 、ZnO、CdS、2 WO 、Fe O 等半导体光催化技术因其可以直接利用光能而被许332[2]。多研究者看好1.1 TiO光催化概述 21.1.1 TiO的结构性质 2二氧化钛是一种多晶型化合物,常见的n型半导体。由于构成原子排列方式不同,TIO在自然界主要有三种结晶形态分布:锐钛矿型、2金红石型和板钛矿型。三种晶体结构的TIO中,锐钛矿和金红石的工2业用

途较广。和锐钛矿相比,金红石的原子排列要致密得多,其相对密资料Word . 度、折射率以及介电常数也较大,具有很高的分散光射线的能力,同时具有很强的遮盖力和着色力,可用作重要的白色涂料。锐钛矿在可见 光短波部分的反射率比金红石型高,普遍拥有良好的光催化活性,在[3]。光催化处理环境污染物方面有着极为广阔的应用前景 1.1.2TiO光催化反应机理2半导休表面多相光催化的基本原理:用 能量高于禁带宽度(Eg)的光照射半导体表面时,价带上的电子被激发,跃迁到异带上,同时在价-+)随后h(e,.)—空穴(带产生相应的空穴,这样就半导体内部生成电子电子-空穴对迁移到粒子表面不同位置、 与吸附半导体表面的反应物发生相应的氧化或还原反应,同时激发态 的二氧化钛重新回归到基态。与电荷分离相逆的是电子-空穴对的复 合过程,这是半导体光催化剂失活的主要原因。电子-空穴对的复合将在半导体体内或表面发生,并释放热量。 1.1.3 TiO催化剂的局限及改性途径2作为光催化剂,虽然二氧化钛 具有其他催化剂难以比拟的无毒、价廉以及稳定等优点。但是目前二氧化钛光催化还存在着一些不足和局限,致使其不能再现实中得到大 规模应用。究其原因,主要在于二氧化钛催化剂对太阳光的利用率不 高并且其量子产率太低。锐钛矿相和金红石相二氧化铁的带隙分别为3.2eV和3.0 eV,对应的吸收阈值分别为420nm和380nm。它们所吸 收的光的波长主要集中在紫外区,而在照射到地球表面的太阳光中,

光催化材料研究进展概要

光催化材料研究进展 20 世纪以来, 人们在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便的同时, 也品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果, 环境污染日趋严重。为了适应可持续发展的需要, 污染的控制和治理已成为一个亟待解决的问题。在各种环境污染中, 最普遍、最重要和影响最大的是化学污染。因而, 有效的控制和治理各种化学污染物是环境综合治理的重点, 开发化学污染物无害化的实用技术是环境保护的关键。目前使用的具有代表性的化学污染物处理方法主要有: 物理吸附法、化学氧化法、微生物处理法和高温焚烧法。这些方法对环境的保护和治理起重大作用, 但是这些技术不同程度的存在着或效率低, 不能彻底将污染物无害化, 产生二次污染, 或使用范围窄, 仅适合特定的污染物而不适合大规模推广应用等方面的缺陷[1]。光催化氧化技术是一门新兴的有广阔应用前景的技术, 特别适用于生化、物化等传统方法无法处理的难降解物质的处理。其中TiO2、ZnO、CdS、WO 3、Fe 2 O 3等半导体光催化技术因其可以直接利用光能而被许多研究者看好[2]。 1.1 TiO 2光催化概述 1.1.1 TiO 2的结构性质 二氧化钛是一种多晶型化合物,常见的n型半导体。由于构成原子排列方式不同,TIO2在自然界主要有三种结晶形态分布:锐钛矿型、

金红石型和板钛矿型。三种晶体结构的TIO2中,锐钛矿和金红石的工业用途较广。和锐钛矿相比,金红石的原子排列要致密得多,其相对密度、折射率以及介电常数也较大,具有很高的分散光射线的能力,同时具有很强的遮盖力和着色力,可用作重要的白色涂料。锐钛矿在可见光短波部分的反射率比金红石型高,普遍拥有良好的光催化活性,在光催化处理环境污染物方面有着极为广阔的应用前景[3]。 1.1.2TiO2光催化反应机理 半导休表面多相光催化的基本原理:用能量高于禁带宽度(Eg)的光照射半导体表面时,价带上的电子被激发,跃迁到异带上,同时在价带产生相应的空穴,这样就半导体内部生成电子(e-)—空穴(h+)随后,.电子-空穴对迁移到粒子表面不同位置、与吸附半导体表面的反应物发生相应的氧化或还原反应,同时激发态的二氧化钛重新回归到基态。与电荷分离相逆的是电子-空穴对的复合过程,这是半导体光催化剂失活的主要原因。电子-空穴对的复合将在半导体体内或表面发生,并释放热量。 1.1.3 TiO2催化剂的局限及改性途径 作为光催化剂,虽然二氧化钛具有其他催化剂难以比拟的无毒、价廉以及稳定等优点。但是目前二氧化钛光催化还存在着一些不足和局限,致使其不能再现实中得到大规模应用。究其原因,主要在于二氧化钛催化剂对太阳光的利用率不高并且其量子产率太低。锐钛矿相和金红石相二氧化铁的带隙分别为3.2eV和3.0 eV,对应的吸收阈值分别为420nm和380nm。它们所吸收的光的波长主要集中在紫外区,

光催化研究发展综述性报告

光催化研究发展综述性报告 本人申请攻读动力工程与工程热物理专业博士学位,由于对后续能源与新能源技术专业太阳能分解水制氢方向有浓厚的兴趣,通过对相关文献的阅读和参加相关报告,对太阳能光催化分解水制氢有了详细的了解,对其发展简述如下: 1.前言 当今人类社会面临能源和环境两大问题[1-2]。能源的短缺和环境的污染严重制约着人类社会的发展。一方面,社会的高速发展使得人类对于能源的需求越来越大,而我们目前所用的能源还是以传统的化石燃料为主,但是因为化石燃料的不可再生性,或者说是形成的时间周期太长,使得其必有枯竭的一天。据估计,按照目前的开采水平和消耗量,石油还能够维持四十年左右,煤炭最多也就是两百年,而天然气还可以维持大概六十多年。另一方面,化石燃料的燃烧,引起严重的环境污染和对环境的危害,如温室效应、酸雨、光化学烟雾等等,对人类的生存产生了严重的威胁。 研究自然的、社会的、生态的、经济的以及利用自然资源过程中的基本关系,以确保全球的可持续发展已经成为各国都十分关注的一个话题。就像美国,在2009年提出的7870亿美元的巨额经济刺激计划中,把发展新能源定位于抢占未来发展制高点的重要战略产业,并提出在未来的三年的时间里,国内可再生能源产量要增加一倍。而我国人口众多,常规能源储备远低于世界平均水平,而且近几十年来,环境污染也是日益严峻。这使得寻找一种清洁可持续的替代能源变得更加迫切。而我国幅员辽阔,拥有极为丰富的太阳能资源,开发潜力巨大,从长远发展来看完全可以满足国家可持续发展的需求。但太阳能能量密度低、分散性强、不稳定、不连续的缺点使得我们至今仍缺乏对其高效低成本大规模利用的有效手段。但是考虑到占地表约3/4的水域和植物的光合作用,我们是不是可以利用太阳能分解水,制取氢气,而氢气又是是一种无色无臭无味无毒的清洁燃料,

心胸外科疼痛研究进展

心胸外科术后镇痛治疗现状 崔元涛综述 张鹏校审 (天津医科大学总医院心胸外科,天津,300052) 基金项目:天津医科大学科学基金(2014KYM02) 通讯作者:张鹏 关键词:开胸手术术后镇痛疼痛 摘要:心胸外科手术创伤大,术后疼痛发生率较高,如果没引起足够重视则会影响围手术期治疗效果,导致如心血管、肺部等相关并发症得发生率升高,而且有可能转化为慢性疼痛,严重影响患者得生活质量,近年来随着心胸外科医师对镇痛理念认识得深入,新得镇痛技术与药物已经应用于术前、术中、术后等不同阶段以更好地管理术后疼痛,本文对心胸外科手术后疼痛管理相关领域得最新研究进展做一综述。 正文:国际疼痛研究协会(IASP,1986年)将疼痛定义为:组织损伤或潜在得组织损伤引起得不愉快感觉与情感体验[1],随着医学得发展,疼痛得概念也逐渐发生着变化,1999年8月在维也纳召开得第九届世界疼痛大会上提出“疼痛不仅仅就是一种症状,而且就是一种疾病”[2]。若在疼痛发生得初始阶段未给予有效处理会严重影响患者得生理功能并可间接导致相关并发症得发生率增加,包括对心脏功能得影响、增加心肌缺血与心梗得风险,肺功能得影响,增加肺感染、肺不张等肺部并发症发生得风险,延长了患者得住院时间增加了再次入院得可能性。[3-5]其疼痛性质也可能转变为神经病理性疼痛或混合性疼痛,从而发展为为慢性疼痛( chronic postsurgical pain, CPSP)严重影响患者得生活质量。心胸外科患者手术创伤大、术后疼痛发生率高,发展为慢性疼痛比例亦高达20%-70%[6]。本文拟对近年来心胸外科术后疼痛得管理措施进行分析与阐述。 1、术前阶段得管理 近年来“超前镇痛”得理念逐渐被“预防性镇痛”所取代,“超前镇痛”即术前给予镇痛药物使其在手术过程中发挥作用,减轻因手术创伤造成得疼痛。预防性镇痛所包括得疼痛管理范围更广,其时间范畴包括从手术切口到伤口愈合得这段时期,药物种类包括非甾体类抗炎药(NSAIDs)、抗焦虑药、抗惊厥药等,可明

银基光催化材料的研究进展

14 近些年来,随着可持续发展战略的推行,我国的科学技术水平也飞速提升,在国民生活质量得到全面改善的同时,环境不断恶化、资源大大短缺等问题也日益严峻。导致环境恶化的污染物主要为工业生产中排放的废渣、废气、废水等物质,它们成分大都比较复杂,基本为不同类型的有机物,若直接处理难度非常大。在实际生产过程中,如果对污染物的深度处理操作不能在短时间内完成,则必定会导致该企业的运营成本提高。如今,水资源的污染是世界各国普遍存在且急需解决的重大问题之一。许多对人体和动植物有毒害作用的污染物质很难被土壤、水体等环境自我降解去除,同时,它们在水资源和土壤等环境中存在范围很广、时间很长,对人类健康存在很大的威胁。对于这些难降解的有毒有害污物若继续沿用传统的物理、化学、生物等工艺进行处理已收效甚微,因此,为了提高污水处理效率及循环利用率,开展经济而有效的水体中难降解有机污染物控制技术的研究课题迫在眉睫。 1?光催化降解技术 光催化降解技术被认为是当前在处理工业污水、环境污物等方面最有效且最具有应用前景的一种技术。光催化降解技术与传统的降解方法不同之处在于它主要是利用太阳全光或其中的可见光来降解空气和水体中的有机污物,其降解过程绿色环保,不易产生二次污染,同时操作过程简单易懂、成本较低,因此,该处理方法被认为是在处理废水方面最有研究价值的技术之一。 2?传统光催化材料 目前应用最广泛的光催化剂是TiO 2纳米材料,其具有优秀的光稳定性和光催化活性。但TiO 2纳米材料只能受太阳光光谱中含量仅为4 %的紫外光照射,才能表现出其优异的催化活性,这严重阻碍了TiO 2纳米材料在光催化方面的实际应用[1]。因此,为了拓宽纳米材料在光催化领域的应用范围,有必要合成一些能充分利用太阳光光谱中含量为43%的可见光的新型纳米光催化剂,如WO 3,CdS,Bi 2O 3,Cu 2O 等,它们均可利用 太阳光处理环境中难以去除的有机污物。在大量的新型纳米光催化剂中,银基纳米复合材料展现出许多优异的特性,特别是在对太阳光中的可见光吸收方面,绝大部分银基纳米复合物都具有较宽的可见光的吸收范围。所以,近些年银基纳米化合物已成为可见光催化领域中的重要研究材料。 3?银基纳米光催化材料 银基催化剂,如AgSbO 3、AgVO 3、Ag 3PO 4、AgX (X=Br,I)、Ag 2CO 3、Ag 2O、AgNbO 3、AgMO 2(M=Al,Ga,In等)[2]、等均具有很强的可见光光催化活性。它们的光催化降解能力远远高于传统的可见光光催化剂,如P25,N-TiO 2等,有些甚至达到它们的20倍左右。早在2003年,叶金花教授就致力于研究AgInW 2O 8纳米化合物对有机污物的光催化降解作用[3]。在此后的近十年时间里,其课题组对AgIn 5S 8、AgMO 2(M=Al,Ga,In 等)、Ag 2ZnGeO 4、Ag 2O、β-AgAl1-xGaxO 2等一系列含银纳米材料进行了广泛而深入地研究。上述的银基多金属氧化物的价带顶均由O2p和Ag4d的电子轨道杂化形成,而导带底均由其它的金属离子和Ag5s的最外层s电子轨道或d电子轨道杂化形成,它们的带隙较窄,能够很好地吸收太阳中的可见光部分。除此之外,上述的银基多金属氧化物的空穴氧化能力很强,且价带电势位置较正,所以它们可受太阳光中的可见光的激发,高效地降解有机污染物,且其效果远远超过传统的TiO 2纳米光催化剂。到了2010年,该课题组还发表了磷酸银纳米光催化剂在可见光照射下光解水分子产生氧,同时能高效地降解RhB等有机污物,其中磷酸银纳米材料的量子效率超过90%[4]。同时,其他外国学者们也对AgSbO 3、AgGaO 2等一系列银基纳米复合物的可见光光催化性能进行了广而深地研究。在中国,国家生态环境研究中心的胡春课题组正长期研究含银纳米复合材料在可见光照射下的光催化性能。他们的研究说明了AgVO 3、AgX (X=Br,I)等银基纳米复合材料均具有很强的可见光光催化降解性能。南京大学的邹志刚教授课题组也对 银基光催化材料的研究进展 陈颖 广州工程技术职业学院 广东 广州 510075 摘要:纳米半导体材料光催化技术在处理环境污染方面具有潜在的应用研究价值,是当今环保领域的重要研究热点。银基光催化纳米材料由于其在可见光催化降解环境污物中的突出表现已逐步发展成为当今催化领域的重要课题之一。 关键词:光催化技术 银基?纳米 Research?Progress?of?Silver-based?Photocatalytic?Materials? Chen?Ying? Guangzhou Vocational College of Engineering and Technology ,Guangzhou 510075 Abstract:Semiconductor?photocatalytic?technology?has?potential?application?value?in?environmental?treatment,and?it?is?an?important?and hot?research?topic?in?the?environmental?protection?field.?Ag-based?catalytic?materials?have?wide?application?prospects?in?photoelectricity?and?catalysis?etc?due?to?their?excellent?photocatalytic?activity,promising?high?photo-response?performance. Keywords:photocatalytic?activity;Ag-based;Nano (下转第13页)

神经病理性疼痛发病机制研究进展.

神经病理性疼痛发病机制研究进展 袁维秀解放军总医院麻醉科解剖学病因神经病理性疼痛起源于神经系统的损伤,其本质是一种伤害感受,包括骨关节炎和炎性疼痛等。病因包括自身免疫性疾病(如多发性硬化)、代谢性疾病(如糖尿病性神经痛)、感染(如带状疱疹)、血管性疾病、创伤和肿瘤等。并非所有涉及伤害感受通路的损伤都能引起疼痛,单纯切断脊神经背根几乎不会引发持续性疼痛[1],但脊髓损伤确实有诱发疼痛的风险。Vireck等发现灵长类动物切断脊髓丘脑外侧束,仅损伤脊髓白质时不产生异常疼痛行为,而损伤脊髓灰质部分则产生疼痛[2]。脑干和丘脑损伤涉及伤害感受通路时可引起疼痛[3]。中枢神经系统疾病伴发的疼痛许多中枢神经系统疾病可伴有疼痛症状,表现为持续性疼痛或痛觉过敏,一些病人轻微的四肢温度降低即出现痛觉过敏现象。Mitchell 称之为“皮肤烧灼痛”的临床表现为:水肿、异常出汗、皮肤温度升高或降低,剧烈的自发性疼痛,不伴有明确神经损伤的称为“复杂性区域疼痛综合征(CRPS)1 型”,伴有神经损伤的称为CRPS2型。三叉神经痛是一种典型的神经病理性疼痛,表现为面部发作性剧烈疼痛,发作间歇期无或仅有轻微疼痛,轻触皮肤可诱发疼痛发作,其病因与神经根进入脑干部位的机械变形有关,神经根受压部位出现脱髓鞘现象。血管变异引起神经受压也是常见病因之一[4]。糖尿病性神经痛是一种典型的神经病理性疼痛,表现为双侧足趾的烧灼样痛。水痘病毒感染后激活带状疱疹病毒,后者侵犯脊髓背根神经节,该神经节支配区域皮肤出现持续性疼痛,即使切断支配该区域的c纤维疼痛依然存在。神经病理性疼痛动物模型自从制作大鼠坐骨神经松结扎模型后,有关神经病理性疼痛的研究取得了长足的进步。Chung等发明了脊神经切断大鼠模型(SNL),保留支配足趾的部分神经,记录相邻脊神经的传入冲动。糖尿病模型是通过注射连脲酶素,动物表现与人类神经痛相似。最近又发明了紫杉醇-长春新碱诱发的神经病理性疼痛模型。动物持续性疼痛的测定较为困难,大鼠后肢去神经支配后可出现自残行为,采用细胞内标记物神经元活性的增加,如脊髓背角即刻早期基因蛋白c-fos表达的增加,可用以评估持续性疼痛。功能性核磁成像(fMRI)和/或PET 成像技术将成为可能的测定手段。继发性痛觉过敏及中枢敏感化皮肤损伤后产生持续性疼痛和痛觉过敏,原发性痛觉过敏发生在组织损伤部位,部分由初级伤害性感受器调节,表现为热刺激的反应增强。继发性痛觉过敏发生在损伤周围的正常组织,表现为对机械刺激的反应增强,如轻触刺激诱发疼痛,与人体神经病理性疼痛的痛觉过敏相似,与中枢敏感化有关。有研究发现触痛来自 Aβ纤维出入冲动引发的中枢敏感化,而刺痛来源于对辣椒素不敏感的Aδ伤害感受器[5]。触觉纤维聚集在脊髓背角,该部位接受初级神经纤维的伤害性冲动传入。初级传入纤维的作用药理学研究发现初级传入纤维在神经病理性疼痛的形成过程中具有重要作用。例如,静脉?予AM1241,一种选择性大麻素受体(CB2)激动剂,可以逆转 SNL损伤后的机械和热痛觉过敏。由于CB2在CNS 不表达,其作用可能是通过外周机制[6]。反义寡核苷酸(6DNs)可直接拮抗Nav1.8,从而逆转机械性痛敏。Nav1.8 是一种河豚毒素拮抗钠通道,仅在初级传入小细胞上表达,即使神经损伤6-14d,应用6DNs 仍然有效,说明持续性外周神经冲动的传入参与了神经病理性疼痛的维持过程。神经损伤的局部会形成神经瘤,已经证实对机械、热和化学刺激产生的自发性和异常电位活动起源于创伤性神经瘤[7]。有报道SNL 大鼠L5 背根A 纤维出现自发性活动,这种自

光催化氧化反应的研究进展

杨 尧(浙江大学材料与化学工程学院,浙江杭州310027) 摘要:概述了光催化氧化技术降解废水废气的原理,影响因素,提高光催化剂活性的途 径,以及光催化技术在有机合成中的应用。制备高效的催化剂,解决太阳光的利用问题,开发光催化反应器将是今后研究的重点。 关键词:光催化氧化;光催化反应器 以太阳能化学转化和储存为主要背景的半导体光催化特性的研究始于1917年,1972年Fujishima和Honda在Nature杂志发表关于TiO2电极分解水的论文标志着光催化新时代的开始。1977年Bard提出利用半导体光催化反应处理工业废水中的有害物质以后,在半导体微粒悬浮体系中进行光催化消除污染物的研究日趋活跃起来。光催化过程采用半导体材料作为光催化剂,在常温常压下进行,如果利用太阳光作光源,则可大大降低污水处理费用。更主要的是,光催化技术可将污染物降解为无毒的无机小分子物质如CO2、H2O及各种相应的无机离子而实现无害化,为治理水污染提供了一条新的、有潜力的途径。 科学技术的进步和对光催化技术广泛而深入的研究,使光催化技术得到迅速发展。除了利用半导体材料来进行光催化氧化降解废水、废气以外,也有不少研究机构利用该技术为有机合成提供了一条新途径。 1光催化氧化处理废水、废气的研究现状 1.1TiO2光催化氧化处理废水、 废气的原理1976年Garey等首先应用二氧化钛光催化降解水中的氯代联苯并取得成功。三十多年来,TiO2光催化氧化技术迅速发展,研究者已利用TiO2催化降解了水和空气中几千种不同的有毒化合物,其中包括许多难解有机化合物,如有机氯化物、农药、氯酚类、染料类以及近年来倍受人们关注的环境荷尔蒙 类物质。因此,可以说TiO2光催化技术是国内外的研究前沿和开发热点。 TiO2是一种多晶形的化合物,目前研究最多的 是锐钛矿型TiO2。它是一种N型半导体材料,它的光催化活性高,反应速率快,对有机物的降解无选择性且能使之完全矿化。它的能带结构一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成,它们之间由禁带分开,其禁带宽度为3.2eV,根据λg(nm)=l240/Eg(eV)可知,其激发波长为387.5nm。当吸收了波长小于或等于387.5nm的光子后,价带电子被激发,越过禁带进入导带,形成带负电的高活性电子e-,同时在价带上产生带正电的空穴h+。在电场的作用下,电子与空穴发生分离,迁移到粒子表现的不同位置。热力学理论表明,电子具有还原性,空穴具有氧化性。吸附在 TiO2表面的氧俘获电子形成O2-,分布在表面的h+可 以将吸附在TiO2表面OH-和H2O分子氧化成?OH自由基,而?OH自由基的氧化能力是水体中存在的氧化剂中最强的,能氧化大多数的有机污染物及部分无机污染物,并将其最终降解为CO2、H2O等无害物质。由于?OH自由基对反应物几乎无选择性,因而在光催化氧化中起着决定性的作用。 1.2影响光催化氧化的因素 以TiO2为例,TiO2的粒径小,光生电子和空穴 从TiO2体内扩散到表面的时间短,它们在TiO2体内的复合几率减小,到达表面的电子和空穴数量多,因此光催化活性高。 此外,粒径小,比表面积大,有助于氧气及被降解有机物在TiO2表面的预先吸附,则反应速率快,光催化效率必然增大。当颗粒大小为1~10nm时,出 收稿日期:2007-01-18 作者简介:杨尧(1983 ̄),男,浙江大学材料与化学工程学院化工所研究生,应用化学专业。主要从事精细有机化工产品的合成与研究。 光催化氧化反应的研究进展 文章编号:1006-4184(2007)05-0017-05

光解水制氢半导体光催化材料的研究进展

光解水制氢半导体光催化材料的研究进展 田蒙奎1 ,2 ,上官文峰2 ,欧阳自远1 ,王世杰1 (1. 中国科学院地球化学研究所,贵州贵阳550002 ; 2. 上海交通大学机械与动力学院燃烧与环境技术研究中心,上海200030) 摘要: 自从Fujishima2Honda 效应发现以来,科学研究者一直努力试图利用半导体光催化剂光分解水来获得既可储存而又清洁的学能———氢能。近一二十年来,光催化材料的研究经历了从简单氧化物、复合氧化物、层状化合物到能响应可见光的光催化材料。本文重点描述了这些光催化材料的结构和光催化特性,阐述了该课题的意和今后的研究方向。关键词: 光解水;氢能;半导体光催化剂中图分号: X13 文献标识码:A文章编号:100129731 (2005) 1021489204 1 引言 在能源危机和环境问题的双重压力下,氢能因其燃烧值高、储量丰富、无污染而成为最有希望替代现有化石能源的清洁能源,因而氢能的开发成了能源领域的研究热点。自从Fujishima 和Honda 于1972 年发现了TiO2 光电化学能分解水产生H2 和O2 以来[1 ] ,科学研究者实现太阳能光解水制氢一直在作不懈的努力。普遍接受的光解水制氢原理是:半导体光催化剂在能量等于或大于其禁带宽度的光辐射时,电子从最高电子占据分子轨道( HOMO ,即价带) 受激跃迁至最低电子占据分子轨道(LUMO ,即导带) ,从而在价带留下了光生空穴( h + ) , 导带中引入了光生电子(e - ) 。光生空穴和光生电子分别具有氧化和还

原能力。要实现太阳能光解水制氢和氧,光生电子的还原能力必须能还原H2O 产生H2 ,而光生空穴的氧化能力必须能氧化H2O 产生O2 ,即半导体光催化剂的导带底要在H2O/ H2 电位( E0 = 0V ,p H = 0) 的上面(导带位置越高,电位越负,还原能力越强) ;而价带顶在O2 / H2O 电位( ENHE = + 1. 23V ,p H = 0) 的下面(价带位置越低,电位越正,氧化能力越强) 。近一二十年来, TiO2 以外的光催化剂的相继发现,特别是能响应可见光的光催化材料的出现,使得光解水制氢研究进入了非常活跃时期。本文就近期太阳能光解水制氢研究进展中的半导体光催化材料作一综述。 2 简单半导体氧化物,硫化物系光催化剂目前广泛研究的简单化合物半导体材料的能带结构如图1 所示: 图1 部分半导体材料的能带结构示意图 Fig 1 Schematic diagram of band st ructure for some semiconductor s TiO2 光催化剂由于光照不发生光腐蚀、耐酸碱性好、化学性质稳定、对生物无毒性、来源丰富等优点而被广为利用。具有代表性的

骨性关节炎的疼痛机制研究进展

骨性关节炎的疼痛机制研究进展 骨性关节炎(OA)是一种最常见的风湿性疾病,其基本病理改变为多种致病因素引起的进行性关节软骨变性、破坏及丧失,关节软骨及软骨下骨边缘骨赘形成,常伴有继发性滑膜炎,由此引起关节疼痛、僵硬、肿大、畸形及功能障碍,其中关节疼痛为最突出的症状。骨关节炎疼痛为慢性痛[1, 2],常持续3至6个月,初期疼痛昼轻夜重,随着病情的进展,疼痛缓慢进展,呈轻度至中度间歇性疼痛,最后发展成为持续性疼痛,骨关节炎疼痛是一种非保护性疼痛[3],患者夜间可痛醒,受累关节被动活动时可诱发疼痛。在英国的一些横断面研究中[4],发现有10–15%的患者的疼痛呈现持续性和广泛性,但是呈现局限性疼痛则更为常见(占患病人群的25%),疼痛的部位常发生在膝关节或者后背。另有学者发现[5],有X 线改变的OA患者其疼痛有时并不比无X线改变的OA患者重,有些甚至有严重的X线改变的患者并没有疼痛症状,X线明确显示有关节破坏的OA患者会诱发疼痛,但是关节破坏的严重程度与疼痛的严重程度并无明显的相关性。尽管OA有许多致病因素,但是其疼痛的确切发病机制仍不明朗,因此没有任何一种机制能够完全解释OA疼痛。现代的观点认为,骨性关节炎的疼痛并不完全是局部的病变造成的,它与神经病学,神经肌肉和心理等因素有关。 本文旨在通过对骨关节炎的疼痛机制的阐述,对OA疼痛的治疗进行多方面的探讨。 1.关节的神经分布 关节附近的肌肉,关节囊,滑膜,肌腱,韧带和软骨下骨虽然有丰富的神经分布,但在关节透明软骨中未发现伤害感受性神经纤维,而该区域恰是OA主要病变部位[6, 7]。伤害感受性神经纤维主要是特异性传导伤害性信息的Aδ和C纤维,以及Aβ纤维[6, 7],而Aβ纤维主要分布在关节周围组织,如滑膜和骨,是产生神经病理痛的重要神经纤维,Aβ纤维对伤害及无伤害性的机械刺激或化学性刺激(炎症介质的释放)均起反应,但其放电频率并不能准确表明刺激是伤害性刺激还是非伤害性刺激,主要原因是关节和肌肉的刺激通过各自的传入纤维汇聚至脊髓同一神经元所导致的。支配关节的传入纤维的感受野常限于关节,而支配膝关节并将痛刺激传导到脊髓的神经纤维,大部分也支配其他的深层组织,比如膝关节周围的肌肉,因此,在关节处具有相应感受野的脊髓内神经元对关节内压力及关节周围的肌肉组织压力均起反应[8]。支配关节的Aδ和C纤维具有小的感受野,可以被关节的伤害性刺激所激活,这些感受器能够感受关节的机械刺激,也能感受关节的化学刺激(如释放的炎性介质),此外,关节内还有一些其他的神经纤维,不能够被正常的伤害性刺激所激活,这些纤维被称为静止感受器,只有在关节内损伤和炎症已经形成,才能被激活并应答、敏化,从而形成痛敏[5]。 2.外周机制

CdS光催化的研究进展

壳聚糖/聚乙烯醇复合膜中硫化镉光催化的研究进展 邓永盛 (龙岩学院化学与材料学院,福建龙岩2009061606) 摘要:不同的条件下壳聚糖/CdS复合粒子的光催化活性也不同,在适合的条件下往壳聚糖/聚乙烯醇复合膜中加入CdS能显著提高他的光催化降解作用和光催化脱色作用,进一步拓宽其应用领域. 关键词:壳聚糖/CdS;光催化;降解;脱色 Chitosan/Poly (Vinyl Alcohol) In Composite Film Cadmium SulphideLight Catalysis Are Reviewed DengYongSheng (longyan college chemistry and materials institute, fujian longyan 2009061606) Abstract: under the condition of different chitosan/CdS composite particle of light catalytic activity is different, in a suitable conditions to chitosan/poly (vinyl alcohol) in composite film join CdS can significantly improve the photocatalytic degradation of his role and light catalytic decoloring role, further opening up its application field. Keywords: chitosan/CdS; Photocatalytic; Degradation; decoloring 1 前言 在各种解决能源问题的途径中 , 以太阳能转化和储存为主要背景的半导体光催化特性的研究是吸引人的科研方向之一[1] . 将半导体材料用于光催化降解水中污染物的研究还是近十几年的技术. 该技术的优点: (1)水中所含多种有机污染物均可被完全降解为CO2、H2O等, 无机污染物被氧化或还原为无害物(2)不需要另外的电子受体(3)合适的光催化剂具有廉价、无毒、稳定及可以重复使用等优点(4)可以利用取之不尽用之不竭的太阳能作为光源激活光催化(5)该法结构简单、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染. CdS作为一种重要的半导体光催化剂 , 有着广泛的应用[2, 3]. 2 光催化研究 (1) 光催化降解甲基橙 染料废水是难降解工业废水之一 , 在酸性和碱性条件下的偶氮和醌式结构是染料化合物的主体结构, 因而, 以甲基橙作为染料模型化合物有一定的代表性. 崔玉明[4]采用胶体化学法制备表面富镉的Cd/CdS 纳米粒子为催化剂对水溶液中甲基橙的光催化降解进行了研究. 探讨了光催化反应机理, 讨论了光催化剂用量, 双氧水的用量, 试液的pH值, 光照时间与甲基橙脱色率的关系. 实验结果表明, 以表面富镉的Cd/CdS纳米粒子为催化剂, 对甲基橙光催化降解实验结果表明:当甲基橙起始浓度为20mg/L, Cd/CdS用量

光催化研究进展

光催化材料最新研究进展 1.简介 当今世界正面临着能源短缺和环境污染的严峻挑战,解决这两大问题是人类社会实现可持续发展的迫切需要。中国既是能源短缺国,又是能源消耗大国。近年来,伴随社会经济的快速发展,中国石油对外依存度不断攀升,已经严重影响国家经济健康发展和社会稳定,并威胁到国家能源安全。同时,石油等化石能源的过度消耗导致污染物大量排放,加剧了环境污染,尤其是我国近年来雾霾天气的频繁出现,严重影响了人民的生活和身体健康,开发和利用太阳能是解决这一难题的有效方法之一。 我国太阳能资源十分丰富,每年可供开发利用的太阳能约1.6×1015W,大约是2010年中国能源消耗的500倍。从长远看,太阳能的有效开发与利用对优化中国能源结构具有重大意义。然而太阳能存在能量密度低、分布不均匀、昼夜/季节变化大、不易储存等缺点。 如图1所示,光催化技术可以将太阳能转换为氢能。氢能能量密度高、清洁环保、使用方便,被认为是一种理想的能源载体。目前氢能的利用技术逐渐趋于成熟,以氢气为燃料的燃料电池已开始实用化,氢气汽车和氢气汽轮机等一些“绿色能源”产品已开始投入市场。氢利用技术的成熟提高了对制氢技术快速发展的要求。高效、低成本、大规模制氢技术的开发成为了“氢经济”时代的迫切需求。自20世纪70年代日本科学家利用TiO2光催化分解水产生氢气和氧气以来,光催化材料一直是国内外研究的热点之一。光催化太阳能制氢方法是一种成本低廉、集光转换与能量存储于一体的方法,该领域的研究越来越受到各国的广泛关注。国际上光催化材料研究竞争十分激烈。光催化材料不仅具有分解水制氢的功能,而且具有环境净化功能。利用光催化材料净化空气和水已成为当今世界引人注目的高新环境净化技术。太阳能转换效率是制约光催化技术走向实用化的关键因素之一,光催化材料的光响应范围决定了太阳能转换氢能的最大理论转化效率。光催化领域经过40余年的发展和积累,正孕育着重大突破,光催化太阳能转换效率不断提高,光催化技术正处于迈向大规模应用的关键阶段,国际竞争十分激烈。 在能源和环境问题强大需求的推动下,国际上光催化领域的研究已经从最初的实验现象发现,逐步由基础理论研究转向光催化材料的应用基础研究;由光催化材料探索逐步转向高效光催化材料体系设计。在研究手段上,已经能够从分子、原子水平上揭示光催化材料基本物性以及光催化材料的构-效关系,从飞秒时间尺度上研究光催化反应过程与反应机理。包括第一性原理与分子动力学模拟在内的现代科学计算方法,逐渐在光催化材料物性与光催化反应机理研究方面起到重要作用。以半导体物理学、材料科学和催化化学为基础的较为完整的光催化基础理论体系已经初步建立。光催化已经发展为物理、化学、能源和环境等多学科交叉领域,成为了热点研究领域之一。光催化领域最新的研究进展主要集中体现在认识光催化太阳能转换效率限制因素;揭示光催化机理与发展表征手段;设计基于新奇物理机制的光催化材料(改善光催化反应效率)阐明光催化材料构-效关系以及构建复杂、高选择性环境净化体系等方面。

二氧化钛光催化研究进展

二氧化钛光催化研究进展 姓名李海生 08化工一班学号08206040118 摘要:在阐明光催化氧化反应机理的基础上分析了国内外Ti O2光催化氧化反应的研究现状,介绍影响Ti O2光催化剂活性的因素和Ti O2光催化剂研究趋势与展望 关键词:光催化二氧化钛研究进展 引言 光催化氧化是光化学反应的一个前沿领域,其研究涉及到多个学科, 特别是光催化材料的开发和研制, 则是光催化技术实现各种化学反应的关键之一,因此具有相当的难度。自1972年Fujishima和Honda发现二氧化钛(Ti O2 )单晶电极具有光分解水的功能以后,半导体多相光催化反应就引起了人们浓厚的兴趣。1976年J . H. Cary等报导了在紫外光照射下,具有光催化氧化作用的Ti O2可使难降解有机化合物多氯联苯脱氯, 光催化的方法引起了广泛的重视。近年来,光催化在环境净化方面的应用越来越受到人们的重视, 通常采用的光催化剂有T i O2、ZnO、WO3、CdS 、ZnS 、SrT i O3 和Fe 2O3, 其中T i O2对多种有机物有明显的降解效果, 以获得了巨大发展,具有广阔的应用前景。 1正文 二氧化钛是一种应用广泛的半导体材料。它因成本低、稳定性好、对人体无毒性,并具有气敏、压敏、光敏以及强的光催化特性而被广泛应用到传感器、电子添料、油漆涂料、光催化剂以及其它化工原料等。国内外很多科技工作者投身到二氧化钦的研究开发之中,每年都有大量论文报道。 1.1. 光催化的反应机理 Hoffmann等D用激光闪光法研究了Ti02的光催化反应,为Ti02的光催化反应由如图1.3所示的几个过程组成。从中可以看出,Ti02受激发产生光生电子一空穴对后,其光生电子和空穴分别会发生以下反应: 图1半导体光化反应的基本过程 (1)光生电子

纳米光催化材料研究进展

纳米光催化材料研究进展 姓名:蔡美娟学号:7101010134 班级:行管104 摘要: 纳米材料被誉为2l世纪的新材料,直接利用太阳能来解决能源的枯竭和地球环境污染等问题是其中一个最好、最直接、最有效的方法。为此,中国政府制定实施了“中国光明工程”计划,模仿自然界植物光合作用原理和开发出人工合成技术被称为“2l世纪梦”的技术,它的核心就是开发高效的太阳光响应型半导体光催化剂。目前国内外常见的光催化材料多为金属氧化物或硫化物,如TiO2、ZnO、CdS及PbS等。但由于光腐蚀和化学腐蚀强、难溶解,实用性好的有TiO2与ZnO,其中TiO2使用最为广泛,我们就以现今纳米光催化材料的TiO2与ZnO研究介绍来进行纳米光催化的研究进展 关键字: 纳米光催化材料TiO2 ZnO能源的枯竭 正文: 1 引言 纳米材料被誉为2l世纪的新材料,其概念在本世纪中叶被科学界提出后得到广泛重视和探人发展。1959年,诺贝尔物理奖获得Feyranan在美国加州理工学院召开的美国物理学会年会上预言:如果人们可以在更小尺度上制备并控制材料的性质,将会打开一个崭新的世界。这一预言被科学界视为纳米材料萌芽的标志。在能源危机和环境问题的双重压力下,开发新能源,特别是使用清洁能源代替传统能源,迅速地降低他们的消耗量,保护环境改善城市空气质量早已经成为关乎社会可持续发展的重大课题。中国能源发展方向可以锁定在前景看好的物种新能源:水能、风能、太阳能、氢能和生物能。直接利用太阳能来解决能源的枯竭和地球环境污染等问题是其中一个最好、最直接、最有效的方法。为此,中国政府制定实施了“中国光明工程”计划,模仿自然界植物光合作用原理和开发出人工合成技术被称为“2l世纪梦”的技术,它的核心就是开发高效的太阳光响应型半导体光催化剂。目前国内外光催化剂的研究多数停留在二氧化钛及相关修饰,尽管这些工作卓有成效,但是在规模化利用太阳能方面还远远不够,因此收寻高效太阳光响应型半导体作为新型光催化剂成为当前此领域最重要的课题。

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