创新实验
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一、实验背景随着科技的飞速发展,创新实验已成为推动科技进步的重要手段。
为了提高实验教学质量,激发学生的创新思维,我校开展了创新实验活动。
本次实验旨在通过创新实验,培养学生的动手能力、创新意识和团队协作精神,提高学生的综合素质。
二、实验目的1. 探索创新实验的教学模式,提高实验教学质量;2. 培养学生的创新思维、动手能力和团队协作精神;3. 激发学生的学习兴趣,提高学生的综合素质。
三、实验内容本次实验选取了以下创新实验项目:1. 智能小车设计制作;2. 3D打印技术应用;3. 机器人编程与控制;4. 环保材料研发。
四、实验过程1. 智能小车设计制作(1)教师讲解智能小车的基本原理、构造及制作方法;(2)学生分组讨论,确定实验方案;(3)学生根据方案进行设计、制作;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)测试、调试,优化设计方案。
2. 3D打印技术应用(1)教师讲解3D打印的基本原理、应用领域及操作方法;(2)学生分组讨论,确定打印作品;(3)学生根据方案进行设计、打印;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)展示打印作品,总结经验。
3. 机器人编程与控制(1)教师讲解机器人编程的基本原理、编程语言及控制方法;(2)学生分组讨论,确定编程任务;(3)学生根据任务进行编程、调试;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)展示编程成果,总结经验。
4. 环保材料研发(1)教师讲解环保材料的基本原理、研发方法及应用领域;(2)学生分组讨论,确定研发方案;(3)学生根据方案进行实验、研发;(4)教师指导,学生互相学习、交流;(5)展示研发成果,总结经验。
五、实验成果1. 智能小车设计制作:学生成功制作出具备基本功能的智能小车,提高了动手能力和创新意识;2. 3D打印技术应用:学生成功打印出多个具有实用价值的作品,提高了设计能力和创新意识;3. 机器人编程与控制:学生成功完成编程任务,提高了编程能力和创新意识;4. 环保材料研发:学生成功研发出一种具有环保性能的材料,提高了研发能力和创新意识。
第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展,创新教育越来越受到人们的重视。
为了培养学生的创新精神和实践能力,我校开展了创新小实验活动。
本次实验旨在通过动手实践,让学生了解科学原理,激发学生的创新思维,提高学生的动手操作能力。
二、实验目的1. 让学生了解科学原理,培养创新思维。
2. 提高学生的动手操作能力,增强学生的实践能力。
3. 培养学生的团队协作精神,提高学生的沟通能力。
三、实验内容本次实验内容为制作一个简单的太阳能小车。
太阳能小车是一种利用太阳能作为动力源的环保小车,具有节能、环保、操作简便等特点。
四、实验材料1. 太阳能电池板2. 小电机3. 车轮4. 车身5. 连接线6. 钳子、螺丝刀等工具五、实验步骤1. 准备材料:将太阳能电池板、小电机、车轮、车身、连接线等材料准备好。
2. 组装太阳能电池板:将太阳能电池板按照说明书进行组装,确保连接线连接正确。
3. 安装小电机:将小电机安装在车身底部,用螺丝固定。
4. 连接太阳能电池板与小电机:将太阳能电池板的正负极分别与小电机的正负极连接,确保连接牢固。
5. 安装车轮:将车轮安装在车轴上,用螺丝固定。
6. 测试太阳能小车:将太阳能小车放置在阳光下,观察小车是否能够正常行驶。
六、实验结果与分析实验结果表明,太阳能小车在阳光下能够正常行驶。
这说明太阳能电池板能够将太阳能转化为电能,为小电机提供动力,使小车得以行驶。
在实验过程中,我们遇到了以下问题:1. 太阳能电池板接收太阳能的效率较低,导致小车行驶速度较慢。
2. 小电机功率较小,小车行驶过程中动力不足。
针对以上问题,我们进行了以下改进:1. 增加太阳能电池板数量,提高接收太阳能的效率。
2. 更换功率更大的小电机,增强小车行驶的动力。
七、实验结论通过本次实验,我们成功地制作了一个太阳能小车,了解了太阳能电池板、小电机等科学原理。
在实验过程中,我们培养了创新思维、动手操作能力和团队协作精神。
同时,我们也认识到创新实验过程中会遇到各种问题,需要不断改进和优化。
创新实验在这个充满不确定性、快速发展的时代,创新成为了推动社会进步、提高竞争力的关键因素。
创新实验作为培养创新思维、培养创新能力的重要途径,在教育和科研领域中扮演着重要角色。
本文将探讨创新实验的意义、实施方法以及对个人和社会的影响等方面。
创新实验的意义创新实验是指在现有知识和技术基础上,开展新的实验方法和手段,寻求新的解决方案或发现新的规律。
首先,创新实验能够培养学生的创新思维和创新能力,激发他们发现问题、解决问题的能力。
其次,创新实验可以推动科研领域的发展,提高研究成果的质量和效率。
同时,创新实验也可以促进产学研合作,推动科技成果的转化和应用。
创新实验的实施方法要开展创新实验,需要有一定的实施方法和流程。
首先,要确定研究目标和问题,明确实验的目的和意义。
然后,选择合适的实验方法和工具,设计实验方案和流程。
在实验过程中,要注意数据的采集和分析,及时总结和归纳实验结果。
最后,结合实验结果,提出新的观点和见解,推动实验成果的应用和推广。
创新实验的影响创新实验不仅对个人具有重要意义,也对社会具有深远的影响。
对于个人来说,通过创新实验能够提高自身的创新能力和独立思考能力,为未来的学习和工作打下良好的基础。
在社会层面上,创新实验可以推动科学技术的进步,促进产学研合作,提高国家的科技实力和竞争力。
同时,创新实验也有助于培养人才,推动新兴产业的发展,带动经济的增长和社会的进步。
综上所述,创新实验是一种重要的教育和科研方法,具有重要的意义和影响。
通过开展创新实验,可以有效培养学生的创新思维和创新能力,推动科技领域的发展,促进社会的繁荣和进步。
希望各界能够重视创新实验,为社会的发展和进步做出更大的贡献。
初中生物创新实验100例
以下是一些初中生物创新实验的例子:
1. 制作水中植物的根芽:将一根水中植物(如水葱)的茎切割下来,放入一杯水中,观察其是否能够生长出新的根芽。
可以尝试使用不同的水质、不同的切割方式等进行实验。
2. 比较不同食物对果蝇产卵的影响:将不同种类的食物放入不同的容器中,放入一些果蝇并观察它们选择产卵的位置。
可以尝试比较不同食物对果蝇产卵的吸引力,进一步探究果蝇的食物选择行为。
3. 制作自制肥料:收集一些厨余垃圾,如果皮、蔬菜残渣等,将其混合在一起,加入一些土壤,并观察其对植物生长的影响。
可以尝试比较不同组合的厨余垃圾对植物生长的效果,以及对比自制肥料与商用肥料的效果。
4. 制作自制食物颜料:收集一些不同种类的食物,如红薯、胡萝卜等,将其捣碎并加入一些水,待颜料溶解后可以尝试涂抹在纸上观察颜色的变化和持久性。
5. 探究温度对种子发芽的影响:取若干相同种类的种子分成几组,分别放入不同温度的环境中观察发芽情况。
可以尝试比较不同温度下种子的发芽率和速度,进一步探究温度对种子发芽的影响规律。
这些例子是初中生物创新实验的一部分,通过这些实验能够激
发学生的创造力和动手能力,同时帮助他们深入了解生物学知识。
不过,在进行这些实验前,请确保有适当的实验环境和专业指导的情况下进行。
第1篇一、实验背景与目的随着科学技术的不断发展,物理实验在培养大学生创新思维、实践能力和科学素养方面发挥着越来越重要的作用。
为了更好地锻炼学生的实验技能,激发学生的创新意识,我们开展了本次物理创新实验。
本次实验旨在通过设计、搭建和调试一个新型实验装置,探索物理原理在实际应用中的创新实践,培养学生的动手能力、团队协作精神和创新能力。
二、实验原理与装置1. 实验原理:本实验以电磁感应原理为基础,通过设计一个具有创新性的实验装置,验证法拉第电磁感应定律,并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
2. 实验装置:实验装置主要由以下部分组成:- 电源:提供稳定的交流电源;- 金属棒:作为导体,在磁场中运动;- 磁场发生器:产生均匀磁场;- 电流表:测量感应电流;- 数据采集系统:记录实验数据;- 电脑:处理实验数据,绘制曲线。
三、实验步骤与过程1. 搭建实验装置:按照实验原理图,将电源、金属棒、磁场发生器、电流表、数据采集系统和电脑连接起来,确保各部分连接正确、牢固。
2. 调节实验参数:- 调节电源输出电压,使其在安全范围内;- 调节磁场发生器的磁场强度,使其达到预定值;- 调节金属棒与磁场发生器的距离,确保实验过程中金属棒在磁场中运动。
3. 进行实验:- 在金属棒运动过程中,通过数据采集系统实时记录感应电流的变化;- 改变金属棒的运动速度、磁场强度等参数,观察感应电流的变化规律。
4. 数据处理与分析:- 对实验数据进行整理和分析,绘制感应电流与时间、速度、磁场强度等参数的关系曲线;- 根据实验结果,验证法拉第电磁感应定律,并研究电磁感应现象与相关物理量的关系。
四、实验结果与分析1. 实验结果:- 实验结果表明,感应电流与金属棒的运动速度、磁场强度等因素密切相关;- 当金属棒运动速度增加、磁场强度增大时,感应电流也随之增大。
2. 结果分析:- 通过实验,我们验证了法拉第电磁感应定律的正确性;- 同时,我们发现了电磁感应现象与相关物理量的关系,为电磁感应在实际应用中的创新实践提供了理论依据。
创新实用的科学小实验科学小实验是一种非常有趣和创新的方法,可以帮助我们更好地理解和探索科学原理和现象。
在这篇文章中,我们将介绍一些有趣且实用的科学小实验,帮助你更好地理解科学原理。
1. 糖葫芦实验你需要:木棒、10颗砂糖、杯子、开水、菜油步骤:1.在木棒上穿上砂糖颗粒。
2.把杯子里倒满开水,滴入几滴菜油;3.“糖葫芦棒”放在杯子中,再次将糖葫芦棒沾上砂糖,不断淋上加油的热水,直至糖棒变得很大,连“糖葫芦棒”的中心都覆盖了糖块。
原理:每隔一定的时间,热水的温度会降低,菜油可以降低糖在水中的表面张力,增加糖块的粘性,使糖块能够附着在“糖葫芦棒”上,形成越来越大的糖葫芦棒。
2. 气球火箭实验你需要:气球、饮管、薯片罐子、剪刀、胶带1.将气球装上饮管并充气。
2.将气球放在薯片罐的口处。
3.点燃火柴,并将火柴插入罐中,同时压缩气球。
4.当气球扩张时,火箭将升空。
当你压缩气球时,你将气体压缩到一个小范围内;当你松开手时,气体尝试扩张来填补气球的空间,同时也推动了气球。
这就是所谓的反冲作用,这就是气球推动飞行的原理。
3. 食谱化学实验你需要:小碗、一勺醋、一勺小苏打、红色或绿色食用色素、温水1.将一勺醋和一勺小苏打倒在小碗里,然后加入几滴食用色素,搅拌均匀。
2.倒入温水,在冷却过程中观察变化。
醋和小苏打反应后生成了二氧化碳气体,这时食用色素使二氧化碳气泡形成更鲜明的颜色,形成气泡和颜色变化的同时,也释放了很多反应热,加热了水,从而形成了观察到的化学变化。
4. 磁铁牛实验你需要:一只小塑料球、磁铁、纸小牛1.将塑料球装在一根磁铁上,让球静止在磁铁的一端。
2.将纸牛放在磁铁的另一端。
3.将磁铁移动到球身上,观察牛是否能够跟随磁铁移动。
磁力可以作用于金属和其他磁性物体,如塑料球。
当移动磁铁时,塑料球上的磁性被激活,从而产生磁力,吸引和移动纸牛。
5. 笔芯弹簧实验你需要:一支笔、一个弹簧、纸夹1.将弹簧从笔中取出,压成一端,使其外弯。
生物科学创新实验40个以下是一些生物科学创新实验的例子:1. 遗传工程:通过基因编辑技术将外源基因导入物种中,实现生物体的特定目标改造。
2. 组织工程:利用多种生物材料和细胞培养技术,重建组织和器官。
3. 基因表达调控:通过研究基因调控机制,探索基因网络和信号通路的相互作用。
4. 纳米生物技术:利用纳米材料和纳米尺度工具,开发用于生物研究和治疗的新技术和产品。
5. 单细胞测序:利用高通量测序技术,对单个细胞进行遗传物质的分析,深入了解细胞和细胞群体的功能和特性。
6. 生物芯片技术:研发新型的生物芯片平台,用于生物分子的检测、筛选和分析。
7. 人工合成生物学:利用化学合成方法,设计和构建具有新功能的生物分子和系统。
8. 基因组学:应用高通量测序技术,对整个基因组的序列进行研究,揭示基因组的结构和功能。
9. 癌症免疫疗法:利用免疫细胞、抗体等生物分子,激发机体的免疫应答,治疗和预防癌症。
10. 人工智能与生物学:利用人工智能算法和技术,对大规模生物信息进行分析和挖掘,加速生物学研究进程。
11. 植物遗传改良:通过基因编辑技术和遗传分析方法,改良植物基因组,提高农作物的产量和抗病性。
12. 蛋白质工程:通过蛋白工程技术,设计和改造具有特定功能的蛋白质。
13. 病毒工程:利用病毒作为载体,传递外源基因至宿主细胞,用于基因治疗和疫苗研发。
14. 克隆技术:利用体细胞核移植等技术,复制生物体并获得同种或同源个体。
15. CRISPR/Cas9技术:利用CRISPR/Cas9系统进行精准的基因编辑,用于治疗遗传性疾病和研究基因功能。
16. 寄生虫研究:利用遗传学和分子生物学方法,研究寄生虫的寄生机制和宿主相互作用。
17. 神经科学研究:通过光遗传学、功能磁共振成像等技术,研究神经系统的结构和功能。
18. 微生物群落研究:通过高通量测序和生物信息学分析,研究微生物群落的组成和功能。
19. 人造细胞研究:利用合成生物学方法构建人造细胞,探索生命起源和细胞功能的基本原理。
生物实验创新案例一、实验背景。
咱们都知道植物会向着光生长,这就是植物的向光性。
传统的探究植物向光性的实验呢,虽然能得出结论,但是有点小枯燥,而且在操作上可能不太方便咱们直观地观察到一些细微的变化。
所以呢,我就捣鼓出了一个创新版的实验。
二、实验材料。
1. 鞋盒(最好是比较大一点的那种,能给植物足够的生长空间)2. 绿豆种子(容易发芽,生长速度相对较快,很适合咱们这个实验)3. 卫生纸(用来保持湿润的环境,就像给绿豆种子盖个小被子一样)4. 剪刀(用来给鞋盒做“手术”,开个小窗户)5. 透明塑料薄膜(这个可有大用处,后面就知道啦)三、实验步骤。
# (一)准备工作。
1. 首先把绿豆种子放在温水中浸泡个几个小时,就像给它们泡个舒服的温泉浴,让它们喝饱水,这样更容易发芽。
浸泡好之后呢,把卫生纸弄湿,铺在鞋盒的底部,然后把绿豆种子均匀地撒在卫生纸上。
2. 接着,用剪刀在鞋盒的一侧开一个小长方形的窗口,这个窗口就是咱们给植物的“光通道”。
然后用透明塑料薄膜把这个窗口给封上,就像给它安了一个透明的小窗户。
这样做的好处呢,一是可以让光透进来,二是可以防止水分过度流失。
# (二)开始实验。
1. 把这个改造好的鞋盒放在一个有光的地方,但是光只能从咱们开的那个小窗户射进来哦。
然后就静静地等待绿豆发芽生长啦。
这个时候就像等待一个小惊喜一样,每天都去看看有没有新变化。
2. 在观察的过程中,咱们可以发现绿豆种子慢慢地发芽了,小豆芽就像一个个小逗号一样冒了出来。
随着时间的推移,豆芽开始越长越高,这个时候神奇的事情就发生了。
豆芽们就像一群小士兵朝着有光的那个小窗户的方向歪着头生长呢。
四、实验创新点。
# (一)容器创新。
用鞋盒来做这个实验的容器,比传统的花盆或者纸盒更加有趣。
鞋盒本身就像是一个小房子,给绿豆种子创造了一个独特的生长环境。
而且鞋盒比较容易获取,不用专门去买一些昂贵的实验器材。
# (二)观察方便。
那个透明的塑料薄膜小窗户,让我们可以很方便地观察植物的生长情况,不需要每次都打开容器去看。
第1篇一、实验背景随着科学技术的不断发展,实验技术在各个领域中的应用越来越广泛。
机能实验作为一种重要的实验方法,在生理学、药理学、生物化学等领域发挥着重要作用。
为了提高实验的趣味性和创新性,激发学生的实验兴趣,本实验设计了一种创新性机能实验,旨在探究新型药物对特定生理指标的影响。
二、实验目的1. 探究新型药物对小鼠体温的影响;2. 分析新型药物对小鼠自主活动的影响;3. 通过创新性实验设计,提高学生的实验操作能力和创新思维。
三、实验原理本实验采用小鼠作为实验动物,利用新型药物对小鼠体温和自主活动的影响,通过生理学、药理学等方法,研究新型药物的作用机制。
四、实验材料1. 实验动物:健康小鼠;2. 实验药品:新型药物;3. 实验仪器:电子体温计、小鼠活动箱、药液注射器、电子天平、秒表等。
五、实验方法1. 实验分组:将实验小鼠随机分为两组,每组10只,分别为实验组和对照组。
2. 实验前准备:实验前,将实验组和对照组小鼠分别置于相同环境条件下饲养,适应环境。
3. 实验操作:(1)实验组:将新型药物溶解于生理盐水中,按一定剂量对实验组小鼠进行腹腔注射;(2)对照组:给予生理盐水腹腔注射;(3)观察指标:a. 体温:在注射药物前后,使用电子体温计测量小鼠体温,记录数据;b. 自主活动:将小鼠放入活动箱中,记录小鼠在一定时间内自主活动次数;4. 数据分析:对实验数据进行统计分析,比较实验组和对照组小鼠体温、自主活动次数的差异。
六、实验结果1. 体温:实验组小鼠注射新型药物后,体温明显低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。
2. 自主活动:实验组小鼠注射新型药物后,自主活动次数明显少于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。
七、实验分析1. 新型药物对小鼠体温的影响:实验结果表明,新型药物能够降低小鼠体温,这可能与药物具有解热作用有关。
2. 新型药物对小鼠自主活动的影响:实验结果表明,新型药物能够降低小鼠自主活动次数,这可能与药物具有镇静作用有关。
第1篇一、实验背景随着科技的飞速发展,创新实验在教育教学、科学研究等领域扮演着越来越重要的角色。
为了提高学生的创新能力和实践能力,本实验旨在通过创新实验的设计与实施,培养学生的创新思维、实践技能和团队合作精神。
二、实验目的1. 培养学生的创新思维,提高创新实验设计能力。
2. 培养学生的实践技能,提升实验操作水平。
3. 增强学生的团队合作意识,提高团队协作能力。
4. 探索创新实验在教育教学中的有效应用,为今后类似实验提供借鉴。
三、实验内容1. 实验主题:基于物联网技术的智能家居控制系统2. 实验目的:(1)了解物联网技术的基本原理和应用领域;(2)掌握智能家居控制系统的设计方法;(3)提高学生的创新思维和实践能力。
3. 实验器材:(1)Arduino开发板;(2)温湿度传感器;(3)红外遥控模块;(4)LED显示屏;(5)继电器模块;(6)电源模块;(7)连接线等。
(1)搭建实验平台,包括Arduino开发板、传感器、显示屏等;(2)编写程序,实现温湿度采集、红外遥控等功能;(3)设计智能家居控制系统,实现灯光、窗帘、空调等设备的远程控制;(4)测试实验效果,对实验结果进行分析和总结。
四、实验过程1. 实验准备(1)购买实验器材,确保实验顺利进行;(2)查阅相关资料,了解物联网技术、智能家居控制系统等相关知识;(3)制定实验方案,明确实验步骤和预期目标。
2. 实验实施(1)搭建实验平台,连接传感器、显示屏等模块;(2)编写程序,实现温湿度采集、红外遥控等功能;(3)设计智能家居控制系统,实现灯光、窗帘、空调等设备的远程控制;(4)测试实验效果,对实验结果进行分析和总结。
3. 实验结果通过实验,成功搭建了基于物联网技术的智能家居控制系统,实现了温湿度采集、红外遥控等功能。
实验结果表明,本实验能够提高学生的创新思维和实践能力,为今后类似实验提供借鉴。
五、实验总结1. 实验成果(1)成功搭建了基于物联网技术的智能家居控制系统;(2)掌握了Arduino开发板、传感器、显示屏等模块的使用方法;(3)提高了创新思维和实践能力。
1.1氧碱漂白初步试验条件探讨我国木材资源短缺,造纸用的原料大多为草类原料,而且用其制浆造纸的厂家遍及全国各地,其制浆和漂白造成的污染相当严重。
虽蒸煮黑液可用碱回收解决,但毒性极大的漂白废水污染仍一直困扰着造纸工业。
随着诸多无氯漂白方法的出现,人们发现氧碱漂白具有生产成本低、漂浆干净、易打浆、白度稳定性好、废水可直接送至碱回收系统集中处理,可彻底消除漂白污染等优点。
当前在国际上已有使用,为我国造纸工业,尤其是中小型造纸厂在降低和消除漂白污染方面开辟了一条新路子。
在氧碱漂白过程中,以用碱量为最主要的影响因素,碱的用量增加可以提高脱木素率和脱木素量,从而降低漂白浆的卡伯值,但用碱量太多也会引起碳水化合物严重降解,强度降低,得率降低,,据文献资料了解经氧碱漂白的浆卡伯值降低50%左右为宜。
1.2氧碱漂白正交试验氧碱漂白是非均相反应体系,过程比较复杂,影响因素较多,主要有:浆浓、用碱量、时间、氧压、MgSO4等,据相关文献表明浆浓以中浓为宜,有利于漂白。
1.3正交实验各因素水平的确定1.4用碱量对氧碱漂白的影响用碱量是氧脱木素的一个重要因素,用碱量对氧脱木素初始阶段和后续阶段的脱木素和碳水化合物降解有密切关系。
氧脱木素是在碱性介质中进行的,碱和氧同纸浆中木素反应而使木素溶出,用碱量视纸浆中的木素含量多少而定。
在一定范围内提高用碱量,可以提高脱木素速度和纸浆白度,但将使纸浆的聚合度和强度下降。
理论上讲,随着用碱量的增大,漂白后浆卡伯值相应的变小。
这是因为加大用碱量可以提高碱浓,在相等的时间内,即相当于增大了氧脱木素率。
但在氧脱木素的同时,纤维素和半纤维素也会受到氧碱作用而发生碱性氧化降解反应、剥皮反应以及还原性末端基氧化反应,从而使得纤维素和半纤维素大分子受到降解。
鉴于上述,根据本实验浆料的卡伯值,本实验将用碱量定为2%,3%,4%三个水平进行探讨。
1.5 温度对氧碱漂白的影响温度的高低将会影响脱木素的速率,温度升高,可加快脱木素过程,增加纸浆白度,碱耗增加。
温度过高,漂白反应的副反应增加,一些反应中间体会在较高的温度下发生新的聚合反应,会导致纤维素的严重降解,纸浆强度严重下降。
另一方面可能由于氧漂设备加热锅内受热不均匀且加热功率偏大,实验所用浆样较少,容易出现糊浆现象,根据相关的参考资料,本实验取温度为85℃,100℃,115℃三个水平作为实验条件。
1.6 反应时间对漂白的影响氧碱漂白的反应时间延长,脱木素率增加,但碳水化合物降解也加剧。
一般针叶木浆停留时间50—60min,阔叶木浆和草浆停留时间要短一些,但最低不得低于30min,生产上一般控制氧漂时间为60min。
本实验所用的稻草浆,故本实验选取45min,60min,75min三个水平作为实验条件时。
1.67氧压对氧脱木素的影响氧碱漂白时,氧气分压与氧脱木素有直接的关系。
氧压越高,即意味着用氧量越大,脱木素率越大,高的氧气压力虽然会加快脱木素速度,但是,氧压越高,碳水化合物的降解也越大,同时也会加大耗氧量,使纸浆强度下降,而白度无明显增加,因为氧压越大,浆料中溶解氧的浓度增大,氧气和溶解液中木素,碳水化合物反应机会增多。
综合考虑本实验选用氧压为0.6MPa,0.8MPa,1.0MPa三个水平作为实验条件。
1.8 浆浓对氧碱漂白的影响提高纸浆浓度可以加速脱木素反应,增加纸浆的白度,但必须有使纸浆与氧均匀混合的设备,采用的反应器不同,所需的纸浆浓度也不同。
纸浆浓度高还可降低汽耗与碱耗,且反应快,但由于浆中残余的萜烯类化合物和氧碱漂白时形成的CO、甲醇、丙酮等挥发性气体会引起操作上的困难,因为这些气体与氧混合后在很大浓度范围内会发生爆炸,所以在实际生产中,多采用10%—16%的浓度的中浓漂白。
一般来说,浆的浓度增大会使纤维间液膜变薄,导致氧气所在ide气相与纤维固相间的传质得到改善,致使氧气分子与纸浆中木素大分子的作用加强,脱木素程度加深。
但是随着浆浓的增加,会带来搅拌能耗的增加。
据文献得知一般实验室氧碱漂时浆浓以10%为宜。
因此本实验确定10%浆浓作为本论文的固定条件。
1.9氧碱漂白中添加的保护剂浆中存在的过渡金属离子(锰、铁、铜)对氢氧游离基的形成有催化作用,然而会加速碳水化合物的降解,为了保护碳水化合物在氧碱漂白时需加入保护剂。
氧碱漂白时加入的保护剂主要是镁的化合物—硫酸镁,硫酸镁是在NaOH和通氧升温前添加的,这样能提高漂后纸浆的粘度和强度。
添加MgSO4后,会生成Mg(OH)2。
在浆料中Mg(OH)2能够吸附浆料中的金属离子,保证氧漂的效率,根据有关的文献MgSO用量固定0.5%。
综上所述,本实验设计四因素水平正交实验,采用L9(34)正交实验方案·如图1所示表1氧碱漂白正交实验因素水平水平A用碱量/% B时间/min C温度/℃D压力/Mpa1 2 45 85 0.62 3 60 100 0.83 4 75 115 1.02.0氧碱漂白正交试验结果分析按照表1正交实验所选用的实验条件及其所规定的固定实验条件,排列正交实验条件及其实验结果如表2所示。
表2中我们可知,随着各因素的变化,浆料各项指标(纸浆白度、卡伯值、)的变化情况表2氧碱漂白正交实验结果用碱量时间温度压力白度序号卡伯值/% /Min /℃Mpa /%ISO1 2 45 85 0.6 13.36 31.92 2 60 100 0.8 16.48 35.63 2 75 115 1.0 14.98 40.84 3 60 85 1.0 12.95 36.15 3 75 100 0.6 14.86 41.16 3 45 115 0.8 12.08 42.77 4 75 85 0.8 10.78 40.98 4 45 100 1.0 10.64 41.69 4 60 115 0.6 7.41 48.82.1对上述氧碱漂白的结果进行极差分析表3氧碱漂白正交实验的极差分析结果卡伯值白度/%ISOA B C D A B C DI 14.94 12.02 12.36 11.87 36.1 38.73 36.3 40.6II 13.29 12.28 13.99 13.11 39.96 40.16 39.43 39.73III 9.61 13.54 11.49 12.85 43.76 40.93 44.1 39.5差 5.33 1.52 2.5 1.24 7.66 2.2 7.8 1.1优A3 B1 C3 D1 A3 B3 C3 D1主次A>C>B>D C>A>B>D素由表3中各极差分析可知:对纸浆卡伯值影响的主次因素是:用碱量(A)>温度(C)>时间(B)>氧压(D),较优的组合为A3B1C3D1 对纸浆白度的影响因素是:温度(C)>用碱量(A)> 时间(B )>氧压(D),较优组合A3B3C3D1 可以看出用碱量、温度、时间对只将各项指标影响较大。
正交实验极差分析各个因素水平趋势见图分析表4 用碱量对卡伯值的影响表5用碱量对白度的影响表6 时间对卡伯值的影响表7时间对白度的影响表8温度对卡伯值的影响表9温度对白度的影响表10氧压对卡伯值的影响表11氧压对白度的影响2.2氧碱漂白最适宜条件的确定(1)用碱量的确定由表3和表4、5可知用碱量对浆料、白度有显著影响,从图4中可以看出随着用碱量的增大卡伯值相应的变小。
这是因为加大用碱量可以提高碱浓,加快脱木素的速度,在相等的时间内,即相当于增大了氧脱木素量。
是纸浆白度提高,卡伯值降低。
所以综合考虑,认为用碱量以4%为宜。
(2)保温时间的确定由表3和表6、7可知,随着保温时间的增加卡伯值先缓慢增加后迅速增加,60min 为转折点,白度在60min之前迅速提高,之后缓慢增加,卡伯值则迅速增加,上述变化说明,反应时间达60min左右后,浆料的脱木素作用变缓,同事有新的物质生成,所以综合考虑将最佳保温时间定为60min。
(3)最高温度的确定由表3和表8、9可知温度对卡伯值的影响较大,对白度影响较缓和。
表3可以看出随温度升高卡伯值微微上升一点后迅速下降,说明提高温度可加快脱木素过程,白度随温度的升高缓慢上升。
但随着温度的升高碳水化合物的降解也加剧,因此温度不宜太高,综合考虑温度选在115℃为宜。
(4)氧压的确定有表3和表10、11可知氧压对各项指标的影响均不明显,在氧碱漂白中只要保持足够的氧压维持反应器的压力,反应就可正常进行。
由表10、11可知在氧压0.6Mpa时白度和卡伯值均在最佳值,因此氧压定在0.6Mpa为最宜条件。
综上所述,氧碱漂白的最佳条件是:用碱量4%;最高温度115℃;保温时间60min;氧压0.6Mpa。
从上述卡伯值和白度的趋势图来看,可以发现,在同样条件下,白度总是和卡伯值有着相同的变化趋势,这是因为纸浆的颜色大部分来自于木素和抽出物。
如果提高了氧脱木素率,使木素结构破坏,形成无色物质,就可以提高白度了。
2.1氧碱漂白的再现实验按照上述确定的氧碱漂白的最佳条件进行再现实验,其它实验条件仍为:浆浓10%,MgSO4用量5%,再现实验条件及结果如表12所示。
表12 再现性实验条件及结果用碱量时间温度氧压卡伯值白度/(%) /min /℃/Mpa /%ISO4.0 60 115 0.6 10.13 41.2由表12中的各项实验指标与表2中各数据比较得出各项实验指标达到最佳状态,从而可以认为再现性较好。