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有机合成材料范文1
关键词:咔唑 有机光电材料 设计 合成 性能
咔唑是一种重要的含氮芳杂环化合物,成本较低,具有特殊的生物特性与光电特性,与有机光电功能材料的性能比较符合。其本身具有较强的分子内电子转移功能,同时其热稳定性也比较突出。近些年,随着有机光电子学的成熟,对有机光电材料的研究与创新也取得了较大的成绩,催生出有机光电子产业的发展,促进了社会的发展和人们生活的改善。
一、卡唑类有机光电材料
有机光电材料通常含有氢、碳元素,再以氮、硫以及金属元素进行修饰的材料,从分子结构来看,具有大共轭体系。因此从结构可分为聚合物与小分子两种类型。和无机材料相比,其优点在于分子结构多样,可通过分子设计对材料的性能进行调控,满足了生活中对材料功能的需求;从材料性质上,光电反应速度快,存储的密度较高,便于加工。因其具有较多的优势,所以有机光电材料在有机场效应管、有机发光二极管、有机存储器及有机太阳能电池等领域有着广泛的应用。而咔唑类有机光电材料的优势更大,具有原料易得、成本较低的特点,在结构上属于刚性稠环,具有特殊的光电性能与生物性能。可以合成多种咔唑衍生物,满足多种功能材料需求的制备。咔唑分子的共轭体系较大,其衍生物及本本都具有较好的光电性质与热稳定性,因此在材料、医药、生物、农药、染料等领域的应用前景非常广阔。尤其是作为有机光电材料的功能性更强。
二、咔唑衍生物的合成及性能研究
聚集诱导发光效应是一种在溶液中呈现微弱荧光或不发光的分析,在出现聚集态或固态够,出现强烈发光的现象。有机化合物材料在诱导发光中是通过改变分子组成、刚性结构、堆积形态及扭曲构象等方面来实现对固态或集聚态下荧光的强度与波长的。例如,不同的堆积方式,可以对分子间相互作用进行改变,并对分子聚集态的转动进行限制,实现化合物聚集态或固态下的强烈荧光的发出。一般诱导发光材料包含环状多烯化合物、腈取代二苯乙烯型化合物、取代乙烯类化合物、联苯型、吡喃型及其它小分子聚合物及化合物等类型。
(一)试验
1.实验仪器与试剂
用Na对四氢呋喃进行除水处理,使用前,用二苯甲酮与钠循环蒸馏进行二次除水。溶剂包含分析纯与高效液相色谱纯度,均为直接使用。仪器选择500W高压汞灯作为光源,选择300型核磁共振谱仪对目标产物进行测定,对元素分析采用VarioELIII元素分析仪测定,对傅里叶红外变换光谱数据用NEXUS670光谱仪测定,对紫外-可见光吸收光谱数据采用TU-1800紫外光谱仪测试,对荧光发射光谱数据采用HitachiF-4500荧光光谱仪测试。对荧光性质进行测试时,溶液浓度为10-5M,在计算荧光量子产量时以0.1M的硫酸奎宁溶液作为残壁溶液。
2.合成
将装置中的空气除去,加入500ml色谱纯试剂苯及0.5mmol化合物,通入氩气搅拌半个小时到完全溶解。在搅拌过程中,快速加入20ml环氧丙烷及0.52mmol的I2。然后透过石英玻璃反应器,用高压汞灯对反应液进行照射,持续12分钟,反应结束。利用真空旋转蒸发仪将溶剂旋蒸出,得到的产物用二氯甲烷溶剂转移至锥形瓶,分别用质量分数均为50%的蒸馏水、硫代硫酸钠溶液、饱和氯化钠水溶液进行洗涤。将得到的产物用无水硫酸镁进行一个小时的干燥,然后将混合液进行过滤,去除硫酸镁固体。再次利用真空旋转蒸发仪将溶剂进行旋蒸,得到粗产物,利用硅胶柱分离与提纯,最后对缓和溶剂进行重结晶。
3.实验结果
合成的步骤比较简单,但是各环节的产率都比较高,很容易即可获取目标产物。试剂与原谅的成本较低,适合商业化生产。产物在常温且反应时间较短的条件下,产率非常高,因此,该有机反应是成功的,为合成化合物提供了条件。目标产物在多数溶剂中的溶解性均较好,克服了具有刚性结构的大共轭体系难以溶解的问题,目标产物很容易进行调控和修饰,因此是合成优质光电材料的可靠原料。
(二)性质分析
1.热学性质分析
从重结晶中选取单晶目标化合物,对目标化合物的热转变过程中及稳定性进行测试,结果发现,化合物的吸热峰为133.06℃和448.62℃,分解温度为448.62℃。表明了该化合物的热稳定性较好。
2.电化学性质分析
利用循环伏安法,对化合物进行电化学表征测试,选择三点几系统,其中参比电极为Ag/AgCl、工作电极为Pt、辅助电极为纯银丝。对表征进行测试时先通过Fc/Fc+的氧化还原体系,对CH2Cl2溶液中的Ag/AgCl参比电极进行校正。经过测试,化合物具有两个峰位值,分别为0.7V和1.1V,对应目标分子中两个咔唑环上的氮原子的氧化。在氧化态下,化合物具有稳定的低氧化电势,在电化学试验测试中,过Fc/Fc+相对Ag/AgCl的半波电位为0.4V,通过氧化电势可计算HOMO能级。化合物中引入了Br基团,在空气中的稳定性较强,根据HOMO能级及紫外-可见图谱可计算出LUMO能级。
3.光学性质分析
对不同溶剂中化合物的紫外-可见吸收光谱与荧光发射光谱进行测试,由化合物在不同溶剂中的紫外-可见吸收光谱可知,存在多个特征吸收峰。在二氯甲烷溶剂中,化合物的吸收最大峰为305nm与331nm,在416nm与442nm处,存在两个最小吸收峰。由化合物在不同溶剂中的荧光发射光谱可知,发射峰位于420nm-440nm之间,而二氯甲烷溶剂中,326nm的光激发下,化合物的发射峰位于452nm与480nm。从图1中,可知化合物的吸收光谱及PL光谱,可得到不随溶剂极性的改变而发生移动的结论。荧光领子产率较低,因此液态基本不发光。主要是由于化合物中含有取代基Br-元素的荧光淬灭作用引起的。
三、结论
本文主要以咔唑为原料,对目标分子尽心该设计,经过一系列的光化学反应及化学合成方式,合成咔唑螺烯化合物。通过对化合物的热学质、电化学性质及光学性质进行分析,确定该化合物的热稳定性较好。文章只针对一种合成化合物进行分析,结论略显单一,因此在以后的工作中,还需要对其它合成化合物进行分析和研究。
参考文献
[1]张飞飞,周成合,颜建平.咔唑类化合物研究新进展[J].有机化学,2010(15).
有机合成材料范文2
石油是最为重要的能源和工业原料之一,具有“工业血液”之称。然而,随着工业生产的迅速发展,石油对海洋,河流等自然水体的污染日趋严重。石油物质在水体表面会形成一层油膜,导致水体溶解氧下降,致使水体中浮游生物窒息死亡;同时影响水生植物的光合作用,导致水体生态系统失衡。此外,石油中的多环芳烃(PAHs)、苯和酚类物质将长期影响生物的代谢,对其具有“致畸”、“致癌”“、致突变”作用。
油类物质在水中的存在形式可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油4大类。对含油废水的吸附处理,主要是利用吸附材料的表面活性,通过物理或化学吸附将污染物富集于表面,以去除含油废水中的溶解油、乳化油和其他污染物的过程。吸附法的关键在于吸附材料的选择和制备,比表面积、饱和吸附容量、再生方法、成本经济都是衡量吸附剂优劣的标准。国内外研究的吸附材料主要可分为无机型吸附材料、有机合成材料和有机天然材料。本文将针对这几类典型材料处理含油废水的研究现状进行介绍。
1无机型吸附材料
1.1炭质吸附材料
目前,国内外使用最为广泛的炭质吸附剂主要为活性炭。活性炭具有非常丰富的孔隙结构和的比表面积,是一种非极性结构的吸附剂。它不仅具有较好的吸油能力(一般为30~82mg/g),还能同时吸附废水中其它大分子有机污染物。然而活性炭的价格较贵,再生也比较困难,通常只用作含油废水的深度处理。活性炭还可与其它吸附材料,如沸石、二氧化硅等一起组成复合型吸油剂,以利于其回收。据报道,膨胀石墨、焦炭等炭质吸附材料对含油废水的处理也具有较好的效果[1]。
1.2无机硅酸盐型吸附材料
硅酸盐矿物是一类由金属阳离子与硅酸根化合而成的含氧酸盐矿物。在自然界分布极广且储量丰富,是构成地壳、上地幔的主要矿物,估计占整个地壳的90%以上。凹凸棒石是一种具有层链状结构,含水富镁(铝)的硅酸盐粘土矿物。宋宁宁[2]利用改性后的凹凸棒石为吸附剂,进行了实际含油工业废水的静态吸附实验和动态吸附实验研究。结果表明该吸附剂具有良好的除油能力,每1kg的吸附剂可处理含油浓度为72mg/L的废水1.18m3,吸附量远远大于活性炭。经加热再生,重复使用5次后,仍有较好的吸附效率。此外,也具有很好的持油性能。滑石也是一种具层状构造不带层电荷的含水镁质硅酸盐矿物,具有化学稳定性、吸附性和疏水亲油性等特点。冯云姝等[3]以滑石粉为吸附剂,选取了汽油和柴油配制含油废水,考察了滑石粉处理含油废水的可行性。实验结果表明,滑石粉对处理该含油废水具有显著效果,最佳条件下,汽油废水COD去除率可达到97.8%,柴油废水COD去除率可达到81.5%。
2有机合成材料
聚丙烯是有机合成材料中一种广泛使用的吸油材料,其吸油量可达到16g/g[4]。将无机填充剂(如镁或铁的盐类,氧化物等)与聚乙烯、聚苯乙烯等制备的复合吸油材料,其吸附容量可达0.3~0.6g/g[5]。文献报道可以将泡沫状的或膨胀的聚苯乙烯,切碎成1~3mm大小的粒子[6],或被纤维材料包裹的聚苯乙烯泡沫废料小粒,用来去除河流或海洋表面的溢油[7]。阳离子树脂也属于一种亲油型材料,侯士兵等[8]尝试用废阳离子树脂对含油废水进行处理,发现该吸附材料对含油废水的去除率均达到80%左右,但其使用寿命还待进一步研究。
3有机天然材料
近来,国内外开始关注天然高分子材料(主要为农业废弃物)在生态环境保护领域的开发和应用。该类生物质吸附剂产量可观,并具有可再生性、可降解性、环境友好等特点,决定了其较高的经济效益和显著的社会效益。张思文等[9]采用H2O2/NaOH对玉米秸秆(RCS)进行改性,制备了可吸附石油的生物质吸附剂(HNCS)。改性后材料的纤维素结构明显,利于石油进入纤维素内部结构,比表面积明显增大,改性后吸附剂的吸油量由改性前4.33g/g增大为14.08g/g。封莉等[10]以新型果壳滤料-核桃壳为滤料,考察了不同粒径、滤速、混凝剂投加量条件下,对油田洗井废水中油和浊度的去处效果。粒径范围0.45~0.9mm,最佳滤速10m/h,混凝剂投加量10mg/L时为最佳条件,去除率可达到90%以上。江茂生等[11]以红麻杆为原料,采用盘磨预处理工艺,经300℃热解制备的吸油材料对90#汽油的吸收量已可达13.28g/g。该催化剂制备工艺简单,无生产污染,便于应急处理,所吸收的油品可通过压榨、热蒸发等方法回收。
有机合成材料范文3
化学与生活
一、燃料
1.下列属于化石燃料的是(
)
A.地热能
B.潮汐能
C.石油
D.太阳能
2.下列不属于化石燃料的是(
)
A.煤
B.天然气
C.石油
D.核能
3.下列不属于不可再生燃料的是(
)
A.天然气
B.石油
C.乙醇
D.煤
4.将煤隔绝空气加强热,不能得到的产品有(
)
A.煤油
B.煤气
C.焦炭
D.煤焦油
5.LNG(液化天然气)清洁能源公交车在昆山街头随处可见。天然气的主要成分是(
)
A.C3H8
B.CH4
C.CO
D.H2
6.能源危机是世界共同关注的问题。你认为以下解决能源问题的方法最不恰当的是(
)
A.水力发电
B.利用太阳能
C.火力发电
D.利用风能
7.下列能源中不属于新能源的是(
)
A.三峡大坝用水发电
B.嫦娥卫星上的太阳能电池板
C.生物质能
D.地热能
8.下列关于资源、能源的叙述不正确的是(
)
A.海洋是地球上最大的储水库,储水量约占全球总储水量的71%
B.人们正在利用和开发的能源有氢能、核能、太阳能、水能、可燃冰等
C.空气是宝贵的自然资源,其中稀有气体约占总体积的0.94%
D.一般有石油的地方,都有天然气存在
9.2017年我国首次在南海海域试采“可燃冰”(天然气水合物)成功,下列关于“可燃冰”说法正确的是(
)
A.它的化学性质与水相似
B.它的部分分子不再运动
C.它完全燃烧产物是CO2和H2O
D.“可燃冰”外形像冰,是天然气冷却后得到的固体,可燃冰是一种纯净物
10.关于燃料及其利用的相关知识叙述错误的是(
)
A.汽车、轮船使用的燃料有煤、石油,天然气等
B.埋在海底的可燃冰将成为未来的新能源
C.把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,产生的沼气可做燃料
D.人类需要的能量都是从化学反应产生的,最常见的就是生活燃料的使用
二、空气污染
11.2018年5月9日我国成功发射高分五号卫星,它是世界首颗实现对大气和陆地综合观测的全谱段高光谱卫星,可通过对大气污染气体、温室气体等物理要素的监测,动态反映我国空气质量状况。下列不属于空气污染物的是(
)
A.臭氧
B.二氧化碳
C.可吸入颗粒物
D.二氧化硫
12.在我国的许多城市里,空气质量监测的指标主要包括(
)
①悬浮颗粒(粉尘)②氧气
③二氧化碳
④一氧化碳
⑤氮气
⑥二氧化硫⑦稀有气体
⑧氮的氧化物(二氧化氮)
A.①④⑥⑧
B.②④⑦
C.③④⑥
D.①②③④
13.半水煤气的主要成分是 H2、CO、CO2、N2 和水蒸气。工业上用半水煤气合成氨的过程如下所示。
下列说法不正确的是(
)
A.半水煤气无色无味
B.反应①是CO 与水蒸气发生反应
C.可以用氢氧化钙脱除 CO2
D.①和③的反应类型相同
14.据统计,目前我国空气污染严重,治理空气污染源头做起,下列关于空气污染物的说法正确的是(
)
A.目前计入空气污染指数的气体是二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳
B.PM10、PM2.5
和臭氧属于空气中固体污染物
C.化石燃料的燃烧是造成PM2.5浓度增大的主要原因之一
D.污染指数越高、质量级别越大,空气质量情况越好
15.空气质量检测中的PM2.5属于(
)
A.二氧化氮
B.一氧化碳
C.臭氧
D.可吸入颗粒物
16.坚持人与自然和谐共生,建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计,下列做法不利于保护环境的是(
)
A.大力植树造林,增加植被面积
B.实施雨污分流,构建海绵城市
C.大量施用化肥,提高粮食产量
D.垃圾分类回收,循环利用资源
17.人类生存离不开空气,下列说法正确的是(
)
A.露天焚烧垃圾不会造成空气污染
B.二氧化碳能够与水反应生成碳酸,所以空气中的二氧化碳过多会形成酸雨
C.为减少大气污染,火力发电厂应采取加高烟囱的办法
D.空气是一种宝贵的资源
18.“媒改气(电)”工程有效改善了我区空气质量。下列举措不利于改善空气质量的是(
)
A.露天焚烧落叶和垃圾
B.倡导绿色出行,少开私家车
C.工厂废气处理达标后排放
D.积极植树造林,防治扬尘污染
19.“绿色化学”的核心是化学反应过程或化工生产中,尽量减少使用或彻底清除有害物质,下列做法中符合绿色化学的是(
)
A.生产和使用剧毒农药
B.造纸厂用二氧化硫进行纸浆漂白
C.利用双氧水制氧气
D.化工厂产生的废水直接向长江中排放
20.如图是我国《可再生资源法》倡导的碳资源的转化与循环利用示意图。下列做法与该图体现的理念不符的是(
)
A.将秸秆加工转化为酒精燃料
B.二氧化碳作为原料生产尿素
C.过度开采煤、石油作为燃料
D.将石油精炼,制备合成材料
三、营养物质
21.糖尿病患者饮食控制非常关键!尽量减少淀粉类食物,多食用豆制品和蔬菜。淀粉类食物中富含的营养素是(
)
A.糖类
B.油脂
C.蛋白质
D.维生素
22.下列食物中,富含糖类的是(
)
A.鸡蛋
B.馒头
C.蔬菜
D.豆油
23.蛋白质是机体生长所必须的物质。山西美食中,富含蛋白质的是(
)
A.闻喜煮饼
B.大同刀削面
C.稷山麻花
D.上党驴肉
24.正在生长发育的青少年需要大量的蛋白质,为补充优质的蛋白质,应适当地多吃(
)
A.米饭
B.青菜
C.瘦肉
D.水果
25.下列特色美食中蛋白质和油脂含量相对较高的是(
)
A.
红烧肉
B.锅包肉
C.
清蒸鲈鱼
D.
清蒸小白菜
26.“民以食为天,食以安为先”,下列与人体健康有关的叙述正确的是(
)
A.霉变大米蒸煮后可给家禽食用
B.人体自身不能合成维生素,必须从食物中摄取
C.用适量的小苏打做面包
D.为使果汁长期保鲜,在其中加入过量防腐剂
27.下列有关油脂的叙述正确的是(
)
A.各种油脂都是由碳、氢、氧三种元素组成的
B.油脂的组成、结构、性质与淀粉相同
C.葡萄糖不能转化为人体内的脂肪
D.洗发剂洗去头发上的油脂下属于乳化现象
28.下列食物中富含维生素C的是(
)
A.食用油
B.西红柿
C.鸡蛋
D.土豆
29.下列熟悉的小吃中,维生素含量较高的是(
)
A.酸奶
B.胡萝卜包子
C.手抓羊肉
D.油条
30.下列基本营养物质中能给人体提供能量的是(
)
A.水
B.维生素
C.蛋白质
D.无机盐
31.人体缺少下列哪种元素会导致甲状腺疾病(
)
A.铁
B.碘
C.锌
D.钙
32.为了防止食欲不振,发育不良,人体必须摄入的元素是(
)
A.钙
B.铁
C.锌
D.碘
33.人体缺少钙元素易患的疾病是(
)
A.骨质疏松
B.贫血
C.甲状腺疾病
D.侏儒症
34.缺乏下列人体所必需的元素会引起贫血的是(
)
A.碘
B.锌
C.钙
D.铁
35.人体缺Zn易导致(
)
A.佝偻病
B.侏儒症
C.贫血症
D.甲状腺疾病
36.下列人体所必需的元素中,缺乏会引起佝偻病的是(
)
A.铁
B.锌
C.碘
D.钙
37.很多物质或元素对人体健康有非常重要的作用,以下描述正确的是(
)
A.缺少维生素D 会引起夜盲症
B.缺少铁元素会引起贫血
C.缺少钙元素会引起甲状腺肿大
D.缺少碘元素会引起佝偻病
38.下列说法正确的是(
)
A.人体缺硒会导致贫血
B.化学对保障人体健康无作用
C.碳酸钙可用作补钙剂
D.人体必需的元素摄入量越来越好
39.“群众利益无小事,食品安全是大事”。下列不会导致食品对人体健康有害的做法是(
)
A.用报纸直接包裹食品
B.在鸡蛋表面涂石灰水保鲜
C.用硫磺熏制辣椒、白木耳等食品
D.加工香肠时加入亚硝酸钠保持肉质新鲜
40.化学与人类健康密切相关。下列说法正确的是(
)
A.明矾沉降可将硬水软化
B.食用加碘盐可预防骨质疏松
C.人体缺铁元素可能会引起贫血
D.人体缺锌元素易患佝偻病
四、材料
41.2019年1月7日,特斯拉在上海的超级工厂开始动工,计划在2020年实现大规模生产。以下汽车配件中,属于有机合成材料的是(
)
A.牛皮座椅
B.挡风玻璃
C.塑料灯罩
D.钢质骨架
42.下列物品所使用的主要材料为有机合成材料的是(
)
A.青花瓷
B.纯棉衣帽
C.黄金首饰
D.塑料瓶
43.下列生活物品中所含的主要材料,属于有机合成材料的是(
)
A.橡胶手套
B.纯棉毛巾
C.不锈钢菜刀
D.石墨炭雕
44.下列物品所使用的材料中,不属于有机合成材料的是(
)
A.尼龙绳子
B.汽车轮胎
C.陶瓷水杯
D.塑料吸管
45.下列所给的材料中,不属于合成有机高分子材料的是(
)
A.塑料
B.钢铁
C.合成橡胶
D.合成纤维
46.地球是我们赖以生存的家园,人类的下列活动能对环境造成污染的是(
)
①工业“三废”未经处理直接排放
②植树造林,扩大绿化面积
③随意丢弃废电池
④生活污水的任意排放
⑤焚烧废弃塑料
⑥鼓励多买私家车
A.①③④⑤⑥
B.①③④
C.①②⑤⑥
D.①③④⑥
47.下列做法不利于环境保护的是(
)
A.垃圾应分类处理
B.焚烧塑料解决白色污染问题
C.积极开发和利用新能源
D.生活污水处理后再排放
48.2018
年世界环境日中国的主题是“美丽中国,我是行动者”,下列行动不符合这一主题的是(
)
A.我市进行扬尘污染综合治理
B.为减少塑料污染,把废弃塑料露天焚烧
C.生活中尽量少用或者循环使用塑料袋
D.积极主动参与社会环境保护各项活动
49.化学与生活密切相关,下列正确的是(
)
A.纯天然“指甲草”染发剂,不含任何化学物质
B.腌制的泡菜富含亚硝酸盐,多吃无妨
C.焚烧废弃塑料能解决“白色污染”问题
D.铵态氮肥与熟石灰混合使用会降低肥效
50.携手共建天蓝、地绿、水清的美丽中国,是大家共同的愿望。下列做法与上述主题不相符的是(
)
A.重复使用塑料袋
B.垃圾分类回收
C.提倡使用一次性餐具
D.用清洗衣服的水冲厕所
51.化学就在我们身边,只要你注意就会发现。下列说法中错误的是(
)
A.热固性塑料成型后再受热不会软化,可用于制造电源插座、开关
B.脂肪、糖类、动物蛋白都是人体必需的营养素,人们可以大量摄入,多吃无害
C.合成橡胶的弹性、耐磨性、绝缘性等性能优良,广泛应用于轮胎和制鞋工业
D.人体缺铁会导致贫血,人们可以食用肝脏、蛋等食物来预防
52.面对美国的极限施压,华为“备胎芯片”全部转正,汽车上的备胎也是应对不时之需,汽车备胎中的橡胶与下表中的哪项材料类别相同(
)
A
B
C
D
黄铜
不锈钢
棉花
羊毛
塑料
合成纤维
玻璃钢
钢筋混凝土
53.分类是化学学习、研究的重要方法。下列有关分类正确的是(
)
A.塑料、合成纤维、合成橡胶是合成材料
B.氯化钠、苛性钠、纯碱是盐
C.磁铁矿、二氧化锰、二氧化碳是氧化物
D.钙、铁、锌、硒是人体中的微量元素
54.归纳总结是学习化学的重要方法。下列各组对主题知识的归纳中不完全正确的是(
)
A.化学与能源
B.化学与生活
①
煤,石油,天然气等化石燃料是不可再生能源
②
氢气燃料电池是把电能转变为化学能的装置
①鉴别棉织物和毛织物可灼烧闻气味
②炒菜时锅中的油不慎着火可用锅盖盖灭
C.化学与健康
D.化学与材料
①碘摄入不足会引起人体甲状腺肿大
②食用甲醛溶液浸泡的水产品对人体有害
①涂油漆可防止钢铁材料生锈
②生铁、不锈钢和青铜都属于合金
参考答案
1-5CDCAB
6-10CAACD
11-15BADCD
16-20CDACC
21-25
ABDCA
26-30
CDBBC
31-35BCADB
36-40DBCBC
41-45CDACB
有机合成材料范文4
一、指导思想
坚持立足“校本”,尊重“人本”,研究“能本”的工作思路,以解决教育教学中存在的问题和提高教学质量为突破口,以提高教师实施新课程改革为契机,以集体备课研究为中心,以提高教学质量为目标,进一步深化教育科研理论的学习和校本研究制度建设,为完善备课组工作而努力奋斗。
二、工作目标
1、探索提高教育质量的途径。本学期,我教学备课组老师要求做到“五钻”:钻研大纲、钻研考纲、钻研教材、钻研教法、教研学生,尤其是在钻研教法上狠下功夫。
2、做好课件的制作和完善工作。在教学中,要求做到尽量使用课件,利用媒体,培养学生的空间想象能力,并做到资源共享、为我所用。
4、做好备课的三研工作。坚持以提高教学质量为宗旨,发挥教师个性特长,做到研究学生的学习实际情况,研究高考应对措施和高考信息,研究相互协作的途径和方法。营造研以致用的教研氛围。
三.具体措施
1、备课组每人上一堂研究课,每周开展一次集体备课。
2、做好单元过关和查漏补缺工作,每章完后进行一次单元小考,每节课前10分钟,做一些巩固练习。
3、认真做好阶段考出题、审题、考试阅卷工作及分析总结,做好教学反思工作。
四,教学计划
周 教学计划
1甲烷 单元测验
2烷烃 课堂练习
3乙烯 烯烃
4乙炔 炔烃
5苯 芳香烃
6石油的分馏 本章复习及检测
7溴乙烷 卤代烃
8乙醇 醇类
9有机物分子式和结构式的确定
10期中复习 学生实验
11期中考试
12苯酚
13乙醛 醛类
14乙酸 羧酸 本章复习及测试
15实验会考
16糖类 蔗糖 淀粉 纤维素
17油脂 蛋白质
18有机高分子简介 有机合成材料
19-20 新型高分子材料 本章复习 期末复习及考试
有机合成材料范文5
合成化学的发展史可以追溯至古代的炼金术和炼丹术。1828年,德国化学家维勒用人工方法成功合成了尿素,标志着有机合成化学的诞生。中国科学院院士徐光宪曾列举了20世纪六大发明与技术,包括信息技术、生物技术、核科学与核武器技术、航空航天与导弹技术、激光技术、纳米技术,并指出这些领域的进步无一例外地需依靠化学手段来合成新的材料,如果没有化学合成技术,上述六大发明与技术根本无法实现。进入21世纪以后,诺贝尔化学奖4次授予了合成化学,反映了这个学科的创造力和活力,以及对人类社会的贡献。
生命源于合成
合成化学为探索生命科学规律提供了重要方法和物质基础。
蛋白质、核酸和碳水化合物,在这三大物质诞生生命的过程中,合成化学作出了巨大的贡献。生命诞生的过程需要基因对蛋白质进行调控,蛋白质担负着新陈代谢的作用,这里面合成化学依然会发挥作用。随着人类基因组草图的完成,蛋白质组的研究成为一个重要的方向。合成化学家可以通过有机小分子作为工具,解决生物学的问题,通过干扰和调节生物正常过程了解蛋白质的功能。比如有一个基因是致癌的,如果用有机小分子来替代这样的基因,就可以获得皮肤的干细胞,为治疗疾病提供一种新的可能。
而合成细胞的问世,使得人类在未来有可能通过这种合成的方法,产生人造生命。1965年,我国完全人工合成结晶牛胰岛素,标志着人工合成蛋白质时代的开始。到了1981年,我国科学家又首次人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸。所以说,人类生命的诞生是合成化学、分子生物学,以及其他一系列学科共同作用的结果。
守护人类健康
除了帮助诞生生命,合成化学在人类健康方面的影响也是巨大的。
20世纪,人类社会发展发生了很大的化,特别是从20世纪50年代以后,人类的寿命和健康水平得到了空前的提高,这与医疗仪器的进步有很大的关系,但是跟药物的发展也是分不开的。
抗菌素就是一个很好的例子1932年,德国I.G.染料工业研究所病理学主任杜马克在试验过程中发现,一种被称为“百浪多息”的红色的偶氮类染料对于感染溶血性链球菌的小白鼠以及兔、狗等都具有很好的疗效,并以此染料挽救了身患链球菌败血病的女儿,一个人工合成抗感染疾病化学治疗药物的新纪元由此开启。科学家通过对这一药物作用机理的进一步研究发现,“百浪多息”的杀菌作用实际上是由于其在体内发生降解所生成的产物4-氨基苯磺酰胺(也就是我们熟知的磺胺)产生的,从而诞生了磺胺类药物,并挽救了无数人的生命。由此可见,如果没有合成化学,磺胺这样非常平常的药物是不可能被发现的,更不用说结构更加复杂的其他合成药物。
另一个典型例子是对青霉素的改造。青霉素作为自然界里发现的一类抗生素药物挽救了无数人的生命,但是随着微生物对抗生素耐药性的增加,抗生素使用的寿命越来越短。而且,由于细菌抗药性的发展,现在青霉素的给药剂量已经比60年前增加了数十万倍。然而,从天然来源发现新结构类型、效果更好的抗生素越来越困难。但合成化学家运用化学合成方法,在青霉素的基础上,通过结构修饰创造出了更多的、效果更好的抗生素系列,比如我们熟知的阿莫西林这样一类“西林”类的抗生素,有效地解决了这一问题。
此外,维生素B12、海葵毒素等药物的出现都是合成化学的功劳。2009年,全世界销售最高的200例药物里面,超过140种都是化学合成类药物。可以说,没有合成化学,人类的健康就不能达到现在的水平。而从药物的角度讲,虽然我们解决了一些问题,但是很多重大的疾病还没有解决,科学家需要朝着药物合成的方向继续努力,在相当长的时间里,化学合成的药物仍然是当代新药研发的主题。所以说,合成化学是药物制造工业技术进步的源头。
解决人类口粮
合成化学在现代农业中发挥着非常重要的作用,合成氨就是一个例子。
19世纪以前,农业上所需氮肥的来源主要是有机物的副产品,如粪类、种子饼及绿肥等,这显然不能满足当时农业的需求。德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。1909年,他改进了合成方法,氨的转化率得到提升。合成氨技术被评为20世纪最重要的发明,因为没有合成氨,全人类的粮食就会出现很大问题。
大量事实表明,农用薄膜、滴灌管材、合成农药等同样为现代农业作出了巨大贡献。如果不施用农药,世界粮食产量将因受病、虫、草害的影响而损失1/3。如果不用除草剂,人工除草不仅会大大增加农产品的生产成本,土壤流失的风险也将急剧增加。如果不用杀菌剂,不仅花生的产量将下降60%多,由病菌产生的天然毒素(毒性可能强于某些农药)的量也可能会急剧增加,对人类的健康产生威胁。而随着世界越来越开放,外来生物的入侵愈演愈烈,如果一个外来生物入侵,不用化学农药应急处理,而使用生物方法则很难在短期内实现完全控制。
当然,农药、化肥的不合理使用,会带来一些环境问题,DDT发生在上世纪的例子就是一个很大的教训。但是出现这样的问题,合成化学家没有选择回避,而是勇于迎接挑战,用技术来实现农资产品的环保安全。从所谓的第一代农药到第五代农药,特别是第三代的昆虫生长控制剂、第四代的昆虫行为控制剂和第五代的昆虫心理控制剂,由过去的杀生、高毒、广谱到现在的控制、低毒、选择性农药,这是合成化学与其他科学共同相互协作、相互促进的结果。 同时我们也应该看到,近些年来提倡的“回归天然”“有机食品”等概念已经深入人心,使得农药似乎成了一个公众敏感的词汇,尤其是在当今食品安全堪忧的语境下,兼以不断涌现在公众面前的晦涩的化学名词,更是将化学推向了“妖魔化”的境地。于是有人建议:人们不要食用任何一种连它的化学名字都读不出来的东西。若真的遵循这样的规则,恐怕没有一个人能存活下去,因为就连我们平日食用的白砂糖都不是所有人能读得出它的化学名称。将一些化学物质用于食品领域并不是化学学科的错误,这不仅需要执法机关的严格筛查,也需要化学家的科普宣传,以减少公众对化学的误解和负面印象。
改变生活方式
合成化学与材料科学的交叉融合,则彻底改变了人类的生活方式。我们在厨房中几乎找不到什么和合成化学材料没有关系的东西。从塑料到纤维,再到合成橡胶,这些都属于合成材料。
人类历史上第一种完全人工合成的塑料是在1909年由贝克兰用苯酚和甲醛制造的酚醛树脂,又称贝克兰塑料。1935年,以茧丝结构为基础,卡罗瑟斯首次成功地合成了尼龙66。这一发明促进了有机高分子合成化学的发展。20世纪40年代,乙烯类单体的自由基引发聚合迅速发展,实现了包括氯乙烯、聚苯乙烯和有机玻璃等的工业化生产。在第一次世界大战期间,迫于橡胶缺乏,德国人采用二甲基丁二烯聚合合成了甲基橡胶。进入20世纪50年代,从石油裂解而得到的烯烃主要包括乙烯与丙烯,德国人齐格勒与意大利人纳塔分别发明用金属络合催化剂合成低压聚乙烯与聚丙烯的方法,并分别于1952年和1957年实现工业化,这是高分子合成化学的历史性突破,他们因此获得1963年度诺贝尔化学奖。20世纪60年代,由于登月工程的需求驱动,导致了可作为太空服原材料、航天飞机高温黏合剂以及超音速飞机的复合材料等耐高温合成材料的诞生。科学家还合成了很多其他有机高分子材料,如涂料、离子交换树脂等,并制成了很多新的产品。
有机合成材料范文6
[关键词]材料 发展 金属材料 无机非金属材料 高分子材料
人类社会的发展历程,是以材料为主要标志的。历史上,材料被视为人类社会进化的里程碑。对材料的认识和利用的能力,决定着社会的形态和人类生活的质量。历史学家也把材料及其器具作为划分时代的标志:如石器时代、青铜器时代、铁器时代、高分子材料时代……
100万年以前,原始人以石头作为工具,称旧石器时代。1万年以前,人类对石器进行加工,使之成为器皿和精致的工具,从而进入新石器时代。现在考古发掘证明我国在八千多年前已经制成实用的陶器,在六千多年前已经冶炼出黄铜,在四千多年前已有简单的青铜工具,在三千多年前已用陨铁制造兵器。我们的祖先在二千五百多年前的春秋时期已会冶炼生铁,比欧洲要早一千八百多年以上。18世纪,钢铁工业的发展,成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶,现代平炉和转炉炼钢技术的出现,使人类真正进入了钢铁时代。与此同时,铜、铅、锌也大量得到应用,铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶,金属材料在材料工业中一直占有主导地位。20世纪中叶以后,科学技术迅猛发展,作为发明之母和产业粮食的新材料又出现了划时代的变化。首先是人工合成高分子材料问世,并得到广泛应用仅半个世纪时间,高分子材料已与有上千年历史的金属材料并驾齐驱,并在年产量的体积上已超过了钢,成为国民经济、国防尖端科学和高科技领域不可缺少的材料。其次是陶瓷材料的发展。陶瓷是人类最早利用自然界所提供的原料制造而成的材料。50年代,合成化工原料和特殊制备工艺的发展,使陶瓷材料产生了一个飞跃,出现了从传统陶瓷向先进陶瓷的转变,许多新型功能陶瓷形成了产业,满足了电力、电子技术和航天技术的发展和需要。
现在人们也按化学成分的不同将材料划分为金属材料,无机非金属材料和有机高分子材料三大类以及他们的复合材料。
金属材料科学主要是研究金属材料的成分组织、结构、缺陷与性能之间内在联系的一门学科。金属材料科学与工程的工作者还要研究各种金属冶炼和合金化的反应过程和相的关系,金属材料的制备方法和形成机理,结晶过程以及材料在制造及使用过程中的变化和损毁机理。对其按化学成份进行分类可以分为钢铁、有色金属以及复合金属材料。按用途分类包括结构材料和功能材料。
金属基复合材料(MMC)因其良好的性能而得到了人们广泛的关注。它是一类以金属或合金为基体,以金属或非金属线、丝、纤维、晶须或颗粒状组分为增强相的非均质混合物,其共同点是具有连续的金属基体。目前,特别是航空航天部门推进系统使用的材料,其性能已经达到了极限。因此,研制工作温度更高、比刚度和比强度大幅度增加的金属基复合材料,已经成为发展高性能结构材料的一个重要方向。1990年美国在航天推进系统中形成了3250万美元的高级复合材料(主要为MMC)市场,年平均增长率16%,远高于高性能合金的年增长率1.6%。
无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂,并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。无机非金属材料已从传统的水泥、玻璃、陶瓷发展到了新型的先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维、半导体材料以及光学材料。由于新型无机非金属材料除具有传统无机非金属材料的优点外,还有某些特征如:强度高、具有电学、光学特性和生物功能等,因此它们已成为现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础。
高分子材料为有机合成材料,亦称聚合物。自20世纪20年代德国著名科学家斯托丁格开创这一学科以来,高分子科学和技术的发展极为迅猛,如今已形成非常庞大的高分子工业。它具有较高的强度,良好的塑性,较强的耐腐蚀性能,很好的绝缘性能,以及重量轻等优良性能,在是工程上的发展最快的一类新型结构材料。高分子材料按其分子链排列有序与否,可分为结晶聚合物和无定型聚合物两类。结晶聚合物的强度较高,结晶度决定于分子链排列的有序程度。工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类:塑料、橡胶以及合成纤维。其中,我国的合成纤维、合成树脂和合成橡胶已分别居世界产能的第一、二和三位。
参考文献:
[1]谢盛辉.《材料科学发展史》课程构想及教学纲要. 2006,26,(5).
[2]许顺生.金属材料科学概述.中国科学院上海冶金研究所.