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应用化学学科前沿论文——配位聚合物

应用化学学科前沿论文——配位聚合物
应用化学学科前沿论文——配位聚合物

配位聚合物的应用与进展

摘要:配位聚合物是由金属和有机配体自组装而形成的, 具有独特的空间几何构型, 在非线性光学材料、气体吸附、手性拆分和催化、分子磁性材料、超导材料, 微孔材料等诸多方面都有广阔的应用前景。本文介绍了配位聚合物的分类,列举了金属-有机骨架(MOFs)等功能型配位聚合物的研究进展,并对配位聚合物的发展前景作了展望。

关键词:配位聚合物;有机配体;合成方法;应用;催化

配位聚合物属于配位化合物,是由金属和有机配体自组装而形成。它们性质独特、结构多样化、不寻常的光电效应、可使用的众多过渡金属离子等,配位聚合物的研究跨越了无机化学、有机化学、配位化学、材料化学、物理化学、生物化学、晶体工程学等多个学科和门类.在非线性光学材料、磁性材料、超导材料及非对称催化等方面都有广阔的应用前景。

1. 配位聚合物的分类

R obson教授在1998年根据聚合物框架结构的不同将其分为三大类:一维链状聚合物,二维网状聚合物和三维网状聚合物。这种分类使人很容易了解配位聚合物的空间结构,但从配位聚合物的合成角度来看,未免有些不足。在配位聚合物的合成中,有机配体起着关键作用,配体种类的不仅直接影响到聚合物的合成,而且还涉及到聚合物的空间结构。因此,将含不同有机配体的聚合物加以分类研究,对配位聚合物的合成及其空间结构的研究将有一定的指导意义。根据有机配体种类的不同可将配位聚合物分为:含氮杂环类配体的配位聚合物;含CN配体的配位聚合物;含氧有机配体的配位聚合物;两种配体的配位聚合物;含两种或两种以上金属的配位聚合物。按金属中心的角度可分为:过渡金属,主族金属,稀土金属,多金属中心四类。

2.配位聚合物的合成方法

2.1 常规合成法

缓慢扩散法、水热/溶剂热法、溶液直接合成法等常规合成法对于获取高质量的单晶有独特的优势,因而使用广泛。

扩散法包括:气相扩散法、液层扩散法和凝胶扩散法等。气相扩散法是将金属盐和有机配体溶解于适合的溶剂后,用易挥发性的溶剂扩散进溶液中而析出晶体;液层扩散法则是将金属盐和有机配体分别溶解于不同的溶剂中,然后把其中一种溶液置于另一种溶液上,在界面处的扩散层中发生反应;凝胶扩散法也与其类似,把两者分开,让它们缓慢地互相扩散,以减缓成核速度,从而产生高质量的单晶。扩散法反应时间较长,从数天到数月不等,条件温和,有利于生成热力学稳定的产物。

水热溶剂热法是把反应物与溶剂混合于封闭体系,常用不锈钢反应釜,加热到一定的温度,在溶剂产生的自身压力下反应。这种方法比扩散法耗时短,对反应物的溶解性要求也低一些,一般几个小时至一周内可完成反应,且可控制的因素很多,包括溶剂的选择、温度、反应时间等,但反应对条件较为敏感,常常重复性较差。

由于常规合成法反应时间较长,反应物浓度低,在较大规模的合成中受到限制,目前仅限于实验室范围内的制备,因而需要发展更为高效、环境友好的方法。

2.2 固相合成法

固相反应常指固体与固体之间的反应,广义上来说则包括了所有固体反应物参与的反应。固相反应不仅能产生分子结构简单的配位化合物,也能形成三维无限网络状化合物。

目前固相反应在配位聚合物的合成中尚处于初始阶段,但固相反应的简便、高效、绿色等优势已经充分展现出来。固相反应通常在研钵中或球磨机内进行,反应控制的条件包括研磨时间、研磨强度、反应温度、助剂的添加等。

低热固相反应与机械力化学反应的区别: 在无机械研磨的作用下,反应仍能进行,直到反应结束,而机械力化学反应必须在外力的持续作用下,通过机械能使体系活化而使反应发生,机械力是不可缺少的;起始研磨的作用在于减小反应物的粒径,使反应物充分接触并混合均匀,并且增大缺陷浓度以活化底物;反应过程中的研磨作用令反应物进一步地接触,减少了反应物的包埋,促进了扩散,从而增加了反应速率。

配位聚合物中的金属离子与桥联配体之间以配位键结合,配位键的键能相对较低,容易断裂,因而其合成必须在中低温下进行。反应物的有机配体通常是分子晶体,配体分子以较弱的分子间作用力结合,晶格易变形,分子可长程移动,因此易于发生扩散和接受其他反应物的扩散。而所用的金属源又常为含结晶水的金属盐,即以水分子为配体的配合物,这些成为应用低热固相反应制备配位聚合物的前提。

2.3 超声波法

超声波在反应中的作用,被认为是超声空化现象引起的。在超声波的作用下,液态介质形成微小气泡,经历生长振荡等过程后迅速崩溃,产生极短暂的局部高温高压和极高的温度梯度,以及高速的微射流,由此带来高速的分子运动活化的反应位点并能够促进分子的自组装。

近几年超声波被引入到配位聚合物研究领域,发现其具有高效的优点。有研究表明,超声波对配位聚合物合成的加速作用是由于其增大了Arrhenius 方程的指前因子,并没有降低反应的活化能,超声波产生局部过热点大大促进产物晶体的成核与生长过程。但超声波作用下的溶液环境不利于大尺寸晶体的生长,所以超声波法不易产生适合单晶射线衍射的高质量单晶,然而解析晶体结构是制备新型配位聚合物的重要环节,因此超声波法在合成新颖结构的配位聚合物方面受到一定的限制但是对制备纳米配位聚合物调控产物形貌却具有显著的效果。

2.4 微波法

微波是指频率为300 MHz -300 GHz 的电磁波,波长1m -1mm 之间,位于微波场中的极性分子在变化的电磁场作用下获得动能,从而产生热量。微波能够快速均匀地加热介质,产生各向同性的成核环境,可使晶体迅速地成核及生长,并带来均一的粒径分布。常用的微波合成方法是将反应物溶液密封于反应溶器内,用一定功率的微波加热,反应时间可短至几十秒。微波法具有反应时间短、产率高、选择性高、能量利用率极高、比孔容大等优点,应用微波法合成配位聚合物时可通过调节反应条件来控制产物的形成和形貌、吸附性能等性质。

3.配位聚合物功能性材料简介

3.1 分子基磁性材料

根据磁性材料的磁特性和应用特点可分为永磁材料、软磁材料、磁信息材料和特种磁性材料等。分子基磁性材料是由分子磁体构成的磁性材料。有机-无机配位聚合物型分子基磁性材料有三个优点:(1)顺磁金属离子本身是一个天然的自旋载体;(2)以金属离子作为联结点易构筑成一维、二维和三维的宏观结构;(3)变化金属离子本身及其配位环境易控制它们之间的磁相互作用。分子磁体是指在临界温度(Tc)下能自发磁化的分子聚集体,其在结构上以配位聚合物为主要结构特点,在微观上以磁耦合为主要性质。分子磁体的磁性源于分子内或分子间未成对电子间的相互藕合,其在信息储存与转换、量子计算机的研发与利用等方面有巨大的应用价值。

分子磁性材料比传统的无机磁性材料密度低、透明性好、合成方法温和。过渡金属配位聚合物分子磁体是目前研究最多、最深入的分子磁体,研究发现,一维链状结构的配位聚合物Tc温度较低。要提高Tc温度,就必须合成在三维方向均有强相互作用的高维分子磁体。

3.2新型多孔材料

多孔配位聚合物有高度规则的晶态结构,孔道尺寸可调控,表面性质可控,整体结构可设计,合成条件简单,在分离、气体存储及异相催化等领域有着广阔的应用前景。2004年,日本的Kitagawa教授对多孔配位聚合物的研究状况进行了总结概述,将其按照时间的发展顺序分成三代:第一代,移走微孔框架中的客体分子后,框架将不稳定出现塌陷且不可逆转;第二代,即使在失去客体分子的情况下仍具有稳定坚固的框架,能够进行气体的可逆吸附与脱附;第三代,具有柔性和动力学可控的的框架,能够随着外界条件的变化,可逆地改变其通道或孔径,在分子开关和选择性气体吸附等领域具有潜在应用价值。

目前,多孔配位聚合物的研究主要集中在第二代,以芳香羧酸多齿配体桥连的金属有机框架材料(MOFs,Metal-Organic Frameworks)为主,美国Yaghi课题组合成的MOF系列配位聚合物在整个晶体孔材料发展的过程中占据了极其重要的地位。美国Yaghi课题组报到了25种ZIF系列三维金属配合物孔道结构,其中ZIF-68,ZIF-69,ZIF-70配位聚合物在空气中可稳定存在到390℃,并且客体分子完全去除后,仍能保持晶态完好,可以完全可逆地吸附N2,CO,CO2。Langmuir 比表面积在1220 -2000 m2g-1之间, 孔道直径在0.72 -1.59nm 之间,尤其是ZIF-69有非常强的选择吸附能力和吸附储存能力, 1g 的ZIF-69能吸附储存82.7mL的CO2。2003年K.Kim课题组发表了一个用锌盐、对苯二甲酸和吡嗪配体合成的三维多孔配位聚合物。2010年Yaghi组合成了三维孔道结构的金属有机配位聚合物IRMOF-77[Zn4O(C28H21I2N3O4Pd)3],相应的孔径是0.5nm x1nm。这些孔道在去除溶剂分子后,可以可逆地吸附N2,Ar和多种有机溶剂分子.吸附曲线属于I型吸附等温线,吸附过程是可逆的,并且在脱附过程中没有滞后现象,吸附比表面积约为1 610m2.g-1。

3.3 非线性光学材料

由于非线性光学性质是非中心对称固体所特有的光学现象,要求组成非线性光学材料的分子本身是非中心对称,或色素分子在材料中是非中心对称排列,合理的设计与合成非中心对称的晶体在寻找非线性光学材料研究中占有重要地位。晶体工程学和配位聚合物的发展,为人们寻找新的非线性光学材料提供了新的途径。近年来,非线性光学材料的研究已经引起化学、物理和材料科学领域中科技工作者的广泛关注和兴趣。

由不对称桥联配体形成的奇数重互穿的金刚石烷结构必然是非对称中心的,林文斌研究小组利用这一原理选用吡啶羧酸配体成功合成了一系列具有三维金刚石拓扑网路结构的配位聚合物,这些材料呈现出良好二阶非线性光学性质,有的SGC值可高达400,与工业上使用的二阶非线性光学材料铌酸锂相接近,是一类极有应用前景的二阶非线性光学材料。

3.4手性拆分和催化材料

手性结构在生物分子中较为常见,在配位聚合物结构中却很少见到。通常手性结构中的两种对映异构体具有不同的生物活性。手性配位聚合物按照配体的手性可分为两种类型:一种是由手性配体构筑的手性配位聚合物;另一种是由非手性配体构筑的手性配位聚合物。具有手性孔道结构或其孔道结构由某些具有手性特征的结构单元构成的多孔材料,都有微孔手性、不对称催化与分离材料的开发和应用前景,目前已经成为催化领域的重要研究课题之一。

目前,手性配位聚合物材料研究中最具代表性的化合物是K.Kim等人以光学纯的(D-型或L-型)手性酒石酸衍生物和Zn(N03)2反应,生成的以三核锌簇[Zrl30(RC02)6(H20)3]作为次级结构单元构筑成的具有均一手性(D—型或L—型)的二维网络配位聚合物POST-I。

3.5 导电材料

近年来,由线性碳桥桥联的过渡金属有机化合物因其在一维分子导体、液晶材料和非线性光学材料方面的潜在应用价值而引起关注。用于导电材料的金属有机化合物主要有两类:(1)低维配位聚合物,如基于大环平面如酞菁、卟啉等堆砌成柱的导电材料。(2)电荷转移复合盐,其中包括富勒烯(Fullerene)金属盐。一维无限链状多烯的离域体系可用作具有导电性和非线性光学性能的金属有机低聚物和聚合物的前体,也可用于合成新的不饱和有机化合物。可通过分子设计与合成将含有机配体的过渡金属 LnM引入共轭桥的两端或嵌入到碳链中间。金属有机片断的引入可增加不饱和碳链的稳定性,其可极化、电子受授等性质和MLCT(金属-配体电荷转移)作用或非中心对称性则会增强这类棒状π离域体系分子的液晶性质、非线性光学性质和一维导电性。

4.配位聚合物研究进展

4.1 MOFs进展

金属-有机骨架配合物(MOFs),又称多孔配位聚合物(PCPs),通常指金属离子或金属簇与有机配体通过自组装过程形成具有周期性多维网络结构的多孔晶态材料,具有纳米级的骨架型规整的孔道结构,因而兼备了有机高分子和无机化合物两者的特点。MOFs具有大的比表面积和孔隙率以及小的固体密度,在磁性、荧光、非线性光学、吸附、分离、催化和储氢等诸多方面显示出其独特的物理及化学性能和潜在的巨大应用价值,已成为新材料领域的研究热点与前沿。

结合MOFs材料的组分单元和在合成方面具有突出代表性的研究可将MOFs分为以下几大类:(1) 网状金属-有机骨架材料;(2) 类沸石咪唑酯骨架材料;(3) 来瓦希尔骨架材料;

(4)孔通道式骨架材料。

MOFs骨架上引入具有催化活性的有机配体以及利用MOFs的孔道或表面可负载具有催化活性的分子等特性将MOFs应用在催化领域。通常引入催化活性可以通过以下途径来实现: 直接合成具有活性位的MOFs;合成后修饰法;还有以MOFs材料为基体,采用浸渍、沉降、吸附等方法将催化活性位引入到MOFs材料中。通过具有催化活性的MOFs材料对很多化学反应起到催化作用。

Dhakshinmoorthy等将固体MOFs材料Fe(BTC) 和Cu

3(BTC)

2

同丁基氢过氧化物在CH

3

CN

溶液中氧化氧杂蒽得到酮,取得了较好的结果。在最优化的条件下,使用催化剂Fe(BTC),得到15%产物的转化频率TOF=12 h-,对产物的选择性可达99%左右其反应机理如下(图1):

图1 Fe3+同TBHP 氧化苄基化合物的机理

Hasegawa等利用Cd(NO

3).4H

2

O和有机配体4-btapa(C)制备了具有催化活性的MOF材料

[Cd(4-btapa)

2(NO

3

)

2

]·6H

2

O。并第一次将此Cd-MOF用在了催化苯甲醛与丙二腈或腈乙酸

乙酯或腈基乙酸叔丁基酯的Knoevenagel缩合反应中(图2)。结果表明:CH

3CH

2

CN是很好的

底物,反应产率可达98%,而其他底物的产率都很低,同时也说明该反应发在Cd-MOF的孔道中而非外表面。

图2 Cd-MOF催化的苯甲醛与底物的Knoevenagel缩合反应

除了上面提到的反应,还有许多其他类型的MOF中的金属起催化作用,如氰硅烷基化反应,对映选择性环氧化反应,Friedel-Crafts反应,光催化反应,酰基转移反应,硫化物转换成亚砜反应,aldol反应,缩醛反应,酯交换反应以及芳烃的羟基化反应等。

MOFs材料在催化领域有着巨大的应用价值,但MOF材料主要通过氢键、配位共价键以及π堆积等作用相结合,因而稳定性远不如共价键,而且,由于MOFs材料的多样性和多变性,还需要大量的研究才能获得目的性更强的MOFs材料。

4.2固载化酞菁金属催化剂研究进展

作为催化反应的催化剂,酞菁金属化合物具有易形成二聚体、抗氧化能力较差、易造成二次污染等缺点,因此,酞菁金属化合物的负载化和固载化成为近年来研究的热点。

酞菁金属催化剂的固载化指酞菁金属化合物以共价键或者配位键的形式固载到载体上的一种催化剂改性方法。与负载化相比,共价键或者配位键结合较牢固,酞菁金属不易流失。目前酞菁金属化合物的固载化方法主要有键合法和合成法。

Schutten J H等曾经以聚乙烯胺为载体,用键合法通过配位键和共价键两种不同的键合方式制备出高分子固载酞菁钴类催化剂,结构为:

催化剂Ⅰ催化剂Ⅱ

其中,催化剂Ⅰ酞菁钴与聚乙烯胺通过配位键相连(平行四边形代表酞菁环),催化剂Ⅱ酞菁钴与聚乙烯胺通过共价键相连。实验证明,两种催化剂在无NaOH存在条件下对硫醇的氧化反应均具有很高的催化活性,比相应的磺化酞菁钴-NaOH体系高(50 ~100)倍。

梁士昌等以NaY分子筛为载体,利用八面沸石超笼结构,通过邻苯二甲腈的四聚反应将酞菁钴在Co2+交换的NaY分子筛超笼里进行原位合成,制成分子筛固载型酞菁钴催化剂。

负载化酞菁金属催化剂容易制备,但活性组分易流失,催化剂活性易受到影响。固载化酞菁金属催化剂制备比较困难,但能减少催化剂活性组分流失,提高催化剂的性能。目前酞菁金属催化剂用酞菁金属与载体通过键合法研究较多,这种催化剂固载化方法具有广阔的发展前景。

5、结语

金属配位聚合物具有独特的物理和化学性能,是功能高分子研究中的一项重要内容。金属有机配位聚合物在催化、手性拆分、气体存储、磁光电复合材料等方面的研究应用引起了广泛关注,科研人员已经制备出大量具有不同孔洞结构和维数的金属有机配位聚合物,并拓展了其应用范围。未来配位聚合物的研究工作应致力于以下几个方面:

①多孔吸附储气配位聚合物材料

Ⅰ.在改善材料性能的基础上,合成具有可裁剪的大孔道、较大的比表面积和良好气体吸附能力的新材料;Ⅱ.调节MOF骨架组成和结构使其有更好的储气性能。

②手性拆分和催化配位聚合物材料

Ⅰ.研究手性金属配合物的结构、性质与催化性能之间的关系,制备更高效的不对配位聚合物催化剂;Ⅱ.对手性金属配合物的药理作用作进一步研究,合成新的低毒、高效、具有抗癌活性的金属配合物。

③功能金属有机配位聚合物分子基磁性材料

Ⅰ.合成具有较高临界温度(Tc)的分子基磁性材料;Ⅱ.研究和其他物理性能结合的复合材料、超硬超软磁体以及液态磁体等是未来的热点。

参考文献:

[1]王艳.功能配位聚合物研究进展[J].化学研究,2011,22(3):105-110.

[2]李庆远,季生福,郝志谋.金属-有机骨架材料及其在催化反应中的应用[J].化学进展,2012,24(8):1507-1517.

[3]周馨慧,李洪辉.金属-有机骨架(MOFs)的最新研究进展[J].南京邮电大学学报(自然科学版),2012,32(3):100-108.

[4]杨捷,沈磊.新型金属-有机骨架配位聚合物(MOF)的研究进展[J].化学工程师,2009,12:54-56.

[5]程振华,刘咸尚,周文博等.负载化/固载化酞菁金属催化剂研究进展[J].工业催化,2012,20(8):6-12.

[6]何福兰,王娟,苏进雄等.配位聚合物的研究进展[J].广州化工,2010,38(12):3-6.

[7]陈金喜,张若冰.配位聚合物的绿色化合成[J].东南大学学报(自然科学版),2011,41(4):889-896.

[8]殷卫峰,欧植泽,高云燕等.新型纳米多孔材料金属有机配位聚合物的包结作用及其应用研究进展[J].材料导报,2010,24(5):50-54.

[9]曹凤波.微孔配位聚合物的发展进程及性能应用[J].大众科技,2011,3:77-80.

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土木工程发展前景及新技术的应用 摘要:随着时代与科技的快速发展,土木工程的技术领域也随之发生着日新月异的变化,各种新技术的应用给施工过程更多的便利与快捷,由原来单一的人工作业发展到如今的各种机械作业,节省了工期的同时也使工程效率得到了质的提高,同时也提高了施工过程中的安全性。可以说新技术的发展给现代的土木工程领域带来了空前的飞跃,以下着重介绍新技术在施工方面的应用。 一、高性能混凝土技术 1、混凝土裂缝防治技术 本标段体育中心站主体结构混凝土施工应用了混凝土裂缝防治技术,体育中心站总长299m,为了避免在结构中积累过大的应力而引起裂缝,主体结构设置4个后浇带、13个施工缝和1个变形缝,施工采用分层分段施工,控制配合比、加强混凝土养护,通过这些方法和措施来减少裂缝的产生。应用数量约为3.4万m3。 2、混凝土耐久性技术 该技术主要应用于本工程盾构区间线路管片制作过程中,混凝土标号为C50,强度高,耐久性好,具有较好的抗渗、抗冻、抗腐蚀性;管片拼装简便,施工速度快,本区间管片应用量约4900多环。 二、新型模板及脚手架应用技术 1、清水混凝土模板技术 该技术主要应用于本工程盾构区间管片制作过程中,盾构隧道衬砌管片混凝土强度等级为C50,采用组合钢模作为模板,并采用了BT-20模板漆作为脱模机剂,延长模板的使用寿命(防锈),提高了混凝土表面质量;模板表面平整光洁,强度高、耐腐蚀,接缝严密,固定模板的螺栓两端头套上塑料堵头套管,以便拆模时方便,减少对混凝土表面的破损,又起到了防止漏浆的作用,且饰面效果较好。应用数量约为30000㎡。 2、碗扣式脚手架应用技术 本工程体育中心站主体结构模架支撑体系的搭设应用了碗扣式脚手架技术,体育中心站主体结构形式为两层三跨箱型岛式车站,结构第一、二层支撑体系均采用碗扣式满堂脚手架。一层脚手架间排距为900×900mm,二层脚手架间排距为600×600mm,步距均为1200mm,脚手架钢管规格为φ48mm*3.5mm。碗扣式脚手架具有经济合理、安全实用的优点,还具有结构新颖、施工操作简便、荷载传递均匀的特点。应用数量约为15000㎡。

学科前沿论文

学科前沿论文 上了这么多节的学科前沿讲座的课我就我感觉印象深刻的几节谈谈我的收获和感受。首先说说压缩机,压缩机分活塞压缩机,螺杆压缩机,离心压缩机等。活塞压缩机一般由壳体、电动机、缸体、活塞、控制设备(启动器和热保护器) 及冷却系统组成。冷却方式有油冷和自然冷却两种。一般家用冰箱和空调器的压缩机是以单相交流电作为电源,它们的结构原理基本相同,但是两者使用的制冷剂有所不同,至于具体的我就不多说了。下面根据老师所讲以及我自己课后学习进一步介绍压缩机。 首先,压缩机的运用场合。制冷和空调行业中采用的压缩机有5大类型:往复式、螺杆式、回转式、涡旋式和离心式,其中往复式是小型和中型商用制冷系统中应用最多的一种压缩机。螺杆式压缩机主要用于大型商用和工业系统。回转式压缩机、涡旋式压缩机和往复式压缩机主要用于家用和小容量商用空调装置,离心式压缩机则广泛用于大型楼宇的空调系统。 最重要还是说说压缩机在中国的情况。第一,在国内压缩机供应不足的情况下,中国每年还需适量进口。主要贸易国家是德国、美国、意大利、日本、丹麦、巴西、韩国等。而中国厂家通过对各国技术的引进,生产的压缩机的质量和品质都有了较大的提高。 接下来谈谈我听的另一节课,关于无损检测技术的。科普一下,无损检测技术即非破坏性检测,就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下,为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分

等物理、化学情报所采用的检查方法。那么无损检测技术有什么作用呢?无损检测技术在食品加工领域,如材料的选购、加工过程品质的变化、流通环节的质量变化等过程中,不仅起到保证食品质量与安全的监督作用,还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。 无损检测是重要的,为什么呢?无损检测是控制产品质量最可靠的方法。执行不好的无损检测能够引起安全问题,使进口商受到严重的经济损失,更可怕的是会影响您公司的声誉。下面根据我百度学习的科普一下无损检测技术在中国的情况。国内的无损检测学会会定期举办培训班,并进行相关的考试认证。而这类无损检测培训认证大多都在各种不同领域、地域的无损检测学会进行,具有一定的独立性,这种独立性不利于行业的流通,但更加所归属的技术更加深入。但最近也有整合与优化的趋势。这种优化,也利于统一国内的多种培训考核标准,加快行业发展。这就是无损检测技术的概况。

化学学科发展前沿

当代无机化学发展前沿 【论文摘要】: 无机化学是化学学科里其它各分支学科的基础学科,在近年来取得较突出的进展,主要表现在固体材料化学、配位化学等方面。未来无机化学的发展特点是各学科交叉纵横相互渗透,用以解决工业生产与人民生活的实际问题。文章就当代无机化学研究的前沿与未来发展趋势做了简要阐述。 当前无机化学的发展趋向主要是新型的无机化合物的合成和应用,以及新的研究领域的开辟和建立。因此21世纪理论与计算方法的运用将大大加强理论和实验更加紧密的结合。同时各学科间的深入发展和学科间的相互渗透,形成许多学科的新的研究领域。例如,生物无机化学就是无机化学与生物学结合的边缘学科;固体无机化学是十分活跃的新兴学科;作为边沿学科的配位化学日益与其它相关学科相互渗透与交叉。 根据国际上最新进展和我国的具体情况,文章就“无机合成与制备化学研究进展”和“我国无机化学最新研究进展”两个方面进行阐述: 一、无机合成与制备化学研究进展 无机合成与制备在固体化学和材料化学研究中占有重要的地位, 是化学和材料科 学的基础学科。发展现代无机合成与制备化学, 不断地推出新的合成反应和路线或改进和绿化现有的陈旧合成方法, 不断地创造与开发新的物种, 将为研究材料结构、性能(或功能) 与反应间的关系、揭示新规律与原理提供基础。近年来无机合成与制备化学研究的新进展主要表现为以下几个方面: (一)极端条件合成 在现代合成中愈来愈广泛地应用极端条件下的合成方法与技术来实现通常条件下无法进行的合成, 并在这些极端条件下开拓多种多样的一般条件下无法得到的新化合物、新物相与物态。超临界流体反应之一的超临界水热合成就是无机合成化学的一个重要分支。 (二)软化学合成 与极端条件下的合成化学相对应的是在温和条件下功能无机材料的合成与晶 化, 即温和条件下的合成或软化学合成。由于苛刻条件对实验设备的依赖与技术上的不易控制性, 减弱了材料合成的定向程度。而温和条件下的合成化学——即“软化学合成”,正是具有对实验设备要求简单和化学上的易控性和可操作性特点, 因而在无机材料合成化学的研究 领域中占有一席之地。 (三)缺陷与价态控制 缺陷与特定价态的控制是固体化学和固体物理重要的研究对象, 也是决定和优化 材料性能的主要因素。材料的许多性质如发光、导电、催化等都和缺陷与价态有关。晶体生长行为和材料的反应性与缺陷关系密切, 因此, 缺陷与价态在合成中的控制显然成为重要的科学题。缺陷与特定价态的生成和变化与材料最初生成条件有关, 因此,可通过控制材料生成条件来控制材料中的缺陷和元素的价态。 (四)计算机辅助合成 计算机辅助合成是在对反应机理有了了解的基础上进行的理论模拟过程。国际上一般为建立与完善合成反应与结构的原始数据库, 再在系统研究其合成反应与机理的基础

材料科学前沿论文

智能材料的结构及应用 学院:班级: 姓名:学号: 摘要:材料的智能化代表了材料科学发展的最新方向,智能材料是一种能通过系统协调材料内部各种功能并对时间、地点和环境作出反应和发挥功能作用的材料。且能感知外部刺激,能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。本文旨在简要介绍智能材料的结构的基础之上,介绍一些它在当今社会不同领域的应用。 关键词:智能材料、结构、应用 材料的发展从之前的单一型、复合型和杂化型,发展为异种材料间的不分界的整体式融合型材料。而近几年所兴起的智能材料更是不同于以往的传统材料,它的仿生系统具有传感、处理和响应功能,而且与机敏材料相比更接近于生命系统。它能够根据外界环境条件的变化程度实现非线性响应从而达到最佳适应的效果。对于智能材料我结合自己听课的内容、书籍及网上资料的查阅写下对智能材料的认识。 智能材料不同于传统的结构材料和功能材料,它模糊了两者之间的界限并加上了信息科学的内容,实现了结构功能化功能智能化。一般来说智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。即: (1)基体材料:基体材料担负着承载的作用,一般宜选用轻质材料。一般基体材料首选高分子材料,因为其重量轻、耐腐蚀,尤其具有粘弹性的非线性特征。其次也可选用金属材料,以轻质有色合金为主。 (2)敏感材料:敏感材料担负着传感的任务,其主要作用是感知环境变化(包括压力、应力、温度、电磁场、PH值等)。常用敏感材料如形状记忆材料、压电材料、光纤材料、磁致伸缩材料、电致变色材料、电流变体、磁流变体和液晶材料等。 (3)驱动材料:因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力,所以它担负着响应和控制的任务。常用有效驱动材料如形状记忆材料、压电材料、电流变体和磁致伸缩材料等。可以看出,这些材料既是驱动材料又是敏感材料,显然起到了身兼二职的作用,这也是智能材料设计时可采用的一种思路。 (4)其它功能材料:包括导电材料、磁性材料、光纤和半导体材料等。

工程管理的学科特性与理论前沿

工程管理专题讲座结课 论文 ——工程管理的学科特性与理论前沿 班级:工管1003班 姓名: 学号:

【摘要】:工程管理作为一门新兴的专业学科诞生于2O世纪8O年代末期。工程管理这一新兴专业学科无论在国外还是在国内发展得都十分迅速,这一专业不同于其他的管理学,并且这一专业学科的内涵国外与国内却大不相同。本文对工程管理的各种定义,学科特性还有前沿研究理论做了基本介绍,并且对当下国际以及国内工程管理发展现状、出现的问题、主要应用模式和发展趋势进行了大致分析。 关键字:工程管理,发展,前沿,项目总控,信息化 一、定义 1.1 国内外对工程管理的几种主要解释和界定 1)“Engineering Management”。这是一种广义的工程管理,它的管理对 象是广义的“工程”。 ◆美国工程管理协会(ASEM)对它的解释为:工程管理是对具有技术成分 的活动进行计划、组织、资源分配以及指导和控制的科学和艺术。 ◆美国电气电子工程师协会(IEEE)工程管理学会对工程管理的解释为: 工程管理是关于各种技术及其相互关系的战略和战术决策的制定及实施的学科。 ◆中国工程院副院长何继善在中国工程院咨询项目《我国工程管理科学发 展现状研究》报告中对工程管理也作了界定:工程管理是指为实现预期目标,有效地利用资源,对工程所进行的决策、计划、组织、指挥、协调与控制。具有系统性、综合性、复杂性。 广义的工程管理既包括对重大建设工程实施(包括工程规划与论证、决策、工程勘察与设计、工程施工与运营)的管理,也包括对重要复杂的

新产品、设备、装备在开发、制造、生产过程中的管理,还包括技术创新、技术改造、转型、转轨的管理,产业、工程和科技的发展布局与战略的研究与管理等。 工程管理在工程项目的全寿命周期中,包括工程前期的决策管理(DM)、工程建设阶段的项目管理(PM)和工程运营阶段(FM)的设施管理。 2)“Construction Management”。这就是我们常说的建筑工程管理。它的 管理对象属于狭义的工程领域。所以,可以认为它是狭义的“工程管理”。 目前,我国的工程管理专业主要是这种“工程管理”。它是上述广义的工程管理的一部分。 3)“Project Management”即项目管理。项目管理具有十分广泛的意义。 它与工程管理有一个交集――工程项目管理。 4)自项目开始至项目完成,通过项目策划和项目控制,以使项目的费用目 标、进度目标和质量目标得以实现。 ————英国皇家特许建造会 工程项目管理是工程管理的一个主要的组成部分。它采用项目管理方法对工程的建设过程进行管理,通过计划和控制保证工程项目目标的实现。工程管理不仅包括工程项目管理,还包括工程的决策、工程估价、工程合同管理、工程经济分析、工程技术管理、工程质量管理、工程的投融资、工程资产管理(物业管理)等。 1.2 工程管理概念的外延分析 工程管理与项目管理。从工程管理概念的外延来理解, 工程管理与项目管理是不同的, 但在特定环境中它们之间内涵的差异会变得相当模糊。当工程管理的对象是一个特定项目, 当工程管理的企业主体或组织机构就

《管理理论前沿》教学大纲

《管理理论前沿》教学大纲 (NEW THOUGHTS IN MANAGEMENT THEOTY) 一、编写说明 (一)、本课程的教学目的和要求 通过本课程的教学,使学生了解管理理论的一些最新发展,同时为博士论文的写作提供启迪。 (二)、大纲的教学体系 由3位教授共同承担,每人承担三分之一,以教师讲授为主,也组织学生的课堂讨论。 二、教学大纲内容 第 1 章张维迎的公有制委托代理模型及其改进 一、张维迎的公有制委托代理模型 1张维迎的公有制委托代理模型的假设1: 两个等级体系,每个等级体系的代表跨度与管理跨度都相等。 2张维迎的公有制委托代理模型的假设2:每个等级体系的积极性转换系数相等。 3张维迎的公有制委托代理模型的假设3:每个代理人所创造的归委托人拥有的剩余与这个代理人的工作积极性在数值上相等。 4张维迎的公有制委托代理模型的假设4:每个代理人所创造的剩余都相等。 5张维迎的公有制委托代理模型的假设5:监督成本是监督努力的2次函数。 二、对张维迎的公有制委托代理模型的假设的改进 1改进后的假设1:两个等级体系中的代表跨度与管理跨度都不一定相等。 2改进后的假设2: 每个等级体系的积极性转换系数不一定相等。 3改进后的假设3: 每个代理人所创造的剩余与这个代理人的工作积极性在数值上不一定相等,前者是后者的函数。 4改进后的假设4: 每个代理人所创造的剩余不一定相等。 5改进后的假设5: 监督成本是监督努力的一般函数,其一阶导数与二阶导数都为正。

第 2 章 企业的委托代理模型 一、“联合确定基数法”模型简介 1 “联合确定基数法”的优良性质及其证明 定理1 设委托人对利润(或销售额等正指标)的要求数为D , 代理人自 报数为S ,合同利润基数C=(D+S )/2,期末代理人通过最大努力的实际完成 数为A ,超额奖励比例(歉收分摊比例)为P 1,少报受罚比例为P 2。则代理人 为追求自身的净收益最大,会自动地使其自报数等于期末最大实际完成数(此 处假定代理人对自己的实际能力具有完全信息,即他知道自己通过最大努力后 到期末实际能完成多少),即S=A 2 参数关系的总结: 0<21 P

P 2>WP 1 3 从“歉收分摊”到“歉收不补” 定理4 当联合确定基数法中的“歉收分摊”规定变为“歉收不补”时, 联合确定基数法的优良性质仍然成立,并且参数关系式不变。 4 从确定利润基数到确定费用基数 定理5 把联合确定基数法从确定利润基数转为用于确定费用基数时,设 委托人要求的费用控制水平为D , 代理人自报费用控制水平为S ,合同数C= (D+S )/2,期末代理人通过努力能够达到的最低费用控制水平为A ,节省奖

化工学科前沿结课论文 (3)

化工新技术结课论文 ---煤炭直接液化用催化剂的研究进展 煤炭直接液化用催化剂的研究进展 【摘要】我国煤炭储量丰富,煤液化制油技术是缓解我国一次能源结构中原油供应不足的措施。而催化剂在煤直接液化中发挥着重要的作用。本文论述了煤炭直接液化用催化剂的分类,催化原理以及应用前景及进展。论述了铁催化剂、超微高分散性催化剂、微生物酶催化剂在煤液化方面的研究。以推进煤直接液化的工业应用。 【关键词】煤炭直接液化催化剂进展

0.引言 世界上煤的储量比石油丰富得多,有可能成为未来燃料的主要来源[1]。煤直接液化能够提供分子量比原煤低,H/C原子比比原煤高的液体燃料, 仍是广泛研究的从煤制备洁净液体材料的重要途径[2] , 公认的比较成功的煤直接液化工艺有两段或多段工艺和煤油共处理工艺,近年来还有铁基催化剂、超微高分散性催化剂、微生物酶催化剂、煤与废塑料在直接液化应用中的研究。从某种程度上来讲,一种煤直接液化工艺开发的成功与否, 取决于其采用的催化剂。根据煤直接液化工艺的特点, 可将煤液化催化剂分为两大类: 一类用于从煤直接生成液化油, 另一类用于将液化油进一步提质制备满足市场需要的运输燃料油。 1.煤直接液化的原理 煤直接液化是煤在一定温度、压力和催化剂的作用下加氢转化的过程[3],煤分子中的一些键能较小的化学键发生热断裂,成较小分子的自由基。在加氢反应中所使用的循环油通常采用H/ C较高的饱和烃,在加压时又有相当量的气相氢溶于循环油中,两者均提供使自由基稳定的氢源。由于C—H键比H—H键活泼而易于断裂。因此,循环油是主要的供氢载体,催化剂的功能是促进溶于液相中的氢与脱氢循环油间的反应,使脱氢循环油加氢并再生。在直接液化过程中,煤的大分子结构首先受热分解,而使煤分解成以结构单元缩合芳烃为单个分子的独立的自由基碎片。在高压氢气和催化剂存在下,这些自由基碎片又被加氢,形成稳定的低分子物。自由基碎片加氢稳定后的液态物质可分成油类、沥青烯和前沥青烯等三种不同成分,对其继续加氢,前沥青烯即转化成沥青烯,沥青烯又转化为油类物质。油类物质再继续加氢,脱除其中的氧、氮和硫等杂原子,即转化为成品油。成品油经蒸馏,按沸点范围不同可分为汽油、航空煤油和柴油等[4]。催化剂的作用是吸附气体中的氢分子,并将其活化成活性氢以便被煤的自由基碎片接受。煤直接液化是生产液体燃料的替代品和煤基材料的重要方法,是煤炭高效洁净利用技术的方向之一。经过近一个世纪的研究和发展,煤直接液化技术已基本成熟。要使煤炭直接液化达到商业可行的目标,开发有效、环境友好和成本低廉的催化剂是关键技术之一。 2.煤直接液化用催化剂 2.1煤直接液化用催化剂的分类 作为煤炭直接液化催化剂,可分为三大类。第一类是钴(Co)钼(Mo)、镍(Ni)催化剂;第二类是金属卤化物催化剂,如ZnCl2、SnCl2等;第三类是铁系催化剂,包括含铁的天然矿石、含铁的工业废渣和各种纯态铁的化合物(如铁的氧化物、氢氧化物和硫化物)。研究表明,第一类催化剂的催化活性较高,但这类催化剂价格比较昂贵而且丢弃对环境污染比较严重,因此用后需要回收。第二类金属卤化物催化剂属酸性催化剂,裂解能力强,但对煤液化装置有较强的腐蚀作用。第三类铁系催化剂活性/价格比高,进入灰渣对环境没有污染,是目前煤炭直接液化催化剂研究的重点方向。 2.2催化原理 催化原理的研究主要集中于铁基化合物及钼的化合物, 而这两种类型催化剂的催化机理又都与硫有关, 因为硫在煤液化中的加入都促进了这类催化剂活性的提高。黄铁矿在煤液化中的催化作用早为大家所公认,穆斯堡尔谱测定铁硫化物催化剂在煤液化时的转化机理表

福州大学土木工程专业

福州大学土木工程专业 设计型“卓越工程师教育”培养方案 一、培养目标 培养掌握土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专门知识,具有一定的实验技术和生产实践知识,熟悉所从事研究方向和发展动向和最新成就,适应当前科技发展的需要,掌握一门外国语,能阅读专业外语资料,具有工程设计、工程研究、工程开发、工程管理能力,以及创新意识和自我发展能力强的应用型、复合型高层次卓越工程技术和工程管理人才。二、培养模式 采取校企联合培养模式。学制一般为2年,采取“1+1”模式,第一年主要进行校内的理论知识学习,第二年主要在土木工程相关建设、设计部门(企业)完成工程实践学习,并完成硕士阶段的论文写作。两年硕士学习结束时,对满足硕士阶段培养要求的学生发给硕士研究生毕业证书和专业学位硕士学位文凭。 三、培养标准 以实际工程为背景,以工程技术为主线,着力提高工程意识、工程素质和工程实践能力,培养具有创新能力、创业能力和实践能力的设计型卓越工程技术人才。经培养,应达到如下对知识、能力与素质的要求: 1 系统掌握自然科学基础知识,具有丰富的人文科学素养;掌握一门外国语,具有信息获取、知识更新和终身学习的能力 1.1 具有从事工程开发和设计所需的相关自然科学知识和丰富的人文科学素养。系统学习自然辩证法、应用概率统计、矩阵论、科学和工程计算基础、经济管理类和人文类课程、职业道德等。 1.2 外语的学习,包括硕士英语、专业英语等。具备较为熟练阅读外文资料和文献的能力,有较强的英语交流能力。 1.3 具有信息获取、知识更新和终身学习的能力。包括信息检索、知识产权、文献综述与选题报告。 2 系统掌握土木工程领域坚实的基础理论和宽广的专门知识,具有使用现有的技术、工具或新兴技术的技能和能力 2.1 具有从事工程工作所需的工程科学技术知识,掌握必要的工程科学基础知识,具有数学、自然科学和工程科学知识的应用能力;掌握扎实的工程技术基础理论、基本知识,并具有应用其发现与解决实际工程问题的能力;扎实掌握工程制图知识,并能熟练应用于工程实践中进行各种图样的表达。 2.2 具有较好的人文、艺术、社会科学和企业管理基础知识,熟练地掌握一门外语,有一定的法律与环保知识与意识,具备跨文化技术交流的能力。

化学学科的前沿方向与优先领域

化学学科的前沿方向与优先领域基础学科在整个自然科学体系中占有十分重要的地位和作用。由基础科学研究产生的大量新思想、新理论、新效应等为应用科学提供了理论基础,对现代技术的发展有巨大的推动作用。国内外大量事实说明,"科学理论不仅更多地走在技术和生产的前面,而且为技术、生产的发展开辟着各种可能的途径"。基础研究是社会与科学发展的基础,而基础学科的建设与发展,是基础科学研究的基础。 化学和其它科学一样,是认识世界和改造世界重要学科。它与物理科学、生命科学等相互渗透,不断形成新的交叉学科。 学科的前沿方向与优先领域为: (1)合成化学; (2)化学反应动态学; (3)分子聚集体化学; (4)理论化学; (5)分析化学测试原理和检测技术新方法建立; (6)生命体系中的化学过程; (7)绿色化学与环境化学中的基本化学问题; (8)材料科学中的基本化学问题; (9)能源中的基本化学问题; (10)化学工程的发展与化学基础。 今日化学何去何从 今日化学何去何从?对于这个问题有两种回答:第一种回答:化学已有200余年的历史,是一门成熟的老科学,现在发展的前途不大了;21世纪的化学没有什么可搞了,将在物理学

与生物学的夹缝中逐渐消微。第二种回答:20世纪的化学取得了辉煌的成就,21世纪的化学将在与物理学、生命科学、材料科学、信息科学、能源、环境、海洋、空间科学的相互交叉,相互渗透,相互促进中共同大发展。本文主张第二种回答。 1. 20世纪化学取得的空前辉煌成就并未获得社会应有的认同 在20世纪的100年中,化学与化工取得了空前辉煌的成就。这个“空前辉煌”可以用一个数字来表达,就是2 285万。1900年在Chemical Abstracts(CA)上登录的从天然产物中分离出来的和人工合成的已知化合物只有55万种。经过45年翻了一番,到1945年达到110万种。再经过25年,又翻一番,到1970年为236.7万种。以后新化合物增长的速度大大加快,每隔10年翻一番,到1999年12月31日已达2 340万种。所以在这11年中,化学合成和分离了2 285万种新化合物、新药物、新材料、新分子来满足人类生活和高新技术发展的需要,而在1900年前的历史长河中人们只知道55万种。从上面的数字还可以看出,化学是以指数函数的形式向前发展的。没有一门其他科学能像化学那样在过去的100年中创造出如此众多的新化合物。这个成就用“空前辉煌”来描述并不过分。但“化学家太谦虚”(这句话是Nature 杂志在2001年的评论中说的,参见文献[1]),不会向社会宣传化学与化工对社会的重要贡献。因此20世纪化学取得的辉煌成就,并未获得社会应有的认可。 2.20世纪发明的七大技术中最重要的是信息技术、化学合成技术和生物技术 报刊上常说20世纪发明了六大技术: ①包括无线电、半导体、芯片、集成电路、计算机、通讯和网络等的信息技术; ②基因重组、克隆和生物芯片等生物技术; ③核科学和核武器技术; ④航空航天和导弹技术; ⑤激光技术; ⑤纳米技术。

环境科学与工程前沿课程论文

曝气生物滤池的研究现状 摘要:曝气生物滤池是近年来国内外发展较快的一种废水好氧生物处理新工艺,该工艺具有处理能力强、处理效果好、不需二沉池等优点.综述了曝气生物滤池的工艺原理、特点及其在污水处理中应用的影响因素及发展。 关键词:曝气生物滤池;现状;发展 我国是水资源紧缺国家,水的处理达标排放及回用技术正受到广泛关注和快速发展,曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,BAF)以其独有的特点得到广泛的应用。BAF具有占地面积小,投资少,氧传输效率高,抗冲击负荷能力强,出水水质好等优点[1,2],而且还可用于微污染水源水预处理等[3]。在城市污水、工业废水的有机物及SS去除,氨的硝化去除,反硝化脱氮,脱磷以及微污染源水的预处理中,都有很好的应用前景。 1. 曝气生物滤池工艺特点及机理 曝气生物滤池(Biological Aerated Filter )简称BAF,是20 世纪80~90 年代在普通生物滤池的基础上,借鉴给水滤池工艺原理而开发的污水处理新工艺.曝气生物滤池是普通生物滤池的一种变形形式,也可看成是生物接触氧化法的一种特殊形式,即在生物反应器内装填高比表面积的颗粒填料,以提供微生物生长的载体,并根据进出水流向不同分为下向流或上向流,污水由上而下或由下而上流过滤料层,滤料层下部鼓风曝气提供生化反应所需的氧气,在填料表面附着生长的微生物的作用下,污水中的有机污染物得到净化,同时填料起到物理过滤作用[4,5]。 传统活性污泥法及其变形工艺诸如氧化沟工艺、AB法工艺、SBR法等工艺,虽然处理效果比较好,但普遍存在着占地面积大,基建投资高,处理负荷低,运行启动慢,容易发生污泥膨胀,不能承受冲击负荷等不足之处,同时工艺设备处理效能低,能耗高,不能满足高效低耗的要求.而曝气生物滤池已经从单一工艺逐渐发展成为系列综合工艺,具有去除SS、COD、BOD、AOX(有害物质)和脱氮除磷等作用[6,1],其最大优点是集生物净化和物理过滤于一体,不需设置二沉池,在保证处理效果的前提下使处理工艺流程得到简化.此外,曝气生物滤池工艺具有容积负荷高,水力负荷大,水力停留时间短,所需基建投资少,能耗及运

学科前沿讲座报告-环境科学

清华大学 学科前沿讲座课程报告题目: 系别:环境科学与工程系 专业:环境工程 姓名:某某某 2008 年月日

中文摘要 以全球变暖为标志的气候变化引起世界范围内的广泛关注,气候变化对粮食生产的影响是关系粮食安全的重大问题。开展气候变化对冬小麦产量影响的数值模拟研究对科学制定农业政策以应对气候变化具有重要意义。 在采用1999年~2001年北京市永乐店冬小麦田间试验资料进行ThuSPAC-Wheat和CERES-Wheat模型参数率定的基础上,模拟和分析了1951~2006年气候变化条件对冬小麦产量的影响。进一步设置7种气候变化情景,应用CERES-Wheat模型进行产量模拟,分析不同气候变化情景下产量的变化。 关键词:气候变化产量冬小麦ThuSPAC-Wheat CERES-Wheat

ABSTRACT Climate change has raised attention worldwide, whose impact on crop yield is closely concerning to food security. So it is vital to assess its impact by numerical simulation. Based on the calibration of ThuSPAC-Wheat and CERES-Wheat models, using the field experiment data of Yongledian Winter Wheat Station from 1999 to 2001, and the meteorological data from Beijing Weather Station from 1951 to 2006, the climate change impact on the potential wheat yield is studied. In addition, yields in different climate change scenarios are simulated. Model simulation using genetic parameters of Jingdong No. 8 shows that in ThuSPAC-Wheat Model, the wheat yield, the top weight and the LAI are well simulated, and in CERES-Wheat Model, the growth period and yield are well simulated. Keywords:Climate change yield winter wheat ThuSPAC-Wheat CERES-Wheat

土木工程学科前沿论文

土木工程发展前景 07工程管理张清0704060365 南京理工大学泰州科技学院土木 摘要:目前我们的土木工程变为好多的系统专业,系统专业的改进和渐渐的单一精确是我们适应与世界发展的必要,可是依据现在的世界人口是我们是人才和技术的竞争,转而想一下,要是再过几个世纪人口逐渐的减少,我们的专业是不是还是很手欢迎呢!也许有人会说:“那个时候我们是要限量的口子制人口的。”或是我们可以把我们的知识放在电脑里存放啊!美曰:时代的前进和我们的命运是否由自己来安排。我们的土木工程专业有几人可以认的是什么?有几人可以说出是什么? 关键词:发展历史前景新技术 Abstract: at present, our system of civil engineering specialty, to a lot of improvement and professional gradually to the single accurate is our world and the necessary, but according to the development of the world's population is now our talents and technology is the competition, to think about, if again after centuries of population, we are still very popular professional hand! Maybe someone will say: "that we want to measure to control population." cut Or we can put our knowledge on the computer! Beauty: advanced and our destiny is by himself to arrange. Our civil engineering specialty several people can recognize what? Some people can say what it is? Keywords: new technology development history prospects 土木工程发展历史 要了解土木工程的前景,我们先来看看土木工程的发展历史,他已经有悠远的历史了,总的来说分为三个阶段。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~ 19世纪,在长达两千多年时间里,砖和

人力资源管理学科热门研究及前沿理论

人力资源管理学科热门研究及前沿理论 1.薪酬性股票期权激励制度 所谓的股票期权,是公司所有者根据股票期权的计划规定,向其代理人提供的一种在一定期限内按照某一既定价格购买本公司的股份权利。薪酬性股票期权激励制度,是一种新的激励约束制度。现在股份制公司的管理实践中,由于所有权与经营权分离、信息不对称的客观存在,委托—代理问题凸现,并由此形成了现代股份制公司中许多偏离利润最大化目标的行为特征。经理人工作的努力程度和决策的适当程度都会影响到公司利润的实现。股东与经理人之间的委托—代理问题主要是一个道德危害。为了防止“道德风险”,委托人增加对经理人的监督是有意义的。然而监督是有成本的,通过有效的激励机制设计来调和股东与经理人之间的利益冲突,将是解决委托—代理问题的上乘之选。 2.从人工低成本到人本高素质——绿色发展与多重转型背景下中国企业HR战略竞争优势转换提升困境、问题及对策研究 顺应全球“绿色化发展”的时代大背景及国际竞争格局演化大趋势,立足中国“发展中人口大国”的基本国情,以人为本深层开发、充分发挥中国(特别是企业)HR动态比较优势,是21世纪上半叶中国实现经济崛起、社会转型、文化复兴的基本指向和战略要求。目前及今后相当长时期内,国际经济与中国社会正在经历着一系列历史性、战略性转变。中国企业如何抓住机遇、应对挑战,适时推动HR战略竞争优势从“人工低成本”到“人本高素质”的动态提升转换,就成为一个关系到中国企业能否从“中低端制造”走向“高科技创造”从而实现长程可持续发展的重大现实问题和理论课题。 3.电子化人力资源管理 电子化人力资源管理(eHR-e Human Resource)是基于先进的软件和高速、大容量的硬件基础上的新的人力资源管理模式,通过集中式的信息库、自动处理信息、员工自助服务、外协以及服务共享,达到降低成本、提高效率、改进员工服务模式的目的。它通过现有的网络的技术相联系,保证人力资源与日新月异的技术环境同步发展。 4.员工幸福感 员工幸福感是指员工对工作经历和职能的整体质量评价。现代意义上的幸福感研究中,比较有影响力的两种取向是主观幸福感的和心理幸福感,它们的哲学基础分别是快乐论和现实论。心理幸福感和工作满意度都是工作绩效的预测因子,而心理幸福感的概念比工作满意

应用化学专业前沿应化11-2

应用化学学科前沿 高分子材料

前言: 高分子材料也称聚合物材料,它是以高分子化合物(树脂)为基体,再配以其他添加剂(助剂)所构成的材料。高分子材料包括天然高分子材料,如棉、麻、丝、毛等;由天然高分子原料经过化学加工而成的改性高分子材料,如粘胶纤维、醋酸纤维、改性淀粉等;由小分子化合物通过聚合反应合成的合成高分子材料,如聚丙烯树脂、顺丁橡胶、丙烯酸涂料等。由于高分子材料概括性太大,先介绍几种不同高分子材料的发展现状。

高分子材料是材料领域中的新秀,它的出现带来了材料领域中的重大变革。高分子材料与其他的各种材料(如木材、陶瓷、金属、水泥、棉、毛、丝、皮革、纸张等)并驾齐驱,在各种工业部门得到了广泛的应用,这主要是高分子材料本身具有许多的优良特性,例如塑料质地轻盈、加工成型方便,可以制成各种生活用品;工程材料具有较高强度,可以代替金属,由于高分子材料的相对密度为1.0~1.4,是钢铁相对密度的1/8、铝的1/2,这对于要求减轻自重的应用,有特殊的意义。 从我们以前学过的化学知识中可以知道,高分子材料其实是有机化合物, 有机化合物是碳元素的化合物.除碳原子外, 其他元素主要是氢、氧、氮等.碳原子与碳原子之间, 碳原子与其他元素的原子之间, 能形成稳定的结构.碳原子是四价, 每个一价的价键可以和一个氢原子键连接, 所以可形成为数众多的、具有不同结构的有机化合物.有机化合物的总数已接近千万种, 远远超过其他元素的化合物的总和, 而且新的有机化合物还不断地被合成出來.這样, 由於不同的特殊结构的形成, 使有机化合物具有很独特的功能.高分子中可以把某些有机物结构(又称为功能团)替换, 以改变高分子的特性.高分子具有巨大的分子量, 达到至少1万以上, 或几百万至千万以上, 所以, 人们將其称为高分子、大分子或高聚物. 高分子的种类繁多,随着化学合成工业的发展和新聚合反应和方法的出现,种类不断增加,就要进行分类。可以根据来源、性质、用途、结构等不同的角度进行多种分类。依据材料的性能和用途,可以将聚合物分为塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂、功能高分子、离子交换树脂等;按应用功能分类可以分为通用高分子如塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等,功能高分子如具有光电磁等物理功能的高分子、高分子药物等,特殊功能高分子如耐热、高强度的聚碳酸酯等,仿生高分子如高分子催化剂、模拟酶等。 高分子材料可以人为合成,那是不是代表着人们可以随心所欲的合成自己需要的材料呢?答案当然是否定的。就目前人类的科学发展水平来看,想随心所欲的合成高分子材料是不可能的。先来看看目前高分子材料的发展现状以及发展前景吧。 随着高分子材料合成与加工的技术进步,塑料在各行业得到广泛、深入的应

前沿课论文

生物学——制药工程的助力 众所周知,生物药品是药品中很重要的组成部分。例如以胰岛素为代表的蛋白质药品,以红细胞、血小板等为代表的血液制品等,它们在医疗中的作用是化学药品所无法代替的。然而,纯粹地从自然界去提取这些成分,往往会供不应求。而且,这也会使药品生产的成本增加,继而药价也就会随着原料的日渐稀缺而水涨船高。这对于制药产业来说,无疑是一个不小的困难。 然而,生物技术的出现给制药工程带来了曙光。生物技术中的细胞培养、转基因技术、克隆技术等正好弥补了这一空白。生物技术中的转基因技术刚好可以用于蛋白质药物的合成。用转基因技术就可以使微生物表达出我们想要的蛋白质,免去了人工合成的繁琐和天然原料的选择。更重要的是,生物制药效率更高。因而生物制药成为现代制药工程不可缺少的重要组成部分。 微生物发酵在制药的研究应用分为传统微生物发酵和现代微生物发酵。传统微生物发酵作为中药加工炮制的一部分在我国应用的历史悠久,在治疗疾病方面曾发挥了非常重要的作用,其产品发酵中药在中医药的应用更是非常广泛。 现代微生物发酵制药的研究起步较晚,开始于20世纪80年代,最初研究主要集中在真菌类自身发酵,如灵芝菌丝体、冬虫夏草菌丝体发酵等,多为单一发酵。现代微生物发酵的研究已从单味药涉及到复方研究并取得一定成果。 至于现代生物技术在制药领域中的应用,那更是不胜枚举。以下,

我就从几个方面谈一下生物技术在制药过程中的具体体现。 1.抗生素:抗生素是一种重要的化学治疗剂,其作用不仅是抑制或杀灭微生物,有的还用于临床治疗肿瘤,疾病的早期诊断等。有些抗生素还具有其他生物活性。例如: 利福霉素具有降低胆固醇的功能; 红霉素能诱导胃的运动性; 瑞斯托霉素能促进血小板凝固等,对保障人类健康起重要作用。 1929 年,A.Fleming 发现了青霉素,后经他人进一步的研究,成为最早用于临床的抗生素。青霉素的发现,推动了其他抗生素的研究。以前,青霉素的提取须从青霉菌中提取。提取效率的问题,使得青霉素价格居高不下,难以被寻常民众所接受。然而,现代生物技术解决了这一问题,现代生物技术通过诱变的方法使青霉菌发生基因突变,再挑选出青霉素产量高的菌种。这样,就使得青霉菌的单位产量很大程度的增加。使青霉素这一良药最终“飞入寻常百姓家”。 2.干扰素的研究:干扰素( interferon,IFN) 是人体细胞分泌的一种活性糖蛋白,具有广泛的抗病毒抗肿瘤和免疫调节活性,是人体防御系统的重要组成部分。现已临床用于人类流行感冒、带状疱疹、乙型肝炎和癌症治疗,如骨瘤、乳癌等。 以前干扰素是从人体中提取,产量低。后来,人们采用病毒诱导人白细胞产生的。虽然有了比较大的进步,但是干扰素的还是呈现出产量低,价格高的特点。为了解决这一棘手的问题,科学家们经过不懈的努力,终于找到了出路:利用基因工程技术在大肠杆菌和粮酒酵母中表达,工业发酵生产。这样一来,这一药物就实现了量产的目的。

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