绿色化学与化工论文范文

导语：如何才能写好一篇绿色化学与化工论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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传统化学工程使用处理工艺对有毒污染物的处理滞后性较强，通常是在污染物产生之后再另外做针对性处理，不仅增加了处理成本，且治标不治本。比如传统工艺烟气除尘，虽然净化了气体，但是污染物直接转化为废渣废水，还需要另一道工序做清洁处理，无疑工序和成本的增加都使得效果不那么理想。绿色化学工艺的介入，可以直接在生产或排放阶段就完成清洁使命，通过化学反应达到预防、控制和消毒污染的目的。

化学原料是化学工程的源头，原料决定了生产流程和工艺的选择，绿色工艺的介入可以从源头上改变原料生产带来的各类化学污染，同时绿色工艺与化学工程的结合还可高效利用各类自然资源，实现深度开发利用，兼顾无污染、节能、环保的生产方式必然会掀起一轮新的工业革命。绿色原料的典型开发应用比如甘蔗渣、稻草、麦秆以及木屑、树枝、芦苇等可加工成为酮类、酸类与醇类化学品。

在化学反应中使用选择性高的试剂也是绿色工艺应用的一个途径。以石油化工为例，生产过程中烃类选择性氧化反应较为普遍，作为一种强方热性反应，具有生成物不稳定、易进一步氧化等特征，所以，催化反应中此反应并非最佳选择，生成物的不稳定也不利于提取最终产物，所以，为改善这种情况，使用选择性高的试剂是最佳途径。如此一来，不仅可以降低成本，节约资源，还能够降低分离产品的难度提升纯度，无疑实现了提升效益和减少污染的双赢，所以，绿色化学工程在这方面的研究实践也非常热门。随着越来越多的化学反应被应用到工业生产中，催化剂对提升反应速率效果显着，所以目前化学工艺领域积极研究无毒无害的高效催化剂成为主流发展方向不一，不仅有利于工业的发展，对于推动化学分子深入研究也有助益，分子筛催化剂和烷基化固相催化剂就是其中较为典型的代表。

2。绿色化学工程工艺应用

分析绿色化学工艺是实现节能减排的重要途径，对绿色工艺的重视与开发也彰显了当前世界范围内节能减排的重要性。长达两百余年的工业化路程，使得人类活动对自然资源环境的危害越来越大，尤其中国作为当前世界最大的工业国，“三废”问题十分突出，PM2。5问题也成为了悬在人们头上的一把利剑，将资源枯竭、环境污染、生态失衡、人口问题等推到了台前更加显着的位置。大型化工企业作为与人们生存发展息息相关的企业，石油化工与煤炭除去提供能源之外，还提供多种衍生化工产品为人们衣食住行服务，生产过程中产生的废水废渣废气、消耗的大量原材料都警示着当前必须积极发展绿色化工工艺，以达到节能减排、实现可持续发展的目的。就目前而言，节能减排的实现途径主要以下几种：研发新科技、新工艺全过程控制污染；利用先进清洁工艺从源头控制污染；利用技术和工艺创新打造可循环绿色生态产业链；发展循环经济等。绿色化学工程与工艺作为节能减排目标得以实现的重要保障，广泛应用于多个领域，就目前来说，主要以三种表现为主，分别是清洁生产技术、生物技术的应用及生产环境友好型产品。

绿色化学工程与工艺使用生物技术服务可再生能源的合成，像有机化合物原料的应用经历了从动植物到石油煤炭的发展过程，现如今已经开始广泛应用各类再合成的有机化合物。在绿色化工中，所使用的催化剂多以工业酶和自然界中存在的酶，酶与其他化学催化剂相比，具有反应条件温和、生成物优良、污染少等优势，对于当前化工领域而言，生物酶的利用和研发就成为了绿色化工的重要发展方向。像丙烯酰胺的制备，最早使用丙烯晴，在环城生物酶催化后，不仅能耗与成本大幅度减低，且反应完全无副产物，对工业生产而言有多重积极意义。

除此之外，绿色化工工艺还广泛应用于生产环境友好型产品领域，生活中有众多具体应用实例。比如空调制冷多使用氟利昂，会造成臭氧层空洞、紫外线增多、温度升高，目前正积极寻求替代品且朝着低能耗方向发展，无磷洗衣粉减少对河流水域污染和人体健康的危害，可降解塑造制品对土地、水源危害都将进一步减轻，清洁汽油的使用可对大气污染降低，以上种种尝试都说明了在生产环境友好型产品领域，绿色化工工艺所发挥的积极作用。尤其是近年来无污染汽油的研发与应用，像低硫柴油、乙醇、二甲醚等，不仅经济环保，发展前景好，且制备生产对自然资源的消耗、对环境的危害都不断降低，证实了绿色工程化工应用的优越性。

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中国科学院成都有机化学研究所成立于1958年11月，是以应用及应用基础研究和高技术创新为主的综合性化学、化工研究开发机构。2001年按照中国科学院战略布局调整，成都有机化学研究所转制为成都有机化学有限公司，但研究生招生、培养、学位授予、毕业派遣等均以中国科学院成都有机化学研究所的名义在科学院研究生院统一管理下进行。

本所拥有不对称合成和手性技术四川省重点实验室、催化与环境工程研究发展中心、高分子化学研究发展中心、中国科学院皮革化工材料工程研究中心、中国科学院成都分院分析测试中心5个研究开发机构。拥有手性药物国家工程研究中心、国家“863”计划成果产业化基地，在不对称合成及手性技术、生物医学材料、皮革化工材料及环境友好材料等功能高分子材料、催化技术及新型催化剂、绿色化工、新型储能材料等领域开展研究工作。

本所承担了大量的国家科技攻关项目、国家科技重大专项、“863”计划、“973”计划、国家自然科学基金、中国科学院和省、部、委级重大科研项目以及与地方和企业的合作项目，取得了一大批国内和达到国际先进水平的科研成果，获及省、部级科技成果奖100多项，申请专利452 件（其中发明专利433件），获授权专利189件（其中发明专利171件）。

现有研究人员300余人，其中研究员44人，博士生导师21人，兼职博导3人。中国科学院“百人计划”人才5名，“国家杰出青年基金”获得者1名。目前在读博士生90人，硕士生68人。

近年来，本所导师带领研究生相继在“PNAS”、“Angew. Chem.”、 “JACS”等国际知名刊物发表了系列文章，其中的两篇论文荣获2007年度中国首届“汤姆森路透卓越研究奖”（该年度全国共7篇化学论文荣获该奖）。据中国科学技术信息研究所2008年 5月出版的《2006年度中国科技论文统计与分析年度研究报告》报道，在“SCI 2001—2005光盘版收录中国科技论文在2006年被引用篇数研究机构前50名”表中，我所发表的论文被引用127篇，引用次数555次，位列全国研究机构第33名及我国西南地区研究机构中第二名。

中科院研究生院在我所研究生中设有“科学院院长奖”、 “朱李月华奖学金”等多项奖学金。迄今为止，我所研究生中先后有2名同学的论文分别在2008年、2010年被评为“全国百篇优秀博士论文”，3名同学获中科院“50篇优秀博士论文”奖，2人获得“中国科学院院长特别奖”，18人获优秀奖，还有若干名同学获得“朱李月华奖学金”。2005年1名在读博士研究生应邀参加在德国举办的第55届诺贝尔获奖者大会。

博士生毕业后出国深造的约占30%，从事教学与科研工作的约30%，就业率。

博士生招生专业：有机化学、应用化学、高分子化学与物理

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本文提出的工程实践教学新模式以工程设计和实践创新能力培养为核心，旨在通过课程体系的建设以强化知识创新能力；通过实习基地和教育内容的拓展以培养专业兴趣；通过化工专业实验室的建设以培养基本技能；通过特色班的强化训练以培养专业特长；通过学科竞赛和毕业论文／设计环节的训练以培养创新能力和科研能力，从而全面提高本专业学生的工程实践能力、创新能力与就业能力。

（一）以课程体系建设为根本，培养学生的知识创新能力

浙江大学化学工程与工艺专业十分重视学生的实践能力训练和培养，建有完备的实践课程教学体系，主要包括化工实验（7．5学分，含大学化学实验、过程工程原理实验、化工专业实验）、化工设计（4学分）、认识和生产实习（3学分）、SRTP等科技创新与社会实践活动的第二课堂（4学分以上），共计18．5学分，达到了《工程教育专业认证标准》中化学工程与工艺专业的要求。本专业十分重视化工设计课程的建设和教学，定位为学科工程设计技能训练课程，已在2010年成功获批国家级精品课程。课堂教学与实践教学的学时分配为1∶2，学生通过面向应用能力培养和面向设计项目的实践学习过程，学习现代（化工专业）设计方法与设计工具的使用方法，了解计算机辅助化工过程设计的基本步骤，实践从单元过程到完整流程设计的全过程，初步掌握运用Aspen　Engineering　Suit软件进行化工过程设计的技能，使用AutoCAD绘制化工流程图、塔设备图、车间布置图、工厂总平面图的方法，了解化工设计工作程序、工作内容、设计文档编制方法，从整体上实践学习化工设计的全过程，培育综合运用化学、热力学、单元操作、化学工艺学、化学反应工程、化机与设备、仪表与自控等化工专业基础理论解决具体工程问题的能力，强化工程设计能力和创新思维的培养。

（二）以实习基地和教育内容拓展为助力，培养学生的专业兴趣

实习是高等工科院校实践教学中的重要环节，其中认识实习主要起专业启蒙教育的作用。通过认识实习，学生了解了本专业的基本生产工艺及专业的前景与发展方向，对所学专业有了一定的感性认识，并为后继课程的学习打下良好的基础。但目前的认识实多存在基地单一、时间很短的缺陷，难以保证实习的质量和效果。结合特色专业建设，本专业提出建立民营、国有、跨国企业及化工园区的三位一体认识实习基地，使学生通过民营企业的实习，深入理解化工企业的创业、发展与壮大过程，接受创业教育；通过传统的国有大企业实习，系统了解大型化工企业的流程、规模，各化工单元设备与装置的特点等，接受就业教育；通过世界化工巨头在中国公司基地的实习，认识跨国企业的规模、设计、布局及管理理念，培养国际视野，接受创新教育；通过化工园区的实习，切身感受科学规划化工园区重要性、环境保护和循环经济中化工知识的重要性，接受生态教育。因此，三位一体实践基地的认识实习将有效提高学生学习专业知识的兴趣，增强学生专业知识实际应用的感观认识，培养学生的创新创业精神与国际视野。

（三）以化工专业实验室建设为阵地，培养学生的基本技能

专业实验室是高等学校实验室的一个重要组成部分，对人才培养和学科建设有着直接的影响。专业实验教学作为培养学生动手能力、科研能力、创新能力的有效手段和必要途径，是理论教学无法替代的。为了提高教学质量，实行实验室和教学过程的统一管理，本专业于2008年对原先分属不同研究所的专业实验教学模式进行了改革，建成了集中的化工专业实验室。建设过程中，更新了所有的老旧实验设备，对原开设的实验进行了梳理，停开了部分质量有待提高的实验，保留了八个基础实验，并增加了四个综合创新实验和两个远程实验。其中综合创新实验是专业实验的升华，要求学生将基础课、技术基础理论和专业课的理论知识以及实验理论、实验技能融会贯通并应用到实验中去检验。这样既总结和巩固了前期实验教学的成果，又锻炼了学生的综合实验能力和运用实验解决工程实际问题的能力。远程实验则帮助学生实现了异地实验，实验时间不受限制，实验效率大为提高，并丰富了实验手段和创新能力的培养。

（四）以特色学科竞赛为载体，培养学生的创新能力

学科竞赛是培养创新人才、促进高校教育教学改革行之有效的途径。学生可以通过参加学科竞赛，进一步提高专业学习的兴趣和理论联系实际的能力，激发实践创新的活力。为了更好地培养学生的创新能力，我们已连续多年组织开展“三井化学杯全国大学生化工设计邀请赛”和“过程工程实验技能创新竞赛”两大学科竞赛活动。其中前者主要是化工设计课程的教学拓展，迄今浙江省大学生化工设计竞赛、“三井化学杯全国大学生化工设计邀请赛”已举办了四届。大学生化工设计竞赛活动有力地推动了化工设计课程的全国普及性，提升了其影响力，促进了国内高校化工设计课程的改革和发展，对高等化学工程教育的深化改革起到了实质性的推动作用。同时，本专业还针对“过程工程原理”课程的特点，创办了“过程工程实验技能创新竞赛”，创建了过程工程实验技能创新实践基地。该竞赛为浙江大学校内唯一一个以实验为主的校级竞赛，每年本专业有30％的学生参加该竞赛活动，学生的实践动手能力和创新意识得到了有效的训练。

（五）以特色班强化培训为手段，培养学生的专业特长

为了加深学生对专业知识的理解和运用，培养学生的专业特长，提升学生的就业和深造能力，本专业在大三后依据学生兴趣，提供了不同类型特色班的强化培训：1．工程实践班，主要目的是强化工程设计能力的训练；2．能源化工班，目的是强化化工知识在能源领域的应用；3．产品工程班，重点突出高分子工程、精细化工；4．安全与工业生态班，主要强化化工过程安全、环境友好及化工园区规划；5．国际交流班，目的是强化外语授课与国际交流能力，拓展学生的国际视野。

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论文关键词：绿色化学　化学教育　绿色化学教育

论文摘要：文章从多个角度阐释了绿色化学这一理念在化学教学中如何渗透，怎样渗透的各个方面，旨在培养具有绿色意识和环保能力的高素质人才，从而达到对环境的保护，并由此得出：在中学阶段进行绿色化学理念教育，是解决环境问题的主要途径。

“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100％（原子经济性）。原子的利用率越高，意味着生产过程中废物的排放量越少，对环境的影响也越小。“绿色化学”是指从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。绿色化学是“预防污染”的根本手段，而对污染物的处理，最根本的方法就是杜绝污染源。

把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中，便绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分，这是中学化学教育的崭新课题。如何去渗透这种绿色观，便成了化学教学中的重中之重。既然如此，我们不妨去尝试以下几点：

1、立足课堂，渗透绿色知识

化学课堂是教学的主阵地，也是向学生传授环保知识的好场所。绿色化学要求与环境教育宗旨是高度一致的。在实施环境教育过程中，要向学生阐明绿色化学的观点、要求使他们树立起防治污染、保证人类生存质量的责任感。化学教师要充分挖掘和利用教材中的环保知识内容，采取渗透的方式，在介绍某种物质或操作方法时自然地引入相关的环保知识，让学生增长环保知识。如讲二氧化硫时，我就向学生说明它是一种主要的大气污染物，它和氮氧化合物都是形成酸雨的主要物质，空气中二氧化硫70%来源于工业燃料，12%来源于工业燃油，其余则来源于生活燃煤等。它既直接危害人的身体健康，又可以导致水质酸化，水生动物减少或绝迹，树木、庄稼枯死，还能腐蚀建筑物和文物。通过介绍使学生充分认识到二氧化硫是污染大气的有害气体之一。最后让学生讨论：如何防止和减少SO2的污染。这样既增强了学生的环保意识，又调动了学生学习的积极性。

2、立足实验，培养绿色习惯

化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象，增强直观的感性认识，而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质，从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。实验教学与绿色化学联系最为紧密，最为直接，在实验教学贯彻绿色化学思想是非常必要的。

(1)药品的贮存的规范化。如易挥发的液溴、浓硝酸、浓盐酸等用钟罩封闭贮存；对大多数有机物如苯、甲苯、丙酮、甲醛等用专柜避光保存；对剧如汞、白磷等用专柜上锁保存，定期检查贮存情况。

(2)演示实验中尾气的吸收处理。如在制取硫化氢、二氧化硫、氯气、氯化氢、一氧化氮、二氧化氮、氨气、一氧化碳等气体时一定要通过演示实验讲情吸收的原因（有害气体不允许直接排放到大气中），强调尾气吸收的重要性，使学生深深认识到只要涉及气体的制备问题就应考虑尾气处理。

(3)规范实验操作。化学实验中，师生都要接触有害物质和无害物质，在实验中也会闻到有害和无害气体。因此，必须指导学生要严格按照实验操作的程序，有条不紊地进行各种实验。正确地闻气体、取药品、取有毒性原料，甚至如何盖瓶盖、放置试剂、取药品的各种工具的选用、取用药品量的多少都要向学生交代清楚；改进实验方法，设计合理的实验装置。尽量采用封闭措施，减少师生被动接受有毒有害气体的污染。实验结束后，处理化学废物和实验中产生的废气。把仪器洗涤干净放回原处，擦洗干净实验桌面，这些都要认真细致指导，使实验活动从始至终成为对学生进行环境教育的课堂。 　(4)实验微型化。目前在常规实验中，药品用量较多不仅造成浪费，还污染环境。因此，在实验中用玻璃管制成各种可加热仪器的替代实验仪器、用点滴板等进行微型系列实验。这种方法药品用量少、反应产物少、操作安全，实验不会造成危险，对环境的污染程度较轻。同时也达到了实验的目的。如硝酸银溶液和稀盐酸的反应，要求学生不用试管做实验，而是改用点滴板，实验时只需取一滴稀盐酸在孔穴处，在取一滴硝酸银溶液滴在孔穴处，立即可见白色沉淀生成，然后取一滴稀硝酸滴入沉淀中，沉淀不溶解。通过实验学生很容易得出结论：稀盐酸与硝酸银反应生成不溶于稀硝酸得白色沉淀。操作中不仅收到良好的实验效果，而且把化学实验与环境教育有机结合、渗透，进一步增强学生的绿色习惯。

3、立足课外，提高绿色素质

课堂教学是对学生进行绿色教育的主阵地，但课外活动形式多种多样，内容丰富多彩，是课堂教育的很好补充。为了全面提高每个学生的绿色素质，组织学生积极参与课外社会实践活动。

(1)专题讲座。对教材中讲的少而对环保具有重大意义的内容，可以专题讲座的形式向学生介绍，如针对有的学生认为环境污染主要是由于工业生产造成的，与自身没有太大的关系。可举办家庭生活与环境污染讲座，时期了解环境保护不只是国家、环保部门的事，每个人都应从家庭污染出发保护环境，使学生感到自身在制造污染破坏环境，是多么可怕又多么可悲，要从自身做起，节约用水、少使用一次性餐具、少用化学用品，以减少污染，为保护环境而改变生活习惯。

(2)课外实验。积极利用课外实验配合课堂教学，开展环保教育。“河水、雨水酸碱性的检测”、“模拟水体受硝酸汞、硫酸铜等污染的检测及危害”、“干电池的收回河利用”等，让学生在实验过程中既锻炼动手能力又强化了绿色意识。

(3)实地参观社会调查。组织学生参观本地邻近的自来水厂、污水处理站、化工厂并进行实地调查。如空气污染调查、水污染及对策调查等调查报告，并进行交流。这样不仅能培养学生理论联系实际、实事求是的科学态度，而且能使他们感知环境污染的危害性及环境保护的迫切性。

随着世界经济的发展，一场绿色变革浪潮正席卷全球。绿色化教育有利于保护人类赖以生存的环境，实现人类社会可持续发展，中学化学必须体现绿色化学教育，要让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中，真正做到绿色无所不在，只有这样我们的教育才能够充满生机，绿意盎然。

参考文献

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“十五”期间，北京化工大学以第一单位（个人）获国家技术发明奖3项，国家科技进步奖7项，获省部级奖励36项。申报发明专利280项，授权101项。被SCI收录论文1050篇，被EI收录论文706篇，被ISTP收录论文187篇。据教育部科技发展中心统计，2004年学校被SCI收录论文244篇，居全国高校第35位，比2000年前进了50位，2005年SCI收录论文413篇；特别是在SCI被引次数由2000年的18篇次、名列63名，上升到了2004年的288篇次、名列全国高校第36名。这对于一个只有800多名专任教师队伍的学校来说是殊为不易的。

以基础、应用基础为先导 构建知识、技术创新的平台

近年来，插入化学这一概念已逐渐被国际学术界认可并成为研究热点，十年间发表的SCI论文数目几乎增加了一倍，2004年达到2029篇。以长江学者段雪教授领衔的科研团队通过这一前沿领域的研究，在国内外著名学术刊物上发表被SCI收录研究论文100余篇，为完善和丰富超分子插层组装理论做出了贡献，奠定了在国际、国内相关研究领域的学术地位；近5年以来,共申报国际发明专利17项（已公开5项，并有2项进入国家阶段），申报国家发明专利99项，授权国家发明专利32项、公开国家发明专利29项，针对结构与技术创新构筑了较为完整的自主知识产权体系。基于应用基础研究和工程化及产业化的科技成果，2004年获国家技术发明二等奖1项，2001年获国家科技进步二等奖1项，还先后获得省部级成果奖励5项，形成了稳定的、有特色的、具有国际影响力的优势研究方向。

开发共性、关键技术 为行业科技进步服务

作为一家具有行业特色的高校，学校针对行业中一些关键、共性技术，组织研究、攻关，并将成果及时在企业中推广应用，这些成果在解决经济建设、社会发展和国防建设中的重大问题方面做出了突出贡献，产生了显著的经济效益和社会效益。

如，“丁基橡胶生产技术“于2002年8月用于工业生产中，生产结果表明，该技术已处于国际先进水平。这一关键技术的攻克为企业创造了5亿多元的经济效益。“大型高效搅拌槽/反应器的成套技术及装置”这一共性技术的开发，结束了我国关键的大型搅拌槽/反应器设备长期依赖进口的历史，与国内外技术相比，具有适应性强、单台设备生产能力高、操作弹性大、性能价格比高等特点，有明显的竞争优势。“特殊物料分离技术”已应用在高粘度、易自聚、含固体颗粒物料等270多套装置中。2003年对应用该技术的10家企业近三年的情况作了调查，他们开具的证明表明，三年内取得经济效益13亿元，节省蒸汽一百多万吨，减少化学污染物料排放约4万多吨。这一共性技术的开发应用，对推动行业的科技进步，大幅度提高生产能力、产品质量和经济效益，减少能耗物耗和污染物排放等方面做出了重要贡献。

上述案例说明，关键技术、共性技术对推动行业的科技进步，提高行业的国际竞争力有着十分重要的作用。与企业不同，学校开发的这类技术不求自身独占，而总是力求让更多企业使用，以充分发挥它在推动经济和社会发展中的作用。

扶植、培育新的生长点 加强对高新技术的研究开发

近几年，学校生物化工技术的研究开发得到了长足的发展，环境领域项目明显增加，计算机应用技术研究持续发展，农业工程有关的研究工作开始显现成效。在生物技术加工过程，特别是微生物发酵平台技术和脂肪酶催化，在国内有一定的优势。在生物资源和生物能源领域，开发了从青霉素菌丝体中提取麦角固醇、壳聚糖和氨基葡萄糖的新工艺，先后获得2001年中国石油化工科技进步二等奖，2002年国家发明二等奖。酶法合成生物柴油的小试已于2004年1月通过了技术鉴定。在分离工程和中药现代化方面，开发了中药连续多级逆流多级萃取设备及工艺，获中国商业联合会科学技术进步一等奖、2005年国家科技进步二等奖。

依靠现代化工技术 改造和建立新型化工产业

现代化工技术主要特点是“绿色化，资源高效、集约化，进而改善产品结构，降低资源消耗并从根本上减少环境污染。”利用现代化工技术改造传统化工基地，建立新型化工产业，提高其竞争力具有举足轻重的作用。如：具有国际领先或先进水平的研究成果超重力技术，在长江学者陈建峰教授的带领下，在较宽领域中进行了大量有关超重力高新技术的研究。学校首创超重力法制备纳米材料技术，成功合成出纳米碳酸钙、纳米阻燃剂、纳米电子化学品、纳米白碳黑、复合纳米材料等产品，并成功实现纳米碳酸钙的大规模工业化生产；在世界上首先实现了超重力法油田注水脱氧的商业运行；协助美国Dow Chemical公司建成了世界上最大的超重力反应分离装置，取得了巨大的经济效益；多项超重力反应与分离示范技术已出口美国、新加坡和台湾地区。中心在超重力反应与分离、制备纳米材料技术以及高技术产业化方面走在世界的前列，取得了一批具有国际影响的成果：2001年获北京市科技进步一等奖、2002年获中国高校科学技术（发明）二等奖、2003年获国家技术发明二等奖，近200篇，申请国际发明专利9项（已授权2项），申请国家发明专利35项（已授权10项）。

积极开展科研组织的创新

结合当前国家经济社会发展的重大需求，在基地、团队建设基础上，学校组建安全科学与监控工程中心、国防新材料研究中心、资源与环境研究中心、能源工程研究中心。在这四个中心建设的指导思想中，首先改变了学科建设以学科点申报为导向和目标的习惯做法，其所涉及研究领域大多数尚未完整体现于现有学科专业分类体系中，而是紧密结合了经济社会发展面临的重大问题。学科专业是知识划分和知识生产制度化的产物，学科制度通过规范有效地推动了学科新知识的增长，但同时形成了学科之间相对封闭甚至冲突，不利于学科之间的交流，从而在一定程度上抑制了学科内部的知识创新活力。其次，打破现行人员行政隶属关系的壁垒，包括绩效考核体系、利益分配管理办法等方面对学科交叉与融合形成的人为阻滞因素。第三，通过人事聘任制度的深化改革，加强学科建设中个体责任意识，大力扶植各层次科技创新团队。

加强统筹、协调 实现集成科学和技术、工程的重点突破

由于历史原因，学校在科研基地建设方面相对薄弱。通过努力，学校近年新增2个北京市重点实验室、2个教育部重点实验室和1个教育部工程中心。

全球性资源匮乏和行业资源消耗高，已成为制约化学工业发展乃至国民经济发展的首要矛盾。学校以“可控化学反应科学与技术基础可控化学反应科学与技术基础”教育部重点实验室为基础，瞄准化工与资源的学科交叉点――化工资源有效利用，积极组织协调，按照以化工手段解决资源问题为主导思想，充分利用学校化工、材料和化学3个一级学科布局紧凑、专业方向完整的优势，通过化学、化工及材料等学科间的交叉、渗透和整合，形成以化工资源有效利用为特色方向，“化工资源有效利用”国家重点实验室已经纳入建设计划。

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关键词 化学 本科教育 科研创新

中图分类号：G420 文献标识码：A

The Cultivation of Scientific Research Innovation Ability in

Undergraduate Education of Chemistry

LANG Leiming

(Biochemical and Environmental Engineering College, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing, Jiangsu 211171)

Abstract Undergraduate education is the basis of education for the cultivation of a person with innovation ability. The innovation ability cultivation of chemistry undergraduate can be achieved by means of interest cultivation and skill practice including the reformation of teaching modes and construction of good scientific research circumstance, which can improve the comprehensive quality of undergraduate.

Key words chemistry; undergraduate education; scientific research innovation

本科教育是关系到学生发展的重要阶段，一个人的能力素质和发展后劲很大程度上取决于本科阶段的熏陶和训练。本科生参与科研实践是培养其创造力的重要途径，国外众多知名大学都将本科生的科研活动纳入教学计划中。但在我们国家很多高校仍存在如只重教师传授、轻学生研究；重学习结果、轻学习过程；重书本知识、轻实践操作；重考试成绩、轻整体素质等弊端。这些都极大地抑制了学生的学习兴趣，不利于学生创新能力的培养。因此，化学本科教育中应实施新的教学模式，增设研究型课程和讲座，以激发学生的学习兴趣，开阔学生学科视野、增强学习兴趣与动力，并对其进行全面、系统、规范的科研思维训练和科研方法的培养，使学生在掌握化学理论知识的同时也能初步形成科学的思维方法、养成良好的治学和科研态度，培养创新意识和科研能力。

1 改革课程教学模式，努力培养科研意识

1.1 调整教学内容和教学方法

科学研究是在不断探索和尝试之中寻找新的客观规律，而科研兴趣的培养不仅与每个学生息息相关，而且也与我们教师平时教学内容，理念，方法，手段密不可分，如何保证在正常讲授基础知识的同时努力培养学生科研兴趣，这就需要在教学内容和教学方法上进行一定的改革。

（1）教学内容上，在讲授基础课程时，结合书本知识有针对性的穿插当前国家社会中与化学密切相关的热点、前沿问题如绿色合成、食品添加剂、新型催化剂等，在较短的时间里，加大重点资料的信息量，激发学生的求知欲。另外，开设相关的研究型课程和增加实验教学中的研究型实验，以无机化学实验为例，传统实验教材只是让学生照书做实验，只是简单的重复，少有真正的探索与创新，如此学生做完实验课后，收效甚少，从而不能独立设计实验开展科研工作，不具备真正的创新力，也很难解决新的实际问题。因此，在实验课的讲授中，将以往的重复性实验改为探索性实验和综合性实验，如：三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备。三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的合成是无机化学中的一个基本实验，通过实验改进，使学生不但了解三草酸合铁（Ⅲ）酸钾的制备方法和性质，而且还可理解制备过程中化学平衡原理的应用，同时掌握水溶液制备无机物的一般方法并要求学生对产物不但用化学分析方法进行分析，还要用红外光谱进行表征。该实验是集无机合成、分析化学和仪器分析于一体的一个综合实验，实用性较强。此外，也可以结合教师自身的科研课题讲解制备无机材料的一些新的方法和表征手段，虽然此时大部分同学可能一时还无法认知和接受这些新的东西，但只要有意识的灌输科研的思想和理念，潜移默化中接受并且朝着该方向去努力，达到创新能力培养的目的。

（2）教学方法上，应视学生为学的主体，在课堂上不仅是老师传授知识的过程，也有学生参与课堂教学活动的过程，尤其是在一些研究型课程中要更注重学生自主性、独立性和创造性的培养，通过采取学生自学、教师辅导或组织小组讨论、师生共同研究的方式学习，使学生经过质疑、判断、比较以及相应的分析、综合、概括等认识活动获得结论，从而培养学生科研的思维方法和发现问题解决问题的能力。

1.2 开设系列科研讲座，激发学生科研兴趣

本科生平时除了忙于各种课程的学习外，接触科研工作的机会较少，尤其是在二本高校中开设科研方面的讲座就更为不多，这就阻碍了学生创新能力和科研兴趣的培养。因此，为了进一步调动学生的科研兴趣，邀请本专业的教授，重大课题负责人等老师介绍当前化学领域所从事的各类科学研究工作如何为国家战略与社会需求服务，如何在国民经济的主战场中发挥重要作用，拓展本科生视野，展望本学科发展的美好未来，并且还邀请年轻有为的教师和科研成果丰厚的硕博士学生代表讲述自身的求学和科研之路，让学生在羡慕之余也有了很好的学习榜样，进一步激发了学生的科研兴趣。此外，还可开设常规的科研知识讲座，就科研工作的基本要求和基本过程，科研工作者应具备的基本科学素养及科研风格，本专业的科研方法、研究手段等内容进行系统全面的阐述。

1.3 对学生进行科研岗前培训

化学类的本科生尤其是刚入学的学生虽然进行过实验基本操作的训练，但接触研究型的实验较少，对科学的思维方法和如何从事科研活动还知之甚少，因此，有必要对从事科研活动感兴趣的同学进行科研岗前培训，讲解如何查阅文献，如何选题和进行课题调研，如何分析现在的热点问题，并在指导教师的带领下参观实验室的各种仪器，了解和熟悉科研实验室的规章制度以及主要仪器的使用方法，对科研活动的前期准备工作有个直观和深刻的认识。

2 加强实践活动，培养科研能力

2.1 开放实验室，提供实践平台

为了能使学生得到全方位的科研素质和创新能力训练，实验室的开放为其提供了很好的途径。作为基础实验课的有力补充，开放实验室为广大有兴趣参与科研活动的同学提供了一个很好的施展自己才华的平台。相比较基础实验课，它在培养学生创新能力方面显示出独特的优势，如实验课上只是照着书本原有实验机械操作，缺乏自主创新和思考，而且由于人数较多无法保证一对一的指导和讨论，另外由于实验课程的局限性不能保证部分失败的实验再次重做，这就进一步限制了学生创造力的发挥。因此，开放实验室一方面可以对操作较差的同学进行补差，通过重复实验达到实验教学的要求。并且允许基础好的同学自己任选实验，进入实验室完成整个过程，验证自己的设想。另一方面，实行导师制，鼓励低年级的同学尽早进入实验室，跟随高年级同学参与导师的研究项目，熟悉从文献查阅、课题选择、设计实验方案、确定实验步骤、优化实验条件、选用实验仪器设备、评价实验结果及撰写论文等全过程，培养了认真仔细，刻苦专研的科研精神，学会如何用所学知识解释科研中出现的问题，并树立牢固的团队意识。经过一段时间的训练，在导师的指导下自己撰写课题申请书，参与学校或省级项目的申请，掌握课题申报的整个流程。通过这些创新与实践活动，充分发挥了学生的潜能，激发了学生学习化学、探求真理的兴趣，对科学研究有了较全面的了解，大大提高了实践能力和探索创新精神，也深化了化学实验教学的改革。

2.2 强化毕业论文工作，增强创新能力

毕业论文是化学类本科生在校期间最后的也是极为重要的实践教学环节，是培养学生运用所学知识解决实际问题，提高实践能力的重要手段。某种程度上，毕业论文工作也是对学生四年来基础理论知识，综合创新能力地综合评价。因此，毕业论文在培养学生的科研创新能力方面显得尤为重要。毕业论文工作是本科生在校期间从事的最长的一项科研创新活动，它在前期实验课和开放课题的基础上进一步提升和强化的学生的科研创新能力，但目前毕业论文工作存在着诸多问题，比如学生的重视程度不够，认为毕业论文只是走个过场，最终老师还是会让其通过；大四学生的考研压力会严重影响其毕业论文的工作时间，学生的创新活动得不到时间上的保障；另外由于本科学生人数的众多，师资力量的不足也会影响毕业论文最后的效果。因此，必须采取一定的措施以确保毕业论文工作顺利有效的进行：（1）针对不同学生的兴趣爱好有针对性的进行选题，指导教师必须尽心尽责的指导并对其严格要求，让其知道毕业论文的重要性。（2）针对考研的学生可以提前让其进入实验室开展毕业论文工作，这就避免了考研阶段时间上的冲突。（3）增加经费投入，保障毕业论文所需药品和仪器的及时到位，打通各专业仪器的限制，使其能为全院师生服务。通过一系列的举措，使全体师生感受到毕业论文工作的重要性，并形成良好的科研氛围，只有这样才能保障学生科研成果的不断涌现和创新能力的不断提高。

2.3 积极参与社会实践，提升科研创新能力

社会是个大舞台，学生参与社会活动和工作能有效拓宽学生的知识面和提高学生的综合素质。为此，应积极组织学生利用寒暑假时间参与社会调研和实践，比如，与社会环保组织联系定期组织学生到周边湖泊、河流采集水样，熟悉整个采样过程，并将样品带回实验室在老师的指导下进行分析处理，对出现的问题进行详细的分析和总结并提出可行的解决方法，最后形成水质报告供环保部门参考。通过这样一个过程不仅增强了学生积极参与社会公益事业的意识，而且从中也能使其将所学知识运用到实际生活，培养了分析问题解决问题的能力，并在不断地总结中提升自己的创新能力。此外，还可通过与社会企事业单位合作，组织学生到质监部门和化工企业等单位实践并将所学技术带回实验室进行进一步分析和改进，优化实验条件，提出更好的技术方案，这就经历了从理论到实践，再由实践上升到理论的创新过程。虽然这个过程对本科生来说并不是那么简单，但只有在不断的尝试中才能提升其科研创新能力。

总之，只有通过多方面的努力，不断调整教学模式和手段，加强实践教学环节，努力营造出良好的科研氛围，才能不断提高学生的科研创新能力。

参考文献

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[2] 刘经南.研究型大学本科教育质量战略与管理特色探讨[J].中国高等教育,2007(Z1):18- 21.

[3] 裘立群,殷焕顺,艾仕云,汪建民.建立开放实验室,培养学生的科研能力[J].实验科学与技术,2010.3(8):119-120.

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关键词:分析化学实验;绿色化学;环境保护

分析化学实验是一门是以实验操作为主的技能课程，是化工、环境、生物、农林、医药、食品科学等专业的基础课程之一，其实验内容覆盖面广泛，涉及到的试剂药品种类繁多，且多数为常量实验，有毒实验约占50%以上。近十年来，随着我国高等教育的迅速发展和科学研究规模的不断扩大，地方高校中与化学及化工相关的专业不断增多，分析化学实验的数量明显增加，实验室教学、毕业论文设计及高校教师的科研项目越来越多，学生及教师有更多的机会接触到有毒有害的污染物，地方高校分析化学实验的安全与环境保护已经成为地方高校不能忽视的问题［1，2］。绿色化学是又被称为友好化学，是一门利用化学技术与方法来降低或消除有害物质产生，从源头阻止污染的化学，是可持续发展战略在化学领域里的体现［3］。绿色化学实验是在绿色化学思想指导下，在保留常规实验的基础上，开展对分析实验绿色化的研究，内容从改进实验内容、减少化学试剂用量、采用多媒体技术模拟实验、妥善处理实验废液等方面进行考虑。

1在绿色化学的原则下，优化实验教材，合理安排实验排序

现在高校广泛使用的传统分析化学实验教材，由于编著的时间较早，教材内容没有体现绿色化学的原则，不能表现出时代性与创新性，学生长期使用这类教材不利于学生在课堂的学习中树立绿色化学的意识，不利于为国家培养出新型的高端技术型人才。在熟悉绿色化学原则的基础上，将绿色化学的理念融合进教学内容和教材改革之中，在教学大纲的规定下，以绿色化学为主线，结合分析化学实验的学科特点，将符合绿色化学原则的实验内容编入教材，在教材中添加绿色化学领域中的研究成果及实际应用，以及绿色化学相应的理论知识，介绍绿色化学的基本思想和技术，在分析化学实验课的课堂上，逐渐引导和培养学生的绿色化学的意识，实现分析化学实验的绿色化［4］。选择实验项目时，删减对环境污染较大的实验项目，用绿色分析化学实验代替非绿色化学的实验，选择毒性小、危害小、污染少的实验内容。如基础实验中铵盐中氮含量的测定，此实验是以甲醛法测定氮含量的方法，甲醛对人体有害，易挥发，教师及学生长时间吸入甲醛，对身体造成危害，损害了身体健康，根据绿色化学的原则，删除此实验;传统的实验教材中将苯酚的含量作为学习碘量法原理的实验，长时间在暴露在含苯酚的环境中，苯酚对人体的危害较大，选择碘量法测定葡萄糖的实验代替。可以灵活采用串联实验的方法合理安排实验顺序，达到化学药品的循环利用。通过调整实验教学计划，合理安排分析实验的项目和次序，充分利用相关反应，尽可能使得上个实验的产物能在下个实验中被利用上，且最好可以循环使用。它在一定程度上减轻了化学试剂对环境的污染，有利于环境保护［5］。例如，分析化学实验的教学安排有“EDTA标准溶液的配制和标定”，及“铅、铋混合液中Pb2+、Bi3+的连续滴定”。两个实验都要用到EDTA，前一个实验学生学习配制一定浓度的EDTA溶液后进行标定，而后一个实验需要用EDTA溶液对铅、铋混合液进行滴定，在实验安排上，就将EDTA标准溶液的配制和标定排在前面，这样第一次实验多配制的EDTA溶液正好可以用在第二个实验上，这样就避免倒掉和污染的问题了。通过对分析实验内容的改革和实验顺序的优化安排，可以减少有毒害的化学物质使用及药品循环重复利用，可以减少对环境的污染及危害，实现分析化学的绿色化［5］。

2减少化学试剂用量，将半微量分析实验代替常量实验

分析化学实验以常量滴定分析为主，常量的分析滴定所用的玻璃仪器的规格一般都是50mL滴定管，25mL移液管，250mL锥形瓶等，因为玻璃仪器的规格较大，所用化学试剂的用量大，费用高，对环境的污染更大，为了从源头上改变这种现象，在不能更换滴定仪器的条件下，为了做到绿色化就要在保证实验效果的提前下降低化学试剂的浓度。例如氯化物中氯含量的测定(莫尔法)是一个必做的实验，教材中要求硝酸银的浓度是0．1mol/L，由于硝酸银的价格高，银本身又属于重金属元素，不仅资源稀少而且大量的污水排放会造成环境污染。如果根据教材要求，硝酸银的浓度高，消耗量较大，不仅造成环境污染，而且实验的成本也不低。为了降低实验成本和保护环境，将实验中用到的硝酸银浓度从0．1mol/L降低到0．05mol/L;碘量法测定葡萄糖含量的实验中，教材中碘标准溶液的浓度要求是0．05mol/L，经过实验教师的研究比较，将碘标准溶液的浓度降低到0．02mol/L，其他药品用量相应的减少了，实验同样能达到精密度和准确度的要求。虽然半微量实验测定结果的准确度低于常量分析实验的准确度，但其测定结果的重现性较好，精密度高，终点变色敏锐，化学药品试剂用量减少，不仅减少有毒试剂对环境的污染，又降低了实验成本，符合绿色化学的基本原则，值得提倡［6，7］。

3利用计算机多媒体技术模拟实验，实现绿色化

传统的常规分析化学实验需要耗费大量的化学试剂及纯净的水资源，其中一些实验所涉及到的药品价格昂贵或药品的毒害性较大，还有某些实验在实验过程中会有产生一些有毒有害的气体，这样的实验对学生及教师的身体造成较大的危害。根据绿色化学的原则，我们将这类在过程中易产生危害人体健康及污染环境的实验或者需要加入大量有毒有害化学试剂且不易控制的传统实验，实验教师通过计算机多媒体技术对实验仪器及实验过程进行仿真，从而有效地控制和减少对环境的污染，最后达到绿色化学的目的。随着电子信息技术的迅速发展，开发虚拟实验，对传统的验证性实验进行改进，利用3D化学实验仿真实验室及Flash等软件，将虚拟实验教学更广泛的应用到实际教学中，对常规实验的装置、过程、现象及结果进行模拟，再辅助于动画和视频等多媒体技术，让学生在实验的课堂上更加直观和全方位的感受到到实验的动态过程，同样可以达到教学的目的。计算机多媒体模拟实验既可以让学生学会实验方法，又让危害人体健康、污染环境、试剂价格高昂的实验从根本上实现了绿色化［8］。

4重视实验室废液的处理及回收利用

分析化学实验中产生的废液较多，主要是分析实验过程中剩余试剂、溶剂、润洗玻璃仪器的试剂溶液及试剂瓶的洗涤水等。实验室废液按照污染程度可分为无污染、低浓度和高浓度。无污染性主要包括类似氯化钠的盐溶液和葡萄等非危险性质的试剂;低浓度地污染性的废液主要包括实验过程中所使用的低浓度低污染性的试剂、实验用水和各种玻璃仪器或者其他器具的润洗液和洗涤废水等;高浓度高污染废液主要是实验中使用的浓度过于高、有毒或者危害性较大的试剂等。分析实验中涉及到的废液多数为无机性废液，废液中主要含有重金属(铅、铋、铜、铬等)及金属的络合物。长期以来，实验室的废液排放并没有引起许多高校的重视，随着环境污染的不断加剧，学生随意将实验过程中产生的废液和实验完成后剩余的试剂直接倒入下水道中，这样的现象应该杜绝。每次实验结束后，应该要求学生将废液进行处理后排放或者二次利用。根据废液性质的不同，采用不同的处理方法:如酸、碱废液可以集中收回并定期进行相互中和处理;含氯化银的废液可以先加入适量的稀硫酸，搅拌后加入过量的铁屑，将氯化银转化为银以后再回收;《铅、铋混合液中Pb2+、Bi3+的连续滴定》实验中，废液中含有大量的铅、铋离子，选择硫化钠作为沉淀剂将铅、铋离子回收后，达到废液回收再利用的目的，既节约实验成本，又降低了含的铅、铋的废液直接排放后污染环境的影响，达到了实验的绿色化目标［9］。实践证明，通过以上四个方面的改革，有助于学生在分析化学实验课的课堂中树立绿色化学的理念，有利于学生创新能力的培养、有利于学生实验技能及综合素质的提高，同时分析化学实验的绿色化不仅可以节约实验成本，而且减少分析化学实验室对环境的污染与破坏，对环境保护具有重要的现实意义。

参考文献

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［2］殷馨，王海文．探索绿色化学之路改革化学实验教学［J］，化工高等教育，2014(1):64～66．

［3］周淑晶．绿色化学［M］．北京:化学工业出版社;2014:1～60．

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［6］王芬．半微量分析化学实验研究与应用［J］沈阳农业大学学报，2003，34(3):217～218．

［7］谷春秀，王晓蕾，李颖等．微型实验的开发与研究—分析专业常规实验微型化［J］生命科学仪器2012，10(6):1～8．

［8］凌育赵，计算机在化学实验绿色化的作用．［J］中山大学学报，2005，25(5):105～107．

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关键词：高中；新课改；化学教学

新课标改革下的化学教学是建立在信息科学、能源科学、生命科学、材料科学基础之上，并加以衍生。而绿色化学的提出和应用将在一定条件下贯彻到化学教材。显而易见，绿色化学相关基础知识的导入已是大势所趋，其相关思想和概念也会逐渐以一定的形式呈现在化学课堂上。绿色化学本质在于有效处理或回收生产生活中的原料，使其本身具有的高危害性能大大缩水后，再加以二次处理掉。

一、引入绿色意识

1.绿色意识的提出

化学一直以来都是高中理科学习的重中之重。化学在给人类带来利益的同时，也带来了一些毁灭性的环境、生活方式、健康影响。化学知识的应用以及相关产品的生产在一定程度上都与人类生活紧密相连，同时也把握着国家及社会发展的命脉。但由于过度的开发、资源缺乏以及生产技术不合格等多方面因素的发生，使得全球环境污染越来越严重，这将在一定程度上损害到人类自身生命财产的安全。根据最新环境数据显示，全球目前关注的十大问题都或多或少和化学有关。其实，早在1990年初，美国就已颁布条例来执行环境污染预防及防范工作，其最有效的措施即是避免有害或有毒物质的产生与排放，通过在提升生产工艺、减少消耗能源和加大材料使用率层面着手，全面实行全国范围内的节能减排工作。此方案的颁布曾引起了全球学术界的一致拥护，也将“绿色化学”这一概念引入人类生产生活舞台，从而促使化学界为人类生存环境的保护和发展承担一定的责任，也使得各个领域的发展以“绿色化学”为基础。

2.展开绿色化学本质研究

自从绿色化学提出到发展以来，绿色化学已经流行于全球化学研究中，受到了相当高的重视。绿色化学从本质上来讲是具有低污染或无污染性、高效性的，其整个设计及研究的进行都不会给环境造成影响，并且从经济和技术的角度上来看也在化学生产中具有可行性和实效性的。化学学习一直以来都是人类生活所必需接触的，也是常识。所以绿色观念的导入必定对人类整个社会发展起到积极的作用。绿色化学主要具有“5R”规则，从使得其从根本上杜绝污染发生。而“5R”规则主要为：一是重新利用，即对于一些在化学反应进行过程中实际不发生反应或不参与的物质可以进行重复使用，这一类物质主要指载体、催化剂。这类媒介物质的重复使用将在很大程度上使得生产成本降低，同时也不会造成环境问题。二是减少用量，即在实验正常开展的过程中，减少一定试剂或溶液的用量，而不造成实验结果或现象观察的影响，这不仅起到节约资源，还有降低污染的作用。三是循环再生，即为了节约能源和资源、降低污染，从而对废弃物进行循环再生，这就要化学生产工艺技术应创新化和改革化。四是杜绝危险试剂的使用，即从根本上杜绝一些无法回收利用且有害物质的使用。五是重复应用，即将化学反应过程中为参加的原料或产生的副代物进行回收利用。这五大规则共同的特性在于都能通过一定的方式将绿色理念融入化学生产中，从根本上实现零污染，从而构建“原子性”经济模式，尽量做到每个原子或分子在化学生产中全面有效化。

二、绿色教学理念的合理应用

1.化学核心剖析

教师在进行化学备课准备时，应在熟识教材内容的同时，归纳总结，提纲挈领，用点、线、面的形式构建出化学知识体系，从而有计划地进行绿色意识的培养和引入。新课改体制下的化学教材，已经吸纳了多方面的有关环境保护的内容，如，温室效应、“三废”排放、酸雨、大气污染、重金属中毒、光污染以及白色塑料污染等，使教师在进行化学知识的教学中，也能更加与人类生活联系，从而体现出绿色化学未来前景的广泛性和必然性。

2.联系化工应该突出环保理念

在高中化学教学过程中，教师应着重绿色意识的培养，最大程度地做到其理念融入化学学习中，并发挥着巨大的影响作用。这就需求教师在保证化学正常进行的同时，尽可能地根据某一目标产物或反应物的特性来寻求更加有效或适用的替代物，从而凸显出绿色工艺在化工实践中的优势所在。比如，教师在介绍氯气物理和化学性质时，对比发现双氧水也具有相同的漂白功效。用双氧水来替代氯气便能在一定程度上遏制含氯物质的产生，从而形成“环境友好型”化学。除此以外，根据绿色意识全新化，我们也能在其他方面得以很好地体现绿色化学的魅力所在。

（1）最小化实验进展。在满足一定化学实验内容的同时，教师最好实现化学实验开展的最小化。这就需要教师重新进行探索研究，从而设计出新的实验内容，尽可能地降低试剂或溶液的使用量。比如，教师可以采用小型仪器设备进行实验。最小化实验应将实验用量控制在常规用量基础上的十分之一，甚至高达千分之一，从而大范围地降低实验过程中水资源的浪费以及空气污染，使得环境得以改善。同时，最小化实验不仅具有降低污染、节约资源、简单易行等优势，也指引了化学学科向绿色环保方面发展。比如，教师在进行氯气性质实验检验操作时，通过将实验环境置于稀硫酸和漂白液下，在一定程度上就能减少氯气的产生，从而使得实验现象更加明显的同时，环境也未受到大范围污染。

（2）规范操作。化学实验在一定程度上具有严格的操作步骤与注意事项。对于试剂的称取以及产物的处理都有一定的限制与标准，学生在进行实验操作时要严格在教师的指导下进行，不可随心所欲，马虎为之。一旦出现事故，将会给生存环境和师生生命安全造成危险，那时就不单单是能源或试剂浪费的问题了。例如，学生在开展化学实验时，必须按照“三废”处理标准来处理化学反应的产物，达到高标准排放目标。同时，教师加强学生进行规范化操作，也能在一定程度上培养和锻炼学生绿色意识和安全意识。

（3）试剂无害无毒或者低毒低害。化学实验的开展不仅仅是为了学生得以具体、生动、形象的观察实验现象，从而更深入地了解实验原理，而是更注重于学生获取基础知识以及进行科学研究能力和兴趣的培养。教师在设计实验反应或步骤时，尽量采用污染较少或无污染的催化剂和试剂。比如，可以用FeCl3取代稀硝酸洗涤银镜反应过后的试管，利用直馏汽油取代苯做相关萃取实验。

（4）处理严格化。根据“三废”形式多样化，教师在对实验操作中产生的“三废”进行方法多样化处理，以确保其处理结果符合实验室规定标准。教师在开展化学实验时，应以身作则地引领学生根据不同的方式进行废渣和废液的处理，从而具有一定规划性地将溶液回收到不同的收集器内，再根据试剂自身独有的性质来进行不同程度的处理，如燃烧、分解、回收、中和、循环利用、吸收等方式，尽量选择最优化方案。

（5）现代化技术全真模拟实验。有些实验操作中所存在有害成分的物质多，或易爆、易燃，不仅会给环境带来一定的污染，也会危害到师生的生命安全及身体健康。

然而，在这类实验与化学绿色意识相悖的情形下，教师就应采用现代化技术进行全真化模拟。教师通过科技进行化学工艺流程、实验设备、实验原理方面上的仿真，使得学生生动形象地感受实验的本质与目的，从而加强学生掌握和理解化学基础知识的能力，同时也在一定程度上降低了处理“三废”污染物的成本。

三、加强绿色理念在实践方面的延伸程度

1.教师在绿色化学教学中，不应只限于教材内容上的学习和巩固，应更加看重实践过程中绿色意识的应用，从而通过自身学习来自主运用所学知识进行生活现象问题的解答

学生要在一定程度上实现这一目的，这就需要自身通过社会实践，从而走出教材、走近实际、发现生活。对于教师而言，教师可以采用研究性教学方式提升学生的自主创新能力。普遍的研究性学习都是学生在教师的指导下，让学生从实验现象中发现问题、分析问题，从而得出结论。实际上，化学课本包含一大部分的化学课题，如资源开发、可持续化、工农业等方面都与化学研究息息相关。这就集中体现在资源及能源在应用、循环、优化过程中的治理方面。另一方面，学生在进行研究性学习时，应始终参与“提出问题―分析问题―解决问题”整个过程中，这样才能以实验操作者和决定者的角色进行合理的设计与构建，从而完成好奇、疑虑、推断、惊喜一系列情绪的波动，体会到自身进行抽象、分析、概括、综合、运用、解决过程的复杂情感，使得学生不仅感受到化学实验兴趣所在，还得到了实验操作能力的加强。同时，研究性学习主要着手于实际的参与和合作，在建立师生良好关系的同时，使得学生动手能力及技能得以提高，从而培养了学生的团队合作素养。

2.进行绿色化学实践，树立正确的绿化意识

教师可以通过邀请相关学术性质的专家来进行绿化知识的讲解和宣传，从而以化学期刊或化学竞赛的形式来加强学生的绿色意识。与此同时，学生自主研究身边相关的污染现象，如造纸废水、生活垃圾等方面，根据其来源、性质和结果来探讨合理的处理方案，从而加深学生对相关理念知识学习的印象，使得学生学习兴趣得以激发，并锻炼学生一定的实际操作能力，进一步深化绿化理念在高中化学中的应用。

3.绿化意识教学评估及展望。

（1）绿化意识教学评估。①培养学生学习绿色化学的积极性。绿化教学可以在一定程度上引发学生的学习热情。例如，教师在传授酸雨相关理论时，可以与发电厂联系起来；在讲水泥相关知识时，就会联想到水泥性能等方面问题。②提高学生自身学习水平。绿化意识教学的基础在于学生态度的端正化，也在于学生动手能力的实践化。学生应提高自身知识水平，而不仅仅满足于课本内容。③加强学生自主创新能力以及写作训练。绿化意识教学偏重于相关化学理论知识的总结和实际应用。这就要求教师在教学过程中，应积极鼓舞学生进行小论文、调查报告及心得的撰写，从而在一定程度上训练学生专业论文的阐述能力。④构建学生绿化意识。学生经过绿化意识培养，可以在了解污染引起一系列不利现象发生的基础上，感受到进行环境保护的急切性。随着学生环保意识的加强，学生就会自主地加入到环保实践中，以身作则。

（2）绿化意识教学展望。绿色化学逐渐发展起来，必定有其魅力所在。它不仅仅是门学科知识，更具有自身研究价值、指导价值和战略价值。然而，化学教学一直以来都是基础教育的重要部分，也是学生综合素质培养的体现。尽管绿色化学无法替代基础教学，但其在基本技能、基本知识以及人类发展中占据着主导地位。这就要求教师具有较高的教育水平。首先，教师应从根本上转变教学观念，不再只注重于升学率的高低，而应加强学生的综合素质。同时，教师也应加深自身对实践知识的认知能力，从而时刻关注本领域阶段新技术和新理论的出现，做到跨领域教学。

绿色化学将是全球化学未来发展的趋势所在，也将成为我们人类与自然和平统一、协调发展的保障。然而，新课改下的中学教学以人为本，着重于学生综合素质的锻炼与培养。特别是对于化学新形势下绿色意识的渗入，使学生必须端正自身的学习态度，从而加强其自身绿化意识的培养。这对于学生来讲，成为一名合格的新时代的新秀，将对中国经济可持续发展起到至关重要的作用。

参考文献：

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论文摘要：分析化学实验是培养学生职业技能和创新能力的重要实践环节。文章分析了职业学校传统的分析化学实验教学模式，并阐述了对其改革的必要性，最后提出若干改革的基本措施。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中明确提出:大力发展职业教育，职业教育要着力培养学生的职业道德、职业技能和就业创业能力。职业教育以服务为宗旨，以就业为导向，推进教育教学改革。实行工学结合、校企合作、顶岗实习的人才培养模式。

分析化学是石油化工类学校工业分析、化工工艺、环境科学等专业学生必修的一门专业基础课，是一门实践性很强的学科，其中实验占有较大的比例。学生要在实验技能方面取得成功，必须付出艰苦劳动。通过分析化学的学习，可以培养学生实事求是的科学精神，培养他们理论联系实际的能力及创新精神，提高其分析和解决问题的能力。但长期以来，受传统的重理论、轻实践思想观念的影响，实验教学一直处于教学体系中的弱势地位，传统的分析化学实验教学无论从实验内容上还是教学方式上，都没能使该学科的特点很好地显现。当今社会科技迅猛发展，为了使学生适应当代社会的需要，必须改变传统的分析化学的教学模式。笔者结合工作实际情况，在分析化学实验教学内容、实验教学方法、实验教学手段、完善实验评价体系等方面，对分析化学实验教学改革提出了一系列设想，并逐步付诸实施。

1.扰化实验教学内容，编写合适的校本教材。现行的中职学校分析化学教材大多是大学教材的简单缩写，与中职学校学生的实际水平有许多不相符合的内容。中职学校学制早就由原来的四年制改为三年制，生源质量也大幅下降，但教材却基本没变。这其间的固有矛盾，就自然而然地显现出来。如原先四年制时的工艺专业把《有机化学》专门作为一门学科，在一年时间内学完。现在是把《无机化学》、《有机化学》、《物理化学》三门课融为一门《化学基础》，在一年时间内学完。但大多专业课内容除了比改革前简单了，没什么大的调整。因此，许多相关联的课程之间出现了脱节现象。如分析化学中出现的一些内容，在有机化学中根本没有学过，导致许多学生分不清有机酸、有机碱和有机盐类，计算公式就更不知道代哪个了。因此，编写合适的校本教材尤为重要。编写教材时除了解决以上问题外，还要注重实验内容与社会实际相结合，为社会培养优良的应用型人才。石油化工类学校学生毕业后大部分走向工厂和企业，编写教材时应选取与实际相接近的综合实验和设计实验。如硅酸盐水泥中主要成分分析，工业纯碱中碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠的联合测定，水质成分分析，煤、石油、天然气分析等。这些实验贴近我省陕北化工能源基地的实际，又能综合利用不同化学和仪器分析方法进行分析，一部分作为实验自选项目，另一部分可作为必做实验项目，满足不同层次学生的需求。

另外，编写教材时不能忽视插图的潜在功能。课程资源的开发和利用，包括课堂教学资源和课外学习资源，教材中的插图是最重要的课堂教学资源之一。插图能以直观的方法让师生理解教材所叙述事物的形态及变化规律，使其内容表达得更合理、更完善。教师在化学教学实践中应重视挖掘插图的潜在教育教学功能，充分发挥其独特的资源优势，引导学生认识和领悟插图这一“特殊的艺术语言”，从中捕捉所隐含的丰富的化学信息，对提高分析化学课堂教学效果、培养学生能力，都具有十分重要的意义。这一点笔者在多年的分析化学教学中体会颇深。目前，在一些经济发达地区的职业学校，最好的教学模式就是将实验教学和实验安排在同一实验综合教室，这样可以一边教学，一边演示，学生可以很直观地感受到实验结果，可以对实验部分理论的理解得更加深刻，教学效果也可以大大提高。然而在广大西部欠发达地区的学校往往达不到这样的条件，只能想办法创造条件，可以充分利用图片的作用。在分析化学中，滴定分析部分占了多一半的内容，笔者在讲四大滴定时，每次都要将滴定分析的简单的示意图画在黑板，虽然画得不怎么标准，但总能起到事半功倍的作用。比如，在讲盐酸碱标定时，将碳酸钠和甲基橙指示剂标在锥形瓶中，盐酸溶液标在滴定管中，这样看起来整个反应就更加直观，学生也更容易理解。如果在新教材中能插人必要的图片，教学中就能挖掘教材插图这一重要的课堂教学资源，充分发挥教材插图的潜在教学功能。

此外，在新编教材过程中，应尽量做到实验内容的绿色化，改进有严重污染性的实验方法，减少污染的排放和减少对人体的危害。增加少量的微型实验项目，可以节约实验试剂、实验经费和时间，减少试剂对环境的污染，提高学生的环保意识，并且具有良好的经济效益。

2．转变实验教学方式，发挥学生主体、教师主导的作用。职业教育改革的教学原则之一就是要面向全体与个别指导相结合。要求教学面对全体学生，加强个别指导。要用正确的学生观、人才观看待学生，真诚地期望每一个学生都能成功，为他们创造成功的机会并及时给予激励，成为他们的知心朋友。职校教师应把教学的重点定位于对学生能力的培养，教师的角色则由教学的中心转变成教学的组织者、辅导者。

虽然现在很多企业都使用全自动分析天平，但作为分析化学的基本操作，学生还应掌握半自动天平的基本操作。第一次练习天平时，总有个别学生操作很困难，而有一部分学生却能很快掌握。遇到教师辅导不过来的时候，就可以让他们相互辅导。学生之间的沟通在某种程度上要更容易些，这样就发挥了学生主体、教师主导的作用。因此，在新的实验教学模式下，可形成以学生为中心的开放式实验教学模式，实现以学生自我训练为主的教学方法和手段，能激发他们的求知和创新欲望。

3.在实验教学中应重视教师的示范作用。首先是基础训练实验，要求学生掌握基本操作技术，熟练使用分析化学实验常用的仪器，为综合实验奠定坚实的基础。分析化学实验要求学生严格树立“量”的概念，加强学生实验操作基本功的训练，是分析化学实验的关键。因此，对分析天平的称量，滴定管，容量瓶，移液管等定量容器的洗涤、使用、读数必须按操作规程反复严格训练，以便让他们养成尊重实验现象、尊重实验数据、实事求是和严谨的科学态度与习惯，为今后的工作打下坚实的基础。此外，学生实验操作时，教师要不断查看实验情况，严格要求学生，必要时要对相关实验加以演示。对于初学者来说，教师演示是分化实验必不可少的一个环节。如在用甲基橙作指示剂，碳酸钠作基准物标定盐酸的实验中，学生一开始很难掌握终点的橙色，如果教师能将橙色准确地演示给他们，就不用逐个解释终点是否正确，学生只要将两个终点一比就可以判断终点是否到达。这样，通过教师的引导与示范，教会学生怎样去发现问题、分析解决问题、优化实验操作过程。

4.更新实验教学手段，增加课堂的趣味性。分析天平的使用、容量器皿的操作、分光光度计的使用等基本操作的讲解内容多，时间紧张，有些操作需要展示操作细节，仅靠实验教在现场示范是远远不够的。如果将这些内容制成课件可以反复播放，对滴定终点的判断可以缓慢展示变色过程，并呈现出逼真的终点颜色，这样增加了课堂的直观性，便于学生快速掌握要领。笔者讲碘量法这节时，将用重铬酸钾作基准物标定硫代硫酸钠溶液的实验中，依次出现的碘溶液的红棕色、近终点的浅黄绿色、加淀粉后的蓝色，以及终点铬离子的亮绿色，通过动画这种直观的形式加以演示，增加了课堂的趣味性，学生在轻松愉快的氛围中接受了新知识，改善了教学效果。

5.优化实验教学内容。作为学科教学的重要组成部分，分化实验大多是照方抓药式的单纯验证性实验，鉴于学生普遍动手能力差、缺乏创新意识，我们对实验项目进行整合，精选验证性实验，增加生活化、设计性实验。如除了测定自来水的水硬度、水中氯含量，还组织学生以小组合作的形式，对学生家里的井水、化肥的各项指标、食用碱面中的微量铁进行测定。整个研究过程以这样的模式进行:问题—设计方案—实验—表达与交流—反思与评价。学生在所有的实验探究活动中都表现出极大的热情，这更能调动他们的积极性、培养了其合作精神。学生一致认为“收获很大，希望今后能多组织此类实验。”此类实验的开展在一定程度上能弥补他们对理论知识的理解与掌握的不足，为今后走向工作岗位打下坚实基础。这种探究性实验的开设，可以提高学生独立开展科研工作的能力和创新意识。

6.建立新的分析化学实验测量与评价体系。分析化学实验能力的测评应成为分化教学测量与评价的重要组成部分。如何客观、公正、合理地评价学生的实验课成绩，直接影响他们做实验的积极性，对其实验态度、实验技能也起着重要的导向作用。建立促进学生全面发展的实验评价体系，主要包括对分析化学实验知识与技能、实验探究能力、情感态度与价值观的评价。

篇10

【关键词】无铬 表面钝化 镀锌 研究

1 前言

镀锌是指为了防止金属或者合金材料表面腐蚀而在其表面镀一层锌以起防锈防腐蚀作用的表面处理技术。金属锌相对于大多数的钢铁材料，腐蚀电位相对较低，当钢铁基体发生腐蚀时，锌能够作为阳极优先溶解，从而保护钢铁基体。[1]然而，作为一种化学性质活泼的金属，电镀后的锌层若不经过妥善的处理，在潮湿环境下，尤其易发生腐蚀现象，从而在表面形成一层主要成分为碱式碳酸锌的白色的腐蚀产物。因此，为了提高镀层的抗蚀能力，延长其使用寿命，镀件在镀锌后处理的重点就在于镀层的钝化工序。但是，在一般的工业生产过程中，钝化工序往往是大量使用一类污染物铬酸盐作为钝化液，其含有的的Cr6+离子不仅对水污染严重，同时危害人类健康。因此，在锌的钝化工艺中，逐步推行清洁环保的生产工艺，用更加环保的钝化液代替含铬酸盐的钝化液，已经成为一项十分重要的任务。

2 镀锌钝化方法概述

2.1传统含铬钝化

传统的含铬钝化工艺所包含的种类繁多，按钝化膜颜色可大体上可以划分为蓝白色钝化、军绿色钝化、彩虹色钝化、金黄色钝化、黑色钝化等。从成膜机理上来看，这些工艺基本是相似相同的，方法均为通过六价铬作为基本成膜物质而生成含铬钝化膜保护镀锌层，其不仅有十分良好的的耐腐蚀能力，更具有自愈性，在膜层破损后可快速自我修复。但由于六价铬对人体有致癌作用，先今已多被三价铬钝化法所替代。

三价铬钝化法则主要是通过将锌溶解为锌离子导致表面溶液的pH值上升，其后三价铬直接与锌离子、氢氧根反应生成不溶性的化合物附着在锌层表面，成为钝化膜，其钝化膜的外观与耐腐蚀性与六价铬钝化膜相当，但其不具备自愈能力，一旦破损很快即被腐蚀。但总体上铬元素仍然存在，对环境的危害不容小觑。因此，虽然铬酸盐钝化工艺具有品种多样、流程成熟、费用低廉和成膜优良等优势，但考虑到其对环境的污染，以及对人体健康的伤害，含铬钝化的发展必然将受到限制。

2.2钼酸盐与钨酸盐钝化

铬、钼和钨同属于VIA族，因而具有相似的性质，不仅这两者钝化膜性能接近铬酸盐钝化膜性能，而且由于钼与钨的低毒因而在金属表面钝化方面备受关注。在1939年首次发现钼酸根有抑制腐蚀的效应[2]，随后在1951年也对钨酸盐进行了类似的研究。在金属钝化过程中，钼酸盐与钨酸盐能够促进与加快成膜速度及提高腐蚀性。目前，这两种钝化处理已经得到广泛运用，这种工艺最大的特点在于镀液不含铬对环境污染小，废液易处理，但缺点是不具备自愈能力，且对镀锌层不具备化学抛光作用，使得美观性下降。

2.3稀土盐钝化

稀土钝化工艺是一种近年兴起的处理方法，具有成膜易和效果好的特点。其钝化过程相对来说比较简单，通过将镀层浸泡于含稀土离子的溶液中，或将镀件作为阴极通电极化，即可在其表面形成稀土钝化膜。在对于镀锌层的钝化上，其效果总体优于钼酸盐处理效果。稀土盐钝化保护的方式是，通过稀土氧化物或氢氧化物在镀层表面沉积，阻碍阳极性镀层的溶解过程，从而显著延长了阴极保护时间。另一方面，镀层上稀土转化膜的存在，延缓了在金属表面和溶液之间的氧气和电子的传递和转移，从而导致了金属腐蚀效率的降低。在一定条件下，也可看作是一种阴极和阳极共同抑制所起作用的结果。[3]可以看出，稀土钝化工艺具有钝化膜更好、无毒、无污染的优点，在一定程度上可以替代传统的铬酸盐钝化，具有良好的发展前景。

2.4有机钝化

研究表明，将某些有机化合物用于镀锌层的钝化处理，可明显提高镀锌层表面的抗腐蚀性。[4] 经过有机类化合物处理的镀件，能够在镀锌层表面形成有机保护膜，从而起到缓蚀作用。目前具有应用前景的主要有有机酸类（植酸，单宁酸等）和树脂（环氧树脂等），其中植酸运用最为广泛。植酸也称作肌醇六磷酸脂（C6H18O24P6），植酸的钝化机理是通过络合作用从而形成多个螯合环，以起到抗腐蚀的作用，是镀层表面钝化处理的理想螯合剂和优良缓蚀剂，经过植酸处理的镀件的抗腐蚀性将会显著提高。

3 结论及展望

传统的钝化处理大多以铬酸和铬酸盐等六价含铬化合物为处理剂，经过处理的金属表面上形成的铬酸盐转化膜对基体金属具有良好的防腐蚀作用。[5] 然而，随着当今各国越来越意识到环境保护的重要性，含六价铬的镀锌工艺将顺着时代潮流被逐渐取代是必然趋势。因此，目前主要有两条途径来取代原有的工艺，其一为通过使用化学方法将含有六价铬的钝化剂还原为低铬的钝化工艺。另一条途径则为镀锌无铬工艺，意在通过将关注点聚焦在运用与铬同属一族的钼与钨的盐，以及通过硅酸盐、稀土盐以及有机物来实现镀锌钝化的工艺。虽然，单纯的钼酸盐，硅酸盐钝化膜的耐腐蚀性与传统的铬酸盐钝化膜还存在一定的差距，但是通过利用钼酸盐，硅酸盐等混合配方，借助分子间的协同缓蚀作用可以有效提高耐腐蚀效率[6]，因此镀锌无铬工艺的前景十分充满希望，混合钝化液已经逐渐成为其主要发展方向。

参考文献：

[1]沈品华，屠振密.电镀锌及锌合金[M].北京：冶金工业出版社，1995.

[2]Robertson W D. Molybdate and tungstate as corrosion inhibitor and the mechanism of inhibition [J]. Journal of the Electrochemical 1951.

[3]Hinton B R W，Wilson L.The corrosion inhibition of Zine with cerous chlorid [J].Trans M F，1997.

[4]林恒.毕业论文.镀锌层三价铬彩色钝化的研究[J].2008.

[5]黄兴海.毕业论文.环保型镀锌层三价铬钝化液的研究[J].2006.