化学提高转化率的方法范文

导语：如何才能写好一篇化学提高转化率的方法，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。

篇1

关键词：化学平衡；反应物；变化

化学平衡的教学是高中化学原理概念中的一大难点，也是重点，并且该内容在必修、选修中都有涉及，如何把握在两个模块中的深度和广度？对于一些难点应当如何处理？对于一些重点应当如何挖掘？是每位教师都在极力探讨的一个问题。

由于受高中教材深度、广度的限制，这一部分知识不仅抽象而且表述也非常模糊。在教学实践中，对于一些模棱两可的问题教师往往都是凭经验处理。笔者在查阅大量资料的基础上，结合相关例证，谈一谈自己的看法，并藉此抛砖引玉。

化学平衡是有条件的动态平衡，当影响化学平衡的条件改变时，原来的平衡被破坏，进而在新的条件下逐渐建立新的平衡，这个原平衡向新平衡的转变就叫做化学平衡的移动。

化学平衡移动中反应物的转化率是增大还是减小，一直是高中化学平衡部分教学的难点，也是学生解题中感到困惑的问题，笔者现根据多年教学的积累，就外界条件改变反应物的转化率是如何变化的做以下总结。

化学教材中关于化学平衡移动原理的介绍是分为两部分的。第一部分为化学平衡的建立；另一部分是化学平衡常数。其中，前者是很重要的，也有一定的难度。但是教材精心设置知识台阶，采用图画和联想等方法，帮助学生建立化学平衡的观点。

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。勒夏特列原理是指在一个平衡体系中，若改变影响平衡的一个条件，平衡总是要向能够减弱这种改变的方向移动。比如在一个可逆反应中，当增加反应物的浓度时，平衡要向正反应方向移动，平衡的移动使得增加的反应物浓度又会逐步减少；但这种减弱不可能消除增加反应物浓度对这种反应物本身的影响，与旧的平衡体系中这种反应物的浓度相比而言，还是增加了。在有气体参加或生成的可逆反应中，当增加压强时，平衡总是向体积缩小的方向移动，比如在N2+3H22NH3这个可逆反应中，达到一个平衡后，对这个体系进行加压，比如压强增加为原来的两倍，这时旧的平衡要被打破，平衡向体积缩小的方向移动，即在本反应中向正反应方向移动，建立新的平衡时，增加的压强即被减弱，不再是原平衡的两倍，但这种增加的压强不可能完全被消除，也不是与原平衡相同，而是处于这两者之间。

一、温度改变，对反应物转化率的影响

转化率：在一定条件下，可逆反应达化学平衡状态时，某一反应物消耗量占该反应物起始量的质量分数，叫该反应物的转化率。

任何反应都伴随着能量的变化，通常表现为放热或吸热，所以温度对化学平衡移动也有影响。

改变温度，若平衡向正方向移动，反应物的转化率增大；若平衡向逆方向移动，反应物的转化率减小。

1.对于焓增加反应，即吸热反应（H>0），升高温度，平衡向右移动；降低温度，平衡向左移动；

2.对于焓减小反应，即放热反应（H

（在改变温度情况下，平衡右移，反应物转化率提高，生成物转化率降低；左移则反之。）

这是因为在升温时，吸热反应比放热反应速率增加得快，降温时吸热反应比放热反应速率减小的多的缘故。

二、压强改变，对反应物转化率的影响

改变压强，若平衡向正方向移动，反应物的转化率增大；若平衡向逆方向移动，反应物的转化率减小。

例：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

此反应前后气体的体积（即物质的量）有改变，若减小容积，即加压，平衡向正方向移动，反应物N2和H2的转化率增大；若增大容积，即减压，平衡向逆方向移动，反应物N2和H2的转化率减小；若在恒温恒容下充入惰性气体，即压强增大，但对于N2，H2和NH3来说浓度没有改变，所以速率不变，平衡不移动，反应物的转化率也不变化。

例：H2(g)+I2(g)2HI(g)

此反应前后气体的体积（即物质的量）没有改变，无论是增大容积（减压）还是减小容积（增压），I2，H2和HI的浓度变化相同，速率变化也相同，平衡不移动，反应物I2，H2的转化率不变；若在恒温恒容下充入惰性气体，即压强增大，但对于I2，H2和HI来说浓度没有改变，所以速率不变，平衡不移动，反应物的转化率也不变化。

在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，都可以使化学平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。

三、加入反应物，对反应物转化率的影响

在恒温恒容下：

1.若只有一种反应物时，加入反应物，相当加压；减小反应物，相当减压，平衡的移动依据勒夏特列原理分析即可。

例:aA(g)bB(g)+dD(g)

在恒容下，加入A，开始平衡向正方向移动，但达到的新平衡点与原平衡点比较：

若a=b+d，新平衡与原平衡等效，A的转化率不变。

若a>b+d，新平衡向正方向移动，A的转化率增大。

若a

2.若反应物有多种时

例：mA(g)+Nb(g)pC(g)+qD(g)

(1)若增大A的量，平衡向正方向移动，B的转化率增大，A的转化率减小；若增大B的量，平衡向正方向移动，A的转化率增大，B的转化率减小。

(2)若按原比例同倍数增加A和B的量，相当在加压，

若m+n=p+q时，新平衡与原平衡等效，A和B的转化率不变。

若m+n>p+q时，新平衡向正方向移动，A和B的转化率增大。

若m+n

(3)若A和B的量不按原比例加入，分析何者增大倍数较大，则相当单独加入了这一物质，同a分析即可。

例：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

原充入量 1mol 4mol

达平衡后

又加入

1mol 1mol

增加倍数

1倍

1/4倍

经分析相当只加入了N2，则H2的转化率上升，N2的转化率降低。

通过不同条件下对反应物转化率的讨论，我们清楚平衡向正方向移动，反应物的转化率不一定升高。

四、化学平衡移动的应用

1.判断物质：由于压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断反应物或者生成物的状态。

2.判断系数：由于压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断方程式中反应物和生成物之间的计量系数的大小关系。

3.判断反应热：由温度的改变，根据平衡移动的方向，可以判断正反应或逆反应是放热还是吸热。

4.判断转化率：根据条件改变对化学平衡的影响，可以判断达到新的平衡时某反应物转化率的提高或降低。

研究化学平衡的目的并不是为了保持平衡状态不变，而是为了利用外部的条件的改变，使化学平衡向有利的方向移动。

关于化学平衡移动原理的应用范围和局限性，学生应明确：

1.平衡移动原理对所有的动态平衡都适用，为以后将要学习的电离平衡、水解平衡作铺垫；

2.平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向，但不能用来判断建立新平衡所需要的时间，所以学生在应用原理时应注意原理的适用范围。

参考文献

[1]魏光，林银钟，陈鸿博.论现代化学定义及其原则宗旨[J].化学通报，1997(7).

[2]经怀德.化学平衡中的哲学原理[J].合肥师范学院学报，2008(6).

篇2

关键词: 氯硅烷;二氯二氢硅;四氯化硅

二氯二氢硅又称为三氯硅烷、硅仿、硅氯仿。纯净的三氯氢硅是无色或微黄色的透明可燃液体,有强烈的刺激性。在空气中发生反应产生白色烟雾,遇水反应产生HCl气体,遇明火、高热时发生燃烧或爆炸,具有急性毒性不宜在现场长期存储。在现场回收二氯二氢硅不仅可以解决多晶硅生产成本问题,也可以有效地消除安全隐患,而反歧化提供了一个二氯二氢硅的有效回收途径

1 工艺过程简介

上述反应系在装有碱性大孔催化树脂床的歧化反应器中完成,反应达到平衡后二氯二氢硅的转化率很低,为了提高转化率,就必须打破这一平衡。其方法就是在歧化反应器中将未能参与反应的轻组分DCS移走,并及时地再次返回到歧化反应器中。而含有DCS、STC和TCS的混合液通过两级精馏进行分离。分离后以DCS为代表的轻组分返回歧化反应器中,反应产物TCS回用到还原装置中,作为生产多晶硅的原料。而以STC为代表的重组分作为反应物返回到歧化反应器中,参与下一阶段反应。如此不断的循环,平衡被不断地打破,反应向TCS一侧进行,从而达到DCS全部回收利用的目的.主反应和副反应如下:

主反应:

副反应:

2 结果与讨论

2.1 在特定床层压力情况下不同配比不同温度对二氯二氢硅转化率的影响

图1-3分别为恒温条件下二氯二氢硅进料比与二氯二氢硅转化率的关系图。从图中可以看出,在床层温度不变的条件下,随着二氯二氢硅进料比的升高,二氯二氢硅的转化率呈现逐渐上升的趋势,当进料比达到接近1:10时,二氯二氢硅的转化率在此温度下呈现极大值。综合比较图1-3可以看出在相同

配比情况下温度越高二氯二氢硅的转化率越高并在床层温度达到80℃下达到了极大值。这是因为在氯硅烷化学中,歧化反应涉及5种化合物:HSiCl3(TCS)、H2SiCl2(DCS)、SiCl4(STC)、H3SiCl(MCS)和SiH4(Silane或MS),这五种化合物有一个特性,就是在合适的催化剂作用下,氯原子和氢原子与硅原子所连接的化学键能够自由地打开,这样围绕硅原子的氯原子和氢原子可以互相转移,而转移平衡后形成的混合物之性质取决于氯原子和硅原子的比值(简称氯-硅比Cl/Si)。因此在特定床层压力下的氯-硅比越高二氯二氢硅的转化率也就越高,而特定催化剂温度越高活性越高打断氯硅键的能力越高。从图1-5同样能得出上述的结论。

3 结论

在特定催化剂作用下采用固定床的方法,在压力0.9MPa(G)、温度80℃范围内可以最大限度的消耗二氯二氢硅。在压力不变的条件下,随着床层温度的升高,二氯二氢硅的消耗量增大。在温度不变的条件下,随着二氯二氢硅配比的升高,二氯二氢硅的转化率增大。当反应压力0.9MPa(G)、床层温度80℃时,配料比为1:10时(质量比)二氯二氢硅的转化率达到极大值99.98%。

篇3

摘要：

酚类化合物是羟基与苯环上的碳原子直接相连的芳烃，苯酚类产品源于石油，产量大，价格低廉，其苯环经加氢后可生成相应的环己酮或环己醇类衍生物被广泛应用，所以对于酚类化合物催化加氢具有非常深远的意义．本文作者分别对苯酚、烷基苯酚、氨基苯酚、对苯二酚的催化加氢的研究进展进行了综述，对酚类化合物加氢催化剂的研究方向进行了展望．

关键词：

酚类化合物；催化加氢；催化剂

酚类化合物是由羟基与苯环直接相连的一类芳烃化合物（例如苯酚、烷基苯酚、氨基苯酚、对苯二酚等）．对其苯环进行催化加氢处理后可生成相应的环己酮或环己醇类化合物，它们均是非常重要的有机合成中间体，被广泛应用于医药、香料、化妆品和新型材料等领域．由于苯酚类产品来源于石油，产量大，价格低廉，催化加氢反应后其附加值将大大增加．所以研究酚类化合物的催化加氢合成环己醇化合物的方法在化学工业中具有重要意义．加氢催化剂能够改变苯酚类化合物加氢反应的反应速率，提高其转化率、选择性．研究一种催化活性高、选择性强、制作方便、使用量少、能够反复再生、寿命长的新型催化剂对于酚类化合物的催化加氢反应尤为重要．

1苯酚催化加氢

苯酚经过催化加氢生成环己醇．环己醇是一种重要的化工原料中间体，是生产己二酸、己内酰胺、尼龙66、乙烯树脂漆等产品的重要原料；环己醇还用于合成洗涤剂中作乳液的稳定剂，在涂料中作为油漆的溶剂，染料的溶剂和漂煮的助剂［1］．因此，环己醇的合成在化学工业中备受关注，传统的环己醇合成方法有环己烷氧化法、环己烯直接水合法．苯酚催化加氢的方法具有操作简单等优点．苯酚是石油化工产品中重要的副产物，也是煤焦油产品中的重要馏分［2］，苯酚产量逐年上升，苯酚催化加氢合成环己醇实现了对苯酚的综合利用，大大提高了其附加值．项益智等［3］提出在RaneyNi催化剂的作用下，将甲醇水相重整制氢反应产生的氢气原位应用于苯酚加氢反应，实现了水相重整制氢和液相催化加氢两个反应的耦合，制氢和加氢在同一个反应器中进行，得到了一种新的苯酚液相原位催化加氢法．该方法简化了工艺、降低了生产成本．苯酚液相原位氢化的反应网络图如图1所示．甲醇水相重整制氢过程的化学反应方程式（1）和在醇类溶剂中发生的苯酚液相催化加氢反应化学方程式（2）、（3）相比较，发现甲醇水相重整制氢过程与苯酚液相催化氢化过程具备良好的耦合条件：这两种反应使用相同类型的催化剂（RaneyNi、Pt／Al2O3、Pd／Al2O3等），反应温度和压力相近，且均在液相进行．甲醇和水不仅仅是制氢过程的两种原料，甲醇还可以作为催化加氢反应的溶剂；水相重整制氢过程的产物氢气，又成了苯酚催化加氢反应的原料．将这两反应进行耦合，获得了一种新的苯酚液相催化氢化体系（原位催化加氢法）；如化学方程式（4）、（5）所示．日本产业技术综合研究所超临界流体研究中心成功开发了采用超临界CO2为萃取溶剂，在反应温度55℃的条件下，以超临界CO2为萃取溶剂，利用负载型铑催化剂，催化苯酚加氢的转化率达100％，对环己醇和环己酮生成比例进行控制，可对二氧化碳和氢气的压力进行调节．由于反应温度不高，可有效提高催化剂寿命，且重复性非常好．ADKINS等［4］采用负载型Ni／硅藻土催化剂催化苯酚加氢，在120～150℃、高压条件下，短时间内苯酚即可加氢生成环己醇，但其重复性较差；SASA等［4］通过甲酸镍在联苯醚和联苯溶液中分解制备镍催化剂，与上述负载型Ni／硅藻土催化剂相比，其催化活性更高，还可以重复使用6次．朱俊华等［5］采用等体积浸渍法制负载型Pd催化剂，分别以γ－Al2O3、MgO和镁铝水滑石（HT）为载体，并考察它们对于苯酚催化加氢的影响．实验结果发现，在反应温度130℃条件下，催化苯酚加氢，Pd／Al2O3活性最强．从中表明，合适的载体会使催化剂活性组分分布更均匀，而且较大的孔径，会使活性组分含量增加，有利于氢和苯酚在催化剂表面吸附反应．刘会贞等［6］采用普通的商业负载型Pd催化剂和路易斯酸（如Al2O3）协同催化苯酚加氢，在30℃、1．0MPa氢气条件下，苯酚转化率和环己酮选择性均大于99．9％．还研究了在超临界CO2中进行苯酚加氢，研究表明反应效率还可大幅度提高．刘建良等［7］以水滑石（HT）为载体，采用还原浸渍法制备了负载型Pd－Ce－B／HT催化剂，并考察了该催化剂对液相苯酚选择性加氢的活性．在反应温度120℃、1．0MPa氢气条件下，苯酚的转化率和环己酮的选择性分别达82．0％和80．3％．并与Pd－Ce－B／Al2O3，Pd－Ce－B／MgO和Pd－Ce－B／SiO2相比，Pd－Ce－B／HT催化剂具有高活性和高环己酮选择性．张聪［8］介绍了几种传统的苯酚加氢催化剂，包括负载型Ni催化剂、负载型Pb催化剂以及非晶态合金负载型催化剂．并分析了这些传统催化剂的优缺点，过渡金属负载型催化剂可以方便地与产物分离并循环使用，但在使用过程中容易烧结，造成催化剂活性降低，而且反应过程受传质的影响较大．还分析了离子液体在催化加氢过程中的诸多优势，作为一种催化介质或催化剂，比传统的催化过程展示出较好的效果．

2烷基苯酚催化加氢

烷基苯酚经过催化加氢生成烷基环己醇．烷基环己醇是合成香料和香水的重要中间体［9］，例如对叔丁基环己醇是用于合成香料、医药和农药的重要中间体，尤其顺式（cis）异构体应用最为广泛［10］．而正烷基环己醇则是制备液晶的重要中间体．贺等［11］制备的高活性Pd（10％）／C催化剂，用于烷基苯酚加氢制烷基环己醇（酮）．还原态的金属Pd非常不稳定，在常温下极易自燃［12］．因此催化剂采用液相还原，以K2CO3为水解沉淀剂，HCHO和CH3OH混合溶液为还原剂，液相还原．运用两种方法进行还原，先水解后还原和水解还原一步进行，在氢气压力1．5MPa，温度160～170℃下，反应13～15h，前一种方法催化剂活性为67．37％，后一种方法催化剂活性为89．34％．显而易见，水解还原一步进行的效果较好．作者还进行了失活催化剂的再生研究，经乙酸清洗处理和CO2加热吹扫结合的方法，再进行氢气还原，可以恢复原催化剂活性的77％．NISHIMURA等［4］研究了3－甲基苯酚催化加氢生成3－甲基环己醇的过程，研究表明，以钌氢氧化物为催化剂，异丙醇为溶剂，在温度80℃、氢气压力5～10MPa条件下，反应3h，3－甲基苯酚转化率高达100％，目标产物的选择性亦高达100％．OTTE等［13］以浸渍法制得Pd（0．5％）／Al2O3催化剂，利用流动床反应器催化对叔丁基苯酚加氢制备顺式（cis）对叔丁基环己醇，在200℃、3MPa条件下，cis和trans异构体收率分别为28．1％和65．4％．ROBER［14］制备的Rh／TiO2催化剂，在98℃、1．6MPa条件下，以环己烷为溶剂，反应135min，对叔丁基环己醇收率达到98％，cis和trans异构体选择性分别为81．9％和15．9％．住友公司采用Rh（5％）／C催化剂，以异丙醇为溶剂，对对叔丁基苯酚进行催化加氢．在温度为60℃、压力为5MPa时，反应1．75h，对叔丁基环己醇收率为93．4％，其中顺式（cis）和反式（trans）物质的量之比为89．9∶10．1．熊前政等［10］采用对叔丁基苯酚做为原料，研究对比了RaneyNi、Pa／C、Pa／Al2O3、Pt／C等催化剂液相催化加氢合成对叔丁基环己醇的性能．在反应温度110～130℃，反应压力5MPa条件，反应一定时间后，对叔丁基苯酚的转化率达100％，对叔丁基环己醇收率为98％，顺式对叔丁基环己醇选择性约75％．RaneyNi具有良好的转化率和顺式异构体选择性，经催化剂回收重复试验，发现催化剂重复使用5次后，其活性并未明显下降．

3氨基苯酚催化加氢

反－4－氨基环己醇是合成盐酸氨溴索原料药的一个重要中间体［15－16］，盐酸氨溴索是一种治疗急性、慢性呼吸道疾病的药，由于其独特的治疗效果及副作用小而被广泛应用，是目前世界上治疗呼吸道疾病的首选良药［17］．文献报道的反－4－氨基环己醇合成方法是对乙酰氨基苯酚（扑热息痛）催化加氢，采用硅胶色谱柱层析分离法［18］，进行顺反异构分离和酰胺还原．BACHILLER－BAEZA等［19］采用负载钌催化剂催化对乙酰氨基苯酚（扑热息痛）加氢，载体分别采用Al2O3、SiO2和活性炭．在高压釜中进行液相加氢反应，反应温度为120℃，氢气压力5MPa，乙醇为溶剂，反应100min．Ru／Al2O3和Ru／SiO2催化剂活性较高，顺（反）－对乙酰氨基环己醇选择性都为99％，而Ru／Al2O3对于反－对乙酰氨基环己醇选择性为53％．ASEDEGBEGA－NIETO等［20］研究了两种系列的双金属催化剂对对乙酰氨基苯酚（扑热息痛）催化加氢．以高表面积石墨作为催化剂载体，采用共浸渍法按不同比例含量将Ru－Cu和Ni－Cu负载于高表面积石墨上，将Ru－Cu在400℃下进行氢气还原，Ni－Cu在350℃下进行氢气还原．在高压釜中进行液相加氢还原，在反应温度为120℃，氢气压力为5MPa条件下，乙醇为溶剂，反应100min．

4对苯二酚催化加氢

环己二醇类化合物分子结构为两个羟基和一个六元环，具有较为活泼的化学性质，可进行氧化、脱氢、取代、加成等单元反应生成系列衍生物，在精细化工领域应用广泛［21］．其中1，4－环己二醇是重要的医药中间体和新型材料单体：它是抗癌药、HMG－CoA还原酶、GpⅡb／Ⅲa拮抗剂、肌醇磷酸酯抑制剂、琥珀酰磺胺噻唑、苯并三唑类药物的重要中间体，光谱纯的1，4－环己二醇还用于合成新材料如：液晶材料、有机电材料、生物控制器标识物等关键原料之一［22－23］．目前国内该产品生产较少，高纯的顺式和反式1，4－环己二醇生产和光谱纯1，4－环己二醇的年需求量均在数千吨［24］．所以研究1，4－环己二醇的合成方法具有重要意义．一般通过催化对苯二酚加氢合成1，4－环己二醇，由于苯环的存在，芳香族化合物中碳碳键既不是单键也不是双键，而是介于两者之间［25］，它的加氢要比一般烯烃、炔烃难．且存在反应时间长，选择性低，催化剂易失活等缺点［26］．王洪军等［27］分别研究了Pt／C、Pd／C、Ru／C、Rh／C和RaneyNi几种催化剂催化对苯二酚加氢制1，4－环己二醇反应性能，在相同的反应条件下，Ru／C催化剂对应的转化率最高，达到96．9％，1，4－环己二醇的选择性为69．9％．该课题组［28］还考察了在超临界CO2介质中，Pt／C、Pd／C、Ru／C和Rh／C几种催化剂对对苯二酚加氢制1，4－环己二醇反应的活性和选择性的影响．发现Ru／C催化剂催化活性最高，对苯二酚的转化率为94．7％，1，4－环己二醇的选择性也达到了65．8％．孙亮等［29］以浸渍法制得负载型纳米Ru－Rh／AC催化剂，并用于催化对苯二酚加氢制1，4－环己二醇．反应温度为80℃，压力为1．0MPa时，以异丙醇为溶剂，反应1h，对苯二酚全部转化，1，4－环己二醇的选择性高达95．5％．将Ru－Rh／AC催化剂连续使用5次，活性无下降，但1，4－环己二醇的选择性略有降低．安华娟等［30］以Raney－Ni催化剂，氢气压力为6．0MPa条件下制备1，4－环己二醇，其转化率为99．9％，但其氢气压力过高，反应条件苛刻，对反应设备要求过高．李贵贤等［31－32］对Ru／NaY催化剂催化对苯二酚液相加氢制1，4－环己二醇进行了深入研究．在氢气压力为3．5MPa、反应温度为150℃、以乙醇为溶剂，反应时间3h，对苯二酚的转化率为99．6％，1，4－环己二醇的选择性为77．3％．经添加碱土金属改性，制得的Ru－Sr／NaY催化剂性能进一步提高，在相同的条件下，对苯二酚的转化率达99．8％，目标产物的选择性达到了89．6％．该课题组［33］还以天然矿物埃洛石纳米管（HNTs）为载体，采用浸渍沉淀法制备了Ru／HNTs催化剂，并考察了其催化对苯二酚液相加氢制1，4－环己二醇的反应性能，在反应压力为3．5MPa，反应温度为150℃，反应时间为3h的条件下，转化率可达65．8％，选择性约为40％．KOMACHI［34］采用碘化钐为还原剂，一定的条件下，在50％的强碱溶液（KOH、NaOH）中对对苯二酚进行还原制1，4－环己二醇．此方法具有很大的弊端，还原剂碘化钐价格极为昂贵，成本较高，无法进行产业化应用．CRAWFORD［35］以W－7雷尼镍为催化剂和以50％的NaOH为反应介质作用下，催化对苯二酚加氢生成1，4－环己二醇，然后将其继续进行氧化生成7，7，8，8－四氰基对苯二醌二甲烷．该工艺中使用的W－7雷尼镍催化剂极易自燃，因此将其保存在乙醇或水中．

5结语

芳环因具有特殊双键，难以发生不饱和键的加氢反应．所以反应条件十分苛刻，并且伴随很多副产物生成．为了降低反应苛刻程度，提高酚类化合物加氢的转化率和目标产物的选择性，研究开发一种新型绿色可重复使用的加氢催化剂迫在眉睫．负载型催化剂因其独特的物相结构，且可以回收利用，具有非常好的工业应用前景，而贵金属催化剂具有活性组分高利用率，生产方法简单，反应条件温和等优点．因此，开发择形催化能力强、比表面积大、原子利用率高的负载型贵金属催化剂变得尤为重要．此外，双金属和多金属负载型催化剂通过双金属作用，能够显著改善催化剂的性能，提高反应转化率和目标产物的选择性，还可以大幅度降低催化剂成本，因而也是在该领域的一个突破口．

参考文献：

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篇4

【关键词】 硫酸铝晶体 硫酸铜晶体 硫酸亚铁晶体 邻苯二甲酸二丁酯 正丁醇 酯化 邻苯二甲酸酐

1 前言

邻苯二甲酸二丁酯（DBP）主要用于聚氯乙烯，硝化纤维等塑料中作增塑剂。随着合成材料的发展，增塑剂的品种和产量不断增加，例如还有柠檬酸三丁酯[1]和邻苯二甲酸二辛酯[2]（DOP）等，虽然邻苯二甲酸二丁酯与DOP被发现有毒性较大的特点，现在已在许多国家禁止用于食品行业，但在其它行业邻苯二甲酸二丁酯仍占很大优势。

目前国内外合成邻苯二甲酸二丁酯的方法众多，有固体超强酸SO42—/ZrO2[3]，SO42—/TiO2[3]，SnO氧化物等多种酯化催化剂，还有文献报道固体超强酸SO42—/ZrO2-TiO2代替硫酸作合成邻苯二甲酸二丁酯（DBP）但反应时间长，不利于提高生产效率。另外有相转移催化合成邻苯二甲酸二丁酯（DBP）的研究报告，在无水条件下，苯酐与正丁醇反应生成单丁酯，经碱中和再与正溴丁烷在相转移催化剂催化下酯化，这种方法产率可达95%，但反应操作比较繁琐。

无机硫酸盐对此类酯化反应有催化作用[1]，而且价格便宜，易得，无污染等特点，还可以耐一定的高温，因而又可以用于高沸点酯的和成。本文介绍无机硫酸盐催化合成沸点达340℃的增塑剂DBP，取得较满意的结果。

2 反应原理

邻苯二甲酸酐与正丁醇的酯化反应分两步进行，第一步是单酯的形成，这是属二级不可逆反应，其反应速度快，转化率可达100%。第二步由单丁酯进一步与正丁醇反应生成DBP。此步反应为可逆反应，为防止可逆，采用分水器不断移去生成水及适当增加正丁醇浓度使反应向酯化反应方向进行。第二步中的催化剂是无机硫酸盐。

3 实验部分

3.1 实验试剂

邻苯二甲酸二丁酯（A.R.级），邻苯二甲酸酐、MgSO4、正丁醇、NaCl、CuSO4·5H2O、NaHCO3、Al2（SO4）3·12H2O、FeSO4·7H2 O（均为C.P.级）

3.2 实验方法

（1）在装有温度计，冷凝管，分水器（装有饱和食盐水）的三颈瓶中，投入经计量的邻苯二甲酸酐、正丁醇、催化剂，放在加热搅拌器的套子中。

（2）打开加热搅拌器，控制回流温度和反应时间，反应不断计量分水量，记录数据。反应结束后温度控制在70℃以下，移入漏斗，滤出催化剂，再移入分液漏斗，用5%的碳酸氢钠中和，然后用少量的饱和食盐水溶液洗涤，分出有机相，减压蒸馏，收集180℃—190℃/1.333kPa馏分。

3.3 分析鉴定

（1）转化率C=（V2—V2·7%）/V1×100%（其中V1：理论分水量（ml）V2：实际分水量（ml）V2·7%：分出水中所含正丁醇量（ml））；

（2）物理常数沸点折光率的测定。

4 结果与讨论

4.1 选择理想的催化剂

以醇与酸酐的比为4.0：1.0（摩尔比），催化剂的用量为前者总量的2.0%（质量百分含量），反应时间为4个小时，反应温度控制在120℃—130℃之间，分别选择FeSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、Al2（SO4）3·12H2O作催化剂，转化率分别为51.7%、68.5%以及76.11%。硫酸铝晶体的催化效果最好。

4.2 以硫酸铝作催化剂考察各种影响因素

4.2.1 醇酐比对转化率的影响

反应温度控制在120℃—130℃，催化剂的用量为2.0%，反应时间为4小时。分别选择醇酐比2.5：1.0、3.0：1.0、3.5：1.0、4.0∶1.0、5.0：1.0；转化率分别为54.7%、70.5%、73.1%、76.11%、72.8%。醇酐比控制在4.0：1.0（mol）为宜。

4.2.2 催化剂用量对转化率的影响

在醇酐的比为4.0：1.0，反应温度控制在120℃—130℃，反应时间为4小时，分别选择催化剂用量比为0.8%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%，转化率分别为51.3%、72.7%、76.11%、76.3%、77.2%。选择2.0%的催化剂的量为宜。

4.2.3 反应时间对转化率的影响

在醇酐的比为4：1，反应温度控制在120℃—130℃之间，催化剂的用量为2.0%的条件下，改变其反应时间，选择反应时间为2.5h、3.0h、3.5h、4.0 h、4.5h。转化率为70.7%、73.1%、74.2%、76.11%、76.4%。反应时间选择为3.5小时到4.0个小时为宜。

4.2.4 反应温度对转化率的影响

在醇酐的比为4：1，催化剂的用量为2.0%，反应温度控制其变化的大小范围为5℃，从115℃到140℃之间分成五段，转化率分别65.3%、75.8%、76.11%、74.7%、73.9%。反应温度选120℃—130℃为宜。

4.3 合成样品的检测

合成DBP样品密度、折光率、沸点多次质量指标检测，基本合理，当然有一定的偏差是由于在操作中提纯工艺比较简单，故很难达到要求。

5 结语

（1）硫酸盐对DBP合成都有催化作用，硫酸铝晶体的催化效果要好一些。

（2）合成DBP最佳工艺条件是：醇酐的比为4.0：1.0，催化剂用量为2.0%（质量百分含量），反应时间3.5到4.0个小时，反应温度控制在120℃到130℃之间，其转化率达到76%以上。

参考文献

[1]朱万仁.黄铁矾催化合成柠檬酸二丁酯的研究.中国标准出版社，2002.02，24（1），49-50.

篇5

【关键词】乙炔法；转化率；双乙烯基二乙二醇醚

The Preparation of the Di-ethylene Glycol Divinyl Ether

JIANG Wei1 TIAN Yan2 LIU Yan-jie3

（1.College of Materials Science & Engineering， Jilin Institute of Chemical Technology， Jilin Jilin 132022，China；

2.Jilin ChuoFeng Liuji Diesel Manufacture Co.Ltd Jilin Jilin 132200，China；

3.College of Chemical & Biological Engineering， Jilin Institute of Chemical Technology， Jilin Jilin 132022，China）

【Abstract】Di-ethylene glycol divinyl ether was synthesized with K as catalyst. The influence of reaction condition were studied. The results indicated that the most suitable condition is as follows： K as the catalyst with 8%， reaction time was about 8h， reaction temperature was 175℃， the conversion rate of reaction was 60%.

【Key words】Carbide France； Conversion rate； Di-ethylene glycol divinyl ether

单乙烯基二乙二醇醚的合成[1]作者曾做过研究探索，从结构上讲，双乙烯基醚二乙二醇醚（又称二乙二醇二乙烯基醚/二甘醇二乙烯基醚）更有优势，同时具有三个醚键和两个双键，具有非常独特的使用性能，是重要的有机合成中间体和功能性聚合单体，它的均聚物和共聚物被广泛地应用于粘合剂、涂料、剂、增塑剂、杀虫剂和表面保护材料等许多领域[2]。国内在二甘醇二乙烯基醚合成方面的研究起步较晚，至今还未实现工业化生产，鲜见相关的研究报道，市售产品都是国外进口分装[3]。目前世界上只有德国BASF公司、美国ISP公司和日本丸善石油化工公司生产二甘醇二乙烯基醚，其制备方法大多都申请了专利来加以保护[4]。

本实验对双乙烯基二乙二醇醚的合成工艺条件进行了探讨，得出了较适宜的工艺条件。

1 实验部分

1.1 实验药品及仪器

二甘醇，碳化钙，乙炔气，金属钾，均为市售，分析纯；氮气，工业纯；四口烧瓶，搅拌器，恒温电热套，循环水式真空泵等。

1.2 实验步骤

将用石蜡液封的钾金属取出，迅速用小刀将块状钾金属切成小块颗粒，然后将二甘醇倒入四口烧瓶中，通入氮气加以保护，加热至120℃，待钾金属全部溶解，同时向溶液中通入乙炔气体，控制温度在175℃～180℃左右，反应时间在8h左右。所得产物经过经过减压蒸馏，得到无色透明液体。

2 结果与讨论

2.1 反应时间对转化率的影响

乙炔法制备双乙烯基二乙二醇醚的是一个有机合成过程，通常需要较长的反应时间，固定其他反应条件，考察不同的反应时间对转化率的影响，结果如图1、表1所示。

图 1 反应时间对二甘醇转化率的影响

表1 反应时间对二甘醇的转化率的影响

由图1、表1可知，反应时间越长，二甘醇的转化率越高，但是时间太长，二甘醇的转化率的增加逐渐不明显且趋于平稳，考虑到工业生产要求既能达到较高的转化率，又能达到一定节省能源的目的，选用8h为最佳的反应时间。

2.2 反应温度对转化率的影响

双乙烯基二乙二醇醚的沸点为198℃-199℃，因此反应温度不宜过高，以免双乙烯基二乙二醇醚蒸发。反应时间为8h，以KOH为催化剂，用量为12g，乙炔流量40mL/min时，考察反应温度对转化率的影响，得出结果如表2所示。

表 2 反应温度对二甘醇转化率的影响

由表2可知，当其它条件确定时，温度在155℃以下，二甘醇的转化率极低，当温度从160℃上升到175℃的期间，二甘醇的转化率显著提高，当温度超过175℃以后，二甘醇的转化率提高不明显。所以确定最佳反应温度为175℃。

2.3 催化剂种类和用量对转化率的影响

实验中选用K和KOH两种催化剂，在确定其它条件（5h/160℃）的同时，固定催化剂用量，所得的二甘醇转化率的结果如下图2所示。

图2 催化剂的用量对二甘醇的转化率的影响

由图2可知，两种催化剂的催化效果相当，K金属的催化效果比KOH略好一些，这是因为K金属比较活泼，催化效果好，而用K金属作为催化剂的缺点是比较危险，操作稍有不慎就会引起爆炸，但是如果严格按照实验操作要求操作，K金属仍然是制备双乙烯基二乙二醇醚比较理想的催化剂。

当催化剂用量小于12g时，二甘醇的转化率随催化剂的用量的增多有明显的提高，而当催化剂大于12g以后，催化剂的催化效果基本不变，因此选择的催化剂的最佳用量为12g（约为8%）。

2.4 乙炔流量对转化率的影响

最佳的乙炔的通入流量，即节省能源又能使乙炔与二甘醇充分反应的前提下得到一个满意的转化率，乙炔气体流量对二甘醇转化率的影响，实验结果如表3所示。

由表3 可知，乙炔流量小于40mL/min时，二甘醇的转化率随着乙炔的通入流量增大而增大，当乙炔流量大于40mL/min以后，二甘醇的转化率却突然降低，这是因为乙炔通入流量过大时，乙炔进入液体的初始速度过大，导致乙炔在二甘醇中的停留时间过短，缩短了乙炔和二甘醇的反应时间，因此最佳乙炔流量为40mL/min。

表3 乙炔气体流量对甘醇转化率的影响

3 结论

影响二甘醇转化率的条件是：反应温度，反应时间以催化剂的用量及乙炔流量，通过实验得到制备双乙烯基二乙二醇醚的最适宜的条件为：二甘醇300mL，K金属12g（约8%），反应温度175℃，反应时间为8h，乙炔流量为40mL/min，双乙烯基二乙二醇醚的转化率可达60%以上。

【参考文献】

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篇6

关键词：Al掺杂；染料敏化太阳能电池；XRD；SEM；TEM；UV-ViS

引言

太阳光发电，作为无穷的，完全清洁的能源，近年来越来越受到人们的重视，目前，得到广泛应用的太阳能电池几乎均采用硅材料。为降低成本节省昂贵高纯硅材料，进行了电化学薄膜等方面尝试。其中一个重要方面将一种窄禁带得到半导体材料修饰，把之装到另一种宽带隙半导体上形成染料敏化太阳能电池[1]

这种电池的优点是可将吸收太阳光产生激发态电子区域与电荷传递区域从而减小复合，提高光电转化率。

SnO2是一种非常重要的半导体材料，廉价，完全稳定，它的带隙是3.6eV。

90年代以来人们一直在探索制备高表面的SnO2薄膜方法，并用光敏化剂对其修饰提高光电转换率。这种电池就是纳米二氧化锡以及铝离子掺杂染料敏化太阳能电池。

铝离子掺杂二氧化锡染料敏化太阳能电池的研究，主要是通过掺九水硝酸铝来提供铝离子，从而比较不同掺杂浓度对电池光电因素与性能的影响。

这样我们通过制备11种不同比例的Al掺杂SnO2纳米浆料作为只改变光阳极，来研究电池的性能与表征。因此只讨论制备光阳极。实验方法如下：

每次称取21.04克SnCl4・5H2O，做11个样品。掺杂九水硝酸铝，掺杂摩尔比是：Al（NO3）3・9H2O：SnCl4・5H2O，从未掺杂到掺杂。未掺杂-0.5%-1%-1.5%-2%-2.5%-3%-3.5%-4%-4.5%-5%- 物质的质量比，称量后再用量筒量取90ml去离子水与30ml无水乙醇倒入同一只烧杯，放在磁力搅拌器上搅拌，直到变成溶液，把溶液装入三只聚四氟乙烯密封瓶里，放入反应釜，然后放入电热鼓风干燥箱，经过12小时，温度180℃后，得到白色的物质，这些物质经离心机分离提纯得到掺Al的SnO2，把这些粉体加热蒸发掉水与酒精最后得到干燥纳米二氧化锡粉体，收集。收集粉体时，由于每次掺杂量不同，研钵都要用酒精洗干净备用。

1 制备二氧化锡纳米浆料

每次称取相同的纳米粉体1g，把粉末放入干净的烧杯中，向烧杯里倒入90ml酒精，磁力搅拌器搅拌10钟，然后加入乙基纤维素0.34g，10分钟后加入松油醇1.2g，接着加热，温度在乙醇沸点以上。

加质量比为：松油醇：乙基纤维素：二氧化锡=3.5：1：3最后得到糊状的膏药。

2 制备染料敏化太阳能电池

把制备的浆料通过丝网印刷到导电玻璃上，然后放到马弗炉里烧结7小时，拿出，用吹风机吹掉玻璃表面的灰尘，然后放到N719染料盒里泡12小时，取出用酒精冲洗干净表面没有粘附的染料，这样光阳极就做好了，下一步就是做对电极：滴涂氯铂酸到导电玻璃上经马弗炉烧结得铂对电极，然后把光阳极与对电极错开叠放，用两只夹子夹住，这样染料敏化太阳能电池就做成了。

3 测试光电转换效率

把制得的电池放到测试光电转化率仪器上进行测试，这样开路电压、短路电流、填充因子等参数就显示出来了一素列数据，如开路电压，短路电流、填充因子，平均功率等。通过铝掺杂的I-V曲线，UV-VIS曲线的研究发现掺杂对光电转化率的影响成抛物线形，2%铝掺杂光电转化率最高，因此说适量的铝掺杂确实提高了基于二氧化锡染料敏化太阳能电池的光电转化效率。最高的光电转化率4号电池的I-V曲线如图1。

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篇7

关键词：曲酸；米曲霉；发酵条件

中图分类号：TQ925 文献标识码：A 文章编号：1003-4374（2016）06-0025-05

Abstract：【Objective】 In order to optimize the fermentation conditions for producing kojic acid by aspergillus oryzae， and improve production efficiency， in this paper， the fermentation conditions for production of kojic acid by Aspergillus oryzae GIM3.423 have been studied. 【Method】 Shaking flask fermentation was optimized by using single factors test.【Conclusion】The optimum conditions were identified as follow： temperature 30℃，liquid-loading capacity 60mL/250mL，revolution fermentation yield was improved.

Key words：kojic acid；aspergillus oryzae；fermentation condition

曲酸（Kojic acid），化学名为5-羟基-2-羟甲基-1，4-吡喃酮，是一种重要的微生物合成有机酸，存在于酱油、豆瓣酱、酒类的酿造中，在许多以曲霉发酵的发酵产品中都可以检测到曲酸的存在。曲酸具有抗菌、抑菌，抑制酪氨酸酶活性，螯合金属离子，抗细胞增殖，增强免疫细胞活力，清除自由基等生物活性[1-3]，被广泛地应用在食品、化妆品、农业等领域极具开发潜力和应用前景[4-5]。

随着曲酸及其衍生物的应用范围不断扩大，其市场需求也不断增加，提高曲酸的生产效率，降低生产成本成为当前的主要的研究课题。本文以曲酸产生菌米曲霉为菌种，以来源广的蔗糖为原料进行游离态发酵试验，研究并优化曲酸发酵工艺条件，以期提高曲酸转化率和生产效率，降低生产成本。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种 米曲霉（Aspergillus oryzae）GIM3.423，购于广州微生物研究所微生物菌种保藏中心。

1.1.2 培养基 种子培养基（g/L）：蔗糖100，酵母膏6，KH2PO4 5，MgSO4・7 H2O 0.5，吐温（-80）0.01，pH6.0，121℃湿热灭菌15min。

发酵培养基（g/L）：按照前期研究优化的培养基配比，蔗糖8%，酵母膏0.3%，乙醇2%，KH2PO4 0.1%，MgSO4・7 H2O 0.05%，KCl 0.05%，121℃湿热灭菌15min。

1.1.3 主要试剂 曲酸，AR，上海源叶生物科技有限公司；3，5-二硝基水杨酸，CP，中国湖州菱湖精细化厂；蔗糖，AR，国药化学试剂有限公司；乙醇，AR，天津市大茂化学试剂厂。

DNS试剂：分别称取DNS（3，5-二硝基水杨酸）10.00g，氢氧化钠16.00g，苯酚5.00g，酒石酸钾钠300.00g，依次加入到蒸馏水中溶解，定容到1000mL，避光保存一周，绘制葡萄糖标准曲线。

FeCl3显色剂：以浓度为0.1% FeCl3-HCl作为曲酸显色剂：准确称取10.000gFeCl3用蒸馏水溶解添加到1000mL容量瓶中，量取22.5mL浓盐酸缓慢加入到容量瓶中，以蒸馏水定容，摇匀，保存备用。

1.2 主要仪器

紫外可见分光光度（UV-2802H），尤尼柯（上海）仪器有限公司；全温度恒温培养振荡器ZHWY-Z11C，上海智诚分析仪器制造有限公司；低速大容量多管离心机LXJ-Ⅱ，成都欣宇实验设备有限公司；DELTA 320 pH计，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 发酵实验。

（1）孢子悬液的制备。将平展米曲霉GIM3.446接到PDF培养基上活化数次，使菌种活力完全恢复，无菌生理盐水（含有0.01%土温-80）将培养4天菌种的孢子冲洗下来，制成浓度为1.0×107个/mL的孢子悬液，4℃保存备用。

（2）种子培养。按4%的接种量接种将孢子悬液接种到50mL/250mL种子培养基中，30℃，200rap摇瓶培养24h。

（3）发酵培养。种子液按照10%的接种量接种到50mL/250mL发酵培养基中，30℃，200rap摇瓶培养12d检测残糖量、曲酸含量和生物量。

1.3.2 分析方法。

（1）孢子浓度的测定。血球计数板直接计数。

（2）曲酸含量的测定。采用FeCl3比色法测定发酵液中曲酸含量[2]。曲酸标准曲线的绘制：准确称取曲酸1g溶解于蒸馏水中，定容至1000mL，摇匀，制得浓度为1mg/mL的曲酸溶液。分别准确移取0.5mL～4.5mL溶液分别添加得到100mL的容量瓶中，分别加入2mL显色剂，蒸馏水定容至100mL，摇匀。以蒸馏水为空白对照，测定溶液在500nm波长下的吸光值（OD500），以OD500樽葑标，以曲酸含量（mg）为横坐标，根据测定结果绘制出标准曲线。如图1标准曲线方程为Y=0.0839x+0.0003（R2=0.9999）。

发酵液中曲酸含量的测定：发酵液经抽滤除掉菌体后，准确移取0.2～1mL滤液到100mL容量瓶中，加入FeCl3显色剂2mL，蒸馏水定容，摇匀，测定溶液在500nm波长下的吸光度（OD500），根据标准曲线计算曲酸含量。

（3）残糖的测定。发酵液残糖采用DNS方法测定[3]。

葡萄糖标准曲线的绘制：采用DNS显色法绘制葡萄糖的标准曲线，取6支25mL具塞刻度试管，分别加入0mL～1mL浓度为2mg/mL葡萄糖标准溶液、1mL～0mL蒸馏水和1.5m3，5-二硝基水杨酸溶液（DNS），摇匀，配成葡萄糖含量不同的反应液。将反应液在沸水浴中加热5min后取出，在自来水中迅速冷却至室温，用蒸馏水定容至25mL，摇匀后测定在540nm波长下的吸光值（OD540），以OD540为纵坐标，葡萄糖含量（mg）为横坐标，根据测定结果绘制标准曲线。如图2所示，Y=0.5466x+0.0269（R2=0.9947）。

发酵液残糖的测定：准确移取1mL发酵虑液到100mL容量瓶中，蒸馏水定容。取稀释液1mL到25mL具塞刻度试管中，后续操作同上。最后根据标准曲线计算出发酵液中残糖含量。

（4）生物量的测定。将分析滤纸放置于105℃下干燥至恒重，用于过滤发酵液。过滤结束后，用蒸馏水冲洗菌体3～4次，再将粘有菌体的滤纸放置于105℃下干燥至恒重，称量。根据前后质量差求得发酵液的生物量。

2 发酵条件优化

2.1 初始pH对曲酸产量和转化率的影响

按照优化后的培养基配比（见1.1.2）进行发酵试验，调节发酵初始pH为3、4、5、6、7进行发酵试验，研究不同初始pH对曲酸发酵的影响。

2.2 装液量对曲酸产量和转化率的影响

保持其他条件发酵条件不变，调节摇瓶装液量为20mL/250mL、40mL/250mL、60mL/250mL、80mL/250mL、100mL/250mL，M行发酵试验，研究不同装液量对曲酸发酵的影响。

2.3 种龄对曲酸产量和转化率的影响

保持其他条件发酵条件不变，调节用于接种的种子种龄分为6h、12h、18h、24h，接入到发酵培养基中进行发酵试验，研究不同种子的种龄对发酵的影响。

2.4 接种量对曲酸产量和转化率的影响

保持其他条件发酵条件不变，调节接种量为、6%、8%、10%、12%、14%，进行发酵试验，研究不同接种量对曲酸发酵的影响。

2.5 温度对曲酸产量和转化率的影响

保持其他条件发酵条件不变，调节发酵温度为28℃、30℃、32℃，进行发酵试验，研究不同接种量对曲酸发酵的影响。

2.6 摇床转速对曲酸产量和转化率的影响

保持其他条件发酵条件不变，调节摇床转速120rpm、160rpm、200rpm、240rpm，进行发酵试验，研究不同摇床转速对曲酸发酵的影响。

3 结果与分析

3.1 初始pH对曲酸产量和转化率的影响

发酵培养液的pH值是微生物发酵生产的一个重要参数，它对菌体的生长和产物的合成有很大的影响，微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围，而选择最适pH的原则是既有利于菌体的生长繁殖，又可以最大限度地获得高的产量。本实验考察了不同初始pH对曲酸合成的影响如图3。

图3实验结果显示，发酵培养基初始pH对整个发酵过程表现出比较显著的影响。首先，初始pH在较低的情况下对菌体的生长具有显著的抑制性，结果显示初始pH在3～4时，生物量维持在较低水平；当初始pH值4～6时，生物量随之急剧增加；当初始pH值6～7时，由于受到生长空间的限制，生物量维持在相对稳定的程度。其次，菌体的产酸能力和曲酸转化率也受到了初始pH的影响，较低的pH抑制了菌体生长的同时也抑制了曲酸的合成，当初始pH>4时，曲酸浓度和曲酸转化率随着pH值的增加同时增加，曲酸浓度最高可达14.31g/L，转化率提高至20.31%。故将初始pH值定为7较为适宜。

3.2 装液量对曲酸产量和转化率的影响

米曲霉发酵生产曲酸是一种液态深层好氧发酵，底物经微生物内部的氧化酶经过一系列的复杂转化生成产物，因此，氧气的供应在发酵过程中的作用就显得尤为重要，装液量对于菌体发酵的供氧具有重要的意义。

图4实验结果显示，装液量在20～40mL/250mL，较低的装液量有利于提高发酵液含氧量，同时发酵液的具有较强的流动剪切力，于是形成的菌丝体结构紧密，菌丝体的生长受到限制，具有较低的生物量，菌体的发酵能力相对较低，但是随着装液量的增加，生物量不断增加，发酵液中曲酸浓度也逐渐增加，装液量为60mL/250mL曲酸浓度和曲酸转化率达到最高，曲酸浓度为11.86g/L，转化率21.01%，之后随着装液量的增加，生物量继续增加，超过80mL/250mL以后由于受到缺氧的限制生物量也趋于平稳。结果表明，半缺氧的状态下有益于曲酸发酵。装液量为60mL/250mL较为适宜。

3.3 摇床转速对曲酸产量和转化率的影响

摇床震荡对微生物发酵具有多方面的影响，研究摇床转速对发酵生产具有十分重要的意义。从图5中可以看出，随着摇床转速的不断提高，发酵液的流动剪切力也不断增强导致菌丝体结构结实紧密，阻碍了。

菌丝体的生长，发酵液中的生物量随之持续下降。摇床转速在150～200转/min时，发酵液中的曲酸浓度和曲酸转化率与转速呈正相关，分别达到了14.91g/L和18.75%，当摇床转速超过200rap以后呈稳中有降的趋势，可能是由于生物量持续降低的缘故所致。综合分析，摇床转速控制在200rap较为适宜。

3.4 种龄对曲酸产量和转化率的影响

微生物生长随着生存环境的变化会出现周期性的变化，用于合成次级代谢产的微生物多在稳定期才发挥合成转化功能，而在进入稳定期之前微生物均要经历延滞期，在发酵工业中为了缩短延滞期，在进行微生物发酵之前首先对微生物进行种子扩大培养，使生物量获得迅速增殖。种子培养时间（种龄）过短，菌体浓度低，发酵前的延滞期长；种龄过长，菌体老化，酶活降低，生产效率低，因此选择合适的种龄对后期发酵生产具有很大的影响，本实验考察了不同种龄对发酵产酸的影响如图6。

微生物接入到种子液中进行培养扩增，在适应液体深层培养的环境的同时，生长繁殖到一定数量和并初步具备发酵能力之后接入到发酵培养基中进行发酵转化合成目的产物。用于发酵试验的种子液中微生物的数量和发酵性能与种龄具有直接的关系，同时对后续的发酵试验也具有一定的影响。

图6实验结果显示，随着种龄的增加发酵液生物量随之增加，转化率却逐渐降低，当种龄超过6h后生物量增加放。种龄为6h是曲酸浓度达到最高，最高可达14.21g/L，转化率为22.35%。综合分析，用于发酵菌种的种龄应控制在6h。

3.5 接种量对曲酸产量和转化率的影响

微生物在种子培养阶段获得充分的增殖后接入到发酵培养基中进行产物合成，接种量的多少直接影响到发酵液的生物量，因此采用较大的接种量能够有效缩短发酵周期，但是过高的接种量往往导致发酵液中生物量迅速增加，底物消耗过快，在营养物质急剧降低的同时菌体出现代谢放缓。

图7试验结果显示，随着接入到发酵培养基中种子液的增加，发酵液的生物量也随之增加，但是当接种量超过12%以后，由于受到空间的限制，最终生物量不在增加趋于恒定；但是发酵液中曲酸浓度和曲酸转化率随着接种量的增加却经历了先升后降的过程，接种量在6～10%曲酸浓度和曲酸转化率随之增加，最高分别达到了14.38g/L和21.51%。但是当接种量超过10%以后，由于微生物在消耗过多蔗糖用于合成自身结构物质的同时，也导致溶氧的降低，导致曲酸浓度和曲酸转化率的降低，故以10%接种量较为适宜。

3.6 温度对曲酸产量和转化率的影响

微生物发酵主要依靠生物酶的催化作用实现产物的合成，而温度对酶的活性具有显著的影响，稳定的发酵温度是保证发酵系统高效运作的重要保证。不同微生物具有不同的最适生长和代谢温度，只有在最适温度下，才能获得最大的发酵能力。

丝状真菌最适生长温度和产物合成温度一般是在28℃～34℃，种属之间存在较大的差异，即使是同一株菌的最适生长温度和目的产物合成温度也存在很大的差异。本实验考察了不同温度下米曲霉发酵产酸能力如图8。

根据图8实验结果显示，发酵温度为30℃时获得了较高的曲酸产量和较高的曲酸转化率，故本实验菌种最适的产酸温度为30℃，但是温度在32℃时，产生了更高的生物量，说明该菌株的最适生长温度高于30℃。为了在控制生物量的同时获得较高的曲酸产量，故将发酵温度控制在30℃较为适宜。

4 结论

微生物发酵需要合适的发酵条件，发酵液pH、发酵温度、装液量、摇床转速、接种量等，这些因素都将影响和制约整个发酵过程，本研究对米曲霉（Aspergillus oryzae）GIM3.423发酵蔗糖生产曲酸的工艺条件进行优化，通过试验确定了最佳的摇瓶发酵条件：发酵温度30℃，装液量60mL/250mL，摇床转速200r/min，种龄6h，接种量10%，发酵周期控制在13d，在此条件下，曲酸的转化率可达23.6%，大大提高了曲酸的发酵产率。

参考文献：

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[3]Ana Paula D.Rodrigues，Antonio Sergio C. Carvalho.Alberdan S. Santos，et al.Kojic acid，a secondary metabolite from Aspergillus sp.，acts as an inducer of macroPHage activation[J].Cell Biology International，2011，35：335-343.

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[5]董静，孟宪军.米曲霉UC6-90产曲酸的发酵培养基优化[J].食品研究与开发，2007，28（6）：52-56.

篇8

牛磺酸(Taurine)化学名称为2-氨基乙磺酸，分子式为H2NCH2CH2SO3H，是一种含硫的非蛋白质氨基酸，也是人体生长发育必需的一种β-硫氨基酸，不参与体内蛋白合成，在体内以游离状态存在。在许多生理机能中，牛磺酸起着非常重要的作用，包括胆酸形成、视网膜和神经发展、渗透调节、细胞中钙水平的调节以及免疫等。目前它被广泛应用于医药、食品添加剂、洗涤剂、荧光增白剂、pH缓冲剂等领域[1]，其应用市场前景十分广阔，仅从天然物中获取牛磺酸很难满足市场需求。文献报道的牛磺酸合成工艺多达10条[2]，目前，国内外多采用乙醇胺酯化法生产牛磺酸，该法包括酯化反应和磺化反应。但乙醇胺法生产牛磺酸存在反应时间过长和产率低等不足[3~5]。其原因在于磺化反应的反应进程比较缓慢，需要十几甚至二十几个小时才能达到反应平衡，且反应转化率较低。因此不断完善现行的生产工艺具有重要的经济意义和良好的社会效益。本文在前期研究的基础上[6]，用亚硫酸铵作为磺化剂，考察各因素对磺化反应的影响。并对牛磺酸的结晶条件进行了研究。与文献报道[6]相比，该工艺成本低，后续分离较容易。

2实验部分

2.1制备过程牛磺酸合成分两步进行(反应见式(1)和式(2))：第一步酯化反应，具体合成操作过程参见文献[6]，其乙醇胺的转化率达到98%以上。第二步磺化反应，在装有冷凝回流装置的250mL四口烧瓶中加入100mL煮沸过的蒸馏水，在搅拌状态下加入亚硫酸铵。待亚硫酸铵完全溶解后加入2-氨基乙醇硫酸酯，通入氨气形成保护，然后油浴加热到105℃，反应一定时间后，停止加热。反应液进行浓缩后，抽滤反应液，冷却结晶分离得到的固体即为牛磺酸粗品。

2.2溶解度和超溶解度的测定方法实验仪器与装置以及测定方法，见文献[7~11]。

2.3实验原料合成过程用原料：甲苯(AR，烟台市双双化工有限公司)，硫酸(AR，中国安徽宿州化学试剂有限公司)，硫代硫酸钠(AR，焦作市化工三厂)，碘(AR，天津市科密欧化学试剂有限公司)，可溶性淀粉(AR，北京红星化工厂)，乙醇胺、乙醇、碘化钾、硫酸铵(AR，天津市风船化学试剂科技有限公司)，亚硫酸铵(工业级，铜陵富德化工有限公司)结晶介稳定区测定用原料：溶解度作为基础热力学数据，必须要求具有较高的纯度，否则会对溶解度数据有所影响。实验所用牛磺酸纯品为分析纯(由郑州福润德生物科技发展有限公司生产)，2-氨基乙醇硫酸酯由第一步酯化反应制得，其粗品经乙醇水溶解，重结晶后得到，经热重分析其纯度可达99%以上，实验用水为实验室自制去离子二次蒸馏水。

2.4分析方法采用硫代硫酸钠返滴定法，通过分析体系中反应物亚硫酸铵的剩余含量来示踪反应进行程度和计算2-氨基乙醇硫酸酯的转化率。亚硫酸铵含量测定原理如下：配置三种溶液：(1)碘标准溶液；(2)碘标准溶液+一定量的2-氨基乙醇硫酸酯+一定量的牛磺酸；(3)碘标准溶液+一定量亚硫酸铵(碘标准液过量)。用硫代硫酸钠返滴定法进行分析，结果表明利用硫代硫酸钠返滴定法来测定反应的进行程度是可行的和准确的。

3结果与讨论

3.1磺化反应的合成条件的优化

3.1.1单因素实验结果以2-氨基乙醇硫酸酯(在物料配比中下标用AES代替)的转化率为考察指标，用单因素试验法考察反应时间，反应温度，物料配比(n(NH4)2SO3:nAES)对磺化反应的影响。结果如表1所示。从表1可以看出，当固定物料配比(n(NH4)2SO3:nAES)为1.3，反应温度为105℃时，随着反应时间的延长，酯的转化率逐渐提高，但当反应时间达到11h以后酯的转化率变化不大。在反应时间取11h，n(NH4)2SO3:nAES=1.3的条件下，随着反应温度的升高，2-氨基乙醇硫酸酯的转化率逐渐提高，尤其在75~95℃温度区间内2-氨基乙醇硫酸酯的转化率变化最大，在95℃以后酯的转化率变化不大，在105℃达到最大。考察物料比对磺化反应的影响时，反应时间为11h，随着反应配料比的增加，2-氨基乙醇硫酸酯的转化率逐渐提高，在配料比为1.75时达到最大。

3.1.2正交试验为了考察反应温度，反应时间和物料配比各个影响因素之间的相互影响，判断出哪些因素影响显著，进而抓住主要矛盾，确定磺化反应的工艺条件，根据单因素实验结果，设计正交试验的水平，选用四因素三水平(L934)正交表进行正交试验。实验方案和正交试验结果如表2所示。从表2的结果可以看出，前3列的极差分别为0.088、0.024和0.134，第三列的因素的极差0.134最大，这说明因素C(反应温度)的水平改变时对实验指标的影响最大，故因素C是我们要考虑的主要因素。从表2的实验指标结果对比可以分析出最佳制备方案为A3B2C2,在已做过的9次实验中没有出现。实验按照A3B2C2的最佳因素制备牛磺酸，并在此优化条件下进行三次平行实验得到2-氨基乙醇硫酸酯的平均转化率为70.43%，实验结果见表3。高于之前单因素试验和正交试验中所能达到的最佳效果。与文献[6]相比，其转化率提高了近14个百分点。因此，用亚硫酸铵合成牛磺酸的最佳工艺条件为：反应温度为105℃，反应时间为12h，物料配比(n(NH4)2SO3:nAES)为1.65。选择信度α=0.05，得到的方差分析如表4所示。对空列来说三个因素在空列中的三个位级中均等出现，它们的三个位级和应该相等，极差为零，但在实验中，总是有误差存在的，极差不能恰巧为零。极差的数值大小反映了误差的大小。反应时间和反应温度的极差比空列的极差大说明这两个因素的影响是比较显著的，而物料配比的极差比空列的极差小说明该因素的影响不如前两个显著。根据方差分析，得信度α=0.05时，各因素的影响程度如下：反应时间：显著；反应温度：很显著；物料配比：不显著。

3.2牛磺酸的结晶条件初步研究用结晶的方法对牛磺酸进行分离提纯。结晶母液中主要成分为硫酸铵，牛磺酸和2-氨基乙醇硫酸酯。硫酸铵通过加碱形成硫酸盐沉淀的方法除去，母液中剩余盐浓度在1%以下，并且硫酸铵与牛磺酸的溶解度相差较大，可以排除结晶中盐的影响，故结晶母液的主要成分仅为牛磺酸和2-氨基乙醇硫酸酯。本文对牛磺酸结晶的介稳区宽度及其影响因素进行了初步研究，为牛磺酸的结晶提纯过程提供依据。

3.2.1结晶介稳区的测定在固定搅拌转速(中速)、固定pH值(pH=5.5)，不加晶种，降温速度约1℃/15min的情况下，测定牛磺酸和2-氨基乙醇硫酸酯在100mL10%乙醇水溶液中的介稳区宽度。由图1和图2可以看出，在此结晶条件下，牛磺酸和2-氨基乙醇硫酸酯各自的溶解度曲线和超溶解度曲线大致平行，且温度越高，超溶解度越大，介稳区宽度也逐渐增大。在较高温度下，牛磺酸的介稳区宽度Δe为15~16℃，2-氨基乙醇硫酸酯的介稳区宽度Δe为8~9℃。鉴于在低温条件下，牛磺酸和2-氨基乙醇硫酸酯的溶解度相差比较小，试图将结晶分离条件控制在牛磺酸的介稳区内较为困难，可选择在较高温度(大于350.15K)下进行。

3.2.2搅拌转速对介稳区宽度的影响溶析结晶过程中，溶液的有效均匀混合是晶核形成和生长的前提，因此搅拌强度是影响结晶介稳区宽度的重要因素之一。Melia等人[12]的研究表明搅拌强度本质上与溶剂体积和结晶器的构造有密切关系。本文在其他外界条件相同时，考察了不同搅拌转速对牛磺酸介稳区宽度的影响，结果如图3所示。由图3可知，搅拌速度增大，结晶介稳区变窄。文中定义：磁力搅拌器无极调速刻度的1/2处，转速大致为450~550r?min?1，为中速搅拌；将调速旋钮置于无极调速刻度的1/4处，转速大致为350~450r?min?1，为低速搅拌。值得注意的是由于实验室的实验测定装置较小，且采用磁力搅拌，而工业生产中的结晶器较大，一般不采用磁力搅拌，况且在放大过程中存在着放大效应，因此实验室得到的结果可能会与工业生产之间存在较大偏差。

3.2.3pH值对介稳区宽度的影响结晶过程中，pH值通常是影响产品纯度和收率的重要因素之一。从分子结构来分析，牛磺酸为氨基酸类物质，含有氨基和磺酸基，等电点为4.1~5.6，同时2-氨基乙醇硫酸酯的溶解度也受溶液pH的影响，这就有必要考察体系酸碱度对两者溶解度和超溶解度的影响。在相同的实验条件下，分别测定pH为3、4、5、6时牛磺酸和2-氨基乙醇硫酸酯的溶解度。如图4所示。结果发现，两种物质在不同的pH条件下，各自的溶解度曲线大致平行。在25℃下比较pH对牛磺酸和2-氨基乙醇硫酸酯的溶解度的影响，见图5所示。由图5可以看出：(a)2-氨基乙醇硫酸酯在pH=4.5~5.0之间溶解度达到最小，而牛磺酸恰好在此区域达到最大溶解度，且两者溶解度的差值较小;(b)在低pH区域或pH=6时，两物质的溶解度相差逐渐增大。欲要得到高纯度的牛磺酸，可在pH=6附近进行分离操作。在此pH值下浓缩结晶首先析出来的晶体是牛磺酸，剩余的母液中主要成分为2-氨基乙醇硫酸酯，可用于物料循环，继续进行磺化反应。

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关键词：冷却水；金属腐蚀；硬度；金属离子；悬浮固体

中图分类号：　U664.81+4 文献标识码：A

1.2 阴离子

1.3　硬度

1.5　溶解气体

温度升高，水中溶解氧的扩散系数增大，能使更多的溶氧扩散到金属表面的阴极区，即腐蚀过程加速，另一方面，温度升高使水中溶解氧减少，从面又使金属腐蚀速度降低。

在密闭系统中，金属的腐蚀随温度的升高而加快。敞开系统中，在20-77℃的温度区域内，以氧的扩散速度起主导作用，因此腐蚀速度随温度的升高而加速，但到77℃后，腐蚀速度随温度升高而下降，因为此时水中的氧的减少的影响占主导地位。

2　二级处理出水回用作循环冷却水的可行性：

城市污水经常规的二级处理后尽管可除去大部分的有机物，但与天然水相比，出水中的COD、氨氮浓度仍较高（浓度为10-12mg/L，大大超过了冷却水水质要求的氨氮

2.1　试验装置及试验水质试验说明

试验开始时取城市污水厂二级处理出水置入系统进行调试（控制浓缩倍率在2-3左右），试运行30d后开始试验研究。试验时，首先排尽试运行时的水样，加入城市污水厂二级处理出水、调节流量和控制冷却水在进、出冷却塔的温度，进行启动试验和不同浓缩倍率试验，其试验条件：Q=0.06L/s；水浴锅温度为55℃；冷却水进塔温度为40℃；冷却水出塔温度为32℃；旋转器速度为80r/min；排污时间为6h。

2.2　氨氮在不同浓缩倍数下的变化

在不同的浓缩倍率下进一步研究氨氮在冷却水系统的积累。尽管冷却水的浓缩倍率不断提高，但氨氮的浓度仍维持在2mg/L左右，其不随浓缩倍率的增加而增加。氨氮浓度降低而亚硝酸盐氮的浓度在提高。维持浓缩倍率为2.5和2.8、系统运行2-3d后分别测得冷却水中硝酸盐氮的浓度为18.55mg/L和20.11mg/L，此时的亚硝酸盐氮的浓度为2.52mg/L和2.85mg/L。由下式可以计算出：硝化作用转化率η=（循环冷却水中硝酸盐氮浓度-补充水中硝酸盐氮浓度）/［补充水中氨氮浓度×浓缩倍率（k）］×100%；

解吸作用转化率η=1-硝化作用转化率η-亚硝酸转化率η。因此当k=2.5时，硝化转化率η=58.6%，亚硝酸转化率η=8.3%，解吸作用转化率η=33.1%（上式中不计生物转化吸收），此时可以计算出循环冷却水系统中的硝化作用为60%左右，解吸作用则为30%左右，而生成的亚硝酸为10%左右。

针对以上试验结果，究其原因主要为：冷却塔的温度长期保持在25-40℃，使得氨氮在冷却水系统中易于挥发；而这个水温也恰是亚硝酸菌和硝酸菌的最适宜温度范围（亚硝酸菌最佳生长温度为35℃，硝酸菌最佳生长温度为35-42℃），且pH值为8.0左右时很适宜硝化菌的活动；供氧量充足，据计算，在冷却塔内冷却水与空气的接触足可以使冷却水中的溶解氧达到饱和状态，这些均有利于硝化作用，结果使得冷却水中氨氮的浓度迅速降低。结合生物的生长曲线还可进一步了解到微生物生长初期为对数增长期，即硝化菌以几何级数形式增加，其结果为试验初期冷却水中的氨氮以指数形式下降。在冷却水系统中，由于受各种因素的制约（如系统的杀菌等影响），使得生物量增加到最大值时，将处于稳定状态，这也与微生物的生长曲线相符，其结果使得冷却水中的氨氮浓度维持于稳定状态，表现为冷却水中的氨氮浓度不随浓缩倍率的变化而变化。在动态试验中，尽管城市污水厂的二级出水中氨氮浓度较高（通常NH　4-N在10-20mg/L），但由于冷却塔的吹脱作用、硝化作用和微生物转化吸收作用，使得氨氮在冷却水系统中维持在2mg/L左右，且不随时间和浓缩倍率的增加而积累。同时由硝化作用产生的NO-3也大大降低了氨氮对铜的腐蚀影响。

2.3　COD变化COD在循环冷却水系统中的变化。

随着系统运行时间的增加，冷却水中COD浓度并没有提高，而维持在稳定状态。从浓缩倍率与COD的关系中（图5）可进一步了解到，尽管浓缩倍率从1.5提高到3左右，但其COD值并没有明显增加，而与补充水中的相近。这说明了在循环冷却水系统中，由于冷却塔起到了一个“生物过滤塔”作用，除转变冷却水中的氨氮外，还可降解补充水中的有机物，使得冷却水中的COD值保持不变，这也降低了COD对系统造成的腐蚀、结垢等不良影响。

结语

①由于冷却塔的作用，使得城市污水厂二级处理出水中的高氨氮浓度在敞开式循环冷却水系统迅速下降，最后稳定在2mg/L左右，且不随系统的运行时间和浓缩倍率而变化，且其中有约60%的氨氮转变为硝酸盐氮，另有约30%的则通过解吸作用除去。

②冷却水中的COD浓度基本保持稳定，降低了对冷却水系统的影响。城市污水厂的二级处理出水回用作循环冷却水，有效地缓解了城市和工业用水紧张的问题。对于敞开式循环冷却水系统，因其水质要求不高及冷却水系统的非凡性，大大降低了由氨氮和COD带来的不利影响，故十分有利于城市污水厂二级处理出水回用作冷却水。

参考文献

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[2]唐受印，戴友芝等.水处理工程师手册[M].化学工业出版社.2000.

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[关键词]校本教研 必修 选修 课程标准 重点难点 教法学法

《化学反应速率和限度》在高中必修模块和选修模块中均有安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，源于必修又高于必修，学生概念的形成和发展应该呈现螺旋式上升的形态。如何把握必修和选修内容的衔接教学，提高教学有效性，课题组成员共同探讨如下。

一、教材对必修、选修内容编排不同，把握好从定性到定量的衔接

必修内容从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手，引出反应速率的概念，在此基础上又通过实验探究总结影响化学反应速率的因素，仅涉及对反应速率进行简单的计算或同一反应中不同物质间反应速率的简单相互换算。学生只需在可逆反应的基础上建立“化学平衡”的概念，并通过温度对平衡移动影响的实验，初步建立“化学平衡移动”的概念。这里对浓度、压强等因素对平衡移动的影响一笔带过，且不涉及化学平衡的计算。而在选修中，不仅从定量的角度引入化学平衡常数的概念，而且系统地研究了反应条件对化学平衡移动的影响，还要求根据平衡常数计算平衡转化率，根据浓度熵和平衡常数判断化学平衡移动的方向，完成了从定性到定量的过渡。在教学过程中应注意严格把握教学内容的深度、广度和教学要求，不能随意提高知识难度。

二、必修、选修课程标准不同，把握不同阶段目标的衔接

必修对《化学反应速率和限度》内容确定教学三维目标如下：了解化学反应速率的概念，知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响;了解化学平衡的特征;学生初步学会观察化学反应速率的问题。选修教学的三维目标为：在必修知识的基础上熟练化学反应速率的表示方法;掌握比较化学反应快慢的方法;学生运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。

三、教学重点、难点不同，把握好难点、重点的衔接

必修教学重点：化学反应速率的概念;影响化学反应速率的因素;化学平衡的建立。必修教学难点：化学反应速率的概念和化学平衡的建立。

选修教学重点：活化分子理论解释外界条件对化学反应速率的影响;化学平衡常数的表达式及其表示的意义，知道转化率的表达式，并能进行简单的计算。选修教学难点：化学平衡状态的判断，化学平衡常数的计算。我们在教学中要熟知必修、选修中的重难点，才能很好地衔接。

四、教学课时不同和学生的认知水平不同，把握好不同年级学生认识水平的衔接

高一开设课程多、课时少，知识的拓展对教学的进度会很难把握。比如， 在高一课堂上 想拓展“同一化学反应中各反应物和生成物的化学反应速率之比与化学计量数的关系”这一知识点，但学生接受起来很难。又如，“影响化学平衡移动的因素”计划在必修来完成，但对于程度较好的学生接受起来很容易，而对于程度弱的学生，若增加这部分内容却是负担。其实有一定的知识积累后再在选修中学习则效果会更好。

高二开设选修模块专题研究“化学反应速率的定量表达”，运用相关理论对影响化学反应速率的各种因素进行理论解释;对化学反应速率的测定提出了明确要求;让学生探究外界条件对化学平衡的影响并能加以应用;对于化学平衡状态的定量描述，则限制在化学平衡中反应物转化率、平衡常数的计算方面。

在进行必修模块的教学时一定要注意对教学内容深广度的把握，切忌：超标、超前、超量，这样会导致课时紧张，学生压力过大。必修模块教学的顺利实施，为选修内容打下坚实的基础。

五、教法与学法不同，把握好教法学法的衔接

必修以新课标精神为指导，广泛联系学生的生活经验和生产实际，激发学生学习兴趣，通过探究实验来提升学生对影响化学反应速率因素的认识，以学生发展为指导思想进行教学设计。