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论文摘要:河南作为中华文明的发祥地,具有悠久历史,拥有众多的文化资源和遗产。河南省文化创意产业规模化发展迅速,其关键是人才,本文论述了高等职业院校的设计艺术教育对人才的培养,为河南省文化创意产业的健康发展积蓄力量,并对文化创意产业的可持续发展提供了重要保障和支撑。
河南省文化创意产业人才的培养是一个系统的工程,涵盖了文化创意产业链条上所有从业人员的学历教育,再教育,技能培训以及自我完善能力的培养。高等职业设计艺术教育处于这个产业链的高端,有着不可替代的主导地位,但对其作用机制的研究不能从其学科体系中割裂出来,必须在河南省地域文化、经济发展水平的大背景下针对文化创意产业人才培养的特点及要求,依托大的学科体系展开全面的比较分析。
一、文化创意产业人才培养的特点及要求
文化创意产业属于知识密集型新兴产业,具有高知识性、高附加值、强融合性的特征。[1]文化创意产业人才可以根据在产业链上的作用和分工的不同,分为文化创意人才、文化创意活动的组织人才和文化创意成果的经营人才。而文化创意人才能够位于创意产业价值链的高端,是因为创意产品的主要增值部分就在其原创性的知识含量中。文化创意人才所从事的创造价值的这种活动,改变了过去必须要有实体生产才能成为产业与创造价值的观念,而将抽象的、无形的创意活动当作产业链的一环。
1.文化创意产业的个性与共性
创意产业规模化发展的关键是人才,创造性人才需要个性的自由发挥,而创造性产业在一定程度上要考虑共性,产业机制是规模化的,需要有制度和协调。[2]所以这样一种个性和共性的结合,就是创造性人才的培养和创造性产业的发展之间的矛盾和协调问题。
高等设计艺术教育在文化创意产业人才培养中最根本的作用就是解决了以上两个问题,即文化创意增值和个性与共性的矛盾调和。高等职业设计艺术教育首先是文化创意专业人才的培养,同时它的基本培养模式是通过科学的方法批量为社会输送创造性的人才。此时创造性人才的个性表达是基于一个系统科学的创新体系之上的,最终的教育成果表现为文化创意产业规模化发展的人才储备。
2.国际文化创意产业形势
目前国际上文化创意产业主要有三种表现形式,一是以英国政府定义为基础的“ 创意型”,主要依托工业设计和艺术设计领域;二是以美国界定为代表的“版权型”,即生产和分销知识产权的产业;三是中日韩等国的“文化型”,不论哪一种产业形式,文化创意人才的培养都是以高等设计艺术教育作为中坚力量。[3]仅以游戏产业为例,在2003年,美国设有游戏专业的大学(学院)有540所,日本有200所大学设有游戏(开发、设计、管理、运营)专业,韩国有288所大学或学院设有相关专业。
二、河南省高等艺术教育的比较分析
河南省高等艺术教育主要包括:普通高等院校的艺术普及教育、高等师范院校的艺术教育方向、高等职业应用型的设计艺术教育、纯艺术教育。其中普通高等院校的艺术普及教育和高等职业应用型设计艺术教育是河南艺术教育的重点。
(1)普通高等院校的艺术普及教育
在大学生全面素质教育中人文素质教育占基础性地位,而艺术素质教育又是人文素质教育的基础。没有艺术教育是不完整的教育,高等学校需要艺术教育,实施艺术教育是适应现代社会发展的需要,是时展对高等教育提出的新要求,是深化高等教育改革、推进素质教育的切入点,是提高学生审美能力、表现能力、创新能力的根本途径,是大学生全面素质教育的重要组成部分。
(2)高等师范院校的艺术教育方向
高等师范院校的艺术教育应该是以培养从事普及艺术教育为目标的教育人才为核心的。培养讲方法、知识渊博、长于引导,有较高的艺术鉴赏、艺术批评、艺术教育理论研究能力的高水平教师。
(3)高等职业院校应的用型设计艺术教育
高等职业设计艺术教育是我国艺术教育领域发展教晚,但规模最大,分类最细,教育目标最明确的类别。高等职业设计艺术教育的办学目的是培养祖国现代化建设中迫切需要的行业内专业人才,与行业相关技术、工程紧密结合,能够快速学以致用;培养学生继续学习持续发展的能力,在熟练掌握专业基础同时具备日后深入学习的能力。
(4)纯艺术教育
纯艺术的概念最早被赋予的意义是反艺术实践中任何的功利性目的,是为了“艺术而艺术”的一种很纯粹的,重精神体验的艺术活动。因其被定义了本质的非功利性,自然而然的与应用型的各艺术设计专业相距日远。
我们看到艺术普及教育很大程度上得益于应用型设计艺术教育的快速壮大,学历培养和就业优势两把利器完成了对整个文化创意产业链的支持和提升。伴随着我国经济的高歌猛进,社会对应用型设计人才呈现出很大的刚性需求,高就业率、高收入带动了艺术教育市场整体的繁荣。
三、高等职业设计艺术教育在河南省文化创意产业中的重要作用及有效支撑
高等职业设计艺术教育,是指高等职业学校主体有计划发掘、培养与完善学生的设计艺术创造素质与能力的行为及其体制,是专门的以职业教育和职业技能目标为导向的设计艺术文化创造能力教育,其终极性目的是为了促进人类实现意义化生存和可持续发展的梦想。[4]高等职业设计艺术教育,在本质上是在高层面上的发掘、促进学习者的设计文化素养、创意创造与传播能力的形成与提高。
创新思维的培养是职业设计艺术教育的核心问题,设计艺术的发展在很大程度上就是创新思维的发展。设计艺术的创新思维实质是指以辩证的逻辑性思维为基础,以敏锐性、独创性以及批判性为特征来体现形象的一种思维活动。所以在设计艺术的教学中,要培养学生的创新思维能力,在教育教学过程中注重培养学生的批判精神,培养学生丰富的想象力和善于捕捉创造灵感思维的能力。高等职业设计艺术教育的核心作用就是培养创意型、素质型、可持续发展型的人才,这也正是文化创意产业所需的人才。
文化创意产业的可持续发展会受到消费者文化层次、审美取向、价值观念等软因素的制约,一个具备较高文化艺术素养的受众市场无疑是文化创意产业蓬勃发展的最强有力的保证。在高等职业艺术教育大框架下,通过高等艺术教育四个层次的比较分析,可以看到高等职业院校的艺术教育在为文化创意产业的健康发展积蓄力量,为河南省文化创意产业可持续发展提供重要保障。
综上所述,虽然文化创意产业的发展仍处在起步阶段,但其强劲的发展势头,必定会成为我国未来的朝阳产业,前景不可估量。文化创意人才是河南发展文化创意产业的第一文化资源,在大力引进人才的同时,高等应用型设计艺术教育必须完全融入文化创意产业这一新兴的经济力量,将文化创意与艺术感染力和科学技术生产力更为紧密的结合起来,携手纯艺术发展的力量,高度重视高等职业设计艺术教育,充分利用现有设计艺术教育资源和优势,才能为河南培养更强更多本土化的文化创意人才,以促进和满足河南文化创意产业的快速和持续发展。
参考文献:
[1]刘轶.我国文化创意产业研究范式的分野及反思[j].现代传播,2007(1):108-116.
[2]徐光春.徐光春在香港谈中原文化与中原崛起,2007.55-56.
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[4]彭吉象.艺术学概论[m].北京:北京大学出版社,1994: 7.
随着社会的发展与进步,人类面临巨大的环境问题,可持续发展非常重要。绿色化学的观念符合人类可持续发展的要求,近十年来发展迅速。绿色化学涉及有机合成、工业催化、分析化学、生物化学等领域与学科,其中有机合成对于人类具有不可估量的意义。从早期的有机试剂、药物、塑料到近代的维生素、激素、色素、抗生素、高分子材料以及各种具有特殊性能的现代材料都是有机合成的产物,当今国计民生的各个方面都离不开有机合成产品。在有机合成中应用绿色化学的思想,能够节约资源并防止环境污染,从根本上改变传统的有机合成理念。
二、有机合成教学现状
我国大学教育不断发展,各高等院校化学系专业划分得更细,培养人才的综合素质更高。高等院校的有机合成课程是化学、生物、药学等专业的专业必修课之一,是最能体现绿色化学思想的一门课程。1998年中国科技大学首先把绿色化学单独作为一门课程[1],现在开设绿色化学课程的高校越来越多,但是作为绿色化学课程最重要组成部分的绿色有机合成化学的教学发展缓慢。目前大多高等院校使用的教材没有根本性的改革,依然使用在传统教材基础上改版的教材,缺少绿色化学的思想。现行各种教材反映的内容只是从有机合成的合理性、简便性方面考虑,并没有注意反应的原料、催化剂、溶剂和最终产品是否无毒无害,反应过程中的废弃物是否尽可能少等绿色化学原则。Anastas等[2]提出12条关于绿色化学的原则,用来评价实验过程、生产过程、最终产物是否绿色,其中最基本的原则就是原子经济性原则;采用无公害的原料;无公害的反应条件;终产物环境友好。绿色化的有机合成化学教学正是我国教育发展最需要的教学,在教学中贯穿绿色化学的思想,让每个学生都有绿色化学与可持续发展的概念。绿色化学新技术在教学中的应用,能培养适合我国发展现状的绿色化学工作者,并为以后我国的可持续发展输送高素质的人才。
三、有机合成绿色化教学的策略
(一)贯穿原子经济性原则
在有机合成课程课堂教学过程中,会讲到许多基本有机反应,这时就应该培养学生绿色化学的思想,首先要在基本的合成反应中体现原子经济性原则。原子经济性就是反应分子中的原子全部进入最终产品,没有任何副产物[3]。原子经济性与有机合成反应产率不同,产率是目标反应产物的生成量和原料中某一组分加入量的比值。当原料和产物由几个组分组成时,某一产品的产率再高,它仍存在其它副产品,没有达到废物“零排放”的要求。例如,Wittig反应产率较高,一般可达80%以上,但Wittig试剂的较少部分被利用到产物中,其余都成为副产物。所以,Wittig反应的原子利用率低,原子经济性很差。可见,应使用产率和原子经济性两个概念作为评估标准,才能实现更“绿色化”,更有效的化学合成反应。
有机反应中最常见的主要包括4类:重排反应,取代反应、消除反应和加成反应等,重排反应和加成反应基本属于原子经济反应,而有些反应,如取代反应和消除反应的原子经济性则不一定高,另外,成键周环反应,如Diels-Alder反应,[2+2]、[3+2]环加成反应属于原子经济性的,而氧化-还原反应类型很多,不能用“原子经济性”来衡量,只是化学氧化还原反应一般有毒,而电氧化-还原反应对环境更友好。除了对这些学过的反应进行归纳总结外,还可向同学们介绍一些绿色新反应,如:Ene反应(双烯合成)类似Diels-Alder反应,反应通式为:
X=Y=C=C,C=O,C=S,N=O,N=N等。
金属复分解反应(RCM 反应)是一种过渡金属催化反应,反应通式为:
R=芳香基、烷基、芳香杂环;
R1=H,COOR,烷基
X=O,NCOOR,NTs,NSO2PH
DO(DEt)2,SO2PH,SO3PH,SOPH
EWG=吸电子基,如-COR,-CHO,-CN,-COOR
以上的各反应都是绿色化学的基本反应,在讲课的过程中就应该贯穿绿色化学的基本思想,让学生在对比中明白绿色化学的概念,让学生在今后的工作学习中都有绿色化学的概念,在合成某些产品时尽量用原子经济性来衡量整个反应过程。
(二)原料与产物无公害
1.尽量用无毒无害的原料
绿色化学基本原则中包括原料无公害,在设计有机合成实验时就应该寻找安全有效的反应原料,进而得到功效卓著而无毒无害的产品。例如:合成聚氨酯时,传统的方法一般要采用光气作为原料,而光气是可致命的剧毒气体。新的绿色化学合成方法则完全不使用光气,不仅消除了剧毒原料光气的使用,并且反应产生的副产物是水,对环境无污染,同时解决了两方面的问题,整个聚氨酯合成的实验更加接近绿色化学。
如:亚氨基二乙酸二钠的合成也可以改变原料,避免使用甲醛、氢氰酸紫等剧毒原料。
NH3+2HCHO+2HCN NCCH2NHCH2CN
由以上反应方程式可以看出,传统方法合成亚氨基二乙酸二钠的步骤要繁琐,要用到HCHO、HCN剧毒物质,还要用到NH3,并且产物不能转化完全,对环境的污染较大。新的合成方法简单,只需要在铜催化剂的条件下就能直接合成出亚氨基二乙酸二钠,副产物是H2,对环境的污染也较小。在讲课过程中可以将多种有机合成方法进行对比分析,找出最符合绿色化学标准的合成原料与产物,让学生充分的理解绿色化学的基本原则。在学生动手实践的过程中,要应用最绿色的有机合成方法,降低实验室对环境的污染与对学生身体的危害。
2.利用可再生资源为原料
在实验室教学过程中,利用可再生的原料可以减少对环境的污染并符合经济与环境的可持续发展。例如:用氧化法合成己二酸(ADA),传统方法合成已二酸的实验通常用致癌物质苯或苯酚作原料,在原料上就不符合绿色化学的标准,对学生的身体健康有一定的危害。新的合成工艺可以直接用葡萄糖合成出,并且葡萄糖能够通过植物的光合作用直接得到,使原料的成本降低,并且合成的工艺简化对环境污染减少。这种符合绿色化学标准的新合成方法可以应用在有机化学实验教学中。
3.设计更安全的产品
有机合成实验的设计阶段就应该考虑合成出产物是否有毒,尽量通过通过改变和修饰有毒物质的结构,消除其“致毒反应”[4]。例如:联苯胺是很好的染料中间体,但具有极强的致癌作用,可以对其分子结构加以改造,变为二乙基联苯胺,既保持了染料的功能,又消除了致癌性。
在设计具有特定功能的化学产品时,还应考虑它能否降解,要使其降解,也可通过在分子结构中入特殊功能团来促使其降解。通过水解或者光解使大分子结构变成可以生物降解的基团。
(三)研究安全有效的反应条件
在有机合成的基本反应中,除了考虑反应原料及产物的绿色化外,还要注意反应过程中所用的催化剂和溶剂的绿色化。通过催化剂与溶剂的改变,改善整个反应条件,使整个合成反应安全有效。
1.寻找安全有效的催化剂
在常见的有机合成反应中所用的催化剂大多为硫酸、三氯化铝,三氟化石朋等酸性催化剂,这类酸催化反应都是在均相条件下进行,对设备腐蚀作用大,并且容易形成酸雾、废酸液污染环境,危害人体健康。目前解决的方法是使酸催化剂负载化或均相催化剂的多相化。在工业中可以采用的方法是用固体酸如酸性白土、混合氯化物、分子筛等代替液体酸,尽量减少酸雾的形成,并且通过一定的方法对固体酸回收,用该催化剂取代传统的三氯化铝,催化剂用量降为原来的1/10,废弃物氯化氢的排放量减少了3/4,而产率增大到了70%。
2.寻找安全有效的反应介质
传统的反应介质大都是有毒的有机溶剂二氯甲烷,乙腈,甲醇等不仅危害人体健康,而且对环境污染严重。超临界流体(SCF)特别是超临界二氧化碳(scCO2),超临界(SCW,scCO2)以及水作溶剂;符合绿色化学的要求,有不少反应已大量使用此介质,Pinacol(频那醇)零排反应原在液相中需要强酸作催化剂,而且催化剂的寿命较短,反应速度和选择性很低,现在此条件下超临界水中不加任何催化剂下反应,速度比蒸馏条件下快100倍。Cannizzaro反应在传统的工业生产反应条件中需使用大量的碱作催化剂,后处理步骤多,且产物纯度较差。
【中国分类号】 R643.32【文献标识码】 B【文章编号】 1044-5511(2012)02-0201-01
钌最外层具有4d75s1结构,其离子常见价态为Ru(I)、Ru(II)和Ru(III),并易于形成六配位的配合物。钌配合物由于具有热力学稳定性好、光化学光物理信息丰富、激发态反应活性高和寿命长及发光性能良好等特性,目前已被广泛应用于化学发光,电子转移,非线性光学材料,分子光开关,分子识别,传感器等领域的研究。钌配合物具有低毒性,易吸收并可很快排泄的特点在抗肿瘤方面有着巨大的应用。
钌配合物具有一定的催化活性,在化工催化方面也有着重要的意义。钌配合物作为催化剂可以通过C-H键的断裂、C-C键的断裂以及异构化来完成对各种反应的催化作用。
1. C-H键断裂
C-C键的形成是有机合成的核心,而通过C-H键断裂而形成C-C键又是一种原子经济和环境友好的方法。因此通过活化C-H键从而构建C-C键是金属有机的热点并且得到了快速发展。通过C-H断裂生成C-Si键的反应也得到了一定的研究。
2. C-H/烯烃偶联反应
1993年,Murai等发表了首例催化的高效高选择性碳-氢/烯烃偶联反应。芳香酮中羰基(或其它可以与过渡金属发生配位的各种各样的官能团)可与过渡金属配位,从而发生邻位金属化反应。通过该反应,可以合成得到多种多样的芳香酮邻位烷基化的产物。
图1.3
后来,此反应底物得到了极大拓展,并且催化剂也扩展到了Ru3(CO)12。
对于有些底物,有时会生成脱氢偶联的产物 。Murai等人提出了这种脱氢偶联产物生成的可能机理。
图1.4
Murai等人还利用氘代试剂对此类反应机理进行了研究,发现最后一步C-C偶联是反应决速步。
3. C-H/炔烃偶联反应
类似于C-H/烯烃偶联反应,Ru3(CO)12也可以催化C-H/炔烃偶联反应,尽管目前这类反应报导还较少 。
图1.5
4. C-H/CO/烯烃偶联反应
Murai等人除了发展了C-H/烯烃偶联反应,还进一步发展了C-H/CO/烯烃的偶联反应,获得了一系列具有一定实用价值的新方法。他们还提出了可能机理,但是并不能确定CO插入哪个Ru-C键。根据这类反应,他们以芳基亚胺为原料成功制备了二氢茚酮,由α,β-不饱和亚胺成功制备了β,γ-不饱和γ-丁内酰胺。
图1.6
5 C-H/硅烷偶联反应
与上面催化反应类似的底物,在Ru3(CO)12存在时,还可以与HSiR3发生反应,生产含有C-Si键的产物,同时释放出H2。研究还发现,往体系里加入一定量烯烃,作为H原子吸收体,可以提高反应产率。通过对机理研究发现,C-Si键的形成是反应的决速步。
通过以上反应,可以看出钌配位化合物作为催化剂在有机合成中的重要作用,通过C-H键的断裂、C-C键的断裂以及异构化来完成对各种反应的催化作用,而有机反应中的C-H键的断裂和C-C键的生成都是极为重要的,所以,研究钌配位化合物对于有机反应的发展来说有着极为的意义。
参考文献
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【论文摘要】:近年来,人们对于羧酸酯类的合成的研究开发和应用发展很快,研究和开发出高效、环保的催化剂,是羧酸酯类的合成的研究发展方向。
羧酸酯是一类重要的化工原料,低级的酯一般都有水果香味,可作香料(如醋酸异戊酯有香蕉味,戊酸乙酯有苹果香味等)。液态的酯能溶解很多有机物,故常用作溶剂(如醋酸乙酯等)。有些酯还可用作塑料、橡胶的增塑剂。以乙酸辛酯(Octyl acetate)为例:乙酸辛酯具有桔子、茉莉和桃子似香气,天然品存在于苦橙、绿茶等中,是我国GB2760-86规定允许使用的食用香料,同时被FEMA(美国食用香料与提取物制造协会)认定对人体是安全的,FDA(美国食品及药物管理局)也批准其用于食品。乙酸辛酯主要用以配制桃子、草莓、树莓、樱桃、苹果、柠檬和柑橘类香精,也可用于日化香精配方中。
1. 羧酸酯类香料的市场前景
随着生活水平的提高,消费者对食品、饮料的口味、口感要求越来越高,这就需要大量使用香精、香料来迎合消费者,促进了食品企业对香精香料的应用。食用香精在食品配料中所占的比例虽然很小,但却对食品风味起着举足轻重的作用。国际知名咨询公司Freedonia于去年5月底的研究成果表明:预计从2006~2008年,发展中国家对香精和香料的需求,将以年均4.4%的速度快速增长,到2008年该市场的份额 将达到186亿美元。而亚太地区(不包括日本)对香料和香精的需求特别强劲,未来几年有望以年均7.3%的增速快速增长。发展中国家人均收入增加,对消费品质量要求有很大提高。随着全球消费者越发注重健康,市场对营养和健康食品的需求也日益增加。因此,由于预计低糖低脂食品和饮料市场将迎来强劲增长,全球消费者对食用香精和香料的需求也必将不断增加。香料配料市场需求量的继续增长,还主要源于化妆品生产,在发达国家和地区,消费者的护肤化妆品消费呈上升趋势。羧酸酯类香料作为优良的可食用香料品种其需求也必将不断激增。
羧酸酯类香料的主要生产和消费国有美国、西欧、日本、墨西哥和中国等,国内食品、饮料生产企业中目前应用最多的添加剂就是香精香料,随着消费者对于味觉享受越来越高,这种趋势会对香料需求产生积极影响。香料产品是香料工业的上游产品,是后续香精产品的原料,香料和香精产品是其他有关产品的配套性产品,它们被广泛地用于日化、食品、医药、饲料等工业产品的生产。据了解,饮料行业是香料最主要的应用领域,该领域2005年的香料消费份额达31.1%。就各地区而言,美国、日本和西欧地区目前统领香料消费市场。香料市场未来的发展大部分可能会出现在亚太地区,尤其是中国和印度这些发展中国家。这将进一步刺激香精香料市场的快速发展。我国目前在世界香料市场中所占份额仅5%左右,日本所占份额达到12%,而美国则达到20%。
2. 羧酸酯类合成的传统工艺
传统上羧酸酯类的合成都是用浓硫酸作催化剂,由相应醇与酸酯化而得。但由于浓硫酸作催化剂合成酯化反应具有以下缺点:(1) 在酯化反应条件下,浓硫酸的氧化性和强脱水性易导致一系列副反应,给产品的精制和原料的回收带来困难,且酯的质量差。(2) 反应产物的后处理要经过碱中,水洗等工序,比较复杂困难,同时产生大量废液,污染环境。(3) 浓硫酸严重腐蚀设备,加快了设备更新,增加生产成本。为克服这些缺点,倡导绿色化学,人们选择环境友好型催化剂催化酯化反应,近年来,已发现氨基磺酸、结晶固体酸、杂多酸、无机盐等均可作为酯化反应的催化剂。
3. 羧酸酯类合成的发展
近年来,人们对于羧酸酯类的合成的研究开发和应用发展很快,研究和开发出高效、环保的催化剂,是羧酸酯类的合成的研究发展方向:
无机盐催化剂:无机盐大多性质稳定,来源广泛,对设备几乎没有腐蚀,反应条件温和,不会对环境造成太大污染,但是由于无机盐容易潮解,影响其催化的效果。常用的催化剂有三氯化铝、三氯化铁、硫酸钛、十二水合硫酸铁铵、五水合氯化锡、一水合硫酸氢钠和硫酸锌。
磺酸类催化剂:磺酸类催化剂来源广泛、性能稳定、安全、使用方便、对酯化反应有较高的活性、产品收率较高、产物处理方便、催化剂可以重复使用等特点,适合于工业化生产的需要。
杂多酸催化剂:杂多酸是一种含氧桥的多核化合物,其特点是催化活性高。选择性好,反应时间短,反应温度低。不易造成环境污染,对设备几乎没有腐蚀。再生速度快。
阳离子交换树脂催化剂:其主要特点是价廉易得,不腐蚀设备,不污染环境,不会引起副反应,不溶于反应体系,能够重复使用,易于分离、回收和再生,操作简单,产品收率较高,具有工业推广价值。
固体超强酸催化剂:固体超强酸在有机合成中的优点是活性高,重复使用性好,不腐蚀设备,制备方法简便,处理条件易行,便于工业化。这对于节约能源,提高经济效益是很有意义的。
负载型催化剂:其优点是催化活性高,重复使用性好,不腐蚀设备,制备方法简便,处理条件易行,便于工业化,这对于节约能源,提高经济效益是很有意义的。
钛酸四丁酯催化剂:不仅具有催化活性高,重复使用性好,不腐蚀设备等基本优势,而且同制备方法简便,酯收率高,价廉易得,反应时间短,反应温度低,处理条件易行,便于工业化,这对于节约能源,提高经济效益是很有意义的。
酶催化(脂肪酶催化、菌体催化等)工艺不仅催化化活性高、产品质量好,而且反应条件简单、温和, 酶重复使用方便, 酶活性保持时间长, 在生物酶的固定及精细化学品的合成中有较大的使用价值。
4. 讨论
目前,国内外羧酸酯类的合成的发展趋势越来越多的偏向于研究合成绿色、高效、环保等多功能的新型催化剂剂。一方面,合成环境友好的催化剂所采用的原料都比较易得,在开发过程中可以降低成本;另一方面,合成环境友好的催化剂所采用的都是低毒、高效、无污染的工艺,较大范围的降低了环境的负荷。发展我国羧酸酯类香料应当注意加大科技投入力度,大力开展技术创新,加强安全法规和环境保护,强化企业管理,提高经济效益。
参考文献
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关键词:无机高分子 絮凝剂 水处理应用前景
中图分类号: V444 文献标识码: A 文章编号:
前言:中国水处理药剂是在20世纪70年代引进大化肥装置后才引起重视并逐步发展起来的,此后自行研制开发了一系列水处理剂。目前,中国水处理剂的品种主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、无机凝聚剂和有机絮凝剂等几大类。近几年,随着社会经济的发展,水污染现象日益严重,水资源短缺,水处理中对絮凝剂的需求越来越引起人们的重视。
1.絮凝剂在水处理中的应用前景
1.1我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一,为了满足生产和生活需要,节约用水、水污染的处理及回用显得尤为重要。物化法、生化法、膜分离技术、电渗析等处理方法先后应用在工业废水和生活污水的处理中,而絮凝剂的出现,以其絮凝沉降快、时间短、效果好等优点,在选矿、电镀、印染、造纸等许多领域的污水处理中显示了广阔的应用前景。
1.2目前广泛应用的絮凝剂有无机盐类物质,如铝盐、铁盐,处理效果不理想。聚合物处理效果虽良好,但用量大,对环境有二次污染。有机合成高分子类物质,如聚丙烯酰胺及其衍生物等,具有用量少、絮凝速度快的优点,但残留物不易被生物降解,且其单体有强烈的神经毒性和致癌、致畸、致突变效应,造成二次污染。与传统的絮凝剂相比较,微生物絮凝剂有以下的优点:表面积大,转化能力强,繁殖速度快,易变异,分布广等特点,来源广,高效,无毒,可消除二次污染,应用范围广泛,价格较低。
1.3微生物絮凝剂不仅高效、安全、对环境不产生二次污染,而且用量少、适用范围广、作用条件粗放,是传统絮凝剂的良好替代品。从目前国内外对微生物絮凝剂应用范围的研究看,它不仅可以替代传统絮凝剂用于给水处理,或者用于医药、食品加工和发酵等行业的固液分离,而且在高浓度难降解废水的除浊、除重金属、脱色和除油等方面也表现出相当的优势。在上述废水处理中,投加微生物絮凝剂相当于预处理工序,除去废水中相当一部分有机物、浊度、色度和油脂等,减轻后续处理单元的负荷,提高处理效率和能力。另外,在传统的活性污泥工艺系统运行中常常会出现污泥膨胀或污泥活性不高等现象,微生物絮凝剂可以很好地改善活性污泥的性能。
2.微生物絮凝剂在水处理中的应用
2.1不少工业废水在采用活性污泥处理过程中,形成的活性污泥容易发生膨胀,从而影响处理效率,若添加微生物絮凝剂,会取得良好效果。如甘草制药废水生化处理过程中形成的膨胀性污泥,当在其中添加NOC-1微生物絮凝剂后,污泥的SVI很快从290下降到50,消除了污泥的膨胀,恢复了活性污泥的沉降能力。
2.2现今的活性污泥法技术除去废水中的BOD并非难事,但对于脱色几乎还没有特效的方法,特别是对于那些可溶性色素很难处理,而采用微生物絮凝剂NOC-1,对墨水、糖蜜废水、造纸黑液、颜料废水进行的试验表明,处理后上清液变为无色透明。用NAT型微生物絮凝剂直接絮凝黑染料生产废水,其脱色率可达60%。
2.3我国城市污水处理厂常用活性污泥法工艺,其中絮凝剂在废水处理中具有很重要的作用,它可以用来降低原水的浊度、色度等感观指标,去除多种高分子有机物,某些重金属和放射性物质,它可以自成独立的处理系统,又可以与其它处理单元过程进行组合,作为预处理、中间处理和最终处理过程,而且还常用于污泥脱水前的浓缩过程,以改善污泥的脱水性能.经过絮凝剂无害处理后的水可以回用.当前国内每年工业用水、城市给水、污水处理需求絮凝剂百万吨,因此研究絮凝剂具有很重要的意义.
3. 微生物絮凝剂在水处理中的处理效果及发展
3.1微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物,它是利用微生物技术,通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的,是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂.它主要由微生物代谢产生的各种多聚糖类、蛋白质,或是蛋白质和糖类参与形成的高分子化合物,能产生微生物絮凝剂的微生物种类很多,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。
3.2复合型絮凝剂是近年才开始研制的新型絮凝剂,能克服使用单一絮凝剂的许多不足,适应范围广,对低浓度或高浓度水质、有色废水、多种工业废水都有良好的净水效果,脱污泥性好,pH使用范围大.然而复合在有机合成制备上手续复杂,成本较高,并有可能存在二次污染.目前还未见复合絮凝剂有工业化生产和使用的报道.污水或活性污泥中,有机固体颗粒带负电荷,无机固体颗粒带正电荷,混合固体颗粒呈电中性。
3.3制成的絮凝剂与无机、聚丙烯酰胺联用,可提高絮凝效果.带有PAM的聚合氯化铝、聚合氯化铁,为无机有机高分子聚合物,它们具有无机、有机的双重优点,又避免了两者的不足,还具有某些独特的优点,使净水效果得到高度发挥.无机离子使悬浮颗粒发生絮凝并沉淀,高分子有机阳离子的高度架桥又促进了絮凝吸附速度,故能达到快速净水的目的.江霜英等以天然高分子物质甲壳素制备壳聚糖,并用壳聚糖、聚合铝和三氯化铁制成了高效复合型絮凝剂CAF,其净水效果优于无机絮凝剂聚合铝和三氯化铁,成本更低.
结语:絮凝剂在废水处理中具有举足轻重的地位,它正向着高效、无毒、价廉、复合、多功能、适合工业化生产的方向发展.大力发展无机盐聚合物絮凝剂以替代无机盐絮凝剂,可以降低二次污染,同时也可以减少对设备的腐蚀程度.对微生物絮凝剂,目前的任务是:寻找价廉的培养基和控制絮凝剂发挥作用的最佳条件,对絮凝剂合成的条件及影响起絮凝活性的因素进行深入研究,以符合工业化生产要求.复合型絮凝剂以其高效价廉的优势必将迅速发展,简化有机合成制备过程,降低生产成本,尽可能减少可能存在的二次污染问题.
参考文献:
[1]田玲,王九思,李玉金;水处理絮凝剂的絮凝原理及其研究进展[J];甘肃教育学院学报(自然科学版);2004
[2]姜恒,宫红,吴平;含油废水气浮处理药剂的应用与研究进展[J];工业水处理;2001