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無機化學的起源范文第1篇

[關鍵詞] 化學 萌芽 發(fā)展 學科分類

化學是研究物質的組成、結構、性質、變化和應用的科學。世界是由物質組成的,化學則是人類用以認識和改造世界的主要方法和手段之一,它是一門歷史悠久而又富有活力的學科,它的發(fā)展是人類社會文明的重要標志。人類生活水平的不斷提高,化學所起的作用功不可沒。

一、化學的萌芽

原始人類從用火之時便開始了用化學方法認識和改造天然物質。燃燒就是一種化學現(xiàn)象。人類開始吃熟食;并逐步學會了制陶、冶煉、釀造、染色等工藝。這些由天然物質加工改造而成的制品,成為古文明的標志。并因此萌發(fā)了古代實用化學。

古人曾據物質的某些性質對物質進行分類,并提出了陰陽五行學說,認為萬物是由金、木、水、火、土五種基本物質組合而成的,而五行則是由陰陽二氣相互作用而成的。用“陰陽”這個概念來解釋自然界兩種對立和相互消長的物質勢力,認為二者的相互作用是一切自然現(xiàn)象變化的根源。此說法是樸素的唯物主義自然觀。希臘也提出了火、風、土、水四元素說和古代原子論。后來在中國出現(xiàn)了煉丹術,也因此創(chuàng)造了各種實驗方法,如研磨、混合、溶解、結晶、灼燒、熔融、升華、萃取、密封等,并逐步演化為近代化學。

二、化學的中興

16世紀開始,歐洲工業(yè)生產蓬勃興起,推動了醫(yī)藥化學和冶金化學的創(chuàng)立和發(fā)展,繼而更加注重了物質化學變化本身的研究,進而建立了科學的氧化理論和質量守恒定律,為化學進一步科學化的發(fā)展奠定了基礎。

19世紀初,近代原子理論突出強調了各種元素的原子的質量為其最基本的特征,其中量的概念的引入,是與古代原子論的一個主要區(qū)別。近代原子論使當時的化學知識和理論得到了合理的解釋。分子假說的提出,原子分子學說的建立,為物質結構的研究奠定了基礎。門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律后,不僅初步形成了無機化學的體系,并且與原子分子學說一起形成了化學理論體系。

草酸和尿素的合成、苯的六元環(huán)狀結構和碳原子四價學說的創(chuàng)立、酒石酸拆分成旋光異構體,以及分子的不對稱性等的發(fā)現(xiàn),使得有機化學結構理論得以建立19世紀下半葉,熱力學等物理學理論介入化學之后,不僅澄清了化學平衡和反應速率的概念,還定量的判斷了化學反應中物質轉化的方向和程度。相繼建立了溶液理論、電離理論、電化學和化學動力學理論。物理化學的誕生,把化學從理論上提高到一個新的水平。

三、化學的升華

由于受自然科學和其他學科發(fā)展的影響,在無機化學、分析化學、有機化學和物理化學四大分支學科的基礎上產生了新的化學分支學科。在結構化學方面,由于電子的發(fā)現(xiàn)確立了現(xiàn)代的有核原子模型,不僅豐富和深化了對元素周期表的認識,而且還發(fā)展了分子理論。應用量子力學研究分子結構,從而產生了量子化學。從氫分子結構的研究開始,逐步揭示了化學鍵的本質,先后創(chuàng)立了價鍵理論、分子軌道理論和配位場理論。研究物質結構的譜學方法也由可見光譜、紫外光譜、紅外光譜擴展到核磁共振譜、電子自選共振譜、光電子能譜、射線共振光譜、穆斯堡爾譜等。

在化學反應理論方面,由于對分子結構和化學鍵認識的提高,經典的、統(tǒng)計的反應理論進一步深化,在過渡態(tài)理論建立后,逐漸向微觀的反應理論發(fā)展,用分子軌道理論研究微觀的反應機理,并逐漸建立了分子軌道對稱守恒定律和前線軌道理論。分子束、激光和等離子技術的應用,使得對不穩(wěn)定化學物種的檢測和研究成為現(xiàn)實,從而實現(xiàn)了化學動力學從經典的、統(tǒng)計的宏觀動力學到單個分子或原子水平的微觀反應動力學的升華。

分析方法和手段是化學研究中經常使用的。一方面,分析方法的靈敏度不斷提高,從常量組分分析發(fā)展到微量、痕量組分分析;另一方面,許多新的分析方法,可深入到結構分析、構象測定、同位素測定、各種活潑中間體(如自由基、離子基、卡賓、氮賓、卡拜等)的直接測定,甚至到對短壽命亞穩(wěn)態(tài)分子的檢測。分離技術也在不斷革新,如離子交換、膜技術、色譜法等。

物質合成是化學研究的目的之一。在無機合成方面,首先是氨的合成。氨的合成不僅開創(chuàng)了無機合成工業(yè),而且?guī)恿舜呋瘜W,發(fā)展了化學熱力學和反應動力學。后來相繼合成的有紅寶石、人造水晶、硼氫化合物、金剛石、半導體、超導材料和二茂鐵等配位化合物。

在電子技術、核工業(yè)、航天技術等現(xiàn)代工業(yè)技術的推動下,各種超純物質、新型化合物和特殊需要的材料的生產技術都得到了較快發(fā)展。稀有氣體化合物的成功合成又向化學家提出了新的挑戰(zhàn),需要對零族元素的化學性質重新加以研究和認識。無機化學在與有機化學、生物化學、物理化學等學科的相互滲透中產生了有機金屬化學、生物無機化學、無機固體化學等新興學科。

酚醛樹脂的合成,開辟了高分子科學領域。20世紀30年代聚酰胺纖維的合成,使得高分子的概念得到廣泛的確認。各種高分子材料合成和應用,為現(xiàn)代工農業(yè)、交通運輸、醫(yī)療衛(wèi)生、軍事技術,以及人們的衣食住用行各方面,提供了多種性能優(yōu)異而成本較低的重要材料,成為現(xiàn)代物質文明的重要標志。20世紀是有機合成的黃金時代。化學的分離手段和結構分析方法已經有了很大發(fā)展,許多天然有機化合物的結構問題紛紛獲得圓滿解決,同時還發(fā)現(xiàn)了許多新的重要的有機反應和專一性有機試劑,在此基礎上,精細有機合成,特別是在不對稱合成方面取得了很大進展。一方面,合成了各種有特種結構和特種性能的有機化合物;另一方面,合成了從不穩(wěn)定的自由基到有生物活性的蛋白質、核糖核酸等生命基礎物質。有機化學家還合成了結構復雜的天然有機物和特效藥物。所有這些成就對促進高分子學科的發(fā)展起到了巨大的推動作用,為合成有高度生物活性的物質,解決有生命物質的合成問題,提供了有利條件。

20世紀以來,化學發(fā)展的趨勢可以歸納為:由宏觀向微觀、由定性向定量、由穩(wěn)定態(tài)向亞穩(wěn)定態(tài)發(fā)展,由經驗上升到理論并應用于實踐。

四、化學學科的分類

化學在發(fā)展過程中,依照所研究的分子類別和研究手段、目的、任務的不同,從傳統(tǒng)的無機化學、有機化學、物理化學和分析化學四個基礎分支過渡到無機化學、有機化學、物理化學、生物化學、高分子化學、應用化學和化學工程學等七大分支學科。還有與化學有關的邊緣學科,如地球化學、海洋化學、大氣化學、環(huán)境化學、宇宙化學、星際化學等。

化學的發(fā)展體現(xiàn)在兩方面:一方面,為生產和技術部門提供盡可能多的新物質、新材料;另一方面,在與其它自然科學相互滲透的進程中不斷產生新學科,并向探索生命科學和宇宙起源的方向發(fā)展。

參考文獻:

[1]徐景達.有機化學.人民衛(wèi)生出版社,1997.

[2]謝協(xié)忠.水分析化學.河海大學出版社,2003.

無機化學的起源范文第2篇

關鍵詞：新課程；元素及其化合物；三維目標；探究研討

中圖分類號：G632 文獻標識碼：B 文章編號：1002-7661（2013）07-113-02

從高一必修1新課程教學實踐中，我感悟最深的一點：新課程背景下，關于元素及其化合物（魯科版化學必修1）的教學存在很多的問題，它是高一的一條攔路虎，更是高三總復習一大難題，探索新課程背景下元素及其化合物有效教學非常必要。

一、新課標背景下元素化合物教學中存在的問題

新課程改革的實施，雖廣東、江蘇、山東、海南、寧夏等省已先行實施，但在我省實行新課程至今才兩輪，認真總結和反思，結合各教師的“抱怨”，我認為，教學中主要存在以下幾方面問題：

1、理解不透

個別教師認為新課程改革只是簡單的教材結構調整，對課改提倡“自主、合作、探究”的變革精神沒有真正領會。沿用老教材的羅列式教學方式，對學生施行填鴨式、灌輸式教學，期望學生能將滿堂灌的內容盡收腦海。結果卻背離了新課程教學課標與教學要求，加重學生負擔，削減學生學習興趣。因此新課程理念所倡導的新思維――探究、研討式教學對長期的應試教學形成思維定勢的教師來說是一個全新的挑戰(zhàn)和考驗。

2、時間不足

新課程標準要求在高一學年完成必修1和必修2兩個模塊，其中必修1包含了高中階段元素及其化合物的所有知識，與舊教材相比，知識系統(tǒng)學習的分量大大減少，而化學概念和原理的教學內容相應拓寬，加強探究學習能力的培養(yǎng)。為提高學生學習的主動性，必修1和必修2教材增設了“聯(lián)想?質疑”“觀察?思考”“活動?探究”“交流?研討”“遷移?應用”及“概括?質疑”等活動性欄目。因此，在每周3課時的教學時間內，要完成以上內容，并讓學生能在比較系統(tǒng)地掌握過程與方法的同時清楚各元素及其化合物之間的轉化關系和相關知識，時間明顯不足。結果勢必：教師的“教”達不到新課程教學的探究式模式和靈活的引導激發(fā)式教學效果；學生的“學”不能實現(xiàn)新課程教學的三維目標，尤其是過程與方法的領悟無從實現(xiàn)，更不用說實現(xiàn)方法與知識的融會貫通。這樣，為高三總復習埋下隱患，因為知識的繁、雜、多、生疏，高三的復習課猶如炒夾生飯，無論你怎么烹飪依然熟不透，匆匆忙忙的，好象上新課，仍達不到理想的效果。

二、在案例分析中探究新課標下的教學方式

下面針對以上提到的問題，以案例分析的形式，通過新舊授課模式的對比、評課、反思來嘗試體驗新理念和具體實施策略。

課例1：全日制普通高級中學教科書（必修加選修）化學第二冊第四章 第一節(jié) 鎂和鋁（第1課時）

1、授課過程

【教學內容】“鎂和鋁”

【引入】開門見山的提出課堂內容

【教學過程】（板書設計）

鎂和鋁

物理性質：

相似點和不同點

鎂和鋁的化學性質

跟非金屬反應

2、與酸

3、與堿

4、與某些氧化物

5、用途

三、反思

以上課例展示的是一節(jié)元素化合物部分的傳統(tǒng)的新課。以上的結構看起來象是在“編制一張絕妙的網，不管大魚小魚，一網打盡”，其主體是教師，課堂教學過程中，教師以系統(tǒng)的知識框架和它們之間嚴謹的關系利用課堂40分鐘，按一定的程序慢慢的輸入學生的數據庫。學生被動地聽課與筆記，觀看實驗，幾乎沒有機會參與到課堂探究活動中來。當然能達到理想的效果是非常完美的，但是學生的大腦畢竟不象電腦，它沒有存儲功能可以過耳過目不忘。所以實際所達的效果遠遠沒有預期的好，往往只在他們的腦海中留下些實驗中的精彩片段或講解中有特色的一小部分知識點。在練習和作業(yè)中，無法回憶起知識點，就更別談靈活應用與創(chuàng)新了。

課例2：普通高中課程標準實驗教科書 魯科版 必修1

第四章 第二節(jié) 鋁 金屬材料（第1課時）

1、授課過程

【教學內容】“鋁與鋁合金”

【聯(lián)想.質疑】先把問題拋出來，讓學生看各種各樣的圖片產生興趣后，對本節(jié)內容產生求知欲

【交流.研討】討論：

1、鋁作為一種金屬，它可能具有哪些性質？

2、鋁是一種重要的金屬材料，這可能與它具有的哪些性質有關？

【師】展示鋁樣品，并引導學生歸納。

【生】總結

【觀察.思考】[實驗1]鋁在氧氣燃燒，觀察現(xiàn)象

[實驗2]鋁和三氧化二鐵的反應

【師】通過觀察現(xiàn)象和實驗過程所用的藥品，描述現(xiàn)象并寫出化學方程式

【生】討論和交流，利用氧化還原知識，書寫反應方程式

【師】引導回憶實驗室制氫氣的方法

【生】討論得出正確答案

【師】思考能否用鋁Al與濃HNO3、稀HNO3、濃H2SO4、稀H2SO4、濃HCl、稀HCl制氫氣？

【生】（以舊知識為生長點）快速回答：常溫下，鋁在濃硝酸和濃硫酸中發(fā)生鈍化，不能制備氫氣。

【師】追問其他幾種酸的情況，結合實驗。

【生】觀察：鋁與稀鹽酸、稀硫酸反應得氫氣

寫出方程式：（略）

綜上推出：稀硝酸與活潑金屬單質都不能制氫氣，因為它具氧化性。濃鹽酸因其易揮發(fā)，與活潑金屬反應無法制取氫氣。

【師】總結歸納：

可以選用的是稀鹽酸和稀硫酸

反應特點：①與氧化性的酸（硝酸）反應無H2

②與非氧化性酸（稀鹽酸和稀硫酸）反應產生H2

③與濃硝酸和濃硫酸發(fā)生鈍化（常溫下）

【生】學生探究討論發(fā)現(xiàn)這不僅是鋁還是鎂和鐵等活潑金屬單質的通性（鐵在冷的濃硫酸和濃硝酸中也發(fā)生鈍化）。預習發(fā)現(xiàn)鋁的特殊性在于：

它不僅有上述性質，還能與堿溶液反應：

2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al（OH）4]+3H2

（四羥基合鋁酸鈉）

【師】總結鋁為唯一一種兩性金屬單質。既能跟酸反應也能和堿溶液發(fā)生反應，且都生成氫氣。

【生】由實驗和探究聯(lián)想到現(xiàn)實生活關于鋁的用途：制各種合金、飛機汽車、導線、鋁鍋炊具、鋁泊包裝等。其中與食物直接接觸的用途應盡量限制用量。因為文獻查閱顯示：長期服用會造成體內鋁的積累，對人體健康極為有害。

【師】談自己的看法，并布置課后預習與思考：鋁的氧化物和氫氧化物的兩性是怎么體現(xiàn)的？

（探究繼續(xù)……）

2、反思

課例2與傳統(tǒng)教學不同，既是一堂實驗探究課，又是一堂階段性的復結歸納課。在課堂教學過程中，不僅回顧了前面章節(jié)和初中化學的相關知識，還對氧化還原、離子方程式等必修1重要考點進行了鞏固。以舊的知識為生長點，引出了新知識鋁與其他活潑金屬單質具有的相同點，同時學了鋁的特性，它有其他金屬所沒有的兩性，使學生的思維得以發(fā)散，達到了前所未有的廣度和深度。在課堂教學中，結合教師適時的引導與歸納總結，使知識形成完整的體系，讓發(fā)散的思維又得到適當的收斂。充分體現(xiàn)了新課程教學的探究理念，很好地發(fā)揮了學生的課堂主體地位，使新課與復習課、訓練課很好的融為一體。不再是教師的滿堂灌和枯燥的講解，顯得意味深長。

三、啟示

對以上兩個課例，考與學的效果迥然不同，關鍵在于教學理念的差異。前者教學模式中教師是課堂的主體，學生在教師清晰的講解下獲取知識，目的是使學生能由此獲取全面的知識。但是，很大程度地忽略了學生學習的主動性與創(chuàng)新能力的開發(fā)，導致學生慢慢地散失學習的興趣。而課例2則注重學生的內在需要，體現(xiàn)了新課程“知識問題化，問題情景化”理念，由學生的興趣點出發(fā)，創(chuàng)設了良好的教學情境，勾起他們的求知欲，同時輔以教師適時引導和歸納總結，學生很好地參與到課堂的教與自己主動的學中，他們的學習積極性和學習潛力得到盡可能發(fā)揮，達到的效果自然要比前者好得多。

對于元素及化合物的學習，其思想內涵是結合生產、生活、環(huán)境問題，通過豐富的課堂演示實驗和各階段的分組實驗讓學生對知識有感性認識，然后通過課堂的交流研討和探究配合教師的引導、歸納、總結逐漸形成理性認識。在以上學習的程序中，不斷培養(yǎng)學生運用知識的能力，從而鞏固高一必修課程的幾個重要工具：物質的量、氧化還原反應和離子反應等知識。根據美國教育心理學家奧蘇貝爾的觀點“影響學生學習的首要的因素是他的先備知識”，也就是說新的知識，高一級的知識是以原有的舊知識為生長點，延伸學習的。當然，鑒于以上提到時間不足的問題，教師首先得著眼于課標，不能一味地追求知識容量，把刪去的或在新課程標準中不要求的內容隨意的增加到課堂教學中，認為教得越多越好，結果無形中加重學生的學習負擔，削減學習的興趣。

因此，提高課堂教學效率的關鍵是在清楚解讀課程標準，在課堂教學過程準確把握課標精神，把握好度與量；加強課堂駕馭的技巧，極大限度地利用課程資源，以學生的探究研討為途徑培養(yǎng)學生的終身學習能力、實踐能力。這樣才能順應新課程理念，適應新課程背景下的素質教育，在新高考中運籌帷幄。

參考文獻：

[1] 唐愛黨.高中化學教學中存在問題及思考.

[2] 陳露春.必修元素化合物知識教學策略與案例分析.

[3] 王 磊.化學教學研究與案例[M].北京：高等教育出版社，2006.

[4] 包朝龍.任志強.新課程理念下元素化合物教學設計微探[J].化學教育，2008，（4）：13-16.

[5] 全日制普通高級中學教科書（必修加選修）化學第二冊.人民教育出版社.

無機化學的起源范文第3篇

[關鍵詞]中藥廢棄物；資源化；膜分離與集成技術；適宜性

中藥廢棄物的資源化是中藥行業(yè)形成現(xiàn)代、環(huán)保、集約新產業(yè)的必然選擇[1]。中藥廢棄物主要來源于中藥材生產過程產生的非藥用部位、加工過程形成的下腳料，以及中藥材深加工產業(yè)過程中形成的大量廢渣、廢水、廢氣等。中藥材大多來源于植物，我國中藥行業(yè)每年要消耗植物類藥材70萬噸左右，每年產生的植物類藥渣高達數百萬噸，而中藥廢棄物的綜合利用技術尚處于初級階段，研究領域具有明顯局限性，資源化研究主要集中于將廢棄物用于栽培食用菌、發(fā)酵生產，用作飼料、生物質能源、造紙原料等，對廢棄物中仍含有的大量有效組分的再利用研究較少。

中藥廢棄物由粗纖維、粗蛋白、粗脂肪以及多種微量元素等組成，不同途徑的廢棄物，其理化特征各異，有效組分主要包括以某些一次代謝產物作為起始原料，通過一系列特殊生物化學反應生成的小分子次生代謝產物，如萜類、甾體、生物堿、多酚類等；亦包括多糖、蛋白質等大分子物質。在制藥分離過程工程化設計中，“清潔工藝”是中藥制藥行業(yè)升級的必然選擇。中藥廢棄物資源化的過程也是利用現(xiàn)有的分離技術對不同類型的有效組分進行提取富集的過程，為此，需要在對中藥廢棄物主要化學組成及理化特征開展系統(tǒng)研究的基礎上，發(fā)展“無廢或少廢工藝”，根據可資源化的要求，采用過程集成技術，優(yōu)化中藥廢棄物再利用工藝系統(tǒng)，實現(xiàn)中藥廢棄物資源化的循環(huán)利用經濟模式，促進中藥資源產業(yè)化過程中由傳統(tǒng)工藝向生態(tài)工藝轉化。

1膜科學技術用于中藥廢棄物資源化的意義

膜科學技術是材料科學與過程工程科學等諸多學科交叉結合、相互滲透而產生的新領域。其中利用壓力梯度場的膜分離技術主要指微濾（MF）和超濾（UF），系篩效應的一種，即利用待分離混合物各組成成分在質量、體積大小和幾何形態(tài)的差異，借助孔徑不同的膜而達到分離的目的；利用溫度場、化學勢梯度場及電位梯度場（電壓）的膜分離技術，則包括膜蒸餾（MD）、反滲透（RO）、氣體膜分離（GS）以及電滲析（EDR）等，依賴的是膜擴散機制，即利用待分離混合物各組分對膜親和性的差異，使膜親和性較大的組分能溶解于膜中，并從膜的一側擴散到另一側，從而實現(xiàn)與其他組分的分離[2]。

膜科學技術自20世紀60年代開始工業(yè)化應用之后發(fā)展十分迅速，其品種和應用領域不斷發(fā)展，目前已廣泛應用于水處理、石油化工、制藥、食品等領域。日本自20世紀80年代起應用膜分離技術生產漢方制劑[3]，近年來，我國中藥制藥行業(yè)也開始采用膜分離技術對傳統(tǒng)提取、分離技術進行改良，并已取得了重要進展[4-5]。中藥廢棄物為組成與性質十分復雜的物質體系，“分離”過程的科學、有效是其再利用領域的技術關鍵。膜科學技術所具有的節(jié)約、清潔、安全等優(yōu)勢，符合建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，以及循環(huán)經濟的發(fā)展思路，當然也是中藥廢棄物資源化的重要選擇之一。當前高分子科學、分析技術的快速發(fā)展以及環(huán)境友好戰(zhàn)略的實施使膜科學技術步入了新的發(fā)展階段，從而為中藥廢棄物的提取、分離、濃縮、純化一體化工程集成技術的研究提供了機遇與保證。

2膜分離技術用于中藥廢棄物資源化的原理與方法

制藥工業(yè)的現(xiàn)代化進程，特別是中藥制藥的產業(yè)升級，使傳統(tǒng)的工業(yè)技術面臨著挑戰(zhàn)。以中藥藥效物質回收或精制為目標的中藥廢棄物資源化體系，其原料液濃度低、組分復雜，且回收率要求較高，現(xiàn)有的建立在既有化工分離技術基礎上的中藥分離技術，往往難以滿足這類分離任務的要求。

2.1膜材料用于中藥廢棄物資源化的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的分離技術比較，膜分離技術具有以下特點：①無相變，操作溫度低，適用于熱敏性物質；②以膜孔徑大小特征將物質進行分離，分離產物可以是單一成分，也可以是某一相對分子質量區(qū)段的多種成分；③分離、分級、濃縮與富集可同時實現(xiàn)，分離系數較大，適用范圍廣；④裝置和操作簡單，工藝周期短，易放大；⑤可實現(xiàn)連續(xù)和自動化操作，易與其他過程耦合。

其中，膜家族的重要成員無機陶瓷膜，因其構成基質為ZrO2或Al2O3等無機材料及其特殊的結構特征，而具有如下的優(yōu)點：①耐高溫，適用于處理高溫、高黏度流體；②機械強度高，具良好的耐磨、耐沖刷性能，可以高壓反沖使膜再生；③化學穩(wěn)定性好，耐酸堿、抗微生物降解；④使用壽命長，一般可達3～5年，甚至8～10年。這些優(yōu)點，與有機高分子膜相比較，使它在許多方面有著潛在的應用優(yōu)勢，尤其適合于中藥物料的精制。因而無機陶瓷膜分離技術在我國中藥行業(yè)廢棄物資源化領域具有普遍的適用性。

2.2膜技術集成用于中藥廢棄物資源化的優(yōu)勢

從中藥廢棄物化學組成具有多元化的特點來看，采用過程集成，即將2個或2個以上的反應過程或反應-分離過程相互有機地結合在一起進行聯(lián)合操作，有助于提高目標產物的收率或提高分離過程產品的純度，可以解決許多傳統(tǒng)的分離技術難以完成的任務。過程集成通常采用2個獨立的設備，通過物流（可以是氣、液或固態(tài)）在2個設備間流動來完成，耦合過程可充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，互補對方的不足。因此，集成分離技術可成為中藥廢棄物精制的一種基本方法。過程集成還具有簡化流程、降低消耗等優(yōu)點，符合現(xiàn)代制藥工業(yè)的發(fā)展趨勢，因而對于實現(xiàn)中藥廢棄物的資源化和產業(yè)化有著廣闊的應用前景。

膜科學技術可為過程集成提供寬闊的平臺。為使整個生產過程達到優(yōu)化，可把各種不同的膜過程集成在一個生產循環(huán)中，組成一個膜分離系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以包括不同的膜過程，也可包括非膜過程，稱其為“集成膜過程”。進入21世紀以來，膜集成工藝日益成為膜技術領域的新生長點，如由膜過程和液液萃取過程耦合所構成的“膜萃取”技術，可避免萃取劑的夾帶損失和二次污染，拓展萃取劑的選擇范圍，提高傳質效率和過程的可操作性，該集成技術已用于麻黃水提液中萃取分離麻黃堿[6]。

3膜科學技術用于中藥廢棄物資源化的應用實踐

3.1膜分離技術在分離、富集中藥廢棄物中有效組分的應用

利用中藥的目標成分和非目標成分相對分子質量的差異，可用截留相對分子質量適宜的超濾膜將兩者分開；利用膜蒸餾技術對水分子的氣化作用，可由制藥廢水中精制藥效成分。吳庸烈等[7]采用膜蒸餾技術對洗參水進行濃縮處理，成功的回收了其中90%以上的皂苷，而其中主要微量元素和氨基酸的含量也提高了近10倍。李博等[8]采用PVDF超濾膜自制藥廢水中富集青皮揮發(fā)油，精油的截留率可達到67.5%；通過GC-FID對膜過程前后樣品化學成分的比較發(fā)現(xiàn)，超濾法富集的揮發(fā)油與原揮發(fā)油近乎一致。

3.2膜集成技術在分離、富集中藥廢棄物中有效組分的應用

采用膜法脫色取代傳統(tǒng)的活性碳脫色，再利用膜法濃縮取代傳統(tǒng)的苯提取或減壓蒸餾，從麻黃中提取麻黃素，經一次處理就可得到麻黃堿98.1%，色素除去率達96.7%以上。與傳統(tǒng)工藝相比，收率高，質量好，生產安全可靠，成本顯著降低，且也避免了對環(huán)境的污染。對一個年產30噸的麻黃堿廠來說，膜法可至少增加5噸麻黃堿產量，同時避免了污水排放[9]。徐萍等[10]采用超濾和反滲透串聯(lián)的膜集成技術富集中藥揮發(fā)油。實驗體系選取當歸、川芎、肉桂、麻黃、丹皮經水蒸氣蒸餾法得到的含油水體，以5萬相對分子質量PS超濾膜與復合反滲透膜集成后進行分離、濃縮。結果表明，該集成技術在壓力1.2 MPa、溫度30 ℃條件下，當歸、川芎、肉桂、麻黃、丹皮等含油水體超濾液中指標性成分阿魏酸、川芎嗪、桂皮醛、鹽酸麻黃堿、丹皮酚的保留率分別為95.80%，96.01%，95.41%，96.89%，97.01%，實現(xiàn)了中藥揮發(fā)油的有效富集。

3.3膜與其他分離技術集成在分離、富集中藥廢棄物中有效組分的應用

膜分離過程與其他分離技術的集成，如膜與吸附樹脂技術的集成、膜與萃取技術的集成、膜與蒸餾技術的集成等，均是以提高目的產物的分離選擇性系數并簡化工藝流程為目標。

3.3.1 膜與大孔吸附樹脂分離技術的集成 從中藥廢棄物的分離原理與單元操作角度來看，膜分離過程的篩效應和擴散效應均需在中藥多元成分的水溶液狀態(tài)下進行，即利用待分離混合物各組成成分在質量、體積大小和幾何形態(tài)的差異，或者待分離混合物各組分對膜親和性的差異，借助壓力梯度場等外力作用實現(xiàn)分離，此分離過程選擇性較低。而大孔吸附樹脂是吸附性和分子篩原理相結合的分離吸附材料，大孔吸附樹脂技術的實踐應用表明，它對中藥或復方定組分具有較強的選擇吸附性。膜分離與樹脂吸附技術的集成，可充分體現(xiàn)“平衡、速度差與反應”、“場-流”等分離理論的技術優(yōu)勢，促使中藥廢棄物中的多元組分在選擇性篩分效應的作用下，實現(xiàn)水溶液狀態(tài)下的定向、有效分離。周昊等[11]采用陶瓷膜與大孔吸附樹脂集成技術分離油茶餅粕提取液中茶皂素，結果表明，茶皂素不僅純度高、顏色淡，且該技術生產成本低，污染小，可以成為工業(yè)上生產茶皂素產品的一種新技術。

3.3.2 膜與離子交換色譜分離技術的集成 離子交換色譜是以離子交換劑為基本載體的一類分離技術。離子交換的過程即是溶液中的可交換離子與交換劑上的抗衡離子發(fā)生交換的過程，該過程遵循“平衡、速度差與反應”分離原理。離子交換法是分離和提純中藥及天然產物中化合物的有效手段之一，如采用陽離子交換樹脂富集季銨型生物堿。由于離子交換法省時省力，而且還可以節(jié)約大量的有機溶媒，適合于工業(yè)化生產。張育榮[12]利用膜與離子交換色譜分離技術集成從章魚下腳料中提取天然?；撬?，其工藝流程見圖1。研究結果表明，采用膜與離子交換色譜分離集成技術處理中藥廢棄物，可以使中藥多元組分實現(xiàn)水溶液狀態(tài)下的定向分離。

3.3.3 膜與分子蒸餾分離技術的集成 分子蒸餾是一種在高真空度（0.133～1 Pa）條件下進行的非平衡蒸餾。分子蒸餾適用于不同物質相對分子質量差異較大的液體混合物系的分離，特別是同系物的分離。近年來，分子蒸餾技術及其集成技術在中藥揮發(fā)性成分的分離中已突顯出其技術優(yōu)勢，如已用于白術、香附等揮發(fā)油中有效成分的提取分離[13]。依據分子蒸餾基本原理，對于中藥廢棄物中高沸點、熱敏性組分的揮發(fā)性成分，采用分子蒸餾工藝，可以依據揮發(fā)性多組分中分子運動平均自由程的差異，使各組分在遠低于其沸點的溫度下從混合物中一次性、迅速得到分離[14]。

由于分子蒸餾是在極高的真空度下進行，該技術所用設備投資較大，適合于把粗產品中高附加值的成分進行分離和提純[15]。對于中藥廢棄物中高沸點、熱敏性組分的揮發(fā)性成分，采用傳統(tǒng)的提取方法如水蒸氣蒸餾、浸提法等，不僅易引起分子的重排、聚合等反應，而且在后續(xù)的處理中還要加入溶劑萃取、離心分離、濃縮等工藝進一步純化?；谀ぜ杉夹g的中藥揮發(fā)油高效收集成套技術，可用于中藥含油水體中揮發(fā)油及其他小分子揮發(fā)性成分的富集[16]；在分子蒸餾工藝流程后，采用膜分離技術進行定向分離，可成為中藥廢棄物中揮發(fā)性成分定向分離的優(yōu)勢技術。

3.3.4 膜與超臨界流體萃取分離技術的集成 以超臨界液體為萃取劑的萃取操作稱為超臨界流體萃取。在超臨界流體萃取中，高的萃取能力和選擇性通常不能同時兼得。如果將超臨界溶劑的溶解度提高，能夠增加萃取量，但也會增加其他組分的溶解度，萃取選擇性反而會降低，導致分離的困難[17]。而超臨界流體與膜過程耦合，既可以降低膜分離阻力又可以選擇性的透過某些成分，在降低能耗和提高選擇性上多方面獲益。超臨界流體萃取與膜分離的技術集成，也可為復合型新工藝的開發(fā)和應用提供廣闊空間，達到降低過程能耗、減小操作費用、實現(xiàn)精細分離、利于環(huán)境保護等目的[18-19]。

鄭美瑜等[20]采用超臨界CO2萃取魚油得到三酸甘油脂，再采用納濾技術得到三酸甘油脂中最有價值的長鏈不飽和脂肪酸。目前的研究報道[21]，采用此種集成技術還可將蘿卜籽、胡蘿卜油中的β-胡蘿卜素進行精制；將超臨界CO2應用于黏性液體的超濾工藝，還可顯著降低錯流過濾的阻力，提高滲透通量；與納濾技術集成使用，還可提高超臨界溶劑循環(huán)使用的效率，確保超臨界萃取過程的經濟性。

4膜科學技術應用于中藥廢棄物資源化過程的展望

近年來，膜分離與反應過程集成技術，如膜生物反應器技術在制藥工業(yè)廢水回收方面的應用已得到廣泛應用[22]，膜領域面臨的國家重大需求日益彰顯，歐洲和日本明確提出在21世紀的工業(yè)中，膜分離技術扮演著戰(zhàn)略角色[23]。而膜分離也被視為我國中藥制藥工業(yè)亟需推廣的高新技術之一[24-25]。

膜科學技術用于中藥廢棄物資源化過程具有廣闊的前景，但目前需要優(yōu)先解決的問題是：①以膜集成技術為重點的中藥膜技術標準化與工程化；②膜與大孔吸附樹脂等分離技術集成的系統(tǒng)優(yōu)化；③膜技術在中藥制藥工業(yè)節(jié)能減排方面的應用推廣。上述3個問題既是膜科學技術全面進入中藥廢棄物資源化領域的重要保障，也是膜科學技術在中藥廢棄物資源化領域的應用模式，其研究成果具有普遍適用性，廣泛適用于中藥廢棄物加工利用各個單元操作，對實現(xiàn)中藥廢棄物資源化行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，推動中藥產業(yè)升級具有重要意義。

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Optimization theory and practical application of membrane science

technology based on resource of traditional Chinese medicine residue

ZHU Hua-xu1，2 ， DUAN Jin-ao1*， GUO Li-wei1，2*， LI Bo2，

LU Jin2， TANG Yu-ping1， PAN Lin-mei2

（1.Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization，

Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China；

2. Jiangsu Botanical Medicine Refinement Engineering Research Center， Nanjing University of

Chinese Medicine， Nanjing 210023， China）

[Abstract] Resource of traditional Chinese medicine residue is an inevitable choice to form new industries characterized of modern， environmental protection and intensive in the Chinese medicine industry. Based on the analysis of source and the main chemical composition of the herb residue， and for the advantages of membrane science and technology used in the pharmaceutical industry， especially membrane separation technology used in improvement technical reserves of traditional extraction and separation process in the pharmaceutical industry， it is proposed that membrane science and technology is one of the most important choices in technological design of traditional Chinese medicine resource industrialization. Traditional Chinese medicine residue is a very complex material system in composition and character， and scientific and effective "separation" process is the key areas of technology to re-use it. Integrated process can improve the productivity of the target product， enhance the purity of the product in the separation process， and solve many tasks which conventional separation is difficult to achieve. As integrated separation technology has the advantages of simplified process and reduced consumption， which are in line with the trend of the modern pharmaceutical industry， the membrane separation technology can provide a broad platform for integrated process， and membrane separation technology with its integrated technology have broad application prospects in achieving resource and industrialization process of traditional Chinese medicine residue. We discuss the principles， methods and applications practice of effective component resources in herb residue using membrane separation and integrated technology， describe the extraction， separation， concentration and purification application of membrane technology in traditional Chinese medicine residue， and systematically discourse suitability and feasibility of membrane technology in the process of traditional Chinese medicine resource industrialization in this paper.

無機化學的起源范文第4篇

一、班級情況分析及工作重點

本學期幼兒人數32人，男孩19名，女孩13名。個別幼兒以前上過幼兒園或托兒所，在生活自理能力、語言交往能力及其它能力都有一定基礎，但大部分幼兒在常規(guī)習慣、自理能力、適應性、語言發(fā)展等方面較弱。針對以上情況，本學期我們將重點以培養(yǎng)幼兒良好的常規(guī)習慣，增強幼兒的語言能力、生活自理能力及培養(yǎng)幼兒的社會交往能力和音樂素質的培養(yǎng)。在工作中加強個別幼兒的指導，通過把多元主題探究活動與日常的保教工作結合起來，讓幼兒得到全方位的發(fā)展。

二、幼兒發(fā)展目標

（一）健康領域

1、逐步適應幼兒園的集體生活，情緒基本愉快。

2、在成人的幫助下學習獨立喝水、進餐、洗手、入廁，學習穿脫簡單的衣褲、鞋。

3、了解簡單的衛(wèi)生知識，愿意接受健康檢查，認識五官懂得保護。

4、愿意和同伴參加體育活動，發(fā)展走、跑、跳、鉆、攀爬等動作。

（二）語言領域

1、學習普通話，樂意運用語言表達自己的喜好與需求，學習用普通話與人交流。

2、學習安靜地聽他人講話，能聽懂簡單的語言指令并按其行動。

3、喜歡念兒歌、聽故事、看表演、看圖書等，學習表達自己的認識和感受。

（三）社會領域

1、愿意上幼兒園，能參加幼兒園的活動，愿意親近老師或熟悉的成人。

2、樂意和同伴一起游戲，嘗試學習分享等待，體驗其中的快樂。

3、在成人啟發(fā)下學習關注他人明顯的情緒表現(xiàn)，學習關心他人。樂意招呼熟悉的人，學習求助和感謝。

4、學習在性別、外形等外在特征上比較自己與別人的不同。

5、學習接受老師的建議和批示，學習在集體生活中遵守基本規(guī)則。

（四）科學領域

1、在成人引導下，學習發(fā)現(xiàn)周圍環(huán)境中有趣的事物。

2、樂意用多種感官感知周圍的物品、現(xiàn)象，了解物品顏色、大小、形狀等明顯特征。

3、喜歡操作、擺弄。

4、親近大自然，喜愛與學習愛護周圍的植物。

（五）藝術領域

1、在成人引導下，能逐漸注意和親近周圍環(huán)境中熟悉的諸如花草樹木，小動物等美的事物，并產生愉悅的情緒。

2、喜歡聽音樂，能借助動作，語言等表達對藝術作品的感受。

3、嘗試用自己喜歡的顏色、材料和工具進行美術活動，學習用畫、剪、貼、撕、提等技能。

4、學習用自然的聲音唱歌，學習用身體動作自由地進行歌表演、做律動，喜歡打擊樂活動，學習和老師、同伴一起做音樂游戲。

三、教育教學工作

1、做好新生入園的情緒安撫工作。由于大部分孩子第一次入園，因此他們會產生哭鬧、不愿來園的情緒，我們教師應做好以下幾方面的工作：

（1）開學前做好家園聯(lián)系工作，接待孩子入園，召開家長會，介紹班級情況，讓家長填寫一份幼兒家庭生活調查表和家長教養(yǎng)態(tài)度調查表，使家長、教師、孩子三者之間能盡快熟悉，減輕孩子來園的消極情緒。

（2）給孩子提供一個溫馨、舒適、有趣的教室環(huán)境

（3）教師以親切、溫和的態(tài)度對待孩子，消除他們的陌生感。

2、培養(yǎng)幼兒良好的生活常規(guī)，提高生活自理能力，做到生活有序。

（1）認識自己的標記；

（2）學會正確的洗手方法；

（3）能安靜午睡，不吵醒別人；

（4）培養(yǎng)良好的進餐習慣，能學習自己吃飯等。

3、培養(yǎng)良好的學習常規(guī)。

（1）愿意參加各項集體活動，注意力集中；

（2）愛護幼兒園的玩具，不與人爭搶；

（3）學會用語言表達自己的意愿；能將玩具歸類收好；

（4）學習看書的正確方式，培養(yǎng)幼兒良好的前閱讀習慣。

4、深入實踐園本課程，將多元主題探究活動與區(qū)域活動結合進行，從他們的興趣入手，讓孩子主動學習，從而獲取各方面的經驗，提高綜合能力。

5、注重活動區(qū)活動的計劃，做到學習有序。根據小班孩子的年齡特點，我們將娃娃家、操作區(qū)、美勞區(qū)等；在活動時，教師將加強對孩子的觀察與記錄，及時發(fā)現(xiàn)問題、了解孩子；在回憶講述時，采取多種形式，增強孩子的傾聽興趣。

6、豐富幼兒一日生活，充分利用每天的音樂

活動和文學活動時間，豐富音樂活動和語言活動的形式。

7、本學期大型活動：

（1）編排早操

（2）結合季節(jié)組織幼兒活動

（3）“迎新年”歌詠文藝表演

四、衛(wèi)生保健工作

小班的衛(wèi)生保健工作非常重要，在醫(yī)務人員的指導下，嚴格按園里的要求認真實施各項衛(wèi)生保健工作。在工作中加強對幼兒的生活照顧，將幼兒的身心健康放在首位。給幼兒提供一個清潔舒適的活動環(huán)境，堅決杜絕傳染病的流行，照顧好生病的孩子，定時定量給幼兒喂藥，保證班級幼兒的出勤率。與此同時，堅持每天的戶外活動，并為汗?jié)褚路痛笮”愠龅挠變焊鼡Q衣服，并做到隨換隨洗。給幼兒創(chuàng)設一個寬松、愉悅的環(huán)境，建立良好的師生關系，將幼兒生理與心理結合起來，促進幼兒的身心健康。

在本學期的保健工作中，增強保育員的教育意識，在幼兒的一日活動中提高保育員的參與意識和配班意識，真正做到保教合一。

五、家長工作

在本學期的家長工作，我班重點以“尊重家長”為原則，提高教師的“服務意識”，加強與家長的溝通。我班將努力做好以下工作：

（1）加強與家長的交流與溝通，以填寫調查表、家訪、約訪、電話、接送時的交談等形式，了解每位孩子的興趣和愛好，以及家長的需求和是否愿意參加班上的活動。

（2）按時更換家長園地內容，讓家長及時了解本班教學活動內容，取得家長的支持配合，并不斷向家長提供新的幼教信息。

無機化學的起源范文第5篇

關鍵詞：TSR；油氣藏；FT-ICR MS；有機硫化物；形成

碳酸鹽巖層系中常伴有硫酸鹽巖的沉積，在一定溫度和壓力下，硫酸鹽巖跟干酪根降解生成的烴類接觸會發(fā)生熱化學還原反應（Thermochemical Sulfate Reduction，簡稱TSR）。TSR是油氣藏中有機流體-巖石相互作用的核心研究內容之一，對于油氣藏的次生變化具有重要的影響。目前有資料表明[1-5]，TSR可能會在油氣藏生成和運移過程中發(fā)揮加硫作用生成有機硫化物，這些有機硫化物蘊含豐富的地球化學信息，對于油氣對比，確定油氣成熟度方面具有重要意義。

近年來，隨著對碳酸鹽巖油氣藏中有機硫化物結構、組成及TSR成因研究的深入，尤其是對噻吩類、苯并噻吩類和二苯并噻吩類化合物的研究發(fā)現(xiàn)[6-8]，在較高的溫度下，噻吩系列化合物可以轉換成苯并噻吩和二苯并噻吩系列化合物。二苯并噻吩由于具對稱的分子結構，熱穩(wěn)定性很高，因此具有較寬的熱成熟度范圍[9-12]，如果二苯并噻吩類化合物隨熱演化而發(fā)生規(guī)律性的變化，則不失為一個良好的熱成熟度指標[13]。但是，作為高-過成熟階段的碳酸鹽烴源巖噻吩系列、苯并噻吩系列和二苯并噻吩系列化合物的TSR成因及機理方面的研究國內外鮮有報道。

原油與硫酸鹽發(fā)生TSR反應油相產物中有機硫化物的種類和結構較復雜，尤其是稠環(huán)硫醚和噻吩類性質不活潑，與大量存在的飽和烴及芳香烴相似[14]；同時這類物質沸點高、分子量大，超過氣相色譜的氣化極限（500℃），不能通過氣相色譜進行分離，因此傳統(tǒng)的方法難以研究有機硫化物的組成和分布。傅里葉離子回旋共振質譜儀（FT-ICR MS）是一種超高分辨能力的新型質譜儀，可以從分子元素組成層次上研究有機硫化物的組成。有機硫化物經甲基化反應衍生為甲基锍鹽，然后通過正離子電噴霧（ESI）FT-ICR MS分析，得到硫化物的信息。锍鹽類化合物在質譜圖中表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性，可以實現(xiàn)對質譜峰的鑒定，以等效雙鍵值（DBE）進行統(tǒng)計，DBE為雙鍵和環(huán)烷數之和。

文章利用FT-ICR MS分析原油與硫酸鎂反應油相產物中的有機硫化物分布，并初步探討了有機硫化物的地質成因。

1 實驗部分

1.1 實驗裝置和主要試劑

選用勝利原油與硫酸鎂的反應體系進行熱壓模擬實驗，實驗裝置主要由200mL高壓反應釜、氣路和取樣分析系統(tǒng)組成。反應釜為江蘇海安石油科研儀器有限公司WYF-1型高壓釜，控溫精度為±1℃。將20g原油、10g無水硫酸鎂及10ml去離子水依次加入到石英杯中，然后將石英杯置于高壓反應釜內抽真空。

無水硫酸鎂、1，2-二氯乙烷、二氯甲烷 碘甲烷、四氟硼酸銀、正己烷、甲苯和甲醇均為分析純，勝利原油的性質見表1。

表1 勝利原油的性質

1.2 實驗條件與分析方法

熱模擬反應溫度點為350℃、375℃、400℃、425℃、450℃，由于低溫時反應較難進行，室溫到250℃時對反應釜采取滿負荷直接加熱的方法。250℃到最終的反應溫度采取程序升溫的方法： 250℃～350 ℃，40h；250℃～375℃，35h；250℃～400 ℃，30h；250℃～425℃，25h；250℃～450℃，20h。程序升溫結束后，待高壓釜冷卻至室溫時，打開釜蓋，用移液管抽出釜中油水混合液，用微型分液漏斗對油、水兩相混合液進行油、水分離。用庫侖儀對油相產物的總硫進行分析，利用FT-ICR MS分析油相產物中有機硫化物的分布。

1.3 甲基衍生化反應及樣品制備

油樣經甲苯萃取脫水后取200mg，進行三次重復反應。單次反應步驟如下：油樣由2mL二氯甲烷完全溶解后，加入50μL碘甲烷、2mL0.5mol/L的四氟硼酸銀的二氯乙烷溶液（g?L-1），超聲振蕩使其混合均勻；避光條件下靜置48h。將反應后的混合物離心分離碘化銀沉淀后，得到甲基化產物。油相甲基化產物10mg溶于1mL二氯甲烷中，取5μL用1mL甲苯/甲醇/二氯甲烷（3：3：4）稀釋，進行正離子ESI FT-ICR MS 質譜分析。

1.4 儀器工作條件

使用中國江蘇科苑儀器公司XY-101 庫侖儀對油相產物總硫含量進行分析，爐溫入口 500℃，爐溫出口 850℃，汽化室溫度60℃，燃氣流速40mL?min-1，氮氣流速160mL?min-1，試樣氣體流速30mL?min-1。

使用美國Bruker公司Apex-Ultra 9.4T型FT-ICR MS質譜分析油相產物中有機硫化物的分布，進樣流速150μL?h-1，極化電壓-2500V，毛細管入口電壓-3000V，毛細管出口電壓320V，離子源六極柱直流電壓2.4V，射頻電壓300Vpp；四級桿Q1=250Da，射頻400Vpp；碰撞池氦氣流量0.3L?s-1，碰撞能量-1.5V，貯集時間4s，離子導入分析池飛行時間1.3ms；采集質量范圍200-750Da，采集點數4M，采集64次，激發(fā)衰減11.75db。

2 實驗結果分析

圖1是勝利原油與硫酸鎂發(fā)生TSR反應油相產物中總硫含量與溫度的關系。從圖1可知，隨著溫度的增加，油相產物中總硫含量先增加后降低，375℃以前，反應后的油體產物中總硫含量均高于反應前原油中的硫含量，原因可能是勝利原油中的硫化物多為硫醚、噻吩系列的相對較穩(wěn)定的硫化物，在較低溫度下這類硫化物很難分解，同時TSR產生的硫化氫會繼續(xù)與原油中的一些烴類發(fā)生加硫反應，生成一部分硫化物，導致反應后油相中的硫含量增加。當反應溫度達到一定程度后，油相中相對穩(wěn)定的硫化物開始裂解，硫化物的生成速率彌補不了其分解速率，導致總硫含量降低。400℃以后，總硫降低的趨勢變緩，可能此時油相中的硫化物主要以在高溫下也較難分解的苯并噻吩系列為主。

圖2是勝利原油在450℃油相甲基化產物正離子FT-ICR MS質譜圖，從圖中可知，質量分布主要集中在200Da-500Da之間，質量重心在280Da附近，選擇m/z=339的質量點，在N1S1>O1S1>S2≈O2S1。雖然反應后的油相化合物中含有很多含硫雜原子類型化合物，但S1類化合物的豐度仍然占絕對優(yōu)勢。不同雜原子及縮合度類型化合物的DBE及碳數分布圖見圖4。

圖3 油相甲基化產物不同雜原子類型化合物相對豐度

S1類化合物。S1類化合物等效雙鍵DBE值分布在1-18范圍內，主要集中在6-10之間，碳數分布在C6-C12相對豐度較強。由于油相在較高溫度下受過熱化學作用，異構化程度較低的鏈狀烷烴消失，S1類化合物的等效雙鍵DBE值最低為1，未鑒定出DBE=0的S1說明不存在鏈狀硫醚。DBE=1、2的硫化物分別為一元環(huán)和二元環(huán)硫醚。DBE=3硫化物對應噻吩，DBE=6和9具有明顯的豐度優(yōu)勢，分別對應苯并噻吩和二苯并噻吩。

S2類化合物。S2類化合物的DBE介于4-15之間，縮合度高于S1，傳統(tǒng)的方法難以分析。由圖5可知，DBE=5，8、11系列的相對豐度較高。DBE=5的硫化物可能是噻吩環(huán)上再并入一個環(huán)狀硫醚，DBE=8的硫化物可能是苯并二噻吩，而在二苯并噻吩骨架上再并入一個噻吩其分子縮合度DBE值剛好為11。S2類化合物中存在大量的噻吩型和硫醚型結構在同一分子中的化合物。

O1S1類化合物。O1S1類化合物分布重心相對分散，縮合度分布范圍較寬，在1-18之間，DBE值在3、4的化合物優(yōu)勢比較明顯。DBE=3的硫化物可能是噻吩環(huán)上帶有一個羥基的化合物，或者是帶有羥基的三環(huán)環(huán)硫醚。DBE=4的硫化物可能是噻吩環(huán)上再并入一個帶有羥基的環(huán)。

O2S1類化合物。O2S1類化合物在ESI質譜圖中顯示很強的豐度，對應的化合物主要是環(huán)烷酸[15，16]，而含有一個硫原子的化合物又是原油中含量最多的硫化合物，所以O2S1類化合物是環(huán)烷酸分子中雜化一個硫原子或者含硫化合物被羧基取代形成的。在圖4中DBE=8的化合物豐度最高。其結構可能是苯并噻吩分子結構中并入二元環(huán)的環(huán)烷酸。

N1S1類化合物。N1S1類化合物DBE介于4-15之間，DBE=4系列的豐度較高，可能是一元環(huán)硫醚接到吡咯骨架上形成的產物。

圖5是勝利原油與硫酸鎂反應體系油相產物在350℃-450℃下S1類化合物的各相對豐度。由圖中可知，隨著溫度的升高，豐度較高的硫化物DBE值也升高。在350℃時，DBE=1、2、3和5系列的豐度較高，此時的硫化物主要是環(huán)狀硫醚和噻吩系列。當達到400℃時，DBE=1、2、3、6和9系列的豐度較高，此時硫化物主要組成不僅有環(huán)狀硫醚和噻吩系列，而且還有苯并噻吩系列和二苯并噻吩系列。當溫度達到425℃時，DBE=6和9系列的硫化物豐度較高，DBE較低的硫化物含量逐漸失去優(yōu)勢。當溫度達到450℃時，DBE= 9系列的硫化物豐度最高，說明此時油中硫化物主要是二苯并噻吩系列。因此，在模擬實驗中隨著反應溫度的升高，油相產物中有機硫化物的演變過程是一個由噻吩系列逐漸到苯并噻吩系列再到二苯并噻吩系列的過程。

原油中含有大量的鏈狀化合物和含有側鏈的烴類化合物，這類物質與TSR產生的無機硫（S，H2S或HS-）作用會生成噻吩，夏燕青的實驗已驗證這一點[6]。硫是強電負性元素，可以將烷烴等飽和鏈狀化合物逐步改造成烯烴、共軛雙烯以及共軛多烯。共軛雙烯與元素硫作用形成噻吩，共軛多烯形成后可以環(huán)化形成多種芳烴化合物。如果噻吩類化合物側鏈上還有鏈狀烴基或者帶苯環(huán)的結構，在較高的溫度下會繼續(xù)向苯并噻吩類化合物轉變，這就是在模擬實驗中檢測到高溫油相產物中苯并噻吩和二苯并噻吩豐度占優(yōu)勢的主要原因。在沉積條件相同的情況下，油氣藏中噻吩系列和苯并噻吩系列的相對含量可以作為成熟度的指標。

3 結論

利用高壓釜反應裝置，在高溫高壓含水條件下對勝利原油與硫酸鎂熱化學還原反應體系進行了模擬實驗研究。利用傅里葉離子回旋共振質譜儀對反應后的油相產物的總硫變化和油相硫化物的組成分布進行了分析。

結果表明，總硫含量隨反應溫度的升高呈先增加后降低。FT-ICR MS鑒定出油相化合物中含硫化合物類型主要有S1、S2、N1S1、O1S1、O2S1，其中S1類化合物占絕對優(yōu)勢。隨著反應溫度的升高，TSR產生的無機硫將鏈狀化合物和含有側鏈的烴類化合物逐步改造成共軛雙烯以及共軛多烯，共軛雙烯與硫作用形成噻吩系列，噻吩系列繼續(xù)與硫作用生成苯并噻吩系列。油相產物中有機硫化物的演變過程是一個由噻吩系列逐漸到苯并噻吩系列再到二苯并噻吩系列的過程，在沉積條件相同的情況下，油氣藏中噻吩系列和苯并噻吩系列的相對含量可以作為成熟度的指標。