《水分子模型》教学设计
——《水分子模型》教学设计
内容简析
在化学用语教学中，“物质构成的奥秘”这一主题一直是教学的难点，学生们好不容易培养的兴趣很可能因为本主题的枯燥、抽象而消失殆尽，本主题自然成为大部分学生难以逾越的鸿沟。如何帮助学生用微粒的观念去学习化学，如何帮助学生从五彩缤纷的宏观世界步入神奇莫测的微观世界，是我一直思考的问题。最终我把“神秘武器”落脚在“理想模型”这一科学方法上。
“理想模型法”是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是以简化和直观的形式来显示复杂事物或过程的手段。化学对微观粒子结构的研究离不开“理想模型法”，在《义务教育初中化学新课程标准（实验稿）》提出：“要帮助学生用微粒的观点去学习化学，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学现象的本质，提高学生的想象能力、创新能力，帮助学生初步认识辩证唯物主义的一些观点。”所以在教学实践中我带领学生从最熟悉的物质——水做起，研究、制作、使用、分析水分子模型，并将其贯穿于初中化学的学习的全过程中，帮助学生实现从感性认识到理性认识的飞跃。
目标定位
在学习有关分子、原子的知识大致一星期之前，就可以进行此专题的学习，进而将水分子模型应用到全程教学中。特别需要注意的是充分考虑学生的认知前提和思维特点，不可一蹴而就，不可急功近利，要循序渐进，要层层深入。
1.通过水分子模型的制作、使用和研究，使学生初步学习和使用“理想模型法”，逐渐帮助学生树立“物质的微粒观”，培养学生的动手能力、想象能力和创新能力。2.通过本专题的学习，使得学生逐步建立物质的“三种表述——宏观、微观、符号”的有机统一，促进学生形成良好的化学思维方式，并帮助学生了解化学学科内在的逻辑结构。
方法阐释
本专题从学生对微观世界的好奇、好问出发，采用查阅资料、动手制作、分析归纳等方式，与学生一起制作水分子模型，从中体验微观粒子的奇妙，帮助学生进入神奇的微观世界；再以水分子模型作为研究问题的“媒介”贯穿于全程学习中，在一次又一次的“观察”、“想象”、“拆分”、“组合”中将研究深入，将问题深入，最终帮助学生建立物质的元素观、物质的微粒观、物质的“三种表述”统一观。
教学流程
水分模型的制作和研究
1.教学时机：在学习有关分子、原子的知识大致一星期之前组织此专题教学。
2.研究性学习：布置这样一个研究性学习课题“自己动手制作一个水分子的模型，结合你的已有经验，查阅课本和其他资料获取制作依据，记录你在制作过程中体会和收获，下节课我们进行交流和展示！”
（学生们比以往接受任何作业都痛快地接下了这个作业，两天过去后的展示课上，教师和学生们一起收获着激情和喜悦„„）
【设计意图】研究性学习是以“培养学生具有永不满足、追求卓越的态度，培养学生发现问题、提出问题、从而解决问题的能力”为基本目标；以学生从学习生活和社会生活中获得的各种课题或项目设计、作品的设计与制作等为基本的学习载体；以在提出问题和解决问题的全过程中学习到的科学研究方法、获得的丰富且多方面的体验和获得的科学文化知识为基本内容；以在教师指导下，以学生自主采用研究性学习方式开展研究为基本的教学形式的课程。此种学习方式致力于学生创新精神和实践能力的培养。
3.交流与展示：
（1）学生们制作的水分子模型可谓五花八门、精彩频呈、美仑美奂。原子：土豆、龙眼、桂圆、橡皮泥、小皮球、纸团、泡沫塑料球、篮球、乒乓球、手球等成了可爱的氢原子、氧原子；
连接方式：铁丝、牙签、透明胶等成了连接原子的“键”；
连接的角度：有糖葫芦型、三角型、直角型、熊猫头型等各种不同的“键角”。
（2）学生们的体会、想象、疑惑可谓妙不可言、神秘莫测、魅力无穷。这个小小的水分子模型把学生们带入了神秘的微观世界里： 海水里的水分子和我嘴里的水分子一样吗？ 氢原子和氧原子谁大谁小？它们有质量吗？
水分子有颜色吗？水分子有味吗？水分子会跑吗？水分子有生命吗？ 原子是圆形的吗？是实心的吗？原子身上长毛吗？ 氢原子、氧原子按怎样的结构结合在一起？ „„
【设计意图】新课程的学生发展观认为，学生的生命本体能否不断获得健康发展，特别是能否不断增强自身的创新素质，主要取决于两个关键因素，“一是学生是在实践活动中实现发展的，离开实践活动，学生的发展就成了无源之水；二是学生的发展是由学生自己自主决定的，任何人都不能代替学生的学习和发展”。因此，新课程视野下的课堂教学就特别强调要为学生创设丰富多彩的学习活动，让他们在实践活动中进行自主建构。
4.归纳总结
教师把学生们交流展示后的问题总结为三类，这也是学生们在制作水分子时一定遇到且必须要解决的问题：
问题1：水分子的构成
即使现在还没有学习分子和原子，但学生对它们并不陌生，科普读物、媒体资源等成为学习学习分子和原子最有力的基础。所以通过阅读课本、查阅资料、请教他人你等方式，学生比较就可以知道一个水分子是由两个氢原子合一个氧原子构成的。
问题2：原子的大小
氢原子、氧原子谁大谁小？学生们通过翻阅课本、查阅资料等方式清楚了氧原子比氢原子大及大致的比例关系。
问题3：原子的排列方式
原子间到底以何种方式排列在一起？虽然这个问题对学生来说有一定的理解和理论难度，但是学生仍然“神采飞扬”般猜想出各种方式。如：
直线型
糖葫芦型
熊猫头型
此时，教师要充分肯定学生们的设计，因为这本身就是进行科学研究的过程。至于是哪种方式教师只要告诉学生水分子的模型类似于“熊猫头型”，至于为什么可在后续的学习中学到或自己进一步查询资料。
问题3：分子、原子透明吗、有颜色吗、有味道？原子是圆形的吗？等等 至于这些开放性、发散性的问题教师每必要给学生答案，只需激励他们继续研究即可，因为微观世界是神秘的，是不可思议的，是难以用语言表述的。
【设计意图】充分发挥教师的主导作用，将学生零散的问题进行梳理、汇总，基于“发展”的主题、循着“研究”的轨道、本着“创新“的原则，实现从“实践”到“理性”的飞跃。
5.制作“理想模型”
教师拿出提前购买的材料（建议按至少每人一个水分子的量准备），如：橡胶球、乒乓球、双面胶（其中橡胶球和乒乓球的大小比例要合适），分发给学生，每人制作一个规范的水分子模型。
【设计意图】学生在“摆弄”的过程中收获的不仅仅是一个“模型”，而是科学探究的过程、科学研究的方法、科学研究的态度和科学研究的精神。水分模型的使用之一
1.教学时机：在学习《分子和原子》时使用水分子模型。
2.探究分子和原子的概念，是本节课的主要研究点，教师可以设计如下探究问题:
（1）电解水可以得到氧气和氢气，水、氧气和氢气各有自己独特的性质，为什么水不再具有氧气、氢气的性质？
（2）用微粒的观点，借助水分子模型（每生一个），小组合作进行“运动”、“拆分”和“组合”，模拟水的蒸发和水的电解的微观变化过程，总结出这两种变化有哪些不同？
要求学生交流讨论的重点是:结合课本内容，用规范、简练的语言回答两个问题。
3.随着小组的展示和补充，教师的点拨点主要有3个：
（1）两种变化的不同：物质发生无力变化时分子本身没有发生变化，而在化学变化中分子要分成原子，原子要进行重新组合，这就是化学变化的实质。
（2）分子是保持物质化学性质的最小粒子，原子时化学变化中的最小粒子。在这里“最小”就是不可分的意思。
（3）原子是可以继续再分的，初步渗透物质是无限可分的哲学论断。
【设计意图】探究分子和原子的概念，是本节课的重点和难点。从学生最熟悉的物质和变化说起，采用理想模型法，用直观、生动的手段破解这一重点和难点，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学变化的本质，从而形成分子、原子的概念。
水分模型的使用之二
1.教学时机：在学习《有关化学式的计算》时使用水分子模型。
2.在学习《有关化学式计算》时，教师可以设计这样的探究问题：请同学们以水（H2O）为例,结合水分子模型，研究化学式的计算。（要求先独立完成，后小组交流，重点思考、交流解题方法和解题格式。）
问题1：求水的相对分子质量。问题2：求水中各元素的质量比。
问题3：求水中氢元素、氧元素的质量分数。
【设计意图】有关化学式的计算是初中化学计算的重要组成部分，是学生初次遇到的化学计算类型。这部分计算的关键不在于“计算”，而在于明确“化学含义”，这就是学生学习的“困扰点”。以水分子模型作为“宏观”、“微观”、“符号”联系的“媒介”，对于学生突破这样难点具有重要的作用。
3.继续深入探究：我们以计算水中各元素的质量比为例，算式计算的是水中氢原子与氧原子的质量比，为什么能代表水中氢元素与氧元素的质量比？
n个氧原子子
2n个氢原子子
n个水分子
学生思考后交流，教师点拨：
水是由水分子构成的，这是n个水分子，水中氢元素与氧元素的质量比实际是水中所有氢原子的质量与氧原子的质量比，既2n个氢原子的质量与n个氧原子的质量的比，约分，就是水中氢原子与氧原子的质量比。因此，我们在根据化学式计算各元素的质量比时，是以一个分子为基准计算的。
同样的道理，我们在计算水中氢元素的质量分数时，也是以一个水分子为基准计算的。我们根据化学式求各元素的质量比和某一元素的质量分数时，计算关键是以一个分子为基准。这从而也体现出宏观世界和微观世界是相辅相成的。如我们前面学习的化学变化，从宏观上来说，化学变化的实质是生成了新物质，从微观世界来看，是生成了新的分子或原子。正是因为微观上生成了新的分子或原子，在宏观上才生成了新物质。
【设计意图】以水分子模型作为“媒介”，实现物质“三种表述”的有机融合，利于学生形成良好的化学思维方式和认知结构，帮助学生理解化学学科内在的逻辑结构。
水分模型的使用之三
1.教学时机：在学习《质量守恒定律》时使用水分子模型。
2.本节课主要有两个探究点，一是实验探究化学变化前后的质量关系，二是用微粒的观点对质量守恒定律做出解释。对于第二个探究点就可利用水分子模型，采用理想模型法这一直观、生动的特点，通过观察、想象、类比、模型化等方式使学生初步理解化学变化的本质。
教师可设计如下探究问题：为什么一切化学反应都要遵循质量守恒定律呢？请以电解水这个变化为例，结合水分子模型，从化学反应中分子、原子的变化情况进行说明。
内燃机缸盖冷却水腔内存在对流传热和沸腾传热两种传热方式[1,2,3]。随着内燃机功率密度越来越高,热负荷更加严重,缸盖水腔内沸腾传热现象更加突出,因此针对缸盖水腔内的沸腾传热现象的研究受到越来越多的重视。
文献[4,5]通过矩形截面通道试验建立了适用于缸盖水腔设计的沸腾传热模型;文献[6]基于T形截面通道试验提出沸腾传热模型;文献[7,8,9]开发了针对缸盖水腔内流动沸腾现象的传热模型;文献[10,11,12,13,14]也开发了适用于缸盖水腔计算的沸腾传热模型,且提高了传热分析精度。
目前,国内外学者针对缸盖水腔内沸腾的研究还停留在过冷沸腾模型的研究阶段。而在缸盖水腔内利用沸腾现象强化传热、沸腾传热的控制及沸腾传热极限的研究是相对空白的。
本文中建立了基于空泡份额的单相流沸腾传热模型[13],形成了沸腾强化传热程度和利用极限的判定方法,开发了缸盖水腔传热设计的软件模块,并应用于两款发动机缸盖水腔的设计计算分析。
1 缸盖水腔传热状态分区
图1为沸腾热流密度变化规律示意图。其中,横坐标为过热度(ΔT=Tw-Ts,其中Tw为壁面湿度,Ts为冷却液饱和温度)的对数。随着过热度的提高,热流密度初期逐渐由缓升到急升,然后到达一个最高点(临界点),当过热度再有提高,热流密度会急剧下降,即进入过渡沸腾区域,此时由于壁面得不到充分冷却,热量不能有效散失,壁面温度短时间急剧升高到一个很高的程度,造成材料的失效破坏。
缸盖火力板底面受燃烧室燃气的高温高压冲击,为保证强度必须实现合理冷却,所以水腔的设计非常重要。当今内燃机发展要求其功率密度不断提高,缸内最高燃烧压力和热负荷提升显著,同时还要求其结构紧凑,水腔设计稍有不慎就会出现局部进入过渡沸腾区域的问题,所以缸盖水腔内传热状态有可能包含图1中的所有区域。为了对沸腾传热合理利用程度进行评价和分析,结合基于空泡份额的单相流沸腾传热模型,本文中将其分为以下几个特定区域。
1.1 强制对流区
当缸盖水腔壁面温度较低,冷却液没有达到气泡产生的饱和温度时,冷却液与缸盖之间只进行强制对流传热。该区域内的传热遵循对流传热准则,如图1中强制对流区域。
1.2 部分发展泡核沸腾区
缸盖水腔壁面温度超过冷却液饱和温度,达到一定过热度[15],靠近壁面的冷却液具备了产生气泡的条件。气泡在壁面上生成后,依附在壁面上,由于冷却液主流温度较低,气泡在壁面上生长到一定尺寸就破灭,或脱离壁面后在主流液体中热量散失而很快在下游消失,如图1中部分发展泡核沸腾区域。该区域内的空泡份额比例根据Griffith的统计结果确定[16],其上限对应的沸腾传热部分占总传热量比例为4/5。该区域内对流传热和沸腾传热相互作用,共同主导。
1.3 充分发展泡核沸腾区
水腔壁面温度继续升高,壁面上气泡越来越多,几乎覆盖整个壁面,并有大量气泡不断脱离壁面进入冷却液主流,向主流液体传入热量,最终消亡。主流液体受气泡相变加热影响,热流密度较高,温度上升很快。当主流液体被加热到饱和温度后,壁面产生的气泡脱离再进入主流液体中时,就不会破灭,而是随着流体一起流动,如图1中的充分发展泡核沸腾区。该区域内空泡份额较高,沸腾传热完全占据主导地位。
1.4 临界裕量区
考虑到缸盖水腔一旦达到过渡沸腾,缸盖就可能会在短暂的时间内破坏;此外,无论应用何种沸腾传热模型,模拟分析的结果总会与真值有一定的误差;此外,实际缸盖设计也需要考虑发动机工作的环境变化、工况变化、个体差异等方方面面的离散性因素,必须有一个裕量。这些因素综合起来就是一个安全系数的问题。该区域为基于安全系数因素考虑的沸腾状态区域,如图1中临界裕量区。此时壁面区的空泡份额处于高点状态,意味着可以接受来自壁面的热量已接近或达到极限。
1.5 过渡及膜态沸腾区
当超过临界热流密度点后,缸盖水腔内的传热状态会经过短暂的过渡沸腾,很快进入膜态沸腾状态。缸盖壁面温度急剧升高,形成失效破坏,如图1中过渡及膜态沸腾区。
2 缸盖水腔传热设计判据
有了缸盖水腔传热状态分区,如果能够确定出设计的水腔内不同位置的传热状态属于哪个区域,那么就可以方便地了解到各位置对沸腾传热的利用程度,借以评判和比较设计方案。最为关键的还是如何断定水腔设计方案是否存在问题,什么地方需要改进设计,这需要明确传热设计的具体判据。
本文中采用文献[13]基于空泡份额的单相流沸腾传热模型和文献[14]流固耦合方法。使用集中参数法给定水腔壁面初始温度,计算得到缸盖水腔内的流体温度和对流传热系数,投影到缸盖有限元水腔壁面作为缸盖温度场计算的第三类边界条件,计算得到水腔壁面的温度作为水腔CFD计算的壁面温度边界,重新进行水腔CFD计算,如此反复迭代,本文中将前后两次计算的水腔壁面温度差值小于0.1K作为收敛标准。在计算收敛后,获得水腔空泡份额和壁面热流密度分布。按照前述分区原则,确定缸盖水腔各处对应的传热状态区域,判断设计是否安全,如果不安全则需要对水腔设计进行优化改进。计算分析流程如图2所示。
2.1 沸腾传热模型精度
要确定缸盖水腔传热设计判据必须有可靠的沸腾传热模型及耦合算法。基于Robinson矩形截面试验水道的试验数据验证本文采用的模型精度[13]。表1为矩形水道的试验工况参数。图3为七种工况下模拟值与试验值的对比情况。由图3可见,模拟值与试验值的误差绝大部分在6%以内,最大误差为11.4%。
2.2 传热状态分区
使用C语言和FLUENT宏编程对FLUENT软件进行二次开发,创建可视化分区状态标识模块。通过四个热流密度分界标识,将缸盖传热状态分成五个区。具体的分区方案见表2。
部分发展泡核沸腾区起始点的热流密度(qOPDNB)的计算式[17]为
式中,P为压力。
充分发展泡核沸腾区起始点(qOFDNB),按照定义可确定为
式中,qcon为对流传热热流密度。
临界裕量区起点(qOSAC)是判定水腔设计安全与否的分界点,其计算式为
式中,M为沸腾传热模型最大误差,本文中使用沸腾传热模型最大误差为11.4%;SA为安全裕量系数,本文中借鉴核工程的设计推荐值15%;qCHF为临界热流密度。
过渡及模态沸腾区起点(qOTFB)为
本文借助平均空泡份额的概念获得qCHF,即从水腔壁面起一定高度截面内空泡份额的平均值:
式中,A为一定高度的通道截面积;αi为单元截面空泡份额;Ai为单元截面积。
根据矩形截面流道试验结果[5],确定出对应的临界平均空泡份额,代入Macbeth(1974)临界热流密度公式得到:
式中,r为液体-蒸汽表面张力;G为质量流量;ρ1为液体密度;ρg为气泡密度。
根据以上分区,本文认为设计所容许的沸腾传热最高可利用极限qDL为qOsAC(图1),即
如果水腔传热处在强制对流区、部分发展泡核沸腾区,则在水腔结构不变的前提下,发动机还有提高热负荷程度的潜力;如果水腔传热处在充分发展泡核沸腾区,则认为沸腾传热利用比较充分;如果超过设计极限qDL,则认为缸盖水腔传热设计不符合要求,需修改设计。
区间起点的判别公式中的参数,均为流动传热参数。结构参数不同时,流动传热参数会随之变化。本文中选取的区间起点判别式将结构参数的影响隐含在流动传热参数中,所以该判别方法可运用于不同的内燃机水腔结构。
3 应用实例
本文中给出了两款柴油机缸盖水腔设计计算实例,其中A为某重型商用车柴油机缸盖水腔,B为某紧凑型柴油机缸盖水腔初步设计方案。计算过程中水腔模型按整机机体和缸盖一体建立并计算,为对比方便,仅选其一缸显示结果。
3.1 A水腔设计计算结果
A发动机的最高燃烧压力为13.5 MPa,缸盖材料为HT280。利用AVL公司的软件BOOST对发动机整机的热力学模型进行仿真,获得平均温度和对流传热系数,再按照经验公式获得缸盖燃气侧的第三类边界条件。图4为A水腔内状态分区标志量的显示结果。由图4可见,仅在缸盖鼻梁区、喷油器及排气道附近存在沸腾传热,且处于“1”区,即部分发展泡核沸腾状态,说明水腔设计是安全的,而且在水腔结构不变的前提下,发动机还有提高热负荷程度的潜力。
为考察仿真计算结果与缸盖传热实际情况的差别,在样机试验过程中开展了缸盖温度场测试与计算分析结果的对比。图5为缸盖火力面温度计算结果。制作硬度塞并将硬度塞安装到缸盖底部测点位置。图6为实测缸盖火力面17个测点位置[14]。试验中,在标定功率为150 kW(2300 r/min)工况下稳定运行2 h,停机取出硬度塞,根据材料硬度与回火温度关系曲线获得温度值。表3为缸盖火力面温度计算值与测试值对比。由表3可见,计算值与试验值最大误差为3.19%,平均误差为1.42%。
3.2 B水腔设计计算结果
B发动机的设计最高燃烧压力高达23 MPa,缸盖材料为QT400,缸盖热负荷严重。通过缸内三维燃烧计算得到一个周期内的气体温度和对流传热系数,在720℃A内进行时间平均作为缸盖燃气侧边界条件。图7为B水腔内状态分区标志量的显示结果。由图7可见,该设计方案中缸盖水腔在排气门座圈、排气道附近部分区域的标志量都超过了设计极限,已达到“4”,进入过渡沸腾和膜态沸腾区,说明这些区域的水腔设计极其不合理,必须改进设计。
根据式(7)可知,最有效的方式是提高质量流量:将左侧排气门座圈流速由最初的0.6 m/s提升到1.1 m/s;右侧排气门座圈流速由最初的0.8 m/s提升到1.7m/s。图8为改进方案的水腔内各区域标志量分布。由图8可见,改进后排气门座圈及排气道附近发生沸腾传热,处于“2”区,即处于充分发展泡核沸腾区,满足设计要求。
4 结论
(1)根据缸盖水腔内传热状态可能包含的区域及特点进行了区域划分,并由此形成了兼顾模型误差和安全裕量等因素的缸盖水腔沸腾传热极限区域判据。该方法在试验水道和重型商用车柴油机水腔设计应用的结果表明了精度满足工程设计要求。
刘光利
二○○四年五月
制作目的：
1.充分利用分子模型等直观的教学用具,有利于培养学生的联想能力,通过各种模型可以提高教学速度和教学质量,解决书上难以表明的立体结构，从而达到突破难点的目的。
2.理解分子结构和晶体结构
培养用物质结构特点来认识物质的特性
制作材料：厚硬纸板、胶水或透明胶、铁丝、直尺、三角板、剪刀 制作方法：
1、正四面体的制作
在厚硬纸板上划好四个等边三角形如图1a所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图1b所示。
图1a
2、三角双锥分子模型的制作
图1b
在厚硬纸板上划好六个等腰三角形如图2a所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图2b所示。
图2a
图2b
3、正八面体分子模型的制作
在厚硬纸板上划好八个等边三角形如图3a所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图3b。
图3a
图3b
4、正二十面体分子模型的制作(B12)在厚硬纸板上划好二十个等边三角形如图5a所示，然后沿实线剪下，再沿虚线划痕迹以便折叠，折叠后用粘合剂粘牢即成图5b所示。
图5a
图5b
使 用 说 明
1．正四面体模型直接应用于白磷分子、甲烷分子、四氯化碳分子等正四面体分子结构的教学，也可应用于数学中立体几何的有关异面直线等方面的教学。利用正四面体还可以组合成其他形状的立体图形。例如，由一个正四面体可以切割成较小的正八面体，其方法是将正四面体的四个顶点从它的三条棱的中点切下，便可得到一个较小的正八面体。如果以一个正四面体为中心，另用四个与之全等的正四面体分别与它的四个面相連接，就可以得到一个十二个面全等的凹十二面体。
2．三角双锥模型直接应用于五氯化磷（PCl5）等具有三角双锥结构的分子结构的教学。也可用于数学教学。
3．正八面体应用于分子或离子组成为RX6、RX6n-型结构的教学。两个或两个以上的正八机体之间还可以进行不同方式的重叠就可以得到多种空间图形，对讲解超八面体等空间结构教学有很大的帮助。
4．正二十面体是专门用于B12分子结构的教学。在正二十面体中，每个顶点上有一个硼原子，每一条棱表示一根B—B键。有了这个模型，我们就可以清楚地算出在B12分子中所含有的B—B键数以及每一个硼原子跟周围的五个硼原子以五个B—B单键相结合。
在教学过程中，常常遇到有关C60的结构的教学难点，如果我们从硼12的结构开始讲起，就可以达到教学目的。因为B12是由12个硼原子构成的正二十面体，将正二十面体的每条棱三等分，然后将十二个硼原子等同地割下，因每个硼原子原有五条棱，所以割下后留下了一个正五边形的面，一个顶点就变成了五个顶点，原来的正三角形的面成变成了一个以原三角形边长的三分之一为
边长的正六边形，这样新的图形就有5×12＝60个顶点，有12个正五边形和20个正六边形。这种结构就是我们通常所说的C60的结构。
以上的使用说明只是一些典型的应用，其实它们应该还有很多的应用，这就得看看每个教学工作者在实际教学中如何发挥它们的用途。
赤壁一中化学组
刘光利
光聚合α-CD组装超分子结构水凝胶的合成与表征
1990年, Harada等[1,2]首先观察到α-环糊精(α-CD)与PEG形成的结晶包结物(ICs). 进一步的研究发现, n=400～10 000的PEG均能与α-CD形成结晶ICs, 其形成速率与n有关, n=1 000的.PEG形成ICs的速率最快. 由于α-CD是通过与相邻α-CD的氢键作用、空间立体配位及其疏水空腔与聚合物链形成包结物, 这种包结物也称为多聚准轮烷.
作 者：赵三平冯增国 朴东旭 作者单位：赵三平,冯增国(北京理工大学材料与工程学院,北京,100081)朴东旭(中国康复研究中心,北京,100077)
刊 名：高等学校化学学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 年，卷(期)： 24(1) 分类号：O633.11 关键词：大分子单体 多聚准轮烷 原位聚合 超分子结构水凝胶基于光聚合星型PEG-b-PCL大分子单体可生物降解水凝胶的合成及表征
以辛酸亚锡为催化剂,通过星型聚乙二醇(PEG)引发ε-己内酯(CL)开环聚合,制备了PEG-b-PCL嵌段共聚物,进一步以丙烯酸酯封端,合成了3种水溶性大分子单体.以2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮为引发剂,在紫外光作用下,大分子单体在水中由于胶束的形成能够迅速聚合形成水凝胶.利用1H-NMR、FTIR、DSC、TGA、ESEM、凝胶含量、溶胀比等分析测试手段对大分子单体及其形成的水凝胶进行了表征.结果表明,干胶迅速吸水而达到溶胀平衡,水凝胶具有较大的.溶胀比和高的水含量;随着PEG臂数的增加,干胶的熔融峰顶温度下降,凝胶的溶胀比减小;ESEM图片上清晰地表明水凝胶的网络结构.
作 者：赵三平冯增国 作者单位：北京理工大学化工与材料学院,北京,100081 刊 名：高分子学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA POLYMERICA SINICA 年，卷(期)： “”(2) 分类号：O648 关键词：星型 开环聚合 胶束 溶胀比 网络结构像罗阳一样的精英,如华罗庚、张广厚.、牛玉儒等等,为什么会突患心梗而不治,形成心源性猝死呢?新闻记者从追思患者的奉献精神出发,总写成因操劳过度,压力大,熬夜等造成心梗,但这样写彷佛心梗总因劳累而成,使家人永陷痛苦,且容易误导广大同胞,是否悠闲轻松不会心梗?不是。从医学和生理上说,既然得心梗,说明其心脏冠脉已有较严重的狭窄处或血黏度高,可认为他们原来已有隐性冠心病,而造成病症的原因,是长期吃主食肉食多,摄取热量过剩,逐渐形成动脉粥样硬化,当红细胞聚集成栓子,或粥样硬化斑块掉落一块,就会形成心梗或中风,而产生突发性悲剧。
现在对冠心病、高血压、高血脂和糖尿病没有预防和根治的良药,我提倡人们喝微小分子团水,并用 " 已饥方食 " 调整主食肉食量,就可逐浙逆转和消除动脉粥样硬化,避免心梗或中风。冠脉严重狭窄者饮用微小分子团水后,能使人能恢复心脏和动脉的健康。如安徽省滁州市詹时海于2012年6月9日来信说:“我爱人姚宝娟在2009年元月因冠心 病急性发 作在县医 院住院 , 病情严重,胸痛、胸闷、行动困难,不能爬楼梯,医生建议尽快到南京放支架,否则病情难以预料。这时我看到您发明的信息,立即买来试用。我们按说明书要求,她每天喝1500毫升, 才喝4天,胸痛、胸闷就明显减轻,一个月后胸痛、胸闷就消除了,爬楼也有劲,心里有说不出的高兴,此后每三个月就去医院体检,每次都带来惊喜。后来我们把体检表给当年住院的主治医生看,他一脸惊讶,问我们在哪儿治的,怎么冠心病症状一点都没有了?我如实告诉他:喝卓康优质小分子水治好病的过程,他听后连说:太不可思议了,简直就是奇迹!现在已三年多了,我们没进过医院,连感冒也极少得了。真太感谢您了。”
以上只是我公司上述网站【用户反馈】中有许多未做或已做“搭桥”、“支架”的冠心病患 者中的一例,用户反映经2—5个月可治疗高 (低) 血压,不再服药,血压正常; 而冠心病患者,饮用3至5个月内消除胸痛、胸闷、房颤、心绞痛等症状,一年左右心电图正常,真正治疗冠心病。糖尿病人饮用6-10个月,血糖尿糖正常,治疗了2型糖尿病。同时血脂血黏度也正常。这些用户饮用微小分子团水后,因体内生物化学作用改善,提高了血高密度脂蛋白,逐渐减轻至消除了动脉粥样硬化,当然也就避免心梗或中风,并延长了寿命。
人在饮用微小分子团水后应当“管住嘴”, 注意合理膳食,坚持热量平衡原则,用“已饥方食”来调整主食肉食量,控制热量的摄取,就能使已有的动脉粥样硬化逐浙逆转和消除,以致治疗和免患三高四病,而走向健康长寿。假若采用吃几分饱的原则,因为难以掌握热量平衡,动脉粥样硬化则会逐浙形成和发展,这就是当今许多百姓包括医生,仍然会患上高血压、冠心病和糖尿病的原因。我相信:实践才是检验真理的唯一标准。
(详见:www.nnzk.com)
(咨询电话:0771-2233213,彩色广告见右页)
卓康牌小分子团离子水理疗瓶为中国著名品牌、中国名优产品、中国消费者满意名特优品牌、
中国医疗器械行业十大影响力品牌由南宁卓康医疗器械有限责任公司生产
地址:广西南宁市秀厢大道55号7-102咨询电话:0771-3937093网址:www.nnzk.com
中国 医 学 专 科 专 病 优 秀 专 家 发明 人 陆 江 高级 工 程 师 获 r 科技 创 新 之 星 』 荣畨 称 号
水瓶创奇迹
噠命科嗲斯亮点
饮用微^修 I细胞袭—
世界医药卫生理事会聘任荣誉医学专家中国骄傲第8届中国时代十大创新人物获中国医学专科 ? 专病”十一.五"专家贡献奖科技辉煌.中国年度最具影响力创新成果金奖引领行业发展杰出贡献人物
专利号:200920140978.2
中国发明专利号:ZL 95120925.6
科学技术成果鉴定证书:编号(94)桂药科鉴字09号
企业产品标准编号Q/ZK01-2001,备案登记号450000-6024
全国质量、服务、信誉AAA品牌、中国名优产品、中国消费者满意名特优品牌、中国医疗器械行业十大影响力品牌、中国新技术新产品博览会金奖
饮膽小籽目城_縣通道 ? 冠心病、冑雌和糖尿病
本品处理的微小分子团水经核磁共振为55. 82赫兹。经三家省级医院做临床和医学专家鉴定,据14年跟踪调查疗效为前所未有:高血压患者饮用3至6个月内停药,症状消除,血压正常;冠心病人3至5个月消除症状, 一年治疗,心电图正常,冠脉干净;2型糖尿病人6-10月治疗。为世界首创的饮用微小分团水进细胞膜水通道真正治疗高低血压、冠心病和糖尿病的重大发明。全国统一价:2型1900元, 5型2300元,6型2700元。
(一)向本品倒入开水处理成微小分子团水,饮用后容易进入细胞膜的2纳米水通道,修复细胞膜糖脂通道和闸门,使细胞代谢正常,治疗糠脂病,并修复衰弱器官,使前列腺增生、糖尿病、耳鸣、鼻窦炎、慢性气管炎和支气管炎、胃肠炎、胰腺炎、胆囊炎、肾衰、膀胱炎、矽肺病和湿疹皮炎助药而愈。已做或未做手术的冠心病,高血压性心脏病人使用一年,2型糖尿病人饮用6-10个月治疗,同时高血脂、高黏血症和低血压也治疗。饮用七个月对中风后遗症,如偏瘫和瘫痪失语效果好。了解详情需上网看临床报告和鉴定证书、专家推荐、14年来用户反馈信、央视采访和治病机理。或购彩印书《延命水》39元。吉林文史出版社出版《微小分子团水全进水通道》28元.光盘5元, 购产品配书和光盘。不配书为假货。
央视主持人采访陆江
新华社记者和出版社编审采访彭建平.段慎之
新华社记者采访陆江
眛江探望中风瘫痪失语七年已康复的胡秀英
(二)本品为世界首创的饮用微小分子团水给细胞补水,真正治疗高血压、冠心病和糠尿病的重大发明。14年来事实证明用户真正治疗上述病症,消除动脉粥样硬化,多病同治,修复衰弱器官,不需再服药.将改变不治本的终身服药和掩盖症状的医疗,既省药费又延长寿命。招各地市代理商含医生、退休公务员和老用户。产品寿命30年,性价比高,不換芯不用电。 (三)冠心病、糠尿病、高(低)血压、高血脂、高黏血症、痛风和衰弱器官病等患者治疗后写反馈,附检验报告,如介绍亲友购用成功则赠送产品,谢您传播爱心并节省本品广告费。详见网站首页和《招商经销》内[产品推广促销奖励办法]。 (四)邮购免快递费。网站上有[联系汇款L汇款后发短信至13768308380,收到后回短信发货,从邮局汇按下面地址:
(三)冠心病、糠尿病、高(低)血压、高血脂、高黏血症、痛风和衰弱器官病等患者治疗后写反馈,附检验报告,如介绍亲友购用成功则赠送产品,谢您传播爱心并节省本品广告费。详见网站首页和《招商经销》内[产品推广促销奖励办法]。 (四)邮购免快递费。网站上有[联系汇款L汇款后发短信至13768308380,收到后回短信发货,从邮局汇按下面地址:
---南宁卓康医疗器械有限责任公司南宁卓康生命科学研究所---
地址:南宁市秀厢大道东段55号7栋102邮编:530001联系人:陆江高丽霞
耦合双振子模型手性分子的微观参量对和频过程的影响
用经典理论方法推出了适合于耦合双振子模型的手性分子的超极化率,给出了分子超极化率与分子微观参量的关系式.由微观与宏观极化率的关系,具体讨论了分子微观参量对宏观介质极化与和频过程产生效率的影响,本模型得到的.理论结果与已有的实验结果很好地符合.
作 者：郑仰东 李俊庆 李淳飞 作者单位：哈尔滨工业大学物理系,哈尔滨,150001 刊 名：物理学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：ACTA PHYSICA SINICA 年，卷(期)： 51(6) 分类号：O4 关键词：手性分子介质 和频产生 超极化率 二阶极化率1 聚丙烯酸类水凝胶
丙烯酸类及其盐的单体因同时含有乙烯基和羧酸基官能团, 分子兼具有聚合、交联和修饰改性等功能, 非常易于和其它单体共聚和交联形成水凝。Seon Jeong Kim等[15]以乙醇为溶剂, Methylenebisacrylmaide为交联剂, 2, 2-Dimehtxoy-2-phenylacetophene为光引发剂, 通过紫外光辐射引发制备了聚丙烯酸-聚丙烯腈水凝胶, 该凝胶具有较好的力学强度和对电场的快速响应性。Wu Minghong等[16]将聚丙烯膜预先辐射活化, 然后依次将丙烯酞胺、丙烯酸、N-methylol acyrlmaide接枝聚合在膜表面, 得到PP-g-AAc/AAm/NMA水凝胶, 该水凝胶具有高温溶胀、低温收缩的溶胀特性。Bajpai, S.K.等[17]在溶解有淀粉的水溶液中聚合丙烯酸单体得到PAAc-淀粉组成的凝胶, 溶胀度具有p H敏感性。Chiu, Wen-Yen等[18]合成了甲壳质-聚丙烯酸接枝共聚物水凝胶, 该凝胶显示了p H敏感性, 在p H=7的缓冲溶液中具有最大溶胀度, 而且溶胀度随着聚丙烯酸组分含量的增加而增加。该凝胶在溶解酵素溶液中发生降解。
2 聚丙烯酞胺类水凝胶
聚N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm) 由于具有温度敏感特性而在聚丙烯酞胺类水凝胶的研究中引起广泛的关注。张高奇等[19]合成了海藻酸钠-PNIPAAm半互穿网络水凝胶, 该凝胶具有温度和p H敏感性以及较快的退溶胀速度, 改变凝胶中海藻酸钠的比例, 可以控制凝胶的退溶胀动力学特性。Nogoaka[20]和翟茂林[21]在不使用交联剂的情况下, 通过辐射引发单体聚合形成PNIPAAm水凝胶。Hoffmna等[22]通过对NIPAAm进行辐射交联, 合成了大孔温度敏感水凝胶, 制备的水凝胶不仅产品纯度高, 光学透明度好, 而且更加均匀, 交联度通过改变单体浓度和辐射条件来控制, 使研究和生产更为方便。在不需要任何添加剂的情况下, 降低辐射剂量可以提高凝胶的力学性能。Hsieh, You-Lo等[23]通过顺序互穿网络方法得到PNIPAAm-PAAc的水凝胶, 具有温度、p H双重敏感性。Gunay, Yekta等[24]通过氧化还原引发剂的自由基共聚合合成了NIPAAm、N-羟甲基丙烯酰胺、2-羟乙基甲基丙烯酸酯的三元共聚物, 羟基和氨基之间形成的分子间氢键减少了凝胶中的亲水基团数量从而减少了凝胶的亲水性, 共聚物凝胶显示了快速地体积相变, 随着NHMAAm和HEMA含量的增加而体积收缩速度下降。将PNIPAAm接枝到具有一定力学强度的高分子材料上, 可以合成力学性能优良的温敏材料。Li Xingwei等[25]报道了通过缩合反应将NIPAAm接枝聚合到聚丙胺盐酸盐上, 然后用戊二醛交联的方法, 合成了具有温度敏感性、p H敏感性的水凝胶微球。Chen[26]采用化学法将NIPAAm接枝聚合到聚丙烯酸链上, 在较宽的p H范围内合成了具有温度诱导相转变行为的接枝共聚物。
3 聚羟基异丁烯酸 (PHEMA) 类水凝胶
聚羟基异丁烯酸 (PHEMA) 类水凝胶除了具有一般水凝胶的特性外, 因其还具有无抗原性、无刺激性和良好的缝合能力而广泛使用于医学研究和应用方面。Joseph Kost[27]研究了p H敏感的HEMA与N, N-二甲胺基乙基甲基丙烯酸 (DMAEMA) 的共聚物凝胶, 他们着重研究了该共聚物凝胶的非稳态溶胀。W Corne等[28]研究了p H敏感的HEMA-AAc共聚物凝胶的拉伸力学性能。在不同平衡溶胀度下测量了杨氏模量、泊松比、断裂拉伸强度和断裂拉伸比。为改善HEMA均聚物的力学性能, Jones等人采用顺序合成方法, 以ehyleneglycol dimethacrylate为交联剂, 得到了poly (epsilon-caprolactone) -poly (hydroxyethylmethacrylate) 互穿网络水凝胶[29], 在完全保持HEMA均聚物的化学物理稳定性和药理学适用性之外, 提高了力学性能。
4 聚N-乙烯基吡咯烷酮类水凝胶
聚N-乙烯基吡咯烷酮 (PNVP) 是一种非离子型水溶性高分子化合物, 它既能溶于水, 又能溶于大部分有机溶剂, 有着较低的毒性, 具有良好的生物相容性, 因而被广泛地应用于医药、食品、化妆品等行业。Higginbotham等[30]通过光引发NVP和AAc的混合溶液聚合制备了P (NVP-co-AAc) 络合物凝胶, 对于其溶胀行为的研究显示其非常适合口服给药体系。Makysh等[31]研究了以PNVP为载体的药物控制释放体系中药物与载体之间的相互作用随介质的p H、温度、溶剂的热力学性质的变化, 并测量了释放动力学和释放活化能, 显示了其在药物控制体系中的良好应用。Devine[32]在不使用交联剂的情况下, 对NVP和丙烯酸单体的混合溶液进行光引发聚合得到物理交联的PVP和PAAc共混物水凝胶, 该凝胶具有类似PAAc的p H响应特性, Lisosvtseva[33]使用水溶性和油溶性的引发剂, 将NVP水溶液与交联剂进行自由基聚合, 合成了PNVP水凝胶, 并研究了该水凝胶的吸收性, 油溶的过碳酸盐为引发剂制备的凝胶对水杨酸有较强的吸附能力。
5 聚苯胺 (PANI) 类水凝胶
掺杂状态下的聚苯胺是一种良好的导电高分子材料, 因其原料易得、合成方法简单和高的化学稳定性而被认为是最有可能被实际应用的导电高分子材料之一, 但是因为聚苯胺由于链的强刚性和链间很强的相互作用使它的溶解性极差, 几乎不溶于任何溶剂中, 因此以导电聚苯胺为基础制备导电水凝胶的报道比较少。为了克服上述问题, 吴季怀课题组[34]使用两步水溶液聚合法使被吸收到的聚丙烯酸盐高吸水性聚合物网络内部的苯胺单体原位聚合制备电导率2.33 m S·cm-1的聚丙烯酸盐/聚苯胺导电水凝, 显示了良好的导电性;同时研究者们把聚苯胺填充到其它水凝胶基体如聚乙烯醇、聚丙稀酰胺等水凝胶中的方法成功合成了一系列的聚苯胺水凝胶[35,36,37,38], 尤其是Mano等人以聚 (2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸) 为掺杂剂, 原位聚合生成了水溶性的聚苯胺, 然后再以聚乙二醇缩水甘油醚作为交联剂, 化学交联了掺杂态的聚苯胺因而制备出了导电聚苯胺的水凝胶[39], 这样的水凝胶可以直接与生物酶连接成电子导线, 进而可以作为葡萄糖电化学氧化的催化剂使用。
6 结语
目前制备LSX分子筛的报道不多,常用方法是低温胶化、高温晶化的两步合成法。在该方法中,胶化段和晶化段均对分子筛的合成具有重要的影响[8,9,10]。但是在相关文献报道中,对两步合成法中老化条件和晶化条件对晶化产物的影响研究较少或者不完全[11,12]。为此,进行了两步法水热合成LSX分子筛的研究,并系统考察了合成过程中胶化条件和晶化条件对LSX分子筛合成的影响。
1 试验部分
1.1 试验仪器
增力电动搅拌器(DJ1C,100W)、烘箱(北京永光明医疗仪器厂,101型)、马弗炉(KSN-4D-11A)、高压反应釜。
1.2 试验药品
煤系高岭土(成份见表1);氢氧化钠:分析纯,含量≥96.0%,天津市凯通化学试剂有限公司;氢氧化钾:分析纯,含量≥85.0%,天津市凯通化学试剂有限公司。
1.3 试验方法
以煤系高岭土、NaOH、KOH和蒸馏水、硅溶胶为原料,按摩尔配比Na2O∶K2O∶Al2O3∶SiO2∶H2O=5.5∶1.65∶1∶2.2∶122[13]。在室温下剧烈搅拌24h,然后把混合液装入高压反应釜,放入烘箱中进行胶化和晶化反应,所得产品用蒸馏水洗涤至pH<11,放入110℃烘箱中烘6h,装袋。称量质量为m的样品放到称量瓶中,放入底部装有饱和食盐水的密闭容器中,在35℃放置24h,取出测定质量M,则静态吸水率为(M-m)/m*100%。将样品做了XRD表征后,取最高的10个峰值叠加比上标准图谱的最高10个峰值叠加即可得到结晶度。
2 试验结果与讨论
2.1 胶化时间对分子筛合成过程的影响
试验样品在搅拌时间12h,胶化温度50℃,晶化时间4h,晶化温度90℃的条件下,改变水热合成的胶化时间,考察胶化时间对合成LSX型分子筛的影响,结果见图1。
从图1可以看出,胶化时间对生成分子筛的性能有很大的影响。当胶化时间为1h时,LSX型分子筛的静态水吸附量较低,这是由于胶化的前一个小时,还处于生成初级凝胶状态,且结构较稳定,当胶化时间达到2h时,LSX型分子筛的静态水的吸附率有所减少,是由于初级凝胶结构不稳定,并且还未向次级凝胶转化,当胶化时间达到4h时,LSX型分子筛的静态水的吸附率达到一个最大值30.54%,是由于次级凝胶的增多,为后面的晶化提供了更多的原料。时间再延长到5h时,LSX型分子筛的静态水吸附率开始减小了。是由于胶化时间过长,LSX分子筛的次级凝胶分解[14],所以确定胶化时间为4h。
2.2 胶化温度对分子筛合成过程的影响
在搅拌时间12h,、胶化时间4h,晶化时间4h,晶化温度90℃的条件下,改变水热合成的胶化温度,考察胶化温度对合成LSX型分子筛的影响,其XRD和SEM图分别见图2、3。
由图2可知,高岭土煅烧前的晶相为一些天然矿物质,煅烧后的偏高岭土几乎没有晶相,证明其结构被破坏。胶化温度为50℃时,在7.46,16.84,24.96,28.02,32.52处均形成了较为完整的衍射峰,说明已经形成了较为完整的LSX型分子筛,并计算结晶度结果为93.46%,胶化温度为60℃时,在这些位置也出现了衍射峰,说明也形成了较为完整的LSX型分子筛,但其结晶度仅为89.68%,两个条件下均未发现别的杂质衍射峰,说明生成的是LSX型分子筛纯度很高。
由图3可以看出,当胶化温度为50℃时,已经形成了较为完整的八面体结构单元,这与标准的LSX的形貌相符,当胶化温度上升为60℃时,虽然也有八面体结构单元,但结构明显不够完整,甚至表面还附着很多小颗粒,结合图2,说明胶化温度为50℃时不含杂质,且结晶度高。因此可以确定胶化的最佳温度为50℃。
2.3 晶化时间对合成LSX分子筛的影响
在搅拌时间12h,胶化时间4h,胶化温度50℃,晶化温度90℃的条件下,改变水热合成的晶化时间,考察晶化时间对合成LSX型分子筛的影响,其红外图谱见图4。
在波数550-580cm-1的吸收峰被归属为LSX型分子筛的双六元环的特征振动峰。从图4可以看出,当晶化时间为3.5h时,合成的LSX型分子筛在该处有一定强度的振动强度,这与LSX分子筛的骨架相吻合,延长晶化时间,在550-580cm-1处的振动频率强度逐渐增强。减少晶化时间,X型沸石的振动强度不高,不高的原因为缩短晶化时间,体系中的组分还未充分结晶完,晶化时间的长短不仅影响沸石晶体的结晶度,而且影响晶粒大小,延长晶化时间晶粒增大。在生成某种沸石的配比范围内,当其他条件固定时,碱度越大,则晶化速度越快,而产品的硅铝比越低,粒度也越小。反之,碱度越低,则晶化速度越慢,而产品的硅铝比越高,粒度也越大。经比较可以看出,当晶化时间为4h时合成的LSX型分子筛在550-580cm-1处的振动强度最大。所以确定合成LSX型分子筛的最佳晶化时间为4
2.4 晶化温度对合成LSX分子筛的影响
在搅拌时间12h,胶化时间4h,胶化温度50℃,晶化时间4h的条件下,改变水热合成的晶化温度,考察晶化温度对合成LSX型分子筛的影响,三种不同晶化温度下合成的LSX型分子筛的XRD谱图见图5。
从图5中可以看出晶化温度对合成LSX型分子筛有很大的影响。三个温度下在7.46,16.84,24.96,28.02,32.52处均形成了较为完整的衍射峰,说明都已经形成了较为完整的LSX型分子筛,计算结晶度发现,晶化温度为90℃时结晶度达到93.46%。这是因为随着晶化温度的升高,会加快成核和晶化速度,使分子筛生长结构更为完整,从而提高结晶度。但晶化温度过高时,快速的晶化速度会使晶核生长不均匀,继续分析其他衍射峰发现,晶化温度为85℃和90℃时均未发现别的衍射峰,但晶化温度为95℃时从第五个峰开始出现了几个A型分子筛的特征衍射峰,这是因为晶化温度过高时,此晶化区间已经和A型分子筛接近,而且相对来说A型的分子筛更稳定,造成晶化温度为95℃时结晶度降低。所以,本试验选定适宜的晶化温度为90℃。
3 结 论
本研究考察了胶化条件和晶化条件对合成分子筛的影响,进行单因素条件试验,通过对合成的分子筛进行静态吸水值测定、SEM、IR、XRD的表征得到优化条件为胶化时间4h,胶化温度50℃,晶化时间4h,晶化温度90℃。在此条件下合成的LSX型分子筛具有规则的晶体结构,静态水吸附量高达30.57%。结晶度达到93.46%,且不含任何杂晶。
摘要：以煤系高岭土为原料,采用低温胶化、高温晶化的两步水热法合成出了LSX分子筛。通过进行单因素试验,系统考察了胶化条件和晶化条件对合成分子筛的影响。通过对合成的分子筛进行静态吸水值测定、SEM、IR、XRD的表征得到优化条件为胶化时间4h,胶化温度50℃,晶化时间4h,晶化温度90℃。在此条件下合成的LSX型分子筛具有规则的晶体结构,静态水吸附量高达30.57%,结晶度达到93.46%,且不含任何杂晶。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 器材
2ml注射器、100ml注射器、比容管、红细胞计数板、手动计数器、沙里氏比色管、离心机、骨钳、显微镜、体重计。
1.1.2 药品
消毒蒸馏水、垂体后叶素、1%肝素、生理盐水、1%盐酸。
1.1.3 动物家兔2只。
1.2 试验方法
(1)将2只家兔随机分为试验组与对照组2组，然后分别称重记录。试验组家兔耳缘静脉采血 (肝素抗凝) 1～2ml，作红细胞比容，红细胞计数和血红蛋白的测定，并计算红细胞平均容积 (MCV) 和红细胞平均血红蛋白浓度 (MCHC) 。计算方法为：
(2)对试验组家兔腹腔注射消毒蒸馏水，注射量按体重的10%计算，同时注射垂体后叶素3～4个IU。注射后放回笼内，供给充足饮水和饲料并注意观察家兔的状态。
(3)第1次注水后2～3h，再用上述剂量对试验组家兔腹腔注射蒸馏水和垂体后叶素。注射后放回笼内，供给充足饮水和饲料并注意观察家兔的状态。
(4)当试验组家兔出现抑制、抽搐、痉挛等神经症状时，称其体重，从耳缘静脉采血1～2ml，肝素抗凝，作红细胞比容，红细胞计数和和血红蛋白的测定，并计算红细胞平均容积 (MCV) 和红细胞平均血红蛋白浓度 (MCHC) (计算方法同上) 。
(5)继续观察试验组家兔的症状至死亡。死后，将兔脑完整地取出。观察脑的肉眼变化。
(6)将对照组兔称重后，气栓致死。按上述方法取脑。与上述兔脑结果进行比较。
2 结果
2.1 试验组家兔的观察指标的测定（见表1)
2.2 试验组家兔与对照组家兔脑的比较
同对照组家兔的脑相比试验组家兔的脑的沟回几乎完全消失，脑受颅骨的挤压，肿胀轻微。
3 讨论
本试验通过增加水分的大量摄入，并抑制水分的大量排出，而复制了水中毒的典型症状的模型。细胞外液容量增多和渗透压下降是水中毒的关键表现。通过分析结果，主要病理表现为：(1)细胞内水肿：细胞外液低渗，使水自细胞外转入细胞内，一方面可使细胞外液容量得到恢复;另一方面可使细胞内水肿，引起脑细胞水肿和颅内压增高，从而出现中枢神经系统症状。而细胞外液容量的增加则可通过压力感受器和容量感受器的调节使肾脏排水增加，对细胞外液容量和渗透压的恢复都有一定的作用。(2)血液学变化：表现为稀血症，血浆蛋白和血红蛋白浓度降低，单位体积血液中红细胞数减少，红细胞压积通常降低，但红细胞体积增大，严重的急性水中毒，可发生溶血。(3)在早期表现为尿量增加。
虽然水中毒能发生于多种动物，但可以查出其发生的病因，通过临床症状和血常规的检测，易于做出诊断，因此可防可控。水中毒的防治原则主要为：(1)防治原发病，在肾功能衰竭、应激等情况下，要对水的摄入进行严格的控制，预防水中毒发生;(2)当症状轻微时，只要做到“早发现、早确诊、早限水”，数日后一般可自行恢复;(3)当症状严重时，除需严格控制水的摄入外，还应给予高渗盐水 (即3%～5%NaCl溶液) ，以迅速纠正脑细胞水肿，同时还需应用利尿剂促进水分排出。
摘要：本试验通过给家兔注入一定量的蒸馏水和抗利尿素, 造成家兔的水中毒。观察在水中毒情况下, 家兔的临床表现、典型病理及血液学值的变化, 结果表明, 第2次给家兔注水后, 出现呼吸困难、抽搐、痉挛等神经症状;脑的沟回几乎消失, 脑受颅骨挤压, 轻微肿胀。
关键词：水中毒,稀释性低钠血症,高容量性低钠血症,模型,复制
参考文献
[1]张书霞.兽医病理生理学[M].第3版.北京:中国农业出版社, 2008 (1) :133-134.
[2]谭学诗.家畜水中毒综合症的研究进展[J].中国兽医科技, 1988 (3) :53-54.
[3]陈国伟.现代急诊内科学[M].第2版.广州:广东科技出版社, 1995:417-418.
[4]黄微.低钠血症 (讲座) [J].滨州医学院学报, 1984 (1) :89-93.
【《水分子模型》教学设计】推荐阅读：
模型设计与制作11-13
培训体系设计模型02-28
模型思想的教学策略07-18
园林景观模型设计03-13
科学模型制作教学设计03-10
模型设计专业实习报告10-29
小学数学教学中渗透模型思想03-24
1.建筑模型暨结构设计大赛07-24
教师教学管理胜任力模型分析论文09-13
