甲烷的教学设计（精选15篇）
甲烷的教学设计 篇1
【课标要求】
知识与技能要求：
(1)掌握烷烃的分子组成、结构等的特征。
(2)理解同系物、烃基等概念，学会烷烃的命名。
(3)理解同分异构体概念。
(4)了解烷烃系列的性质变化规律。
过程与方法要求
(1)基本学会烷烃同分异构体的分析方法，能够书写5个碳原子以下烷烃的同分异构体结构简式。
(2)从甲烷的性质推导到烷烃的性质的过程中，学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。
情感与价值观要求：
通过实践活动、探究实验和多媒体动画等，培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神，激发学生学习化学的兴趣，探索新知识的欲望。
【教学重点】
本课时的重点和难点都是烷烃的性质和同分异构体概念的学习。
【教学过程设计】
[复习导入]
1、 甲烷的分子结构有什么特点?甲烷有哪些主要化学性质?
2、 什么叫取代反应?举例说明。
[自主学习]
1、 课本54页“学与问”试归纳出烷烃在结构上的特点。
2、 阅读教材55页，试归纳出烷烃的物理性质和化学性质。
[归纳小结]
甲烷的教学设计 篇2
关键词：矿灯,数字显示,甲烷报警
随着我国煤炭行业的发展, 井下安全越来越得到各个方面的重视, 相应的新型产品不断出现, 数显甲烷报警矿灯就是在这样的氛围中诞生的。由于把照明和气体检测两种功能集成到一个产品上, 从使用者角度看, 这个产品可以使井下人员在不多携带设备的情况下, 随时掌握所处环境的安全状况, 当出现紧急情况时, 得到报警并且准确了解所处环境甲烷超标数值, 及时撤离, 很受用户欢迎。从设计理念上, 本着一切为了使用者安全, 一切为了使用者方便, 一切为了满足实际需要的原则。从整体布局、结构设计、功能设置, 到器件选型、电路设计及软件设计, 甚至到维修的便捷性等细节以及使用中的智能化和便捷性, 无不体现这一理念。在具体实现的层面上, 充分利用现代科学技术成果, 严格遵守国家相关法律法规及行业标准, 以确保实现设计思想。
1 整体布局和结构设计
数显甲烷报警矿灯的整体布局如图1所示, 其中:1--电池盒;2--上盖;3--电缆;4--灯头;5--按键开关;6--显示屏。
按照已述的设计理念, 我们把显示屏布置在上盖的顶部。这样, 当电池盒佩于腰间时, 井下人员可以很方便的看到所处环境甲烷浓度的读数。同样为了方便使用, 我们把按键也布置在上盖顶部。我们知道, 电池是常年对系统供电的, 在井下时需要开启气体检测单元, 升井不使用时就关闭它。另外, 还需要切换各种状态实现各种功能。由于井下人员多是带手套工作的, 在这样小的面积上按多个按键来实现各种功能非常不方便, 这就要求用一个按键完成多种任务, 所以我们选择使用一个按键完成多种任务, 虽然在设计上会困难些, 但这正是设计理念的具体体现。按照布局的一般性要求, 电池在电池盒中拥有独立的空间, 电气单元位于电池盒中, 气体传感元件放于灯头处。结构上, 电池盒采用速拆结构, 便于维修。按键采用橡胶保护结构下的微动开关形式, 以适应高粉尘环境下的长寿命使用要求。数字显示单元采用LED数码块动态刷新显示方式, 在井下光照环境下可清晰地观察读数, 同时动态刷新显示方式可使电流消耗最低, 电池在井下供电时间尽量长。电路板采用贴片电子元件和双面布置元件形式, 以保证体积足够小, 以便装进电池盒狭小的空间内。电缆两端加装耐老化的橡胶护套, 防止电缆折断。灯头设一个旋钮开关, 分主光源照明、辅光源照明和关灯三个档位。将主光源和辅光源集成在一起, 安装于灯头内, 主光源用于井下工作照明, 辅光源耗电小, 用于电量不足时的升井途中照明。灯头内设一个可选部件———充电管理电路板, 以适应有的矿区使用的旧式铅酸电池充电设备。
2 功能设置
在自上而下的设计过程中, 要给数显甲烷报警矿灯赋予多少功能以及什么功能, 这里最充分地体现了设计理念。每个功能的确立, 都反映了对井下人员的关心和爱护。
2.1 甲烷检测功能。
该功能最重要的问题是, 要保证检测精度。按照国家标准, 当测量范围在0.00～1.00%CH4时, 测量误差应不超过±0.10%;当测量范围在1.00～3.00%CH4时, 测量误差应不超过真值的±0.10%;当测量范围在3.00～4.00%CH4时, 测量误差应不超过±0.30%。要保证这个指标, 同时还要排除电压波动、温度波动、风速变化等因素的干扰, 这就要求在实验室条件下, 所达到的精度要高于这个标准。为此我们在算法上, 放弃了传统的分段线性化的方法, 而采用误差曲线似合的计算技术。得到了理想的效果, 也体现了已述的设计理念。
2.2 甲烷报警功能。
报警的形式为声音报警和显示报警, 这两项还有报警误差都应满足国家标准规范要求, 报警点的设置应该可以由用户设定, 以便满足不同环境的使用要求。
2.3 自动调零功能。
鉴于器件自身的固有弱点, 大多数传感器都存在着零点校正的需要。为了降低维护人员的工作量, 提高维护工作质量。我们加设自动调零功能, 在需要时, 可一键操作, 方便可靠地自动完成设备的零点校正。
2.4 电池电压监测及报警功能。
电池工作状况, 对井下人员至关重要。所以必须时刻监测电压的变化, 确保在报警后有足够的电量, 以确保人员安全升井。报警形式为声音和显示报警。
2.5 自诊断功能。
这是设计理念的又一个体现。为了方便维修人员快速处理故障, 设置产品自我诊断功能, 可使维修人员快速定位故障点。轻松维修。
2.6 时钟功能。
设置时钟功能, 可使井下人员随时了解时间, 使用人员可以方便的一键操作, 切换显示甲烷浓度或显示时间, 在显示时间状态下设备仍进行甲烷气体监测, 一机多用。
2.7 红外线调校功能。
该功能, 用于实现大多数的系统设置。比如时间设定、传感器标定和设置、报警点设置等等。同时还实现了设备的分级管理。确保不因误操作而出现问题。
2.8 电池保护功能。
电池保护包括电池充电保护、放电保护及短路保护功能。当电池充满电时, 要自动切断充电回路。当放电达到临界值时要停止供电, 以保证电池不损坏。当外部电路出现短路时, 要在标准规定的时间内停止供电。
2.9 参数存贮功能。
现代技术可轻松实现数据的非易失性存贮。设备各个参数一但被设定, 就会被保存下来, 维修人员在断电维修设备之后, 仍可保证参数不丢失。
3 主要器件或部件选型
光源:选符合相关标准LED光源, 节能、符合井下人员要求。
灯头壳:要求用阻燃材料。
电缆:采用矿用阻燃电缆。
电池:锰酸锂离子电池。
气体检测元件:选用载体催化元件。
4 电路设计和软件设计
电路设计遵照相关标准, 设计为本质安全型电路, 就是在标准规定的条件下, 包括正常工作和规定的故障条件, 产生的任何电火花或任何热效应均不能点燃规定的爆炸性气体环境的电路。是基于单片机的气体检测和相应辅助功能的电路系统。目前单片机种类繁多, 选择余地大, 每个设计者可根据自己的理解和权衡作出决定。本设计选择PIC系列单片机。
在软件设计方面, 由于任务较多, 中断资源有限, 对中断任务的响应进行了自定义编程。对实时性强的任务优先处理, 对同是实时性强且中断资源不能满足的情况, 采用轮换式工作方式处理, 对实时性要求不高的任务只在空闲时才处理。有些可能对系统产生严重影响或致命影响的程序区段, 设置错误陷阱等冗余设计。
结束语
甲烷的教学设计 篇3
关键词： 甲烷； 气敏传感器； 浓度监测； 报警装置
中图分类号： TP 212.9 文献标识码： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.02.015
引 言
随着生活水平的不断提高，家用可燃性气体的使用得到了普及[1]。在使用可燃性气体的过程中，因泄漏、废气等原因造成的燃气爆炸、中毒等意外时有发生，给人们的生活带来了极大的威胁。因此安全使用燃气，如何有效地预防爆炸和中毒等意外的发生，成为了人们日益关心的话题。要解决这个问题，必须加强对天然气的监测监控。
检测气体的方法有多种，如热导法、红外光谱系数法、超声波测量法、气敏半导体法和热载体催化元件检测法等。目前较为先进的方法是非分光红外法[2]。其原理是：绝大多数双原子分子和多原子分子气体在红外波段均有特征吸收峰，可用红外吸收光谱法进行气体浓度的检测[3，4]。但是其价格昂贵，用于设计小型检测装置成本较高，不适用于一般家庭安装。半导体气敏传感器具有灵敏度高、响应时间快、价格便宜、不需定期标定、寿命长等优点，适合家用报警。
现设计采用气敏传感器，对可燃气体（其主要成分CH4）浓度信号进行监测并将其转变成电压信号，与已设定的电压信号进行比较。当气体浓度超过设定值时，气敏传感器输出的电压值超过设定的电压值，经过三极管放大后，驱动蜂鸣器工作，实现装置的报警功能。
1 电路的组成及工作原理
监测装置的设计主要由电源、气敏传感器电路、比较器、放大电路和报警电路组成。图1即为甲烷浓度监测报警装置设计的具体框图。首先气敏传感器根据所监测到的气体浓度的不同，表现出不同的电压信号，传感器输出的电压信号进入比较器与已设定的电压信号进行比较。如果传感器输出的电压信号小于已设定的电压，就不能驱动后面的报警电路工作，则表示空气中甲烷气体浓度小于报警浓度值，在正常值范围内；如果传感器输出的电压信号大于已设定的电压，则经过后面的放大电路放大，从而驱动报警电路工作，发出报警信号，就表示空气中的浓度已经超过了报警浓度值，这时候人们需要打开门窗或者关闭煤气通道等以减低甲烷在空气的浓度，防止意外事故的发生。
2 气敏传感器的选择
2.1 TGS813的简介
2.2 TGS813 的工作原理
2.2.1
灵敏度特性
4 结 论
利用气敏传感器TGS813及其他元件的特性，使其相辅相成，从而设计出高性价比的燃气报警装置[9]。该家用甲烷浓度监测装置电路简单，还可以根据用户需要和具体情况进一步改进该报警装置。如果向智能家居方向发展，可以加一个GSM模块，即使家里没人或者没有听到报警声音，也能通过发短信的方式及时通知用户，给报警加双保险。此装置推广到普通家庭，作为燃气洗澡装置和厨房可燃气的泄漏报警器，只要将其安装在燃气装置附近即可实现自动泄漏报警，应用前景广阔。
参考文献：
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关于《甲烷》一节学案设计的解读 篇4
尖草坪一中化学组卢镇芳
一、《学习目标》的设计与解读
《化学课程标准》关于此部分的要求如下：了解有机化合物中碳的成键特征。活动和探究建议为：制作简单有机分子的结构模型。教师用书的教学目标设计为：了解甲烷的主要性质吉他在化工生产中的作用，认识取代反应的特点。通过对甲烷分子结构的认识，初步体会有机分子的结构特点及其对性质的影响。通过对甲烷的结构和性质的学习，体会无机物与有机物的区别与联系，初步学会化学中队有机物进行科学探究的基本思路和方法，初步形成对于有机化学领域的学习兴趣。我们的学习目标基本围绕所要求的标准设计。活动和探究按照除了按照教材60页的实践活动进行还让学生组装球棍模型来感受甲烷分子的空间构型。
二、《问题导引》的设计思路与解读
本节问题导引部分主要是把学生初中已有的关于有机物的知识和高中进行接轨。让学生动手去查阅资料并组装分子模型。组装感受有机物是一系列以碳为骨架的化合物，初步体会碳的成键特征。
三、《随堂练习》设计的解读：适宜的题目数量，题组达标分析
题目的设计可以说是围绕教学目标展开并有所拓展。我的做法是题目的完成穿插于为达成教学目标而设计的四个学习主题中，更有针对性。共有8个必做题，一个拓展题。题量可谓适中。对于学习能力差一点的学生来说，有一定的难度。必做题有几个略有难度，但是对学生在思维模式和实验设计上可以拓展。所以效果还是不错的。拓展题设计的本意是要进行和物理学知识的穿插，但就学生的完成情况看，学生对于液体压强和连通器原理的知识很少，所以解决起来较为吃力。
四、《思维导图》解读
我设计的思维导图其目的是把本节课知识的关联体现出来。既要体现知识的整体性，又要凸显重点知识和方法。我用色块来强调基本概念，括号内不同颜色的注解来总结有机化学学习的思路方法的侧重所在。目的是不仅要掌握必要的知识，而且要为以后有机化学的学习开拓一条方法之路。可以说实际看来学生形成了有机化学学习的粗略的方法。
五、《自主设计》解读
主要是两方面的的总结，学生在看了教师的思维导图后进行了两方面的总结：基础知识包括概念、结构、性质几方面。基本方法：认识有机物的结构特点、形成有机物物理性质的学习方法、认识有机反应的特点、从甲烷的取代反应出发形成挖掘内涵和外延以点带面的学习有机反应和实验的思路。
六、课堂小结方面
（一）学生的表现反馈信息
1、自主课的学习状态必须高效积极。要抓紧时间阅读教材，努力完成学案，并提出自己在课本和学案中的问题。否则展示难度很大，展示出的东西漏洞很多。
2、展示课上学生要有补充和质疑的思路和勇气。教师也要及时出手帮助梳理。
（二）本节课的亮点与最大收获
1、学生组装的模型非常漂亮完美，切实感受到了碳成四键的规则。
2、关于甲烷四键是空间还是平面构型的争论最终以事实胜于雄辩的实践思想得以圆满达成正确共识。当时，我从不同的小组各拿取了一个二氯甲烷的模型，只要一转动就可以发现原来它们都是同种空间构型。学生有恍然大悟的感觉。从而对有机分子构型有了空间构型的认识。这种做法不论是对教师的教还是学生的学都具有深远的科学引领作用。
3、学生意识到甲烷的氯代产物除四氯甲烷以外，只能是四面体构型，而不再是正四面体构
型。
4、通过对甲烷取代反应的实践深刻感受到了有机反应的特点。
（三）反思
要有严格的“1+1”操作章程，而且必须深入学生意识且有实际行动，才可以保障自主课和展示课达成学习目标。
（四）改进
甲烷教学反思 篇5
本节是有机物的开始，从学生了解的天然气成分入手，帮助学生建立学习有机化学的方法，培养空间思维能力。利用甲烷的球棍模型，比例模型，学生通过观察，了解其结构，进一步探究其性质。
课堂设计成功之处，模型教学是突破有机教学难点的有效方法，尤其是讲授取代反应是，用模型演示，使复杂的反应变得直观，也理解了有机反应多的原因，所以写方程式时不能用等号而是用箭头。这节课通过模型的运用降低了学生理解的难度，更有效的辅助理解。通过课后检测基本达到教学目标。
课后感到有些地方需要再深入，如一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷的分子构型及极性，结合模型适当再深入更好。
甲烷燃烧的现象是什么 篇6
甲烷，化学式CH4，是最简单的.烃，由一个碳和四个氢原子通过sp3杂化的方式组成，因此甲烷分子的结构为正四面体结构，四个键的键长相同键角相等。在标准状态下甲烷是一无色无味气体。一些有机物在缺氧情况下分解时所产生的沼气其实就是甲烷。从理论上说，甲烷的键线式可以表示为一个点“·”，但实际并没有看到过有这种用法，可能原因是“·”号同时可以表示电子。所以在中学阶段把甲烷视为没有键线式。
甲烷主要是作为燃料，如天然气和煤气，广泛应用于民用和工业中。作为化工原料，可以用来生产乙炔、氢气、合成氨、碳黑、二硫化碳、一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和氢氰酸等。
甲烷的教学设计 篇7
知识目标:通过甲烷分子式的教学, 使学生初步体会确定气态烃分子式的计算方法;简要复习碳原子结构和共价键的知识, 使学生掌握甲烷的电子式、结构式的写法、甲烷的正四面体构型;掌握甲烷的重要化学性质。
德育目标:提高学生认识物质结构本质、透过表面看本质的能力;培养学生合作学习的精神;通过学习天然气的组成, 认识它在生产、生活中的应用, 培养节约能源、关注环保的意识。
能力目标:提高学生的观察能力, 计算过程的逻辑思维能力, 空间想象能力。
二、教学用具
多媒体、实物 (球棍模型)
三、教学组织过程
以“一段简介‘甲烷在自然界中的存在形式和在生产、生活中的应用’的视频资料”引入教学
1.甲烷的分子结构。
师生互动完成课本P60的“交流与讨论”, 得出以下结论:
分子式CH4电子式
结构式
(学生活动) 尝试用橡皮泥与牙签摆出甲烷分子的空间构型即正四面体构型。
2.甲烷的物理性质。
首先布置学生阅读教材内容, 共同归纳补充:
无色、无味、极难溶于水的气体。同温同压下, 其密度比空气小。
3.甲烷的化学性质。
(观看多媒体演示, 师生共同探讨)
(1) 甲烷的燃烧。
(老师设问) 1点燃甲烷前要进行什么操作?
2点燃甲烷气体, 有什么现象, 燃烧后的产物如何检验。
(师生共同活动) 观察、思考、讨论
(小结) 现象:发出淡蓝色火焰, 放出大量的热, 无烟。
, 利用此性质, 甲烷可作燃料
(老师设问) 甲烷还有什么化学性质呢?
(观看多媒体演示, 师生共同探讨)
(2) 甲烷的取代反应。
(老师设问) 1实验中能观察到什么现象? (重点观察部位:量筒内气体颜色的变化, 量筒水面上升情况, 量筒内壁的变化 )
2这些现象说明了什么?
(师生共同活动) 观察、思考、讨论
探究甲烷和氯气的取代反应, 引导学生学会观察、记录并分析现象, 写出反应方程式, 进而揭示其结构和性质的关系。
(小结) 1现象:集气瓶内气体黄绿色褪去、有白雾, 水位不断上升、内壁出现油状物质。
2反应原理:
3取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应
4该实验的注意事项:须是纯净的氯气, 而不能使用氯水;反应条件为光照;甲烷分子里的4个H逐步被Cl取代, 生成的油状物为CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的混合物。
(安排学生讨论)
1光照下, 甲烷与氯气发生取代反应后, 共得产物 ( )
A.5 种 B.2 种
C.3 种 D.4 种
2下列物质中, 不能与氯气发生取代反应的是 ( )
A.CH3Cl B.CH2Cl2
C.CHCl3D.CCl4
3是同分异构体吗?
4下列反应不属于取代反应的是 ( )
A
B
C
D
4.甲烷的用途 (学生阅读第 60 页“甲烷的利用”, 进行总结归纳) 。
(总结) 甲烷是我们接触有机化学的第一种物质。学习有机化学首先要掌握有机物中碳原子呈四价 (即构成四个共价键) , 再理解有机物的结构和性质。甲烷的分子结构是正四面体, 它的主要化学性质是能发生取代反应。对甲烷的学习是我们打开有机化学的金钥匙, 请大家体会这节课的探究方法。
(课后练习) 查阅资料, 分析我市进行生活燃气改造工程的必要性和重大意义。
浅谈页岩对甲烷的吸附机理调研 篇8
关键词：页岩;甲烷;超临界吸附;吸附模型
20世纪90年代前，当时只重视了致密（岩石）气与煤层气，页岩气在天然气大家族中的地位微不足道，21世纪以来，随着页岩气地质与开发理论的创新和勘探开发关键技术的进步，尤其是水平井钻完井与分段压裂技术的进步及规模推广应用，页岩气迈进了大发展阶段，作为常规油气能源的重要补充，页岩气在世界石油行业越来越受重视。在国内，由于中国现有天然气产量难以持续满足中国国民经济和社会高速发展的需求，也由于北美页岩气勘探开发的成功经验，所以中国页岩气的发展引起政府、企业和民众的高度关注。如何做到页岩气的高效勘探开发，成为各界讨论的热点，而页岩气的吸附机理研究是页岩气的高效勘探开发的前提，页岩气主要以甲烷为主，所以页岩对甲烷的吸附研究对原始气量的评估及其有效开发都具有十分重要的意义。
一、研究目的与意义
随着世界各国对于煤、石油、天然气等化石能源需求量的不断增加，页岩气、致密气以及煤层气等非常规油气能源，作为常规油气能源的重要补充，开始引起了人们的关注。美国和加拿大已经实现了页岩气的商业性开发，而我国页岩气的研究仍处于起步阶段，其中页岩气吸附影响因素及吸附机理是页岩气高效开发利用的最基础理论问题。与常规天然气相比，页岩储层中除游离态外还存在吸附态的气体，页岩气的赋存状态主要分为三種： ①孔隙和裂缝中的自由气; ②有机质及无机矿物表面的吸附气; ③有机质及地层水中的溶解气。吸附气是页岩气藏非常重要的成藏机理，统计研究表明，页岩气藏中吸附气的含量在 20% ～80%，构成比例可观，是预测页岩储集层产能的关键参数之一。但是目前国内对页岩气的吸附机理研究比较少，所以研究页岩气的吸附机理对原始气量的评估及其有效开发都具有十分重要的意义。
二、国内外现状
本世纪初，美国的页岩气革命，使得页岩气这一非常规油气资源在全世界范围内受到重视，而我国直到最近几年才开始页岩气吸附现象的相关研究工作。页岩对甲烷的吸附影响因素目前通过甲烷吸附实验已经基本明确。Ross 等认为页岩甲烷吸附量随有机碳含量的增大而增大。Zhang 等认为干酪根类型和热成熟度对页岩气吸附有重要影响。Ji研究了泥页岩矿物组成对气体吸附的影响，发现蒙脱石的吸附能力远大于石英的吸附能力。Zhang和Lu等人通过实验都得出温度越高页岩吸附量越低的结论。Chalmers等认为孔隙度与页岩的总含气量之间呈正相关关系，即页岩的总含气量随着页岩孔隙度的增大而增大。
在油气资源勘探研究领域，实际地层温度条件下甲烷气一般处于超临界状态，在超临界状态下，等温吸附曲线不符合朗格缪等温吸附模型在化工学界早已被广泛认识，应用朗格缪等温吸附模型描述页岩气吸附特征时存在明显不足，朗格缪模型不能很好的拟合实验数据。因此，许多研究者通过对朗格缪模型的修正或使用其他超临界模型对页岩气的吸附特征进行描述。
在朗格缪模型的修正上，许多研究者基于朗格缪理论对页岩气的吸附展开了研究，如郭平等认为用考虑温度变化的bi-Langmuir模型描述页岩对甲烷的吸附要优于Langmuir模型;张志英等认为对于粘土含量较高的页岩运用修正的双朗格缪尔模型比 Langmuir 模型拟合效果要好。在Langmuir模型的基础上，后人相继推出了Freundlich吸附等温式， Langmuir- Freundlich吸附等温式，Toth吸附等温式，以及适用于多层吸附的B.E.T等吸附等温式。
三、发展趋势
目前超临界气体吸附研究中，人们多沿用传统的吸附理论处理超临界吸附的实验数据，如Langmuir方程，Freundlich方程，DR或DA方程，Virial方程等。由于人们在吸附存储和变压吸附中感兴趣的是微孔吸附剂，所以Dubinin的微孔填充理论成为人们所最为关注的理论。近年来Schwarz等也在这方面作了一定的研究工作，他用势能理论分析处理了大量实验数据，取得了较好的拟合结果。但以上这些模型的前提均认为临界温度以上气体的吸附态与临界温度以下气体所处的饱和液态类似，这种假设是否成立目前还缺乏充足证据。由于超临界吸附理论研究领域出现的问题，目前人们正在进行积极地探讨。由于此前的实验大都是在一些孤立的温度点或小温度范围内测量的气体超临界吸附，普遍范围内基础数据的缺乏，是制约理论研究的一个主要因素主要研究内容：有机碳含量、温度、压力、孔隙大小、矿物成分等对页岩吸附甲烷的影响;根据实验得到的数据做出页岩吸附甲烷的吸附等温线，调研相关文献找到相应的吸附模型对吸附等温线进行拟合，根据拟合结果对模型进行分析。此次报告重点会放在调研不同吸附模型，分析不同模型的拟合结果。先调研相关文献得到页岩吸附甲烷的各种影响因素，根据影响因素找到合适的吸附模型，再根据实验数据绘出页岩对甲烷的吸附等温线，通过各种模型对吸附等温线进行拟合，分析得出最优模型。因此在连续大温度范围及在气体临界点前后大温度范围测量吸附等温线是目前实验研究的重点。
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甲烷的教学设计 篇9
今天我的说课题目是高中化学必修二第三章第一节《最简单的有机化合物——甲烷》，我的说课由下面六点：说教材、说教学目的、说教法与学法、说教学思路、说教学环节和说板书设计来展开。
一、说教材
1．教材的地位及其作用
《最简单的有机化合物—甲烷》选择于人教版高中化学（必修2）第三章第一节，这一节是学生第一次接触有机物结构和性质。烃作为一切有机物的母体，而甲烷又是最简单的有机物，学生对甲烷的理解将直接影响到今后对各种有机物的理解。
2.．教材的功能与价值
提高公民的基本素养，帮助学生树立正确的有机物学习方法。学会用生活的眼光看化学，再用化学知识服务于生活。
3．教学重点和难点
重点：甲烷的结构特点和取代反应。
难点：建立甲烷的立体结构模型，从化学键的层面认识甲烷的结构和性质。
二、教学目标
1．知识与技能
了解甲烷的结构特点和取代反应，掌握甲烷的化学性质。以甲烷的结构为例，认识有机物分子的立体结构，初步培养学生的空间想象能力；建立有机物“结构性质用途”的认识关系。
2．过程与方法
运用模型制作、实验探究、观察、交流讨论等手段，结合多媒体提高学生的知识迁移能力，运用能力和形成有机化学的学习思想。
3．情感态度与价值观
通过能源危机及可燃冰开发情况的了解，让学生感受到化学科学与生产和社会发展的密切联系，增强社会责任感和使命感，并体验科学探究的喜悦。
三、教法与学法
1．教学方法
“以问题为索引，学生为主体”的科学探究，并与实验探究、多媒体有机的结合，营造出师生互动和谐的课堂。
2．学习方法
学生积极动脑、动手、动口，充分的进行探究和讨论、交流。体现以学生为主体，教师为主导的教学特点。
四：教学思路
采用板块教学，分为四个学习板块。即：板块一：甲烷的物理性质；板块二：甲烷的结构探究；板块三：甲烷的氧化反应；板块四：甲烷的取代反应。在活动中相互交流、相互评价，让学生成为课堂的主体。并帮助学生形成“结构决定性质，性质体现用途”的认知关系。
五、教学环节
引入新课：通过展示“可燃冰”的图片，分析“可燃冰”的结构，揭示“可燃冰”燃烧的秘密引入新课。再向学生讲述为了合理开发并利用这些新能源，就有必要研究天然气主要成分甲烷的结构和性质。
板块一：展示一瓶甲烷气体，请学生通过观察、阅读教材，完成表格内容，然后汇报。
设计意图：让学生了解能源危机、通过对可燃冰贮量和开发介绍，增强学生的社会责任感，并引出《甲烷》课题。同时学生能从感性认识上升到掌握物理性质学习的一般方法。
板块二：甲烷的结构探究。学生自主学习并完成甲烷的分子式、电子式和结构简式的书写。老师评价后提出问题甲烷究竟有着怎样的结构，学生开始猜想。然后老师提供素材组织活动，同学们分小组进行实践活动，然后再收集并展示大家的作品，进行相互交流。
引导信息：1．甲烷分子中的4条C—H键完全等同。2．H与C之间的距离和每个夹角也完全相同。学生再重新思考自己作品的正误，根据科学信息进行交流和讨论后，主要认为甲烷存在正四边形或正四面体这两种结构。在学生产生疑惑时，老师再给出第三条信息：如果把甲烷中的两个氢原子换成两个氯原子后也只有一种结构，学生分小组再次动手进行实践活动，再结合科学信息得出甲烷是正四面体的立体结构。用电脑制作出正四面体的立体结构，以便学生直观的认识。同时让学生按照教材要求进行手工制做，在实践活动中再次建构甲烷的正四面体结构。
设计意图：学生通过甲烷结构的研究，学会科学的质疑和能根据科学信息进行有效的实践活动，同时培养学生的空间想象能力和表象能力。通过对甲烷的模型观察，正确认识了甲烷的分子结构，为甲烷的性质学习打下了基础。
板块三：甲烷的氧化反应。学生根据结构猜想其性质。将甲烷分别通入酸性高锰酸钾溶液和加有石蕊试液的强碱溶液中。学生分小组进行实验探究，交流和总结。得出结论：甲烷的性质在通常情况下稳定，但在点燃条件下就会燃烧，燃烧产物是水和二氧化碳。
拓展知识：通过提供资料卡片和矿难图片进行安全教育。引导学生用辩证的观点看待化学物质给我们生活带来的利与弊。
设计意图：让学生学会用实验方法研究甲烷的性质，体验了结构决定性质这一有机思想。加深了学生对甲烷的认识。
板块四：甲烷的取代反应
通过播放氯气与甲烷的取代反应实验视频，学生观察并思考以下两个问题：①实验中得到哪些信息。②从所得信息中你能获得哪些启示。然后小组内交流和小组间汇报，得出结论甲烷与氯气在光照条件下发生了反应。
组织学生，用球棍模型制作出其可能的产物。学生再次动手实践运用甲烷的结构探究其性质，展示同学们的作品，播放动画视频模拟其反应的微观过程，帮助学生从化学键的角度了解取代反应的本质。完成方程式书写，老师再分析和评价，并介绍取代产物的用途。
设计意图：使学生了解学习和研究有机物的一般思维方法，形成一定的分析解决问题能力。从物质的微粒观来分析化学反应的本质过程，透过现象看本质，明白实验手段是检验物质性质的基本方法，并从中体验探究性学习的过程。
然后学生通过简洁工整，知识层次清晰的板书设计，对本节课所学知识进行回顾和总结。完成课堂反馈（设计这两道试题的目的是从结构和性质两个角度检验“教”和“学”的效果，有助于下节课的教学实施。），再将所学的化学知识联系到生活中去，并上网了解沼气的使用知识，然后给周围的农户推广，做一名节能减排的倡导者。
设计意图：理论联系实际，将所学知识进行运用并指导生活。
六、板书设计
七、巩固学习
1、下列气体的主要成分不是甲烷的是（）A、沼气 B、天然气 C、煤气 D、坑道气
甲烷教案 篇10
甲烷
教学目标 知识与技能：
1、了解自然界中甲烷的存在及储量情况；
2、掌握甲烷的电子式、结构式和甲烷的正四面体结构；
3、掌握甲烷的重要化学性质，并理解取代反应的含义；
4、了解甲烷对人类生产和生活的意义。过程与方法：
1、在探究甲烷结构的过程中，提高空间思维的能力；
2、掌握甲烷性质的过程中，逐渐理解“结构决定性质，性质反映结构”并学会运用；
3、初步学会化学中对有机物进行科学探究的基本思路和方法。情感态度价值观：
1、初步形成对有机化学领域的学习兴趣；
2、认识化学微观世界分子结构的立体美；
3、初步认识“结构决定性质”、“内因、外因辨证关系”等哲学思想；
4、关心社会、环境、能源等问题，提高学生的环护意识。教学过程
[录像] 西气东输
[引入] 西气东输是我国目前一项巨大工程的示意图,输送的气体就是天然气,天然气的主要成分是甲烷,目前,农村普遍使用的沼气的主要成分也是甲烷,而且,科学家从海底发现了一种新能源—“可燃冰”,实际上是甲烷的水合物,据估计,可燃冰的贮存量能提供人类社会1000年的能源使用.所以,为了合理开发并利用这些新能源,我们今天要来研究天然气的利用以及它的主要成分甲烷的性质.一、【板书】天然气的利用 甲烷
二、学习目标
1.了解甲烷的存在、物理性质、用途。
2.掌握甲烷分子的化学式、电子式、结构式、空间构型。
3.掌握甲烷的化学性质（通常稳定、取代反应、氧化反应、高温分解）。4．使学生理解取代反应的概念。
三、自学指导
[展示]装有甲烷气体的储气瓶(瓶中留有少量水)，简单介绍仪器名称。1.通过观察，甲烷的物理性质都有哪些啊？ 2.阅读资料了解甲烷的存在。
时间5分钟，然后回答以上两个问题
四、先学后教
要认识一个有机物必须先从分子式开始，然后是结构式及性质。请同学们也自学并回答下列问题，时间8分钟
【问】1.历史上人们是怎样知道甲烷的分子式为CH4的？
2.那为什么一个C要结合4个H结合？而不是3个、5个或者更多呢？ 3.前面我们讲了C是第几主族的元素？最外层有几个电子呢？
4.已知甲烷的密度在标况下是0.717g/L，含碳75％，含氢25％，利用这些数据怎样确定它的分子式？请同学们计算一下。
请一个学生回答前面三个问题，并让其他同学改正，补充。
请两个学生将计算过程书写在黑板上。看其他同学有无异议。上前改正，并不同颜色的粉笔写在边上
【问】1．画出碳原子的结构示意图，碳原子有几个价电子，通常与别的原子形成几个共价键？
2．写出甲烷的电子式。
3．若用“—”代表一对共用电子，写出甲烷的结构式 时间5分钟后，请举手回答。
【投影】学生书写的甲烷电子式、结构式。
【说明】甲烷分子的结构式仅表明甲烷分子中碳原子、氢原子的连结情况,不能表示甲烷分子中碳、氢原子在空间的分布，甲烷分子的空间结构是什么样的？ 【展示】甲烷的球棍模型和比例模型
【甲烷的结构特点】正四面体型结构,C在中心,4H在顶点.【思考】历史上，科学家们在测定了甲烷分子组成为CH4后，对甲烷的分子结构曾提出了两种猜想：正四面体型与平面正方形，科学家如何判断出甲烷分子是哪种空间构型的【演示】分别用2个第三种颜色小球替换两个代表氢原子的小球，思考得到的构型分别有几种。
【讲述】为解决甲烷分子的空间结构问题，科学家们提出：通过研究二氯甲烷有几种来确定。——若甲烷分子呈正四面体型，则其二氯代物只可能有一种。而若甲烷分子呈平面正四边形，则其二氯代物可以有两种：
所以，根据甲烷的二氯代物只有一种，即可判断甲烷分子的正四面体型。【板书小结】甲烷的分子式、电子式、结构式。【板书】
二、甲烷的物理物质
无色无味气体，难溶于水，比空气轻。
【提问】甲烷的化学性质如何？时间5分钟后，请举手回答。【学生讨论】甲烷的燃烧实验
【提问】1．点燃甲烷前要进行什么操作?2．火焰的颜色如何?3．燃烧后的产物如何检验? 时间5分钟后，请举手回答。
【讲述】2005年煤矿爆炸事故从发生的事故类型看,主要是瓦斯爆炸事故,瓦斯爆炸事故665起，死亡2439人。【板书】
三、甲烷的化学性质 氧化反应：CH4 + 2OCO2 + 2H2O 【设问】甲烷还有什么化学性质呢？
【观察与思考】
2、甲烷与氯气反应（PPT8，9，10）
【提醒】重点观察部位：量筒内气体颜色的变化，量筒水面上升情况，量筒内壁的变化。【回答】量筒内气体黄绿色褪去、有白雾，水位不断上升、内壁有油状物质生成。【讲述】这说明甲烷与氯气发生了反应。
四、【课堂作业】
1.本节作业本相应章节练习，铃声响后上交。时间15分钟
2.实践活动：用橡皮泥、黏土、泡沫塑料、牙签、火柴棍等自制甲烷的分子模型 附：板书设计
最简单的有机化合物——甲烷
一、甲烷的结构
分子式 CH4 电子式
结构式 ：
立体结构：正四面体型
二、甲烷的物理性质（无色无味气体，难溶于水，比空气轻）
三、甲烷的化学性质 1．氧化反应：CH4 + 2O2
CO2 + 2H2O
从甲烷到外星生命 篇11
一般人恐怕都搞不懂甲烷与生命有什么关系？但是科学家告诉你，地球上95%的甲烷是由生物产生的！当然，其它一些地质原因也可能产生甲烷，所以科学家们需要做各种各样的分析。可惜的是，依靠目前得到的数据，还无法判定到底是生物来源还是地质来源更能说明问题，但不管怎样，这毕竟又给人们探索地外生命增加了一个兴趣点。
其实，绝大部分的科学家们都很相信，甚至比大家更加相信，这个庞大到难以想象的宇宙之中，一定会有地外生命存在！地球只是宇宙中一个普通的星球，怎么可能只有地球才会产生生命呢？所以，请大家相信，在认为存在地外生命这个信念上，科学家和大众是一条心的。
但是科学家和狂热的UFO谜们有一个很大的差别，就是科学家崇尚理性。科学家们心中也很希望那些UFO真的就是外星人飞船，但是希望归希望，科学家们总是要相信证据的。遗憾的是，科学家们至今没有找到“UFO=飞船”的证据。
95%以上的UFO事件都已经得到了科学的解释，但也确实有一小部分UFO事件还得不到合理的解释。在这个问题上，UFO谜们往往感性用事，认为得不到科学解释的就一定是外星人所为。其实这是一种很要不得的态度，因为科学并不是万能的，自然界中其实还有很多很多的现象有待于我们去探索。既然我们地球上还有那么多的未解之谜，又有什么理由一定要把不理解的现象归为外星人所为呢？更何况，这这些难解之谜里，有一些是因为记录太粗糙，无法给出判断；有一些可能是保密的军事行为，你不可能得到真相；更糟的是，有一些可能根本就是编出来的骗局，只不过骗术比较高，一时还难以揭穿罢了。
所以，对于这些未解的UFO，科学家的态度只能是：我们不知道！我们可以存疑，但是决不能认为那就是外星人！我们从来没有说外星人不可能存在，我们只是说，现在还没有确切的证据表明外星人来过地球。这就是科学的态度。
那么，另外一個问题，也就是我们研究外星生命，为啥老是要拿水来说事呢？为什么外星生命就不能以铁为生，与水无关呢？
没错，我们的科学研究还远远没有达到看透一切的程度，我们地球生命离不开水，但我们也没法推论说离了水就不能有别的生命形式。从逻辑上讲这是对的，问题是：科学研究还需要一个继承性，科学必须站在已有知识的基础之上，而不能是空中楼阁。
认为外星生命可以不依赖于水，从逻辑上讲当然没错，但是这样一种研究怎样才能进行呢？它不依赖于水，那依赖于什么呢？人类完全缺乏这方面的经验，所以如果抛弃了这条假设，那就只能陷入胡思乱想。科学研究当然离不开想象，但是如果纯粹的胡思乱想，那就毫无意义！因为谁都可以乱想，我们究竟听谁的呢？所以，要得到大家一致可以理解的知识，就只能在以往知识的基础上往前走。如果真的有什么证据表明生命可以不依赖于水而生存，科学家一定很高兴，因为这样一种发现一定可以得诺贝尔奖。
总而言之，科学家在对待地外生命这个问题上，热情是不亚于大众的，但是热情不能代替理性。科学需要证据，需要严密的逻辑推理。想象可以帮助科学家作出新的发现，但是科学研究绝对不等于想象！
（转载自《环球科学》）
甲烷的教学设计 篇12
让我们以甲烷为例, 看看新课程是怎么进行甲烷的教学的。
一、甲烷的引入
新教材以“中国是最早利用天然气作燃料的国家。我国的天然气主要分布……已探明储量为1.37万亿立方米, 居世界第19位……”引入, 使学生对甲烷的性质和用途有了一定的认识, 而且引起了学生爱国主义和自豪感的体现, 使教学的情感目标得到具体的文字感染, 增强学生的情商教育。体现新课程的情感态度与价值观———不仅仅是要让学生学习知识, 更要让学生学会做人。
二、甲烷结构的探究
新教材讲述了甲烷的化学式、电子式、结构式、球棍模型、比例模型。
在探究甲烷的正四面体结构时, 教材提出CH4有四个相同的C—H键, 让学生动手做出一个正四面体, 然后再引导学生观察, 利用牙签等工具来做出一个实物模型, 由此让学生总结出CH4中的C位于正四面体的中心, 而H原子位于正四面体的4个顶点, 从而引导学生得出4个C-H键在空间的伸展方向是均匀的, 因此夹角相等。教师在此时可作一个适当的事实补充, 那就是CH2Cl2的结构只有一种, 让学生进行分析和讨论, 从而破除有些学生认为CH4是平面正方形结构的不正确想法。
这样的探究过程让学生的感觉非常直观。通过学生的动手、思考、分析、讨论来明确甲烷的结构, 我们可见新课程的学习非常强调以学生为主体, 重现学生的主动思考和实践, 尽量让学生体验知识的探究过程, 以此作为他们获取知识的重要途径。
三、甲烷的性质
在讲述甲烷的氧化反应时, 教师可在这里做一个CH4与酸性KMnO4溶液反应的实验, 以观察不到明显现象来说明二者是不反应的, 引导学生归纳出相关的知识, 使学生从实验中积累具体的实践经验和体验过程, 以及科学的探究方法。
在这个知识点下, 新教材给出了一张资料卡片, 内容为煤矿瓦斯爆炸, 家用天然气中掺有少量特殊气味的杂质气体以警示气体是否泄漏, 这使学生不再只是注重课本知识的学习, 同时也关注社会和生活, 完全体现了化学课程的时代特色, 反映出化学与社会的相互联系。
教材在探究CH4的取代反应时, 增加了一个光照对该实验影响的对比实验, 由不同的实验现象说明了光对甲烷取代反应的催化作用, 同时设计了两个问题来引导学生观察和分析该实验。
这样的教材和教学安排, 无一不在强调要让学生主动思考, 自己想办法解决问题, 增强学生实际动手能力。这个实验非常能够体现新课程中体验探究过程和增强学生的创新精神和实验能力的基本理念, 在促进学生学习方式的转变上有着非常重要的作用。
从教材的安排, 我们可以看出, 新课程的确是以学生为主体, 从学生的角度去思考, 在课堂上尽量让学生动手去体验探究过程、动脑去思考实验现象后隐含的化学科知识, 多观察, 多分析, 多应用, 从而提高课堂教学的有效性。所以我们教师一定要适应新课改的要求, 给学生时间和空间, 作适当的引导, 放手让学生自主学习, 让其体验学习的过程与快乐。我们在教学时要着眼于学生未来的发展, 在兼顾学生志趣的大小、潜能的差异、发展的需要下, 注重从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面去发展学生的科学素养, 帮助学生形成可持续发展的理念, 强化终身学习的意识, 使课堂教学的有效性得到充分的体现。
参考文献
[1]人民教育出版社.普通高中化学课程标准 (实验) .2003年4月第1版
[2]人民教育出版社.全日制普通高级中学教科书化学第二册.99-103页甲烷
甲烷重整制氢用催化剂的研究进展 篇13
甲烷重整制氢用催化剂的研究进展
氢气作为高效、洁净的二次能源将成为未来社会的主要能源之一.甲烷重整是一种被广泛使用的经济、高效的.制氢工艺.催化剂是重整工艺中的重要组成部分,其种类、活性和寿命对氢气的产率、纯度和制氢成本具有重要影响.详细论述了甲烷水蒸气重整、二氧化碳重整、部分氧化重整用催化剂的种类、制备方法和催化机理等.
作 者：杨修春 韦亚南 YANG Xiuchun WEI Yanan 作者单位：同济大学材料科学与工程学院,上海,200092 刊 名：材料导报 ISTIC PKU英文刊名：MATERIALS REVIEW 年，卷(期)： 21(5) 分类号：O6 关键词：制氢 催化剂 甲烷重整真空紫外光催化降解甲烷 篇14
真空紫外光催化降解甲烷
研究了真空紫外光催化(TiO2/VUV)对低浓度甲烷的去除效果及影响因素.结果表明,该法的去除速率随甲烷进口浓度、流量、相对湿度(RH)的`增加而达到一个最大值,去除效果明显高于单独真空紫外(VUV).尾气中臭氧不随甲烷进口浓度的变化而变化,但随RH和流量的增加而降低.添加H2O2和NOx不利于甲烷的降解,但显著地降低了臭氧的浓度.降解过程中甲醛的产率小于0.5%,并随RH增大而下降.
作 者：刘栋 张彭义 王军伟 LIU Dong ZHANG Peng-yi WANG Jun-wei 作者单位：清华大学环境科学与工程系,北京,100084刊 名：中国环境科学 ISTIC PKU英文刊名：CHINA ENVIRONMENTAL SCIENCE年，卷(期)：26(6)分类号：X511关键词：真空紫外光 光催化 甲烷 室内空气
对产甲烷细菌的分析与研究 篇15
1 产甲烷细菌的形态特征
尽管产甲烷细菌的种类较少, 但它们在形态上仍有明显的差别, 可分为杆状, 球状, 螺旋状和八叠球状四类。产甲烷细菌均不形成芽孢。革兰氏染色不定, 有的具有鞭毛。球形菌呈正圆形或椭圆形, 直径一般为0.3 μm～5 μm, 有的成对或者成链状队列。杆菌有的为短杆状, 两端钝圆。八叠球菌革兰氏染色呈阳性, 这种细菌在沼气池中大量存在。
2 产甲烷细菌的生理特征
2.1 产甲烷细菌来源
产甲烷细菌属于古细菌的水生古细菌门, 细胞壁不含肽聚糖。产甲烷细菌个体有球形, 杆形和螺旋形。由遗传因素决定, 产甲烷细菌在正常生活中可呈现八叠球形, 有的连成长链。它是最早发现的古细菌, 只能生活在无氧的极端恶劣环境中[3]。
2.2 产甲烷细菌是严格专性厌氧菌
产甲烷细菌都生活在没有氧气的厌氧环境中, 对氧气非常敏感, 实验表明, 当介质中含有0.1%的氧时, 对甲烷菌的生长出现明显的抑制作用。遇氧不能生长繁殖, 最终导致死亡。
2.3 产甲烷细菌生长特别缓慢
产甲烷细菌在自然界中生长特别缓慢, 即使在人工培养条件下, 也要经过18 天乃至几十天长出菌落, 主要原因:能够利用的底物很少, 而且为简单物质, 仅有二氧化碳, 氢气, 乙酸, 甲酸甲醇和甲胺等, 所以释放的能量很少, 为生物合成提供能量少, 不利于生物生长繁殖, 世代时间一般很长, 有的十几天才可繁殖一代。
2.4 产甲烷细菌对环境影响非常敏感
对产甲烷细菌来说最适宜的温度0 ℃～80 ℃, 产甲烷细菌在氧化还原电位低于-330 mV, 严格厌氧的条件下生存, 最适宜的氧化还原电位值-540 mV～-590 mV。
3 产甲烷细菌的营养特征
不同的产甲烷细菌生长过程中所需要碳源是不一样的。产甲烷细菌不能直接利用除乙酸外的二氧化碳以上的有机物。一般常见的产甲烷细菌分为三个种群:氧化氢产甲烷菌 (HOM) , 氧化氢利用乙酸产甲烷菌 (HOAM) 和非氧化氢利用乙酸产甲烷菌 (NHOM) 。尽管这一类并不严格, 但在厌氧反应器中, 以上种群常分别能够出现在不同的生境中, 构成优势种, 对实际工程的运行具有重要意义。所有的产甲烷细菌都能利用铵离子, 有的产甲烷菌需酪蛋白的胰消化物, 它可刺激产甲烷细菌生长, 所以, 分离产甲烷细菌时, 培养基中要加入胰酶解酪蛋白。产甲烷细菌在生活中需要某些维生素, 尤其是B族维生素。产甲烷细菌在生活中还需要某些微量元素, 如镍、钴、钼等, 所需量一般为:Ni<0.1 μmol, Co<0.01 μmol, Mo<0.01 μmol。
4 产甲烷细菌的分离
4.1 在完全无氧的条件下制备培养基
在无氧条件下制备培养基的目的就是要消除培养基中的氧, 这就是产甲烷细菌的必要条件, 否则导致分离失败分离产甲烷细菌的基础培养基成分 (质量分数) 。
一般为:氯化铵0.1 mL;酵母汁0.2 mL;氯化镁0.01 mL;磷酸氢二钾0.4 mL;磷酸二氢钾0.02 mL;半光氨酸0.05 mL;胰酶解酪蛋白0.2 mL;牛瘤胃液30 mL;pH≈7;115 ℃高压蒸汽灭菌30 min;使用前每5 mL培养基加入1%和5%碳酸氢钠各0.1 mL。
4.2 往培养基里加还原剂——树脂天青
树脂天青既是还原剂又是氧化剂, 它可以把培养基里残留的溶解氧去掉, 树脂天青在有氧的条件下呈紫色或粉红色, 无氧呈无色 (培养基的颜色) , 它是一种较为理想的氧化还原电位指示剂, 是培养专性厌氧细菌不可缺少的。
4.3 在无氧条件下分装试管
培养基分装试管也要在无氧的条件下进行, 可用二氧化碳、氢气、氮气来驱除空气的办法达到无氧的要求。
4.4 滚管
采用无菌注射器接种后, 让试管滚动, 目的是让培养基凝固在试管上, 增加产甲烷细菌生长表面积, 使产甲烷细菌充分与氢气和二氧化碳接触。
以上条件具备了, 才可能把产甲烷细菌分离成功。
5 产甲烷细菌在废水处理中的应用
5.1 颗粒污泥
因为产甲烷细菌具有一定的耐酸, 高温特性, 低pH值下, 颗粒污泥对有机物的去除率高于分散的产甲烷细菌, 在pH值为4～5的情况下, 两者对COD去除率分别为26%和16%, 说明颗粒污泥的耐酸性更强。颗粒污泥的耐酸性与其结构和微生物组成有很大关系。对于酸性水及高浓度甲醇水处理效果较好。实验表明, 产甲烷细菌中的甲烷毛状菌, 具有细胞丝状提结构, 这些细菌具有极强的吸附能力, 在水流及生成气体上升时产生缓和的搅动下丝状体间的相互网络变大, 其他分解有机物的细菌在其表面上生成粘质物, 有粘质物形成的被膜层使污泥保持颗粒状[4]。
5.2废水厌氧生物处理工艺
厌氧法在废水处理中可以处理高浓度有机废水, 能耗低, 运行费用少, 污泥产率低, 需要附加营养少, 并且可以回收沼气。因此被广泛应用于废水处理, 可以分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法, 长期以来, 以厌氧活性污泥法为主, 包括普通生物滤池、厌氧接触消化池、升流式厌氧污泥床 (UASB) 厌氧发酵2厌氧处理。
5.3产甲烷细菌的工作机理
产甲烷细菌是厌氧消化过程中最后一个工作阶段的生理群, 它们将有关菌群产生的甲酸、乙酸、甲基胺、H2/CO2转化为CH4, 同时形成氢离子。
6产甲烷细菌的农村应用
农村的厌氧沼气发酵就是利用秸杆、稻草等粉碎, 一般粉碎成1 mm～2 mm碎料。这样可以增加与微生物的接触面积, 在产甲烷细菌作用下产生甲烷, 作为能源。高浓度的有机废水也可以沼气发酵, 如酒精蒸馏废液、豆腐黄浆水、纸浆废水、中药厂废水等, 都是制取沼气很好的原料。
7结语
产甲烷细菌是厌氧生物处理的最后一阶段, 由于产甲烷细菌在废弃物厌氧消化、高浓度有机物废水处理、反刍动物瘤胃中食物消化等过程起着重要作用, 产甲烷细菌具有独特的代谢调控机制及对环境的适应性。因此对产甲烷细菌的生态、生理、营养及在水处理中应用有着极为重要的作用, 有必要充分利用产甲烷细菌进行废水处理以实现甲烷资源化利用。
参考文献
[1]李颓膪.产甲烷细菌和古细菌研究进展[J].江苏沼气, 1992 (4) :46-48.
[2]郑中华, 张辉.三株产甲烷细菌的表面研究[J].应用与环境生物学报, 1999 (6) :79-80.