原子经济（精选7篇）
原子经济 篇1
随着工业化进程的加快,石油、天然气资源的贫乏严重限制着我国经济的发展,由于油气进口常受到战争、地缘政治等多方面因素的影响,且我国油气资源的对外依存度高:据《国内外油气行业发展报告》显示,2015年中国石油对外依存度首次突破60%,达到60.6%,这些因素无疑使得我国能源安全问题更加突出。而我国“富煤、贫油、少气”的能源结构,决定了我国长期依赖煤炭的能源格局以及发展煤化工行业的必要性。在以“煤-电石-PVC”“煤-焦炭”、“煤-合成氨-尿素”三条路线为主的传统煤化工行业,面临着能耗大、污染严重、产能过剩等问题的背景下,如何有效利用煤炭资源,在经济利益最大化的同时实现环境友好,是煤化工行业可持续发展的一大难题。因此,以实现煤炭清洁高效转化为目标的现代煤化工行业应运而生。
我国现代煤化工行业主要包括煤制甲醇、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制乙二醇、煤制芳烃、煤制天然气、煤制油和低阶煤热解等工艺路线。对于现代煤化工行业,通常关注其相对传统石化行业制产品的经济性,特别是在油价波动背景下的成本竞争力以及发展前景,而忽视了煤化工行业比石化行业更高的碳排放量、水耗、能耗以及环境污染问题。随着“十三五”规划对煤化工行业环保要求的提高以及对减少CO2排放的承诺,单从经济性的角度衡量煤化工行业无法全面考虑其对环境的影响,如果严格执行环保标准,其成本优势将大大降低,限制现代煤化工行业的发展。
原子经济性作为绿色化学的核心内容之一,考虑的是在化学反应中究竟有多少原料的原子进入到产品之中,旨在最大限度利用资源和从源头减少废弃物带来的污染。为此,本文从“绿色化学”中原子经济性的角度对现代煤化工行业进行分析,研究现代煤化工制产品的节能减排问题。
1. 现代煤化工行业工艺路线
(1)煤制甲醇
目前,工业上几乎都采用CO、CO2与H2在一定温度、压力和催化剂的条件下合成甲醇,原料气的来源不同则产生不同的工艺路线:重油制甲醇、煤制甲醇、天然气制甲醇等。煤气化制备甲醇原料气的方法:常压移动床间歇法、流化床煤气化、湿法气流床加压气化等。
常压移动床间歇法是在将煤加入气化炉后,把煤的燃烧和水蒸气的分解这两个过程分开交替进行。在吹风时鼓入空气,燃烧放热,提高燃料层温度,积蓄热量;在制气时通入蒸汽,使之与燃料层中的高温碳发生吸热反应,生成制备甲醇的原料气。
流化床煤气化是指在一定温度和压力下,反应炉内呈流化状态的粉煤与气化剂反应生成基本不含焦油和酚类物质的原料气。
湿法气流床加压气化是指经处理成水煤浆形式的煤与气化剂一起通过喷嘴,高速喷出的气化剂再与料浆并流混合雾化,在气化炉中进行火焰型非催化部分氧化反应,生成原料气。
煤制甲醇的总反应式为:(C2H)n+H2O+O2=CH3OH+CO2。
(2)煤制烯烃
现代煤化工行业以煤气化所得的合成气来制取的甲醇为原料,借助类似催化裂化装置的流化床反应形式,来制取低碳烯烃,主要工艺技术有MTO、MTP等。
MTO工艺是经由甲醇制取乙烯、丙烯的工艺,主要过程包括甲醇生产、甲醇催化制烯烃、裂解产物分离与精制等几个工艺过程。其总反应方程式为:(C2H)n+H2O+O2=C2H4+CO2。
MTP工艺是利用甲醇为原料生产聚合物级丙烯,同时可副产乙烯、LPG和汽油,主要包括甲醇生产、MTP反应、催化剂再生、气体冷却和分离碳氢压缩和精制等工艺部分。其总反应方程式为:(C2H)n+H2O+O2=C3H6+CO2。
(3)煤制二甲醚
煤制二甲醚的生产方法有一步法和二步法。一步法是指由煤气化生成(CO+H2)合成气直接合成二甲醚;二步法是先利用煤气化生成的合成气生成甲醇,然后甲醇在催化剂作用下脱水生成二甲醚。
一步法合成二甲醚工艺是把合成甲醇及甲醇脱水两步反应合并在一个反应器内进行,关键是选择高活性及高选择性的双功能催化剂。该法流程短、设备少、投资省、能耗低、产品成本显著下降但技术不太成熟。其总反应方程式为:3C+3H2O→CH3OCH3+CO2。
二步法合成二甲醚是国内外二甲醚生产的主要工艺,该法以煤气化制得的合成气为原料制甲醇后进行甲醇脱水反应制取二甲醚。该工艺二甲醚纯度达99.9%,工艺成熟,装置适应性广,后处理简单,但设备投资较大。其总反应方程式为:(C2H)n+H2O+O2→CH3OCH3+CO2。
(4)煤制乙二醇
以煤为原料制备乙二醇,主要是利用煤气化制取合成气(CO+H2)后,再通过直接或间接法生成乙二醇。
直接法指先通过煤气化制取CO、H2合成气,再由合成气一步反应直接制得乙二醇。从原子经济性角度看,直接法制乙二醇原子利用率最高,但是原料转化率低,反应条件苛刻,对催化剂的要求高,大规模工业应用难以实现。直接法煤制乙二醇总反应方程式为:3C+3H2O+O2→HOCH2CH2OH+CO2。
间接法,即草酸酯法,是将煤气化、变换、净化、分离提纯后分别得到CO和H2,CO经过催化耦联得到草酸酯,经高纯H2加氢后精制,最终获得聚酯级乙二醇。总反应方程式如下:4C+O2+3H2O→HOCH2CH2OH+2CO2。
(5)煤制芳烃
煤制芳烃主要有利用煤基合成气直接制芳烃和合成气经甲醇间接制芳烃两种工艺。其中直接法受催化剂限制,处于实验室阶段,尚未得到工业应用;间接法是先通过煤气化技术生产粗合成原料气,经过净化工艺生产新鲜合成气(CO+H2),采用低压甲醇合成技术生产中间产品甲醇,再以甲醇为原料,在双功能(酸性和脱氢)活性催化剂的作用下,通过脱氢、环化等步骤生产芳烃。间接法制PX的总反应式如下:(C2H)n+H2O+O2=CO2+C8H10+H2。
(6)煤制天然气
煤制天然气是以煤为原料生产天然气的工艺技术,可分为“一步法”和“二步法”。
“一步法”煤制天然气就是以煤为原料直接合成甲烷,在一个加压流化反应器中催化三种反应(气化、变换和甲烷化),从而煤(或其他含碳物质)、蒸汽及催化剂可以在单一反应器内生产合成天然气,但存在催化剂分离的难题。
“二步法”指煤气化生成CO、H2合成气之后,经变换冷却、低温甲醇洗、甲烷合成、干燥压缩等过程生成天然气,并且通过煤气水分离过程来分离出煤气水中的焦油、中油,利用酚氨回收装置回收绝大部分的粗酚和氨,得到高附加值的产品,也降低了废水处理难度。“二步法”与“一步法”相比,技术更为成熟,甲烷转化率高,应用更加广泛,但设备较多、投资较高。
煤制天然气的总反应式为:2H+2H2O=CH4+CO2。
2. 原子经济性分析
(1)原子利用率计算
原子利用率通常被用来衡量化学过程的原子经济性,原子利用率=(预期产物的总质量/全部反应物的总质量)×100%,原子利用率越高,反应的原子经济性越高。因此,提高化学反应的选择性和原子利用率,是减少废物排放、减少或避免环境污染的关键。
表1给出了现代煤化工行业和传统石化行业制取同种产品的原子利用率计算结果。
(2)原子经济性对比分析
1现代煤化工不同工艺间对比分析
从表1可知,现代煤化工行业制取产品的原子利用率随着工艺路线的不同,大体可以分为三类:原子利用率高于40%,如煤制甲醇、乙二醇和二甲醚;原子利用率在30%~40%之间,如煤制烯烃;原子利用率低于30%,如煤制芳烃和天然气。
在目前低油价的冲击下,高原子利用率的煤制甲醇和二甲醚工艺处在产能过剩的困境中;较高原子利用率的煤制烯烃和煤制芳烃相比,由于利用3吨甲醇,可以生产1吨的混合芳烃或生产1吨烯烃,但是烯烃比混合芳烃的价格高,经济性和原子经济性更高,产能仍在扩张;煤制乙二醇相对其它工艺投资较少,成本低,利润较高,原子经济性较好,在低油价的形势下发展良好;而低原子利用率的煤制芳烃工艺,副产的H2用作生产甲醇的原料可降低原料消耗,同时进行了脱硫、脱氮处理,但相对于传统石油路线制芳烃,在低油价下其成本优势被削弱;煤制天然气虽然技术成熟并且相比其他工艺路线能量效率最高、能耗和水耗低,但是原子利用率低,工艺装置CO2排放高,市场需求及项目的经济性存在较大变数。
2与传统石化行业对比分析
从经济性的角度,与传统石化行业相比,现代煤化工行业在高油价的形势下经济性更高,成本较低。根据经济测算,当油价低于50美元/桶时,现代煤化工行业中煤制油、烯烃、乙二醇、二甲醚等工艺路线的经济竞争力都不理想;当油价高于60美元/桶、低于70美元/桶时,现代煤化工行业初步具有了经济竞争力;当油价高于70美元/桶时,现代煤化工行业的经济竞争力进一步提升。
而从原子经济性的角度,从表1可以看出,现代煤化工行业制产品的原子利用率要比传统石化行业低,产生较多废弃物,如CO2和H2O。这与现代煤化工行业是以煤为源头开始一步步地制取产品且原料煤中碳氢比低,而传统石化行业制产品的原料来源途径广泛有着密切关系。以生产乙二醇为例,煤化工行业通常是先将煤通过煤气化技术制合成气CO、H2,再用间接法制乙二醇,原子利用率只有41.33%;而石油路线中的环氧乙烷水合法以石油裂解、催化裂化等方式分离出的乙烯为直接原料来制取,其原子利用率可达100%。由于煤化工CO2排放约为石油化工的3~7倍,如果对其征收碳税,煤化工相对传统石化行业的经济性将显著下降。
3. 基于原子经济性的节能减排分析
从表1可看出现代煤化工行业制产品的原子利用率不高,很大程度上是生成了大量CO2,而这部分CO2多是直接排放到大气。随着我国在“十三五”规划中明确了“2020年单位GDP二氧化碳排放量累计降低18%”的指标,如果征收碳税,由于现代煤化工碳排放量比传统石化行业高,其成本优势将进一步降低。
从原子经济性的角度分析,煤的H/C在0.2~1之间,石油、天然气的H/C在2~3之间,而化工基础原材料的三烯三苯H/C在1~2之间,单一原料为主的化工路线生产三烯三苯会造成原子利用上的极大浪费,出现煤化工C富余、而油气化工H富余的局面。在有充足煤炭资源的条件下,建立煤化工和石油化工的综合园区,用煤炭提供热量,通过技术革新降低加氢脱硫的耗氢量,从而利用节省下的H原子和排放的CO2发展甲醇经济,实现节能减排;或者与天然气化工联合,如将煤化工装置产生的CO2作为天然气蒸气转化的调节碳源,让天然气转化制合成气的氢碳比符合甲醇合成氢碳比为2的要求,从而减少煤化工行业的碳排放量。
此外,对煤化工行业排放的CO2进行捕集、封存和综合利用也是煤化工行业减排的途径。对于低浓度CO2,可采用生物CO2固定技术比如微藻法生物固碳来生产生物柴油等方法;对于高浓度CO2,可用于合成CO2基塑料、植物气肥、食品加工、注气采油、超临界萃取剂、气体焊接以及制造甲醇、二甲醚、烃类、合成气、酯类以及羧酸类等。
4. 结语
现代煤化工行业,在高油价的情况下比传统石化行业更有成本优势,但是现代煤化工行业工艺的原子利用率整体偏低且CO2排放量大、能耗高、水耗高的问题严重。随着现代煤化工行业面临着日趋严格的环保要求和当前低油价的冲击,如果考虑碳税其成本优势大大被削弱。本文从原子经济性的角度进行分析,给出在资源充足的条件下,将煤化工和石油或天然气化工工艺装置联合,充分利用碳氢原子,实现CO2减排的思路。总之,通过技术革新、工艺优化、节能减排等使现代煤化工走可持续发展的道路,实现经济效益和环境效益的双赢,具有重要的意义。
摘要：现代煤化工作为一个研究煤炭清洁高效利用的新兴产业,仅注重其经济性无法满足我国日趋严格的环保和节能减排要求,为此,本文从“绿色化学”原子经济性的角度,针对现代煤化工行业制取甲醇、烯烃、二甲醚、乙二醇、芳烃、天然气等产品的原子利用率进行计算,并与传统石化行业进行对比,提出基于原子经济性的节能减排思路。
关键词：煤化工,原子经济性,节能减排
原子经济 篇2
在动力学条件对失配位错形成影响的研究中, Kang[1]、周耐根[2]和潘华清[3]等模拟研究了沉积原子入射动能方面对薄膜生长的影响, 他们发现随入射动能的增加, 增原子的表面扩散能力增大, 导致薄膜内部缺陷密度下降, 结构趋于完整。这些研究工作, 使人们关于沉积原子入射动能对薄膜结构和薄膜中位错形成影响的认识有所提高。为了更详细地了解沉积原子入射动能对薄膜中失配位错形成的影响, 本文运用分子动力学模拟方法, 详细研究了在外延铝簿膜中单个入射原子动能对失配位错成核时原子团挤出的影响。
1 模拟方法
采用在预置了一定应变的铝衬底上设置同质外延层, 这样的体系中外延晶体和衬底之间只有几何结构上的失配而无化学交互作用, 有利于研究失配位错的形成。外延膜生长面为{111}, 模拟胞构建设置如图1所示。图中由下至上以不同的灰度分别表示固定层、恒温层和自由层[4]。
此文中模拟胞的尺寸设定为:18d110×30d112×nzd111 (nz为整数, dhkl为 (hkl) 面间距) 。在模拟过程中, 入射原子从薄膜上方可以忽略原子间相互作用的位置垂直入射到薄膜表面中心的FCC位置上, 入射动能分别为0.014e V、0.14e V、1.4e V、7 e V和10e V。在所有实验中, 不同动能的沉积原子都是入射在相同的位置, 以保证模拟研究在相同的条件下进行, 使产生的模拟结果有可比较性和可分析性。
2 模拟结果与讨论
图2给出了不同动能 (Ek) 的沉积原子入射到外延薄膜表面的FCC位置上, 各体系在不同时刻 (T) 的原子结构图。从图2 (a) 中可以看出:动能为0.014e V的沉积原子入射在表面的FCC位置的情况下, 体系在第800ps时, 外延铝薄膜表面仍然保持原子级平整。沉积原子入射到表面之后, 成为表面吸附原子。它能够克服原子间的势垒, 在薄膜表面随机地迁移, 具有较大的运动特性, 但还不足以在超过临界厚度的外延铝膜中诱发形成失配位错。
图2 (b) 是动能为0.14e V的沉积原子入射在表面的FCC位置的情况下, 外延薄膜中出现失配位错 (T=220ps) 时, 体系的原子结构图。从图中可以发现沉积原子入射到薄膜表面后, 随着沉积原子在薄膜表面的不断迁移, 有一个正三角形构型的凸台在其落点处并紧挨着沉积原子由薄膜内部向上升起。在凸台上升的同时, 失配位错处于成核过程中。可见, 入射原子动能为0.14e V时, 由于外延薄膜表面受到了原子压力和原子动能的共同作用, 会有一部分基体内部原子被挤出来, 在表面形成一个正三角形构型的凸台, 同时, 在外延薄膜内部形成失配位错。通过和图2 (a) 比较可知:随着沉积原子入射速率的增加, 光滑的薄膜表面变成了带有正三角形构型凸台的非平整表面, 即沉积原子对薄膜结构完整性的影响增大。
图2 (c) 是动能为1.4e V的沉积原子入射在表面的FCC位置的情况下, 外延薄膜中出现失配位错 (T=100ps) 时, 体系的全局图。它显示了沉积原子入射到薄膜表面后, 一个正三角形构型凸台形成在入射原子最初的落点区域, 并且远离入射原子。沉积原子入射到薄膜表面后, 由于能量传递作用, 使得沉积原子落点周围的表面原子振动加剧。当沉积原子的入射动能是1.4e V时, 由于相邻原子间能量传递的作用, 故沉积原子落点周围的表面原子变得非常活跃, 振动明显加剧, 振幅也变大。此种情况下, 落点周围的表面原子不再需要入射原子压力的作用, 仅需得到从入射原子传递过来的能量就足以摆脱其他原子对它们的束缚, 而被挤出薄膜表面。在凸台上升的同时, 失配位错也处于成核过程中。图2 (d) 中沉积原子的入射动能是10e V, 也只需原子动能的影响, 就会使薄膜表面产生凸台, 体系内部形成失配位错。
图2不同入射动能 (Ek) 的沉积原子入射到外延薄膜表面的FCC位置上, 各体系在某一时刻 (T) 的原子结构。 (a) Ek=0.014e V, T=800ps; (b) Ek=0.14e V, T=220ps; (c) Ek=1.4e V, T=100ps; (d) Ek=10e V, T=61ps
失配位错形成的动力学条件本质上是一种能够打破力学平衡的结构微扰, 沉积原子入射至薄膜表面后, 薄膜表面原子有强烈的倾向与其相互作用, 使其周围就存在不均匀力场, 所以薄膜内部原子从紧贴着沉积原子旁边的地方挤出就更容易。通过分子动力学模拟所得到的有关外延薄膜局部表面形貌的变化能反映其内部结构变化的情况。
3 结论
以上研究表明, 在外延薄膜中的失配位错成核时, 随着原子入射动能的增加, 有二种不同作用方式使倒正四面体构型原子团被挤出。当沉积原子动能为0.14e V时, 在原子动能和原子压力的共同作用下, 倒正四面体构型原子团在紧挨着沉积原子边缘被挤出;当沉积原子动能大于1.4e V时, 在原子动能的影响下, 倒正四面体构型原子团能被挤出。位错形核后, 失配位错也随之形成。
摘要：本文运用分子动力学模拟方法, 研究了在外延铝簿膜中单个入射原子动能对失配位错成核时原子团挤出的影响。模拟结果显示:当沉积原子动能为0.14eV时, 在原子动能和原子压力的共同作用下, 倒正四面体构型原子团在紧挨着沉积原子边缘被挤出;当沉积原子动能大于1.4eV时, 在原子动能的影响下, 倒正四面体构型原子团能被挤出。位错形核后, 失配位错也随之形成。
关键词：沉积原子,动能,失配位错,分子动力学
参考文献
[1]Kang W J, Hwang J H.Molecular Dynamics Simulations of Energetic Aluminum Cluster Deposition[J].Computational Materials Science, 2002, 23 (1-4) :105-114.
[2]周耐根, 周浪.外延生长薄膜中失配位错条件形成的分子动力学模拟研究[J].物理学报, 2005, 54 (7) :3278-3283.
[3]潘华清, 周耐根, 潘展, 周浪.FCC晶体外延薄膜中失配位错形成的动力学条件[J].南昌大学学报 (理科版) , 2007, 37 (2) :177-180.
原子荧光法测砷 篇3
关键词：砷,原子荧光法,测定
砷元素本身毒性不大，但是形成化合物之后毒性极强，因此砷是我们国家控制排放的一个重要指标。砷的化合物在人体中经过蓄积会产生慢性或者急性中毒，引发人体神经系统疾病，严重时能引发癌症病变。
1 原子荧光法测砷的实验原理
酸性条件下，砷(As)在还原价硼氢化钾(KBH4)的作用下生成AsH3，当氩气(Ar)载入到石英原子化器中时，AsH3受热分解成为原子态的As，之后在空心阴极灯的照射之下，As原子由基态变为高能态，并发射出荧光，在一定的浓度范围内，其荧光的光强和砷的含量呈现正比的关系，通过与标准曲线的比较可以达到定量。
2 实验试剂
本实验中用到的水为超纯水，实验试剂均为优级纯。（1)KBH4+KOH溶液：KBH420g与KOH 2g，超纯水溶解后定容至1L。（2）载流为HCl溶液（10%):100 mL盐酸稀释至1L。（3）硫脲-抗坏血酸溶液：5g经过研磨的硫脲粉末，加热溶解，冷却后加入抗坏血酸5g并定容到100mL。（4）砷标准储备液：标准值为100 mg/L。（5）砷标准使用液：5mL标准储备液定容至500mL(1mg/L）；再取10mL该溶液定容至100mL(0.1mg/L）。
3 实验仪器
(1)AFS-230型双道原子荧光光度计。（2）编码砷空心阴极灯。
4 分析
4.1 将0 mL、1.0 mL、2.5 mL、3.0 mL、5.0 mL、7.0 mL、9.0 mL的砷标准使用液定容至25 mL容量瓶中。
4.2 取25 m L的样品，向空白组、样品组、标准液中分别加入5 mL的硫脲-抗坏血酸溶液与5 mL的浓盐酸。
5 测定
5.1 仪器条件
灯电流：60mA
光电倍增管负高压：300 V
原子化器高度：8mm
原子化器温度：200℃
载气流量：400mL/min
屏蔽气流量：800mL/min
测量方式：标曲法。读取方式：峰面积。延迟时间：1s。读取时间：10s。样品或者标准液加入体积：0.5mL。
5.2 测定
设好仪器条件后，炉温设为200℃，30min之后开始测量，测定空白多次使结果稳定，确定空白值后测定系列，并绘制标曲。之后按照空白、样品的顺序测定，得到结果打印出来。
6 结果与讨论
6.1 酸及酸度的影响
盐酸与磷酸、硫酸等比起来，含砷量最少，并且测定时响应更好，因此本实验选择盐酸。这里选择10%浓度的盐酸。
6.2 共存离子的干扰
为了在测定过程中排除共存离子Sb、Pb、Sn等的干扰，加入2%的硫脲-抗坏血酸溶液。
6.3 选择线性范围
仪器调成最佳条件后，测定0ng/mL～80ng/mL的标准系列，R2为0.9997，具有统计学意义。实际测定时考虑到仪器的实际灵敏度，本实验选择0ng/mL～30ng/mL的浓度范围来制作本实验的标准曲线，其中R2为0.9999，回归方程为X=1.061841E-04+1.517075E-05*Y。
6.4 检出限
平行测定11份试剂进行空白实验，本方法的检出限为三倍空白荧光值得标准偏差/标准曲线的斜率（3S/K），由此得出检出限为0.0374 ng/mL。
6.5 回收率
6.6 实际样品的测定
本实验中，使用原子荧光法对50个水样进行了测定，结果显示：21种水样砷含量为0 ng/mL～10 ng/mL,27种水样砷含量为2ng/mL～8 ng/mL,2种水样砷含量为9 ng/mL～10 ng/mL。
7 结语
本实验使用AFS＿230原子荧光分光光度计测定了水样中的砷含量，方法具有操作简便、检测快速等优点。仪器调制最佳条件后，经过严格的操作，测量结果较为满意，实验的回收率达到了90%～110%，最低的检出限为0.0374 ng/mL。
参考文献
[1]原子荧光分析方法手册[M].北京海光科创仪器有限公司.
出版产业原子化探析 篇4
Atomization, 原意为分离成原子, 后来成为社会学领域的一个概念, 社会原子化是指人类社会最重要的社会联结机制——中间组织 (Intermediate Group) 的解体或缺失而产生的个体孤独、无序互动状态。2013年, 出版业的智者、数字出版专家麦克·沙特金 (Mike Shatzkin) 第一次提出“出版原子化”的概念, 认为出版决策、出版流程从集中走向大范围的扩散, 并成为不可阻挡的趋势和潮流。如今, 这一预言正逐步变为现实。
一出版产业原子化的两大特征
1. 专业出版机构的主导功能被极大地弱化
如今, 图书、期刊品种的丰富程度超过过去任何一个历史时期。然而, 传统出版沿用至今的投机模式 (根据销售部或发行部进行市场调研获得的信息, 对新出版图书、期刊的印刷数量、发行量进行猜测) 在整个产业链上的低效能, 导致出版商的经营成本日益高昂, 资源的消耗更是挥霍无度。饱受重复出版、产能过剩、库存较大、成本较高等旧疾、顽疾折磨的出版行业, 在移动互联网时代技术革新的驱动下, 电子图书、电子期刊和按需印刷的图书、期刊大放异彩。进入出版3.0时代, 预付模式全面开启。
预付模式, 即读者只是根据图书、期刊的大致内容, 在图书、期刊尚未出版之前交付预付款。现阶段, 将预付模式演绎得淋漓尽致的当为众筹出版, 通过对公众展示创意以争取关注和支持, 进而获得所需要的资金援助。这种模式既能帮助出版者预测市场, 获得项目启动的资金, 又能在一定程度上减少了高成本投入的风险。未来出版也将是一个以小众出版为主流的市场——读者在众筹平台上通过赞赏激励机制决定内容的生产, 作者无所忌惮地完成作品。出版3.0的时代, 以赞赏和激励来作为创作的源泉;以作者的喜好和读者的直接互动作为出版完成过程的动力, 在平台上或市场上实现激励, 使得中国的出版业发生真正的变化。众筹出版作为新生事物, 能否成为改变出版行业的力量, 拭目以待。但非常明确的是, 这些伴随互联网技术出现的出版模式, 不断使“出版决策、出版流程从集中走向大范围的扩散”。目前, 国内通过众筹模式运作成功的图书, 如《社交红利》等, 更多的是通过专业的众筹网站 (如众筹网、赞赏网、36氪网等) 作为主导进行图书出版运作, 图书的出版创意、盈利模式、营销模式等, 或由网站或由专业人士负责, 而出版社只是作为出版方。
当资本投入、制造实体图书 (期刊) 的专业知识、专业机构不再是出版必需的条件时, 更多的机构都有能力参与到出版创意的策划、出版决策等方面, 专业出版机构的功能正在被极大地弱化。
2. 受众从“碎片化”走向“原子化”
受众在“碎片化”的基础上进一步分化, 趋向“原子化”的状态, 单一受众的个性和心理需求更加凸显。受众群分得越来越具体, 规模变得越来越小, 标签更鲜活, 内容更加富于消费性, 数据变得更为细致, 所有这些都使更具体的目标客户被划分出来, 有着同一价值追求、文化特征、生活模式、内容消费诉求的小族群更加清晰。这为利基出版 (Niche Publishing) 提供了充分的受众基础, 出版行业根据自身优势细分出来的市场, 规模虽小, 但还没有令人满意的产品和服务, 需提供更加专业化、更具针对性的产品和服务来获取最大限度的收益, 以在强大的市场夹缝中寻求新的出路。这个时代, 潜在的利基 (Niche) 无处不在。数据微观化、营销自动化、内容与个性的关联化, 使“原子化”的受众获得了更多的自我满足, 也促使个体做出更多的个性决定。如近年自出版平台的异军突起, 2016年2月26日, 时代出版旗下自出版领军品牌“时光流影”正式发布其3.0全新版本。“时光流影”3.0版本的APP极速成书功能可以将用户手机上现有的照片自动扫描分组, 基于人脸识别、大数据检索等技术, 将照片智能化地分为“宝宝相册”“旅行相册”等类别, 并进行背景订制、地理定位等个性化编辑, 然后生成一本独特的照片书。借助于智能化的APP平台即便目不识丁, 只要掌握基本的智能手机操作, 就能轻松创作自己的图书, 受众的个性和心理需求得到极大的满足。比如苹果妈妈的《小苹果的时光印》已经陆陆续续出版了5本, 每本都得到了5000次以上的网友点赞和互动。
二出版产业原子化时代的应对之道
越来越多的出版商已经意识到出版产业原子化的发展潜力, 了解读者、具备产品和技术规模效应的出版商虽然具有市场竞争的优势, 但亦不可避免地面临出版3.0时代的挑战, 也在努力寻求成功的生存之道。面对出版产业原子化的发展趋势, 传统媒体品牌如何突围?
1. 善用数据的力量
21世纪是一个数据为王的时代, 数据资源已成为各个领域的重要生产因素。在传媒领域, 行业本身信息产业的属性以及受众注意力的有限性, 决定了数据独一无二的作用。对受众数据进行“原子化”处理, 通过对复杂数据关系的分析, 将掌握的受众信息转变为真实、有效的细节, 去建立更深度、更具个性化的连接, 去改变产品和呈现更有针对性的内容, 并基于受众的购买历史、喜好, 为其匹配精准的内容, 预测受众未来需要了解和消费的主题和内容。随着大数据挖掘与分析基础的不断提升, 海量数据经过精确分析会产生巨大的价值, 比如依据客户购买与阅读行为的全数据进行分析, 进行精准内容投送, 个性化、精确化营销定位, 对数字内容进行定位与改进, 提升内容价值。
受众的“足迹” (线上的活动行为、线下的生活轨迹) 是其喜好、欲望、需求的可靠指示器, 也是其未来行为的预测器。组合获得的信息, 提炼出关键指标, 可以了解客户属性、做出关系评估、了解受众参与度, 辨认出更小的利基客户群体。找到品牌的核心读者, 进行长期的深度沟通, 以便生产更优质的内容, 并允许受众享受个性化订制品牌的体验。
比如向大众推出新的阅读平台时, 如何才能吸引粉丝?接力出版社的策略或许可借鉴:从第一期项目天鹅阅读网运营数据探索移动端需求。在此基础上策划开发移动端, 方便通过线上线下的活动进行用户引流, 以此增长网站注册人数。同时运用大数据系统建立分级阅读用户模型, 以便为不同年龄段的用户提供营养均衡的阅读套餐。
2. 建立品牌DNA
品牌DNA由一系列内容类型和渠道组成, 通常从印刷版杂志或数字内容开始, 扩展到包括社交媒体、视频、AR (增强和虚拟现实) 、电子商务、声频和播客、移动优化体验 (视频、营销、商务) 、利基内容、会员体系、事件 (活动) , 等等。品牌将多元化的内容体验融入不同的渠道, 并确保渠道与设备之间的无缝对接。随着受众从一个地方转移到另一个地方而实现物理的、虚拟的、电子的等不同环境的转换, 在每个受众接触点提供个性化的内容, 最大限度地将产品送达。
大多数出版商都明白, 即提供的品牌内容必须是优质的、不得不读的, 同时始终如一地引人注目, 让受众明确、清晰地知道这些来自你的品牌, 记住并识别品牌的个性。毕竟, 产业原子化远不止仅考虑数据和受众, 创建针对目标受众群体的较小模块的消费内容, 亦是品牌需要讲好的故事。建立品牌DNA的过程中, 利用品牌和品牌内容的价值, 可适当地对内容收取费用, 或免费提供内容, 通过注册、免费阅读等方式, 建立未来付费关系的入口匝道, 并收集可内置到内容和营销活动的受众数据点, 连接这些点能促使受众奔向那些有价值的内容。以受众为中心, 眼里有读者、有市场, 时刻关注变化了的新需求。最重要的是, 要以品牌为龙头, 出版社在传统出版上的品牌优势必须维护好、利用好, 延伸到新兴出版领域, 坚持做好内容这个根本, 做好一体化内容生产。
3. 内容布局智能化
智能化的布局意味着五个“最”, 即在最正确的时间、最合适的地点, 以最合理的价格向最精准的受众提供最恰当的内容, 尽可能实现内容的层次化、个性化、移动化的智能化布局。
出版商需要知道自身品牌的具体内容定位于哪个细分受众群, 在他们喜欢访问的地方, 他们什么时候最活跃, 以在最合适的时间以最恰当的方式推送满足其个性化需求的产品。比如在2015年数字阅读中, 对于很多玄幻、穿越等传统题材喜爱的大多数群体还是“70后”“80后”读者, 而“90后”“00后”表现出了更多不同的兴趣点, 比如二次元。掌阅科技在2015年推出了漫画功能, 结果受到了读者们超过预期的支持, 现在每日都有300万的用户通过掌阅翻看漫画。越来越多元化的阅读需求, 也刺激着出版商不断放低身段, 想方设法探索读者的需求, 继而引领他们的阅读风尚。
4. 把控制权交给受众
出版3.0时代要取得成功, 在受众与品牌互动时, 应给予受众足够多的控制权, 毕竟他们最清楚自己的需求, 足够的控制权可以让他们更简单、便捷地满足自身的需求。控制权交给受众, 除了营造参与感, 更重要的是能为受众创造更好的体验, 激发其深度参与的热情。社群传播将超越传统出版:通过用户反馈驱动内容创新;帮助出版社吸引忠实粉丝, 找到潜在用户;形成传播者、内容与用户之间交融一体的社群效应。
以往的互动控制着受众如何与品牌互动, 基于受众喜好、需求、行动等与品牌相关的历史数据, 能帮助出版商很好地做出决策, 如给予受众多大程度的参与权和控制权。
总之, 出版产业原子化时代, 获得“原子化”受众的信任仍是最重要的生存之道。
摘要：伴随技术革新的集中爆发, 出版行业迈进3.0时代已是不可回避的趋势。出版3.0时代最大的特征是出版产业原子化, 具体表现如专业出版机构的主导功能被极大地弱化、受众从“碎片化”走向“原子化”等, 使得出版产业面临彻底的变革。面临时代的变革, 传统媒体品牌唯有善用数据的力量、建立品牌DNA等, 方能寻得生存之道。
关键词：出版3.0,出版产业原子化,品牌DNA
参考文献
[1]Malcolm Netburn.Publishing 3.0:The Atomization of the Publishing Industry[EB/OL].http://www.foliomag.com/publishing-3-0-the-atomization-of-the-publishing-industry/
揭开原子水平的防御奥秘 篇5
美国密歇根州立大学植物学系教授何胜阳说“我们的研究重点是3个植物蛋白MYC、JAZ和MED25,它们是茉莉酮酸酯信号的关键调控因子。”目前研究人员通过揭示茉莉酮酸酯信号复合体的结构,可以看到这一关键激素路径是如何被控制的,他与Karsten Melcher及Eric Xu领导了这项研究。
当植物受到来自有害生物或病原体攻击时,茉莉酮酸酯在调控防御方面起到了一个至关重要的作用。然而产生并激活茉莉酮酸酯以抵挡这些攻击要耗费大量的能量,并且需要植物打破防御与能量守恒间的一种微弱的平衡。如果一个植物不断地产生防御活力,那么它的生长就可能受到严重的影响。
了解这三个蛋白间的相互作用不仅对全球的作物生产具有重要意义,还提供了洞察在人类疾病中起重要作用的其它分子机制的视角。这项研究首次展示了一种蛋白质是如何不仅可以充当阻遏蛋白又可以充当受体蛋白,这是两个对基因表达至关重要的关键作用。在有茉莉酮酸酯的情况下,JAZ阻遏蛋白通过改变其形状变成茉莉酮酸酯受体复合体的一个成分。
Melcher说,“MYC蛋白用于茉莉酮酸酯激素信号,与大的激活与抑制蛋白机制协同作用,在人类中也发现这种蛋白机制,它对人类疾病,包括癌症有重要作用。”
论原子核振动原理 篇6
我们知道, 在原子中原子核外的电子是高速运动, 有电子云密度。原子中, 原子核带正电, 电子带负电。依据库仑定律, 正负电荷相吸引, 电子被束缚在原子核外特定能量的轨道内。假若原子核是静止的 (相对运动) 或只存在自身的旋转 (由核磁共振得知) , 则核外的电子静止或作匀速圆周运动。但事实并非如此, 核外的电子的位置及同原子中心的距离时刻改变着。因此, 才会有电子云密度, 电子云密度由轨道的内壳层到外壳层逐渐减小。是什么力或能量使电子在高速运动的同时会改变电子同原子中心的距离?
2 原子核振动的概论
2.1
在原子中, 原子核同核外的电子一样都具有吸收能量的能力, 电子吸收能量后, 将会引起自身能级的跃迁, 由低能级跃迁到高能级, 即电子遵守E=hv定律, 而原子核吸收能量后, 将会引起自身振动的改变。
2.2
原子中, 原子核在原子中的位置不是固定的处于原子中心, 原子核除自身的旋转外还以原子中心为平衡位置做永不停息的一种特殊的振动。原子核的运动是一种特殊的振动, 有些类似于简弦运动, 它以原子中心为平衡位置, 以最小轨道半径为极限振幅。其振动路径偏离图如图所示:
原子核振动路径偏离图
2.3
原子核由于其振动的特殊性 (外加高速运动) , 原子核的振动会像电子云一样是密麻麻的点, 以振幅为半径形成一个振动密度球体, 最外层为原子核的球面, 其中球心的密度最大, 从求心到球面密度逐渐减小。密度大小代表了原子核在原子中心以外的空间出现的概率。
3 电子云密度的原因
在原子在中, 原子核与电子间存在相互吸引的静电引力, 即是F=k Qq/r, 在原子核振动理论中, k Qq是定值。假设F是不变的, 则r也将不变。然而正是由于原子核的振动的影响, 当原子核偏离原子中心时, 为保持F的不变, 电子将会由轨道内壳向外壳移动使原子核与电子间的距离保持不变。当原子核振动到最大振幅A时, 原子核在A处自旋跨越一定弧度后又回复到平衡位置即原子中心, 为保持F的不变, 电子又由轨道外壳运动到轨道内壳。所以, 电子云现象应是由原子核振动而引起的。
原子核的振动是由于原子核本身吸收能量引起的, 原子核吸收能量后又将会引起自身振动的改变, 且将原子核单位时间吸收能量的大小称为吸能速率 (J/s) 。
现在, 我们可以用原子核振动理论来解释一些现象了。
对于任意的两原子, 我们知道它们之间存在如下的势能关系, 如图:
原子核振动理论中, 可将ro看做两原子的原子核振动球体的球面与球面间的距离。当向两原子提供能量时, 原子核的吸能速率会增加, 致使原子核的振动加剧, 振幅增大, ro将短暂减小。因此, 原子间的势能会短暂的增大, 增大的势能又将使得原子间的间距由r1增大至r2, 使两原子所组成的体系的能量恢复到稳定。当r2达到一定值时, 原子间的键断裂, 解离为自由基或离子。所以, 提供的能量增大了原子核的振幅和原子间的间距。
体系中, 当体系获得或失去能量后体系所表现出的热胀冷缩现象, 用原子核振动的理论来解释则是原子核因吸能速率的改变所表现出的振动膨胀或振动收缩的原因。原子核获得能量速率增加则将增大原子间的排斥力使得原子间距增大, 体系宏观表现出膨胀。
金属导体的低温超导性。金属导体有随温度的升高电阻率增大, 温度降低电导率升高的特性。为解释这一现象, 我们将分子轨道理论和金属价键理论引入金属, 将金属看做是一个由许多金属原子组合成的金属大分子, 且在金属大分子中存在能级密集的由原子轨道组合成的分子轨道, 且在此引入费米能级图同原子核振动理论加以解释, 如图:
从图示可以看出, 受热后的金属导体中可以移动导电的电子数目与较低能量能级的轨道数目均减少, 使得轨道间的能量差增大, 电子不易被激发, 因此电导率降低。而影响图中电子数目减少与轨道能量差增大的根本原因其实是原子核振动的改变而引起的。
4 结论
受热时, 金属中金属原子的原子核吸能速率增大, 使得原子核的振幅增加, 金属原子间原子核振动密度球体的球面与球面的距离ro减小, 原子间排斥力增大, 最终的结果是使得ro增大。当原子核由于吸能速率的增加而增大原子间的中心间距, 使得在内层的排布有价电子的原子轨道, 更是无法重叠, 可移动导电的电子数目很少, 所以高温时金属导体的电导率降低。低温时, 原子核的吸能速率小, 原子间中心间距小, 使得可以重叠成分子轨道的价轨道数目多, 组合成的能带中分子轨道间的能量差小、电子容易激发。随温度的逐渐降低, 原子核的吸能速率会越来越小, 原子核的振幅也越来越小, 原子间距减小, 可以重叠的原子价轨道与可移动导电的价电子逐渐增多。所以, 金属导体的电导率随温度的降低而升高。
摘要：电子在高速运动的过程中, 电子与原子中心之间的距离是如何改变的, 本文试着从原子核振动的角度进行分析, 通过阐述原子核振动的概论, 同时对电子云密度的原因进行分析, 并揭示了随着温度的降低, 金属导体的电导率逐渐升高的规律, 进而丰富了原子核振动理论。
关键词：原子核,振动
参考文献
[1]许甫荣, 胡济民, 郑春开.原子核的振动与转动模型 (Ⅲ) A~190区超形变带研究[J].高能物理与核物理, 1996 (06) .
[2]曾月新, 宁平治.原子核集体运动的新模式[J].现代物理知识, 1999 (02) .
用对比法理解玻尔原子模型 篇7
玻尔原子模型是“高中物理”选修3-5的重要知识,也是教学的难点之一。在实际教学中,学生对于原子这种微观世界的事物理解存在比较大的困难。运用以前所学知识进行对比理解,可以大大降低理解的困难。对比前面所学知识,与玻尔原子模型相类似的是圆周运动中人造卫星绕地球绕行的模型。在实际教学中,巧妙引入人造卫星模型进行适当对比,可以在教学中更好地突破这个难点。
而玻尔原子模型与人造卫星绕地球绕行的模型,它们相似处的对比,我们可从受力特点、运动形式、能量特点等方面进行分析。
第一,二者受力特点相似。两种模型都只受一个场力作用(忽略其他力影响)。玻尔模型中电子受的库伦力为:F=ke2/r2,人造卫星受的万有引力为:F=GMm/r2,二者受力大小都与间距的平方成反比。
第二,二者运动形式相同,都以施力物体为圆心做匀速圆周运动。玻尔模型的电子:ke2r2/r2=m淄2r1,人造卫星:GMmr2/r2=mv2r2。
第三,二者能量特点相似。能量特点可以从动能、势能、动能与势能之和及吸收足够能量都能脱离引力束缚这些方面进行对比,它们有相似之处,依次分析如下。
1动能。由上述12两式得:玻尔模型中电子动能:Ek=ke2/2r3,人造卫星动能:Ek=GMm4,两种模型动能大小都与旋转半径大小成反比,轨道半径越大,动能越小。
2势能。(无穷远势能为零)玻尔模型中电子势能 ,两种模型势能形式相似,且都是轨道半径越大势能越大。
3动能和势能之和。玻尔模型 (将3、5两式带入可得),人造卫星 将4、6两式带入可得)。两种模型各自动能与势能之和的大小,随半径增大而增大。故从内轨道(低能级)向外轨道(高能级)跃迁,皆吸收能量。
4吸收足够能量都能脱离引力束缚。在玻尔模型中电子电离需要吸收的最小能量为 人造卫星要脱离地球束缚,地面上最小的发射速度要满足