协同作用(通用12篇)
协同作用 篇1
1 前言
由于医药产业高风险、高投入、高回报、研发周期长的特点, 促使医药产业发展趋向于向医药产业园区集聚发展, 其在医药产业发展中的作用越来越重要, 是促进医药产业集群化发展、扩大医药产业规模、带动地方经济增长的重要途径。医药产业作为公认的高新技术产业, 其发展离不开创新, 而作为生物医药产业集群发展的重要载体———生物医药产业园, 其发展更离不开集群创新。医药产业园区集群创新系统是一个复杂开发的系统, 其集聚了大量的医药企业、高校和科研院所、药监局、社会服务机构等组织机构以及人才、技术、资金、知识等关键性创新资源, 其创新离不开园区内各组织机构之间的相互协同作用。本文在复杂适应系统理论及协同创新理论的基础上, 对园区内企业、政府、高校/科研机构、中介机构四大创新主体之间的协同作用进行了分析。
2 相关理论分析
2.1 复杂适应系统理论分析
复杂适应系统 (ComplexAdaptive Systems, 简称CAS) 理论是由约翰·霍兰 (John H Holland) 提出, 指在系统的演化、发展过程中主体能通过学习而改进自己的行为, 并且相互协调、相互适应、相互作用的复杂动态系统。复杂适应系统理论的核心思想是“适应性造就复杂性”, 该理论认为系统中存在多个具有适应能力的、主动的个体, 这些个体通过与环境以及其他个体之间的相互作用, 不断改变自身与环境, 并最终影响整个系统。
生物医药产业园区的集群创新系统是一个复杂的系统, 园区不仅集聚了众多医药企业及其相关企业 (如, 医药制造生产企业、医药销售企业、原材料供应商、医药科技企业等) 、高校和科研院所等科研机构、中介机构 (如风险投资机构、行业协会、技术服务机构等) 以及政府机构 (如药监局、国税局等) 等四大“个体”, 而且集聚了大量的创新人力资源、创新资金资源、创新信息资源、创新成果资源、创新环境资源、创新政策资源等多种创新资源。这些“主体”之间既相对独立又相互依赖、相互作用, 并通过对人才、资金、信息等创新资源的交互作用而相互联接。园区内的企业作为集群创新的主要供给者和需求者是集群创新的主体;高校和科研院所等科研机构是园区集群创新的源泉, 为园区创新提供人才、技术、信息等支持;中介机构是园区集群创新的重要支撑者, 为园区创新提供资金、技术、信息服务等支持;政府是园区集群创新的支持者与监督者, 为园区创新提供产业政策及资金支持, 同时又要以监管者去宏观把控和监督园区创新。从微观角度来看, 园区内的这些“个体”通过与其他“个体”及自身之外的园区内环境的交互作用和协同作用来不断改变自身与环境, 并最终影响园区的集群创新系统。
2.2 协同学理论分析
协同论也称之为协同学, 该理论由德国教授哈肯 (Hermann Haken, 1971) 提出。“协同”的意思即指合作、协作, 协同学意即协作作用的科学。协同学是一种复杂系统理论。它把一切研究对象看成是由组元、部分或者子系统构成的系统, 这些子系统彼此之间会通过物质、能量或信息交换等方式相互作用。通过子系统之间的这种相互作用, 整个系统将形成一种整体效应或者一种新型的结构。协同理论最重要的是“协同效应”, 即系统内各子系统、要素之间的互动而产生的产出要超出各要素、子系统单独作用的产出总和, 也就是“1+1>2”的效应, 协同效应是协同作用产生的结果。
医药产业园的集群创新系统可以被看作是一个有众多要素形成的“协同系统”, 这些众多的要素有四大创新主体组成:即由政府、企业、高校/科研机构、中介机构组成, 这些主体形成以大学、企业、研究机构为核心, 以政府、金融机构、中介组织、创新平台、非盈利性组织等为辅助的多元主体协同创新系统, 并通过对创新资源的有效整合、共享、交换等连接在一起, 各主体通过相互间的“协同作用”共同推动园区集群创新系统的“进化”发展。
3 园区内各主体间协同创新作用分析
3.1 企业与政府之间的协同创新
企业是集群创新系统的主要载体, 而政府在集群创新系统中起着重要的作用。从政府的职能看, 政府的主要作用是构建良好的创新软环境及硬环境, 提供全方位的公共服务, 促进集群内各主体或组织间的联接。政府既是集群创新系统的主要参与者、扶持者也是管理者。政府可以通过制定相关政策、法律法规对园区内企业创新活动提供良好的创新制度环境、创新文化环境等软环境, 完善园区基础设施及服务平台建设, 构建良好的集群创新硬环境;同时, 提供一定的财税金融支持服务、信息咨询服务等公共服务间接参与创新, 也可以通过重大项目的规划和投资直接与企业合作参与创新, 同时也推动促成企业与其他组织或企业的协同联接等。此外, 也通过相关政策、法律法规、制度来规范创新行为, 保护创新者收益, 引导和激励创新, 为集群创造良好的创新氛围。
3.2 企业与中介机构之间的协同创新
中介机构在集群协同创新系统中主要起到桥梁和沟通的作用。中介机构主要包括风险投资机构、医药行业协会、猎头招聘机构、培训机构等机构, 这些机构可以被理解为“供给中介”和“配置服务”, 企业从这些中介机构中获取所需要的资金、人才、信息、智力等关键的创新资源, 也可以获得技术转让、技术或信息咨询服务、技术服务、技术开发等技术创新支持服务以及人才招聘与培训服务、经营管理咨询服务、项目评估等非技术创新支持服务。企业通过与中介机构的协同作用, 获得关键创新资源与服务, 推动集群创新活动的发展。
3.3 企业与高校/科研机构之间的协同创新
高校/科研机构是集群协同创新系统中的重要参与者, 是集群创新的源泉。高校/科研机构具有人才、知识、信息高度密集的特征, 高校/科研机构与企业之间通过开展产学研合作共同推动集群创新发展。一方面, 企业通过与高校和科研机构开展研发创新项目等的合作, 共同参与到研发创新活动中, 并通过企业市场行为完成创新成果的价值转化, 完成创新的全过程。另一方面, 高校和科研机构与企业之间通过建立人才实习基地、委托培养人才等合作为企业提供和培养稳定的充足的高技能人才资源;同时, 高校和科研机构与企业之间的协同合作促进了知识的流动与共享, 新思想、新知识、新技术的传播, 间接参与到集群创新活动中, 共同推动集群创新发展。
3.4 政府与高校/科研机构之间的协同创新
政府与高校/科研机构之间的协同作用主要表现在创新硬环境支持、金融及信息服务支持、信息交流支持三方面。政府通过完善园区内交通、水、电等基础设施建设, 建设公共实验室、会议室、科研场所等设施, 为高校/科研机构运作提供良好的创新硬环境;也对高校/科研机构的重点创新项目、创新课题、成果申报等提供一定的资金支持及信息服务支持;另外, 政府也通过建立信息交流通道, 促进集群学习、知识外溢、创新技术成果扩散, 促进人才、知识、信息等创新资源流向于企业创新, 促进高校/科研机构与园区内其他主体的协同联接, 促进产学研的结合, 提升园区的集群创新能力, 如校企共建人才实习基地、建立公共技术服务平台、信息咨询平台等。
3.5 政府与中介机构之间的协同创新
政府除了为中介机构提供交通、水、电等创新硬环境支持, 还通过制定政策给予入驻园区的中介组织提供税收减免、经济补偿等财税金融支持, 例如, 对于风险投资机构投资的高风险创新项目, 给予一定的经济补偿;对于猎头招聘机构, 对于招聘、开发、培训的高新技术人才、紧缺型人才、创新创业人才等给予一定的经济奖励;另外对于商业性质的中介机构还给予一定比例的税收减免, 以保证其稳定入驻及经营运作。同时, 通过引进风险投资机构、市场信息、技术信息咨询机构等中介机构, 建立健全园区内投融资机制、创新成果转化机制、信息咨询服务体系等配套体系及机制, 促进集群的内部交流合作, 降低交易成本, 为园区内企业提供资金、知识、信息等关键性资源, 为园区内成员企业的创新活动服务。
3.6 高校/科研机构与中介机构之间的协同创新
高校/科研机构与中介机构之间的协同创新作用主要是金融服务、人才服务、商业服务三方面。中介机构为高校/科研机构的创新项目、创新成果提供有力的金融支持, 促进创新成果的快速转化;高新技术人才、专业技术人才的培养、招聘、培训等人才支持服务, 以及政策法律咨询、知识产权信息咨询、学术交流论坛等商业服务。另外, 高校/科研机构与中介机构还集聚了资金、人才、知识、信息、技术等创新资源, 并通过相互合作建立创新资源共享平台, 引导及促进共享性创新资源流向于企业的创新活动, 提高园区的集群创新能力。
4 总结
医药产业园区集群创新系统是一个复杂开放的系统, 集群的创新发展离不开园区内企业、政府、高校/科研机构、中介机构四大创新主体之间的协同作用。医药产业园区要充分发挥各主体在集群创新中的作用, 加强各主体间的交流与合作, 发挥各主体间的协同创新作用, 提高园区的集群创新能力。
参考文献
[1]张哲.基于产业集群理论的企业协同创新系统研究[D].天津:天津大学, 2009.
[2]张琼瑜, 李武武.基于CAS理论的产业集群协同创新动力机制构建[J].商业时代, 2012, (01) :115-116.
[3]张明.区域创新资源整合共享实证研究[D].南京:南京理工大学, 2014.
[4]张琼瑜.高新技术产业集群协同创新网络与创新绩效研究[D].无锡:江南大学, 2012.
[5]约翰·H·霍兰.隐秩序—适应性造就复杂性[M].上海:科技教育出版社, 2001.
协同作用 篇2
充分发挥工会在社会管理中的协同作用
新昌县总工会主席王中海
按照“党委领导、政府负责、社会协同、公众参与”的要求,加强和创新社会管理,党政是主导力量,工会发挥协同作用。新昌县总工会针对职工队伍的新变化、新特点以及社会管理领域存在的突出问题,积极加强实践探索和工作创新,充分运用各种资源和手段,广泛参与社会建设与社会管理,发挥好以下五个方面的作用。
一、以和谐企业文化为导向,发挥工会在社会管理创新中的引导作用
公众参与是社会管理的重要基础,社会秩序只有成为全体社会成员高度认同、自觉遵守、共同遵守的价值规范,才能真正牢固稳定。工会要进一步建设和传播以职工为本的和谐企业文化,积极倡导互利共赢的和谐发展理念,引导职工群众与其他社会群体共同参与社会管理。
1、不断强化职工思想道德建设。坚持用中国特色社会主义理论体系武装职工,开展社会主义核心价值体系学习教育,引导职工群众树立正确的世界观、人生观和价值观。加强形势政策教育,引导职工群众正确看待社会生活中的现象和问题,分清是非、提高觉悟,正确理解党和国家的方针政策,正确看待改革中的利益调整,不断提高认识水平和判断能力。加强职工群众的法制教育和社会公德、职业道德、家庭美德、个人品德教育,引导职工群众自觉履行法定义务、社会责任、家庭责任,以理性合法的方式表达利益诉求,自觉维护安定团结的社会秩序。
2、大力提升职工技能素质。积极发挥工会“大学校”作用,不断深化“创建学习型组织、争做知识型技能型职工”活动,深入开展技术比武、技能竞赛和发明创造等活动,培养
一大批首席技师、金牌工人,进一步提高职工技术技能素质和参与社会管理的能力水平。广泛开展劳动技能比赛,以提高职工职业技能素质来提升企业的竞争力,以加强职工素质工程建设来促进企业的健康、强劲、可持续发展,是新昌县工会工作的一个亮点。近年来,我县每年组队参加全国、省、市职业技能大赛,均取得较好成绩,大批优秀技术工人脱颖而出,尤其是2009年参加由第三届全国职工职业技能大赛,以及省、市职业技能竞赛中,获得省级竞赛4个团体第一名,市级竞赛4个团体第一名、2个团体第二名、3个团体第三名,特别是我县钳工代表队荣获了全国团体第三名,创浙江省在全国比赛的最好水平。
3、积极推进建功“十二五”主题劳动竞赛。积极搭建平台,以全县性、行业性为重点,深入开展建功“十二五”万名职工岗位大练兵、技能大比武活动。注重把调整经济结构、增强创新能力作为竞赛的主要内容,探索新兴产业、现代服务业开展竞赛的新途径、新方法。深化“工人先锋号”创建活动,加强创新型班组、创新型企业建设。继续深入开展“我为节能减排作贡献”活动,组织开展“新昌县十佳节能减排金点子、节能减排优秀合理化建议”的评比工作。加大中小企业和非公企业劳动竞赛的工作力度,开展具有产业特色的立功竞赛活动。
二、以发展和谐劳动关系为着力点,发挥工会在社会管理创新中的协调作用
加强和创新社会管理,关键是统筹协调社会利益关系,调处社会利益矛盾,促进社会和谐稳定。劳动关系是最基本、最重要的社会关系,工会在社会管理中要切实发挥作用,必须着力发展和谐劳动关系。
1、不断深化劳动关系和谐企业创建活动。坚持把创建的重点放在签订劳动合同、兑现劳动报酬、缴纳社会保险、保障职工身心健康等涉及职工切身利益的重大问题上,完善创建活动的制度建设、组织建设、平台建设。督促企业履行社会责任,关爱职工、关注职工成长;引导职工做企业发展的主人,热爱企业、关心企业发展,推动建立规范有序、公正合理、互利共赢、和谐稳定的新型劳动关系,以劳动关系和谐促进社会和谐稳定。
2、切实加强劳动关系协调工作。进一步完善劳动关系三方协商机制,形成劳动关系共同协调、劳动矛盾共同化解、劳动纠纷共同处理的良好局面。强化劳动关系矛盾预测预警、信息报送、应急处理等机制建设,发现重大劳动争议隐患,第一时间向党委政府报告,并积极协助做好应对处置工作。建好企业“两大员”队伍,不断加强企业劳动争议调解员、外来员工联络员队伍建设,健全劳动争议调解组织,加强工会法律援助工作,尽可能解决职工群众的利益诉求,把劳动争议化解在企业内部,以劳动关系和谐促进社会管理的完善,巩固党的阶级基础和执政地位。
三、以推动改善民生为重点,发挥工会在社会管理创新中的服务作用
加强和创新社会管理,必须加快推进以保障和改善民生为重点的社会建设。工会要主动争取和有效运用党政赋予的资源手段和社会管理职能,协助党政落实改善民生政策,最大限度地让职工共享改革发展和社会建设成果,在促进社会和谐中发挥服务者作用。
1、健全完善帮扶工作机制。以改善职工民生为重点,着力构建帮困、维权、服务“三位一体”的大帮扶格局。协助党委政府着力抓好就业、合理调整收入分配关系,大力开展送温暖、金秋助学、职工医疗互助等活动,推动工会帮扶工作融入社会公共服务体系,在社会公共服务中充分发挥工会组织的积极作用。
2、依法推进企业普遍开展工资集体协商。积极帮助、指导企业进一步完善工资分配协商共决、职工工资正常增长和支付保障机制,推动实施居民收入倍增计划,促进职工劳动报酬与企业劳动生产率同步提高,努力扭转收入差距扩大趋势。
四、以基层工会为依托,发挥工会在社会管理和创新中的推动作用
加强和创新社会管理,力量在基层,基础在群众,要突出抓基层强基础,作为工会参与社会管理创新的基础性工作来抓。
1、加大建会工作力度。深入开展“广普查、深组建、全覆盖”集中建会行动,积极探索工会组建和职工入会的有效载体,推动企业依法普遍建立工会,最大限度地把职工组织到工会中来,实现基层建会的动态全覆盖,不断夯实和扩大工会参与社会管理的组织基础。
2、增强基层工会活力。以企业工会建设为重点,以促进企业发展、维护职工权益为目标,深入开展“职工之家”建设,不断推进基层工会的群众化、民主化,增强工会组织的吸引力、凝聚力和工作活力。
3、加强乡镇工会建设。乡镇工会是县工会工作的深化和延伸,处在协调劳动关系的第一线,在参与社会管理中具有承上启下的重要作用,要不断创新和完善乡镇工会组织体制,选优配强基层工会干部,实现有人干事;从利于开展工作、激发组织活力的原则出发,实行资源倾斜、加大经费支持保障力度,实现有钱办事;加强协调,主动争取与工会工作相关的单位和部门合作,赢得支持、配合和资源共享,实现合力办事,不断提高乡镇工会工作水平。
五、以职工群众为主体力量,发挥工会在社会管理和创新中的监督作用
人民国家人民管理并接受人民监督,是中国特色社会管理体制的本质特征。工会要充分发挥组织体系健全、联系职工广泛、熟悉基层情况、了解职工意愿等优势,代表和组织职工对有关社会政策法规的贯彻执行实施监督。
1、完善规范化民主管理。依法推进企事业单位建立健全职代会、厂务公开等民主管理制度,畅通职工群众表达利益诉求、参与基层事务管理的渠道,保障职工群众在企事业管理中的知情权、参与权、表达权、监督权。
注意不同鱼药的拮抗与协同作用 篇3
1.混用后对鱼类会出现药害作用,如:敌百虫与生石灰不能混用,因其合用会产生毒性很强的敌敌畏。
2.混用后能提高主药的药效,如:大黄与氨水合用,药效可增加14倍。
3.常用外用混合药物如下:
(1)大黄0.5公斤(干品),用10公斤0.3%浓度的氨水浸泡12小时,可使大黄的药效提高14倍(不论氨水的含氮量多少,一律当做百分之百的浓度计算)。
(2)大黄1毫克/升和硫酸铜0.5毫克/升合用。
(3)乌桕用生石灰水浸泡(1份干乌桕用20份2%浓度的石灰水浸泡几小时),再煮沸10分钟,可使乌桕的药效提高32倍。所需的抑菌浓度由原来的1∶5000降低到1∶160000。
(4)呋喃唑酮4毫克/升和福尔马林50毫克/升合用(浸泡),可提高药效。
(5)菊酯类杀虫药遇碱性水质药效降低,反之药效提高。故池塘撒生石灰需在7~10天后用菊酯类药物。
4.常用药物混合使用参考表:
协同作用 篇4
1 城市营销概念的起源及其在本文情境中的定义
尽管早在19世纪50年代,城市营销的思想就已经被美国应用于吸引移民西进的进程,但其作为一种学术概念却是在上世纪80年代才由斯沃斯和古德波(1988)等人提出并在后人的努力下完善的,他们认为,随着市场经济的迅速发展,企业经营的一些模式逐渐得到政府规划部门的认同,而地方政府就如何运用市场机制吸引民间资本,促进城市硬件环境建设和运作所形成的一系列的模式,被称为最早的城市营销的原型[1,2]。在此基础上,科特勒等人对于城市营销进行了初步的界定,他认为只有当城市的规划能满足目标群体对城市产品的需求,且同时也能使得城市产品能满足潜在目标市场的需求时,城市营销才算实现[2]。
结合本文研究的特殊情境,本文将城市营销定义为为能够满足城市居民、企业、游者以及其他目的访客等“市场主体”的需求而进行的各种城市产品的生产、促销,并最终实现销售,从而达到城市发展与城市服务需求者满意双赢的过程,其中,现代体育作为城市产品的重要组成部分,与城市营销之间的关系正是本文研究的重点。而在此认识的基础上我们将与现代相关的体育城市产品分成三个层次:设施产品、精神产品和城市形象。在第一个层面,城市营销关注的是硬件产品,如体育场馆和其他基础体育设施;在精神的层次上,城市营销是指对于使用者无形的,却能满足相关需求的软件产品,如体育赛事等;在第三个层面上,城市营销所关注的是一系列第一二层面产品所带来的目标群体对于城市本身所形成的印象和认识,如公众由于某城市发达的体育产业而将体育作为该城市特殊标示的认识。
2 体育与城市营销的协同
随着现代体育的不断国际化和商业化,以及与日俱增的媒体关注度,体育的市场营销能力也不断得到提升,现代体育与城市已经不再仅仅是体育依附于城市,城市补贴体育的尴尬关系了,我们将通过三个方面来分析现代体育与城市营销的协同关系:首先,从城市营销的几个基本要素入手,即通过城市营销的目标、城市产品和城市形象营销等几个方面的分析来探析体育对城市营销的作用;其次,探究城市营销目标的实现对体育的反哺效应;最后,通过已有的实例探析削弱体育与城市营销协同效应的风险与问题。
2.1 体育对城市营销的促进作用
2.1.1 城市营销是实现城市管理总体目标——可持续的城市发展的工具
在国际与国内都存在着竞争性的城市环境中,一个可持续发展的城市对其居民、企业、旅者和其他目的访客都是极具吸引力的。在今天的社会中,体育与文化、艺术等因素同样为城市具备吸引力的重要元素之一:第一,体育设施的建设可以优化居民的生活环境,还可以减少在空闲时间发生负面行为的机会。第二,大型体育赛事的承办可以为城市居民创造大量的工作机会,有利于促进不同文化的融合并提升城市的知名度,并有利于城市的外部营销。换句话说,一个城市想要拥有相对吸引力和竞争力,就必须提供足够的体育设施并提高成功组织体育赛事的能力。
城市体育产品是体育和城市营销之间相连接的第二条纽带
城市的体育产品是全部城市产品的一个组成部分,它包括所有允许人们使用或观看的体育设施和服务,例如体育场馆、体育职业俱乐部和体育赛事等。
城市规划者已经逐渐意识到体育职业俱乐部对于城市形象建设的重大意义。在欧洲这主要体现在城市营销者对足球俱乐部的重视,在美国则体现在棒球、美式足球和篮球上,专业化增强了俱乐部的融资能力,他们从门票出售、广告、赞助和电视直播权中获得收入,有些体育俱乐部已经开始了商业化运作,包括股票上市。尽管股票价格易变,但成功的体育职业俱乐部仍因其不易重置的特性被认为是有价值的资产。有些美国城市甚至从其他城市购买职业俱乐部已树立其体育形象,例如著名的赌城拉斯韦加斯,早在2005时就在着手申办2007年的NBA全明星赛,而在其通过成功地举办全明星赛常到了甜头之后,现在他们又在努力申请一只属于他们的NBA球队,对于娱乐事业无比发达的拉斯韦加斯来说拥有一个体育职业俱乐部都有这么大的吸引力,体育俱乐部对城市营销的重要性可见一斑。另外,这些体育俱乐部对社会结构也具有潜在的影响,因其成功使居民产生了自豪感,戴维(2001)曾通过研究证明,在美国拥有一支美式足球职业联赛冠军队伍的城市的居民生活满意度要比其他同条件下的其他城市高得多[3]。
体育职业俱乐部,体育赛事是城市体育产品的另一种形式,它同样为城市营销提供了极好的机会。
一次性的体育赛事促进了相关部门的合作,为承办复杂的大型赛事提供了条件。与此同时,大型体育赛事的举办还可以拉动就业并引起媒体的关注,从而为赛事举办城市带来长期的、积极的影响[4],1992年奥运会的举办地巴塞罗那就从奥运会的筹办中获益甚多,从1986年巴塞罗那宣布申办成功到1992年奥运会正式举行,巴塞罗那的失业率从18.4%下降到9.6%,并为其带来了164亿美元的相关投资,直接经济效益为95亿美元,城市居民生活满意度上升了15%,1991年巴塞罗那城市的综合排名在欧洲上升到第八位[5],使巴塞罗那一跃成为欧洲,乃至世界性的大都市,其案例也成为迄今为止历届奥运会中举办城市营销效果最佳的典范。
体育场所,如体育馆、健身室、游泳池和篮球场等体育基础设施,是城市体育产品的基本组成部分。他们与城市营销相结合可以提高城市的服务水平,提升城市的体育形象,这会对城市营销的目标客户群体增强吸引力。此外,大型体育场馆可以作为其所在地区政治和经济复兴的催化剂,他们带来了新的商贸活动,比如旅店、餐馆和商店,并促进娱乐休闲产业群的形成。伯格(1998)在调查了城市改造中“圆屋顶”(体育馆)的潜在地位后得出结论认为,要使得多功能场馆真正成为城市经济发动机,整体发展远景是必不可少的[6]。曾于2006年举办过冬奥会的都灵在场馆建设时就考虑到多功能场馆的建设问题,在冬奥会结束后,例如速度滑冰和花样滑冰等项目的场地就直接被改造成其他室内项目用地,或者用于商店、表演、展览等用途[7]。
2.1.2 现代体育可以造就一个城市的形象并提升一个城市的地位
现代城市在膨胀式的发展过程中逐渐地由传统意义上的单一的文化意义转变成多元化文化含义的大都市,而这时的城市要想能够凝聚成一种形象来使城市营销目标群体形成一种文化认同,必须要对该群体的精神生活进行引导和规划,具有公众性和娱乐性的现代体育活动无疑是帮助当代城市解决这个问题的不错思路。通过前文所叙述的硬件和软件两个层次的城市产品的提供,将使城市营销的目标客户群体对于该城市产生一种潜意识的印象评判,从而又反作用于前两个层次产品的“销售”。曼彻斯特无疑是这一方面的最好例证,它拥有两支闻名世界的职业球队:曼联和曼城;并分别于1996年和2002年成功地承办过欧洲冠军杯和英联邦运动会;而且还曾两次申办过奥运会,尽管都未能成功,但曼彻斯特热爱体育的形象却已经深入人心,成为该城市的特殊标示。而我国的上海选择世界知名的体育明星姚明和刘翔担任其城市形象大使,也体现了现代城市利用现代体育对于城市形象塑造的功效认识。
3 城市营销对现代体育发展的推动作用
现代体育作为现代文明的产物,早已超越了最初“竞技”的含义,如今的体育已经发展成为一种特殊社会现象和文化现象,从事体育的运动员所追求的也不再仅仅是简单的“更高、更快、更强”,而更多的是自我价值的最大限度实现和获得最为广泛的社会认同,这是在现代社会所特有的一种现象,而在这种背景下,没有广大、热情的观众、就没有一流的运动员。因此,只有社会活动兴旺的城市生活,才为现代体育继续发展准备了最基本的条件,而城市社会活动的兴旺,则离不开城市营销目标群体对于城市产品的认同[8]。
另一方面,现代体育作为现代文明的产物,紧紧地围绕城市的建设来发展自己也是其一个重要特征,现如今无论是在国际上还是在国内,一些大型的体育赛事一般都是集中在一些影响力和经济实力较大的城市举办,现代城市的建设为体育的发展提供了最适宜的发展空间。在很大程度上,城市建设搞得如何直接决定了当地甚至其所在国体育事业的发展[9]。这一是由于大都市里人口众多,消费水平高,众多中产阶级能够将体育作为一种日常性的消费;二是由于如果城市在国内甚至国际上拥有一定的影响力,那么它本身所具有的强大凝聚力能够最大限度地满足现代体育对于财力、物力以及人力的需求,同时大都市的现代通讯技术也使得体育能够借助城市的影响力更好地在世界范围内广泛传播。历届奥运会的举办无不证明了这一道理,申办奥运会首先比拼的是城市的国际影响力和经济实力,而一旦申办成功,大批新体育场馆的投建、奥林匹克精神的传播和诸多新运动项目的引进等因素将极大地推动当地体育事业的迅速发展。2000年悉尼奥运会推出奥运历史上最长的火炬接力,全程2.6万公里(2004年雅典奥运会2.5万公里),火炬在陆地、天空和水下进行了传递,经过澳大利亚85%的人口居住区,营造了良好的奥林匹克氛围,加深了人们对奥林匹克运动理解,强化了人们从事体育运动的生活观念[10]。
4 体育与城市营销协同的风险和潜在问题
特维斯(1997)曾指出,体育的社会经济价值是由有形的(财政的)和无形作用组成的。前者为都市区域带来了额外的支出和就业。而后者(无形的作用)又可以进一步细分为一般的无形作用(外部性)和特殊无形作用[11]。一般无形作用是非排他的:每个人都会受到这些作用的影响。本文前文所述的大部分的潜在协同效应都可以被归为“无形”这一类。
经济指标是现代体育与城市营销的协同风险首要考虑因素。体育赛事、俱乐部和场馆的投资通常来自政府预算。组织大型赛事的城市一定需要慎重评估财政赤字的风险,一旦发现体育赛事的承办会给政府的财政带来重大赤字,那该项体育投资的可行性就需要重新进行考虑。除此之外,类似于奥运会这样的大型赛事的承办还有可能造成大量体育设施闲置等问题,而1976年加拿大蒙特利尔奥运会无疑是历史上的最好例证,当年的奥运会仅持续了16天,但由于过于严重的体育设施浪费,当地的纳税人直到2000年才把1.6亿美元的税交清。
此外,城市居民中的体育非受益人群的生活质量也将是现代体育与城市营销协同的潜在问题之一,詹尼佛(2000)曾指出,在2000年的悉尼奥运会中,低收入的居民者失去了他们的住房,无家可归的流浪汉被法制强制驱赶出奥运会的举办城市;而在1996年的亚特兰大奥运会,把低收入的人逐出举办城市在奥运会开幕的两年以前就已经开始了,并且大约有32000人在奥运会期间涌入举办城市寻找工作[12],这给举办城市的低收入者的就业产生了严重的负面影响,直接影响着这些人的生活。
5 结论
通过各种不同层次的城市产品的销售可以帮助实现城市管理的最终目的如今已经是大多数城市所达成的共识,然而如何实现这种销售却仍存在着诸多疑问。而现在已经有越来越多的事例证明,与现代城市同样都是近代文明产物的现代体育对于帮助城市实现城市产品的销售,从而达到城市营销最终目的起到了不可替代的作用;与此同时,现代体育在全球化和商业化不断发展的今天所产生的新特征也使得其对于城市营销结果的依赖程度也达到了前所未有的高度。因此,如何最大限度地发挥现代体育与城市营销的协同效应无疑将是未来很长一段时间内现代城市和现代体育寻求共同发展的重要方向。
参考文献
[1]G.J.Ashworth,B.Goodball.The historic cities of groningen:Which is sold to whom-[M].Marketing Tourism Places,London:Routledge,1988.
[2]Kotler P,Asplund C.Marketing places europe[M].Prentice Hall,1999.
[3]Dawid J.De Villiers.Sport and tourism to stimulate development[J].Olympic Review,2001,(4-5):11-13.
[4]雷选沛.论体育运营城市[J].成都体育学院学报,2004,(5):18-21.
[5]董杰.奥运会对举办城市经济的影响[M].北京:经济科学出版社,2004.
[6]Van den Berg L,Van Klink H.Regional competition,city marketing and strategic urban networks[M].Territorial Competition in Integrating Europe,1995.
[7]Torino2006Olympic winter games marketing programmes[EB/OL].www.torino2006.org.
[8]朱瑛.现代体育与城市形象建设[J].北京体育大学学报,2006,(8):1046-1048.
[9]赵双印,等.体育产业对现代城市生态环境和人文环境的影响[J].集团经济研究,2007,(4):225-227.
[10]任海.论奥运会对举办城市和国家的影响[M].北京:北京人民体育出版社,2005.
[11]Travis Lybbert.The social and economic value of sports[J].Journal of Culture and Economics,1997,(10-11):45-51.
协同作用 篇5
专业类别:大规划管理
[摘要] 随着“三集五大”体系深入推进,公司管理日益规范,项目管控更加严格。针对电网规划、建设、运行、营销等核心业务协调不够,以及影响投资效益发挥和电网安全运行的突出问题,xx公司通过建立健全规划、建设和运行协同工作机制,打破专业壁垒,强化专业协同,加强过程监督和效果评估,充分发挥大规划引领作用,推进了公司和电网科学发展。在组织机构方面,专门成立电网规划、建设、运行协同领导小组和工作小组,研究决策跨专业、跨部门的电网发展问题。在专业协同方面,健全了“定期会商、常态分析、协调管理、信息共享、业扩预警”五项机制,加强专业配合和工作衔接,形成对外合力,取得了显著成效。
一、工作描述
目前,初步构建“三集五大”体系,公司各专业部门总体职责明确、界面清晰,项目管理流程顺畅,基本形成完整的电网项目闭环管理机制。但各专业之间信息壁垒尚未完全破除、工作联动仍有一定欠缺,对规划、建设、运行等各阶段都产生一些不良影响,如图1所示:
图1 电网规划、建设和运行协同工作存在的问题分析
在全面建设阶段,进一步提升“大规划”体系引领作用,加强电网项目闭环管理的内部衔接,对发挥“三集五大”体系高效能意义重大。xx公司通过健全“定期会商、常态分析、协同管理、信息共享、业扩预警”五项机制,实现电网规划、建设、运行和营销等核心业务联动工作,协同配合,大幅提高电网规划的适应性、投资决策的科学性。
二、主要做法
(一)健全组织机构,高位推动专业协同
从管理和技术两个层面组建了协同机制领导小组、工作小组,组织机构结构如图2所示。
公司领导领导小组副总师发展部负责人财务部负责人建设部负责人运检部负责人营销部负责人调控中心负责人工作小组发展部专业人员财务部专业人员建设部专业人员运检部专业人员营销部专业人员调控中心专业人员省电科院专业人员省经研院专业人员
图2 电网规划、建设和运行协同机制组织机构示意图
1.领导小组。由1名公司领导担任组长,1名副总师担任副组长,发展部、建设部、物资部、运检部、营销部、调度控制中心和财务部的负责人担任组员。负责召开季度协同工作会议,审议专题研究成果、协调解决规划、计划、建设、运行和营销等核心业务的协同问题和重要事项。
2.工作小组。由各专业部门和技术支撑机构人员组成。负责日常专业工作的协同和联络,共同开展专题研究。通过相互交流、相互校验、相互配合,加强日常工作中的专业协同。
(二)加强专业衔接、强化工作联动
1.建立定期会商机制,优化工作节奏。每季度召开专业协同工作会议,一季度重点通报当年投资计划安排情况。针对电网运行方式研究,在里程碑节点计划和项目资金调度落实规划措施;二季度重点通报并审议电力市场预测情况,研讨电网2~3年安全稳定分析成果;三季度重点审定明、后年电网加固补强措施,确保及时纳入电网滚动规
划;四季度重点总结迎峰度夏运行情况,审议电网滚动规划成果,提出下前期工作计划、投资计划建议等。通过合理把握工作节奏,避免出现规划外临时项目。
2.建立常态分析机制,加强专业衔接。建立健全电网规划滚动研究机制,每年年初启动5年期电网规划滚动研究,10~11月份形成研究成果,指导近2~3年电网建设。注重加强规划与各专业衔接,突出规划引领。一是会同营销、调度等部门共同开展电力市场预测分析,预测成果作为规划、运行方式等研究共同依据。二是开展迎峰度夏(冬)电网规划适应性分析,及时解决生产运行问题,对电网运行方式、2~3年安全稳定分析专题校核,深化过渡期和敏感性分析,消除规划研究“盲点”。
3.建立协同管理机制,推进规划落地。一是根据规划倒排节点,制定基建里程碑计划和前期工作计划。500千伏项目提前5年,220千伏项目提前4年,110千伏项目提前3年制定,确保工期合理。二是设计人员全程参与规划编制,对2~3年内规划项目站址和走廊初步查勘,落实敏感点、困难点,通过优化方案或重点攻坚,提前落实建设条件。三是加强基建、运行、营销等专项项目储备管理,并实现规划与计划、计划与预算的有效衔接,达到项目资金一体化管理。尤其对配网建设加强全过程管控,发展部牵头开展专项督导,重点检查规划计划落实。
4.建立信息共享机制,提高工作效率。集中发挥公司各专业各类信息资源优势,建立统一数据池,实现数据“全面、准确、实时、统一”。推进基于GIS的一体化辅助决策系统,通过与公共数据池接口,收集项目建设进度、断面和变电站、线路负荷情况、区域供电能力和负荷、业扩报装等信息。
5.建立业扩预警机制,对外形成合力。对供电辖区内电网建设项目受阻、变电站及线路已重过载的区域内,提前开展区域供电能力分析,拟定禁批区和限批区对该区域限制业扩报装、限制用户增容、限制房地产施工用电接入,上报地方政府备案。把供电能力情况和禁限批方案制成宣传手册,在供电服务中心和各单位营业厅发布、公示,作为“95598”对外解释依据。通过内部加强发展、建设、营销、调控部门的工作联动,有效传递电网建设压力,形成推进电网发展工作合力。
三、特色亮点
通过建立健全五项协同机制,加强规划、建设、运行和营销等核心业务工作协同。一方面各专业部门对电网规划“共同参与、共同谋
划、共同决策”,使得规划研究更全面,基础更扎实,成效更明显。另一方面,形成推进规划落地合力。生产运行中问题都在规划中提前反应,超前解决,促进规划、计划与生产紧密衔接,资金预算和建设计划的合理安排。
(一)集中优势资源,规划成效提升明显
成立电网规划、建设和运行协同工作小组,集中公司电网规划、电网运行、生产技术、企业经营等专家资源。主网规划专题研究小组由公司发展部牵头,调控中心、省经研院规划评审中心和省电科院电网技术中心专家参加,常态化研讨电网专题;配电网规划专题研究小组,由发展部牵头、运检、营销、农电,省经研院和电科院,地市公司等专家参加,动态开展配网排查摸底、梳理薄弱环节,统一配网建设改造标准原则。规划成效大幅提升,有效解决生产运行的问题,2013年xx最大负荷七次创出新高,未出现电网供电卡脖子等问题。
(二)强化协同管理,规划落地有力推进
公司领导高位推动规划、建设和运行协同管理,破除专业壁垒,形成推动规划落地的合力。生产运行和规划密切配合,使得规划指导性更强,成为前期工作计划、投资计划以及里程碑节点计划的有效依据。充分体现规划前瞻性、纲领性。通过各专业联动攻关,及时向外界传递电网可靠供电压力,反映电网建设发展需求,促进电网规划有效落地,电网建设得到合力推进。
四、实践效果
协同作用 篇6
一、充分利用区域性地理景观,强化学生的区域地理认知
现代教学理念强调,优质科学的教学内容不限于书本,它既来自课本,但也来自学生生活。区域地理一直是教学和学习的重点,也是学生学习的难点问题。而区域性景观,作为地域地理重要的物质载体,具有生动形象、便于实地考察等特点,这实际上为高中地理的教学提供了具有乡土地理特点的案例,地理教学中,晦涩抽象的地理概念,将学生对地理认知引导回生活世界。例如:江西南昌作为自古以来的水城,拥靠鄱阳湖,具有得天独厚的地理位置、河流资源和气候特征,学生对这一点感知理解都比较深刻。对此,笔者在讲授“中国河流概况”时,就引用了古谚语“七门九州十八坡,三湖九津通赣鄱”,引导同学们联系南昌当地的地理区位、水系分布、气候特点等因素,讲授教学中的重难点问题,使学生从教材情景回归到生活情景,帮助学生们理解了知识点,增加了学习兴趣。
二、巧妙利用区域性地理景观,提升学生的文化自觉和自信
在当前,一些学生在高中地理的学习中,在中国地理认知方面,存在着一定程度的文化自卑,其原因就在于学生对中国地理在文化层面,存在着文化自觉和文化自信的缺失。主要体现在:对世界地理认知中,西化和洋化程度不断加深,不能正确认识中国在亚洲乃至世界地理中的重要地位,不自觉地将中国地理学习淡化甚至边缘化。据此,在世界地理教学中,笔者结合江西拥有的水系资源鄱阳湖与美国密西西比河进行了对比,引导学生从比较视角下,对中国拥有的水系资源和河流文化进行了重新审视,很多学生纷纷表示,以前只知道美国作家马克·吐温笔下的密西西比河很著名,没想到自家门口的鄱阳湖也拥有这么厚重的历史和自然特点,作为中国人特别是江西人,他们感觉非常自豪。这不仅激发了学生的学习兴趣,更使学生自觉树立热爱祖国、热爱家乡,进一步强化中华民族自信心和自豪感,取得了良好的教学效果。
三、精心利用区域性地理景观,提升学生对地理学习的综合运用能力
协同作用 篇7
一、社会管理创新
社会管理是指在特定的社会现场围绕特定的社会事务特定的社会实体之间协同的过程, 它旨在缓解人与人之间的矛盾, 促进社会的和谐发展。根据社会实体, 社会事务, 社会现场及其相互的协同作用, 可以构建出一个基本的社会管理概念模型, 而模型中的社会实体又可细分为团体、主体、客体、受体和辅体, 它们在参与社会事务中理应发挥各自的协同作用。
上述可知, 与民生息息相关的就业问题, 就是指在就业现场中, 不同的就业实体之间针对就业问题进行就业管理与服务的协同过程。在社会管理创新协同视角下, 为了推动大学生高质量的就业, 以高校毕业生就业现场为例, 社会实体中包括了就业团体政府, 它应对大学生就业起到牵动作用, 就业主体学生应发挥能动性作用, 就业客体高校应起到推动作用, 就业受体企业应起到拉动作用, 就业辅体媒体应发挥助动作用。可以看出, 这五者作用各异, 关系密切。
而就业协同力, 则是用来评价协同模型中关键的五要素 (政府、学生、高校、企业和媒体) 的就业协同能力, 反映它们各自在就业体系中的协同效应。以此类推, 就业拉动力的概念则是用来评价企业的就业协同能力, 反映企业在就业中发挥的拉动力的水平。
二、企业协同作用
作为以从事生产, 流通, 服务等经济活动来满足社会需要的盈利性的经营组织, 企业用工需求量大, 用工缺口也在持续加大。另外, 据统计表明, 相对于党政机关, 企业的用工需求所占的比重要大得多。因此, 企业作为吸收就业人口的重要渠道, 在大学生就业活动中起着至关重要的作用。企业不仅需要获取最大化利润获得生存, 还应该积极承担经济责任, 文化责任, 教育责任, 环境责任等社会责任与引进人才的职能。因此, 当把作为企业招聘主要来源之一的高校毕业生放置于企业利益相关者的地位时, 如何优化大学生与企业的关系就成了企业应当重视的社会责任之一。以下就是企业在大学生就业中所体现的协同作用。
1. 保障员工权益, 改善就业环境。
企业应该足额发放工资, 酌情提高工资, 提高职工福利待遇, 完善职工的社会保障。另一方面, 企业应当改善劳动条件, 保证工作环境的安全与卫生, 积极预防各类职业病, 保障员工的切身权益。
2. 创新用工制度, 优化人力资源。
部分劳动密集型企业的员工的工作时间长, 工资也相对比较高, 企业可以考虑通过减时减薪, 转岗分流的方式来提高公司人员的劳动积极性和工作效率, 同时也可以留出更多就业机会, 优化人力资源配置, 构建出和谐的劳资关系。
3. 培育企业文化, 提升企业形象。
企业应该热心公益事业和慈善事业, 培育企业文化, 凝聚人心, 提高员工工作积极性和主动性, 提升企业形象, 促进社会的和谐发展, 并凭借企业自身良好的形象来吸引更多的就业群体。
4. 密切校企联系, 优化课程设置。
由于高校课程模式的限制, 无法提供满足企业需求的高素质人才。企业应当介入高校的就业指导工作, 对学生职业素养和职业能力进行辅助的培训, 使得教育资源得到进一步的优化, 也使得课程设置能与大学生的就业岗位进行顺利的对接。
5. 提供实习机会, 健全培训机制。
针对当前许多大学生缺乏工作能力和实战经验的现状, 企业应当尽可能地为大学生提供实习机会, 使得高校毕业生尽快地适应工作岗位。对于内部员工, 企业应当主动开展各类培训, 提高个人职业技能。
6. 履行经济职能, 增加就业机会。
企业应该通过进一步优化自身资本结构, 加速产业转型升级, 加强自主创新, 在发展良好的状态下扩大生产、销售、经营规模, 增加更多的工作岗位, 也为毕业生增加更多就业机会。
7. 响应国家号召, 分担政府压力。
对于政府出台的相关举措, 企业应当积极响应国家的政策, 更好地为政府及社会分担就业压力, 缓解就业难问题, 促进社会的稳定与发展。同时企业也要起好带头作用, 正确地引导大学生就业活动。
8. 传达就业信息, 拓宽信息渠道。
除了传统媒体, 如今还有各种如互联网, 微博, 论坛, 门户网站等网络新媒体能够加速对信息的传播。企业可以将媒体与就业信息结合起来, 拓宽信息来源的渠道, 使大学生多途径地了解就业政策与信息。
三、协同路径分析
根据上面提出的社会管理创新协同理念, 大学生就业实体共有五大类:政府、学生、高校、企业和媒体, 它们都为促进就业活动发挥了一定的就业协同作用。因此, 构建大学生就业协同模型, 简称GUSEM模型, 如图1所示。相比较大学生就业运作GUSE模型, 该模型更强调社会管理创新下就业协同。正因为如此, GUSEM模型指明了大学生就业协同路径。
根据GUSEM模型, 企业助推大学生就业的协同路径可以从实体间协同的维度角度进行分析。由此可分为一维、二维、三维、四维和五维协同路径, 可用不同实体 (G、U、S、E、M) 的字母作辅助来研究不同维度下点线面的就业协同路径。下面将进一步探讨不同协同的路径下各自促进就业的方向。
1. 一维协同路径。
一维协同, 也称为点协同或是自协同, 在本文中指的是企业 (E) 与企业 (E) 间的内部协同。因此, 企业内部的点协同路径, 由E2E来表示。E2E协同路径, 值得关注的是企业助推大学生就业的责任与方式, 在大学生就业的环境下, 企业的社会责任应当理解为个人, 企业, 社会三者科学、全面、系统的结合。具体层面上, 主要表现在对政府的责任, 对社会的责任, 对环境的责任等。而为社会提供多少就业机会, 是评价企业社会责任的重要指标之一。而企业拉动就业的方式, 就是加强企业的自身建设, 建立科学的就业指导体系和人力资源制度。
2. 二维协同路径。
二维协同, 亦也称为线协同, 是指企业 (E) 分别与政府 (E) 、高校 (E) 、学生 (E) 、媒体 (E) 两者之间的就业协同。以此类推, 线协同路径一共有4条:E2G、E2U、E2S和E2M。E2G路径中, 企业不仅要落实国家的政策法规, 接受国家机构部门的监督和指导, 还要及时反馈企业的人才需求。E2U路径中, 企业不仅要加强校企联合, 协助建立就业指导体系, 还应配合高校进行大学生就业质量跟踪反馈。E2S路径中, 企业不仅需要为大学生的能力培养提供实践机会, 还应当统筹学生个性化定制, 加强职业教育, 做好正确引导。E2M路径, 企业不仅要通过媒体向社会传达企业动向和人才需求, 还要接受媒体的舆论监督。
3. 协同路径。
多维协同又称面协同, 其中包含了三维、四维和五维协同, 含义是指媒体分别与两个及以上就业实体间的就业协同过程。根据GUSEM模型图所示, 三维协同路径有6条, 分别是:E2G2S, E2G2U, E2G2M, E2S2U, E2S2M, G2U2M, 四维协同路径有四条:E2S2U2M, E2M2U2G, E2M2G2S和E2U2G2S。同理, 五维协同路径只有一条:E2M2G2U2S。
三维协同路径中, E2G2S、E2G2U、E2G2M、E2S2U、E2S2M、E2U2M要求企业在“形势解读与政策落实”, “教育投入与产学研开发”, “产业扶持与媒体追踪”, “人才需求与人才培养”, “就业信息与舆论评价”, “校企联合与媒体宣传”这六个关键环节起到协同拉动作用。E2U2G2S, E2M2G2S, E2M2U2G和E2S2U2M四条四维协同路径要求企业分别从“官产学一体化, 社会经济发展, 宏观战略布局, 校企合作教育”的视角协同就业活动。而五维协同路径E2M2G2U2S要求企业能够统筹兼顾, 把握全局, 站在更深层次的角度协同促进大学生就业。
协同作用 篇8
关键词:信息技术,跨部门政务协同,整体性治理
协同, 即不同组织协作统一、围绕同一任务进行高效的业务操作。把协同思想运用到政务中, 就是将各个孤立信息系统连通, 以政府工作人员协作为核心, 强化政府信息资源共享、流程优化及政府信息化系统应用。信息技术发展使其对跨部门政务协同产生巨大影响成为大势所趋。本文将进行文献综述, 再从技术性因素、整体性治理、技术投资成本三个角度分析其作用, 并提出改进对策, 最后进行总结。
一、文献综述
针对信息技术对跨部门政务协同的作用, 许多学者提出了自己的看法。张建认为, 运用信息技术能构建全面电子化的虚拟政府, 政府机关间进行跨区域及时交流, 实现不同数据源的共享, 形成立体沟通、并行协同模式, 提升协同效率和工作效果。温勇诚提出信息技术提供网络传输、数据交换等服务, 为实现跨部门协同办公提供支撑。能减少政府不同机构业务重叠, 提升行政效率。顾昱、陈松则认为, 信息技术使跨部门形成动态协作模式, 管理流程可变, 部门成员能发挥其能力与潜力。但也会导致政府职能变革与资源整合, 触动现有权力与利益结构, 政府各部门利益可能产生冲突。
二、信息技术对跨部门政务协同作用分析
(一) 技术性因素角度
计算机技术主要分为软件、硬件和网络。软件指与计算机系统操作有关的计算机程序、规则以及可能有的文件、文档及数据。软件的发展特别是并联行政审批系统等的应用, 提高了政府部门行政效率, 节约了时间成本。硬件主要指电子计算机系统中所有实体部件和设备, 保证了整个计算机系统良好、高效运行, 为软件、网络的应用、跨部门政务协同提供技术支持与保障。网络的互联互通使部门间实现资源共享, 协同办公。
(二) 整体性治理角度
整体性治理指面对政府功能过于分化产生协调不良、资源浪费, 强调在专业分工下, 运用管理及信息科技, 将不同层级、不同功能部门整合, 提升政府行政能力。信息技术发展改变了各部门分化的治理模式, 形成整体性治理模式, 由孤立封闭走向协同合作, 实现资源共享, 简化政务流程, 避免资源浪费, 节省行政成本, 增强了行政工作效果。
但跨部门合作要在利益一致且具有共享氛围前提下才可实现。信息技术发展促使的信息共享存在隐患, 例如政府机密信息泄露等。目前我国信息共享缺乏完备法律法规的明确约束, 一旦出现问题, 责任将无法追究。各部门考虑自身利益, 会影响良好共享氛围的产生, 制约部门间协同合作。从法律与安全角度看, 这一协同机制仍需完善。
(三) 投资成本角度
当前我们处于知识、信息爆炸的时代, 信息技术发展迅速, 但信息技术投资成本较大的缺点也十分明显。信息技术 (简称IT) 投资项目建设中存在不少问题, 众多企业在IT应用方面的投资, 都见不到回报。技术巨大的投资成本可能收不到预期效果, 由此经济基础对组织间协同合作有很大影响。许多部门考虑到经济成本及对效果收益的不确定而迟疑对先进技术的引进与使用, 对跨部门政务协同的推广不利。
三、改进对策
首先, 信息技术促进跨部门信息共享, 但仍处于政务协同的最低层次, 在信息的收集、传递、存储上仍存在障碍与瓶颈, 须进一步促进资源共享, 完善信息共享的标准及法律法规, 增强管理和安全意识, 实现共享与安全的权衡。其次, 要加快信息技术发展, 开发出更完善的软件与可靠硬件, 加强网络传输、信息资源共享安全保障。再次, 降低信息技术投资成本, 使更多组织能接受其成本投入, 促进跨部门政务协同的推广。
四、总结
全文将信息技术狭义理解为计算机技术, 从技术性因素、整体性治理、技术投资成本三个角度分析信息技术对跨部门政务协同的作用。它能实现资源共享, 提高政府部门行政效率;改变原来各部门分化的治理模式, 实现整体性治理。但信息共享缺乏约束, 不利于问题出现后的归责与信息安全保护;技术投资成本大制约其广泛应用。信息技术发展推动了跨部门政务协同, 同时政务协同的需求也促进技术革新与进步。此外, 本文研究仍存在不足之处, 网络治理下的共享氛围、信息共享如何保证安全及问题的归责等仍是需继续努力探究的方向。
参考文献
[1]邹晟, 冯璐.推进电子政务协同化实现跨部门信息共享[J].内蒙古科技与经济, 2007 (8) .
[2]张建.跨部门协同电子政务的协作模式研究[J].东岳论丛, 2006 (4) .
[3]温勇诚.利用政务外网建设推进跨部门协同办公的思考[J].机械管理开发, 2011 (1) .
协同作用 篇9
关键词:框架结构,楼梯,协同作用,抗震性能,内力
随着现代建筑技术的发展, 越来越多的多层和高层建筑中设置电梯、自动扶梯作为主要垂直交通手段, 但在建筑遭遇火灾、地震等自然灾害时, 电梯的安全性无法保证, 这时楼梯作为人逃生的唯一通道, 显得格外重要。在我国, 工程技术人员大多采用中国建筑科学研究院开发的PKPM进行结构设计, 而PKPM软件暂时未将楼梯纳入到主体结构中进行整体建模计算。工程中通常未考虑楼梯对整体结构的动力影响, 但楼梯作为建筑物的一部分必然会对周边的主体结构构件产生影响, 同时主体结构也会改变楼梯的受力。设计上的不足, 为楼梯在地震作用下产生严重震害埋下了隐患。
据统计, 在5·12汶川地震中接近有10万人死亡, 30多万人受伤[1]。2011年印度锡金邦发生6.8级地震110人死亡, 10万栋房子严重毁损, 楼梯破坏严重[2]。新修订的2010版《建筑抗震设计规范》中明确要求“利用计算机进行结构抗震分析时应考虑楼梯构件影响”[3]。现阶段国内外对地震作用下楼梯与主体结构相互影响规律的研究还不是很多。曹万林等在文献[4-6]通过对建筑结构缩尺模型的力学试验表明, 楼梯的存在可以提高框架模型层刚度。文献[7-11]介绍了部分国外建筑的楼梯震害、楼梯振动特性以及楼梯对塔式建筑抗震特性的影响规律, 提出楼梯对某些类型结构抗侧刚度影响较大, 还可能改变其动力特性。该文拟研究楼梯对框架结构动力特性及主体结构框架柱内力的变化规律, 为工程设计提供参考。
1 计算模型简介
利用ETABS有限元软件建立了初始振动特性不同的3组框架结构模型。模型层数、层高以及框架梁尺寸相同, 框架柱尺寸不同。A组模型框架柱尺寸为400mm×400mm, B组模型框架柱尺寸为400mm×600mm, C组模型框架柱尺寸为500mm×400mm。模型为6层, 首层层高为4.2m, 其余层高为3.6m, 混凝土强度等级为C30, 框架梁的尺寸为300mm×500mm, 楼板厚度为150mm。三组模型楼梯尺寸一致, 楼梯梁的尺寸为200mm×300mm, 梯柱尺寸为250mm×250mm, 梯段板和平台板板厚均为120mm。楼梯为双跑楼梯布置在结构两端。楼面恒荷载标准值为5.0kN/m2, 活荷载标准值为2.5kN/m2, 楼梯活荷载标准值为3.5kN/m2, 在无楼梯的模型中, 楼梯间开洞, 并将楼梯荷载计算后施加在梯梁上。抗震设防烈度为7度 (0.1g) , 设计地震分组为第一组, Ⅱ类场地 (Tg=0.35s) 。梯段板和平台板采用薄壳单元模拟, 楼板采用膜单元模拟, 梁、柱均采用框架单元模拟。
2 楼梯对框架结构动力特性的影响
采用振型分解反应谱法计算结构的地震反应, 利用ETABS进行结构的模态分析, 模态分析采用特征向量法, 结构阻尼比为0.05, 振型组合采用CQC法, 它可考虑振型阻尼引起的临近振型间的静态耦合效应[12]。方向组合为SRSS法, 各组模型前3阶振型的周期 (单位:s) 及质量参与系数 (单位:%) (UX、UY和RZ分别为沿坐标X、Y和绕Z轴方向的质量参与系数的大小) 。
从表1中可知不考虑楼梯时, 模型A结构振型出现次序为X、Y、RZ (扭转) , 表明结构Y方向侧向刚度大于X方向侧向刚度, 当考虑楼梯参与结构整体计算后, 结构整体刚度变大了, 结构的自振周期变小了, 结构第一平动周期减小了20.9%, 结构第一扭转周期减小了30.5%, 减小幅度明显, 结构振型次序变为Y、X、RZ (扭转) , X方向侧向刚度大于Y方向的侧向刚度。由于楼梯交叉梯段板在空间形成的斜撑作用, 导致结构在X方向 (顺梯跑方向) 刚度增加较Y方向 (垂直于梯段板方向) 明显, 从而改变了结构的振动方向。模型B在考虑楼梯参与整体计算后, 结构的刚度增大了, 自振周期减小了, 结构第一平动周期减小了12.2%, 第一扭转周期减小了26.1%。但结构的振动形态并未改变仍然为Y、X、RZ。经分析发现无楼梯结构振型出现的次序为Y、X、RZ, 即结构初始抗侧刚度表现为X方向大于Y方向, 考虑楼梯的作用后, 结构的抗侧刚度X方向仍大于Y方向, 因此考虑楼梯并未改变结构振型出现的次序。模型C考虑楼梯参与结构整体计算后, 结构振型的次序由X、RZ、Y (扭转) , 变为X、Y、RZ (扭转) 。结构的第二周期由绕Z轴扭转, 变为第二周期沿Y轴方向平动, 结构的第一周期减小了23.5%, 第二周期由扭转变为平动后, 减小了15.8%。从上可以看出楼梯对3组模型动力特性的影响不同, 因3组模型初始的振动特性不同, 楼梯对结构动力特性的影响也不同。但楼梯均增加了结构的抗侧刚度, 结构的自振周期都不同程度的减小。
3 楼梯对楼层位移、刚度及层间位移角的影响
1) X向地震作用下, 楼梯对结构楼层位移、刚度及层间位移角的影响
由图2, 图3知在X向地震作用下, 考虑楼梯与主体结构协同作用后, 三组模型无楼梯相对有楼梯的模型各项力学参数的变化规律。1A、C两组模型各项力学参数变化情况接近, 最大侧向位移减小了25%, 最大位移角减小了27%, 最大楼层刚度增加了70%。B组模型最大侧向位移减小了21.6%, 最大位移角减小了21.7%, 最大楼层刚度增加了56.5%。
A、B、C三组模型X方向的截面宽度分别为400mm, 600mm, 500mm。楼梯对三组模型的影响程度A>C>B, 由于A组模型Y向平动由无楼梯时的第二振型变为有楼梯时的第一振型, 因此A组模型侧向位移减小的幅度变小了, 而B、C组模型X平动振型次序没有变化, 振型的改变对两组模型X向位移影响较小, 综合两项因素作用A、C两组模型侧向位移减小幅度接近。楼层刚度变化与楼层位移角变化反相关, 层刚度增加的幅度与主结构在X方向的初始刚度反相关。从上可以看出楼梯对结构沿顺梯跑方向影响较大。位移、位移角及层刚度的变化幅度均较垂直于梯跑方向变化的幅度要大。
2) Y向地震作用下, 楼梯对结构楼层位移、刚度及层间位移角的影响
从图5~图7可知3组模型在Y向地震作用下, 考虑楼梯与主体结构协同作用后, 模型各项力学参数发生了变化。1A组模型楼层最大侧向位移减小了6.1%, 减幅最小;首层楼层刚度增大了45.7%, 增幅最大;最大位移角减小了18.9%, 减幅也最大。2B、C两组模型楼层最大侧移均减小了约11%;B组模型最大楼层刚度增加了34.3%, 最大位移角减小了17.1%;C组模型最大楼层刚度增加了25.6%, 最大位移角减小10.7%。
A组模型在考虑楼梯的整体计算后结构振型次序由X、Y、RZ变为Y、X、RZ, Y向平动由第二振型变为了第一振型, 由振型分解反应谱理论可知, X向平动振型参与系数变大, Y向平动对结构位移的贡献较无楼梯时大, 导致了A组模型在Y向的楼层侧移减幅相对较小。B、C两组模型Y向平动振型次序基本无变化或变化较小, 振型次序的改变对侧移影响较小, 因此楼梯的增加导致的楼层侧移减小较大。A、B两组模型Y方向截面宽度为400mm, C组模型Y向截面宽度为500mm, A、B两组模型Y方向刚度比C组模型Y方向刚度要小, 楼梯对其相应影响较大, 因此A、B两组模型刚度增加幅度较大。而B组模型截面相对A组较大所以A组模型刚度增幅在三者中最大。由图6, 图7可知楼层位移角随楼层的变化曲线与楼层刚度随楼层的变化曲线基本关于坐标轴纵轴对称。第一层的楼层刚度增加最大, 第一层的楼层位移角相应的减小幅度也最大。
4 楼梯对主体结构框架柱内力影响
为全面的了解楼梯对主体结构框架柱内力的影响, 分别计算了X向地震作用下 (QX工况) 和Y向地震作用下 (QY工况) 主体结构柱的轴力、剪力和弯矩的最大值及考虑楼梯相对于不考虑楼梯主体结构柱内力的增大系数。选取的首层12根主体结构柱如图1标注所示。
1) X向地震作用下楼梯对框架柱内力的影响
由图8~图10可知在X向地震作用下, 3组模型框架柱Z1, Z2轴力增大系数范围为3.0~3.8, 剪力Vx增大系数范围3.0~3.5, 弯矩增大系数范围为1.5~1.8, 而其它位置柱内力变化较小或有所减小, 且3组模型各项内力变化的系数接近。内力系数有所增加的是楼梯区格的的框架柱, 非楼梯区格框架柱的内力基本不变或有所减小。
2) Y向地震作用下楼梯对框架柱内力的影响
如图11~图13所示3组模型柱的内力变化趋势基本一致。图11中Z1、Z2、Z4、Z5轴力P变化较大, 其它位置柱的轴力变化很小或基本无变化。B组模型Z2、Z5轴力增大系数最大为11.0, A组模型Z2轴力增大系数为6.5, Z5轴力P增大系数为8.0;C组模型Z2、Z5轴力增大系数为5.0, 三组模型角柱Z1轴力增大系数均接近于2.0, 剪力Vx, 弯矩My基本没有变化或有所减小。从上可以看出楼梯参与结构整体计算后对框架柱轴力影响较大, 且影响较大的为楼梯区格的框架柱, 边柱Z1, Z4变化相对较小, 内柱Z2、Z5轴力变化较大, 因此在进行结构设计时有必要对梯间柱内力设计值进行调整。
5 结语
主要研究楼梯与框架结构协同作用下, 框架结构动力特性及框架柱内力的变化。通过建立3组初始振动特性不同的框架结构模型, 分析了楼梯对结构振动模态、楼层最大位移、位移角、楼层刚度及框架柱内力的影响, 得出以下结论。
a.楼梯对框架结构振动特性的影响与结构初始振动特性有关。当考虑楼梯与主体结构协同作用时, 楼梯可能会改变框架结构振型出现的次序, 如A组模型无楼梯参与结构计算时振型出现的次序为X、Y、RZ, 有楼梯时结构振型次序变为Y、X、RZ。楼梯参与结构整体计算后, C组模型振型出现的次序由X、RZ、Y, 变为X、Y、RZ。但在结构较为规则且结构顺梯跑方向的刚度较垂直于梯跑方向大时, 结构的振型次序可能不会发生变化。如X方向抗侧刚度大于Y方向抗侧刚度的B组模型中, 楼梯参与结构整体计算后, 结构振型出现的次序并未发生变化。楼梯与框架结构协同作用时, 结构的自振周期均会减小, 并且原结构刚度越小, 周期减小越大。
b.当考虑楼梯与主体结构协同作用时, 楼梯对框架结构楼层的最大位移、位移角及层刚度均有不同程度的影响。结构的楼层位移及位移角均减小了, 并且一般首层减小幅度最大, 随楼层的增加减小幅度越来越小, 结构沿X轴方向减小的幅度较Y轴方向要大。结构楼层刚度增加了, 并且首层刚度增加最大, 随楼层的增加刚度增加幅度减小。
c.当考虑楼梯与主体结构协同作用时, 楼梯对主体结构柱的内力都有所影响, 其中梯间区格柱内力影响较大并且三组模型相同位置梯间主体结构柱内力增大系数接近。在QX工况下, 梯间区格柱内力增大系数接近, 轴力P增大系数范围为3.0~3.8, 剪力VX增大系数范围为3.0~3.5, 弯矩MY增大系数范围为1.5~1.8。在QY工况下, 梯间区间四根柱轴力P均变化较大, 轴力增大系数最大达到了11.0, 其它位置柱的轴力变化很小或基本无变化;而剪力Vx, 弯矩My变化较小。
参考文献
[1]胡庆昌.钢筋混凝土结构楼梯间与楼梯的震害及设计建议[J].建筑结构, 2005, 35 (11) :31-32.
[2]米玛次仁, 张军, 云登次仁, 等.2011年印度锡金邦6.8级地震分析[J].高原地震, 2013, (2) :52-58.
[3]GB 50011—2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2010.
[4]曹万林, 庞国新, 李云霄.带楼梯框架弹性层刚度的试验研究[J].世界地震工程, 1996 (2) :29-32.
[5]曹万林, 庞国新, 李云霄.带楼梯框架弹塑性工作性能研究[J].世界地震工程, 1996 (3) :52-56.
[6]曹万林, 胡国振.钢筋混凝土框架与楼梯共同工作性能试验研究[J].工程力学, 1999 (增刊) :23-26.
[7]Sang B K, Young H L.Andrew Scarlon, et al.Experimental Assessment of Vibration Service ability of Stair Systems[J].Journal of Constructional Steel Research, 2008, 64 (2) :253-259.
[8]Sezen H, AcarR, Dogangun A, et a.l Dynamic Analysis and Seismic Performance of Reinforced Concrete Minarets[J].Engineering Structures, 2008, 30 (8) :2253-2264.
[9]Binzhao F T, Ressetto T.Field Investigation on the Performance of Building Structures during the 12May 2008Wenchuan Earthquake in China[J].Engineering Structures, 2009, 31 (8) :1707-1723.
[10]Mehmet I, Hayri B O, Huseyin B.Revaluation of Building Damage During Recent Earthquakes in Turkey[J].Engineering Structures, 2008, 30 (2) .
[11]Halil S, Ramazan A, Adem D, et al.Dynamic Analysis and Seismic Performance of Reinforcedconcrete Minarets[J].Engineering Structures, 2008, 30 (8) :2253-2264.
协同作用 篇10
睡眠是一种助于机体恢复精力与贮存能量的过程,合理的休息与适当睡眠利于维护内体健康与体力支配。目前,随着现代生活节奏加速,饮食结构的改变,超负荷的工作压力,导致严重的睡眠障碍和睡眠失衡越来越明显。据统计全国约有一半以上的人群患有不同程度的睡眠障碍,失眠率接近40%,越来越多人选择西药类的镇静催眠药,长期服用依赖性较强,严重破坏机体内平衡。临床研究证实,刺五加、五味子是临床上用于改善睡眠障碍的常用中药,二者既食又药、药食同源,安全无副作用,备受青睐。同时又常以“对药”形式合用,以互增药效。
2 刺五加改善睡眠机制
刺五加,自古即被视为具有补肾安神、延年不老作用的良药。《曲池医案》称其为“安老药”。现代药理研究表明,刺五加有神经元保护、改善心脑血管活性、调节血糖等多种作用,用于治疗和调节神经衰弱、失眠多梦症状由来已久。对神经系统具有兴奋和抑制大脑皮质的双向调节作用,能促进脑细胞的代谢和修复,且无依赖性、戒断症状和副作用,有利于正常睡眠-觉醒周期的重新建立,从而使睡眠恢复[1]。董梅[2]探讨了刺五加水煎液改善睡眠机制,通过GABA神经介质、NO信息分子、细胞因子多种途径发挥易于睡眠作用。同时刺五加水煎液与5-HTP协同作用改善睡眠。研究表明在一定剂量范围内,增加其剂量有助于延长睡眠时间,其刺五加水煎液改善睡眠最佳剂量为32g/kg。
3 五味子改善睡眠机制
五味子,尤其北五味子,是常用中药之一,具有明显镇静催眠作用,这也是中医临床用于心悸失眠的现代理论依据。五味子能显著改善睡眠同时,无依赖性,无副作用,能拮抗兴奋药戊四氮、烟碱引起的惊厥,对抗苯丙胺引起的兴奋。表明了五味子在中枢抑制作用广泛,并有安定药的特点。近年研究证实五味子醇甲效减缓小鼠自主活动时间,抑制小鼠因刺激引发的激怒行为,抗咖啡因等兴奋药对中枢神经的兴奋作用[3]。黄莉莉[4]等用五味子水提物进行灌胃7天(蒸馏水为对照),同时对自由活动的大鼠睡眠时间进行实验观察。结果发现五味子提取物能有效的延长大鼠的总睡眠时间。五味子作为药食兼备的良品,其滋补和保健作用也已备受关注,将在食疗方面发挥作用。
4 刺五加五味子协同改善睡眠机制
临床研究证实,刺五加五味子单独用药都具有改善睡眠的作用,且效果确切,疗效安全可靠。但复合型刺五加五味子改善睡眠机制,其药理学中各成分间有协同和增效作用,并非是单味药成分的相加。这一研究发现引起学者们足够高度重视,这将是现阶段研究领域最新的突破。目前,我们所熟知的刺五加脑灵液、多维多牌刺五加五味子口服液、刺五加五味子保健茶等在临床上有广泛应用。
胡文婷[5]等将刺五加和五味子单用及合用的镇静催眠作用进行比较研究,刺五加与五味子合用显著缩短戊巴比妥钠小鼠的入睡潜伏期、延长睡眠时间。能明显增加阈下剂量戊巴比妥钠小鼠的入睡率,其作用优于单用刺五加组和单用五味子组。分析其机制可能是两者协同、增效作用将其各自的中药的功能有效活化,使正向调节作用增强。姜旭淦[6]等将刺五加和五味子合用改变老年大鼠同工酶的活性,影响单按类介质改善神经系统功能。研究结果显示刺五加和五味子协同可使某些脑区MAO及其同工酶活性发生改变,其中刺五加能使下丘脑MAO-A,中脑、纹状体和延脑MAO-B活性明显下降,而五味子能使下丘脑、纹状体、小脑等脑区MAO-A、MAO-B活性同时下降。同时,刺五加与五味子的合理配伍及临床应用证实,在85例失眠患者中,服用刺五加五味子口服液总有效率为98.8%[7]。
从以上研究中分析,刺五加五味子合剂与单剂均有正向调节作用,但刺五加五味子合剂的效应显著优于单剂。单味体积刺五加五味子合剂中所含刺五加、五味子的量与同体积单剂中所含刺五加或五味子的量相同,但刺五加五味子合剂的改善睡眠明显优于单味药,发挥协同、增效作用。
5 前景与展望
目前市场上的改善睡眠部分药品不但会破坏人体的内平衡,对人体健康构成威胁,而且更重要的是未能从睡眠障碍根源彻底改善睡眠困扰。单剂刺五加、五味子都具有镇静安神,益气健脾功能,它们的药理作用越来越受到重视,为了更深入地研究刺五加五味子的作用机制,研究者将刺五加与五味子科学配伍,考察其协同作用改善睡眠效果,不断扩充中药改善睡眠的家族。刺五加五味子合剂的协同改善睡眠机制,将为开发利用这一丰富的中药资源提供科学的依据并具有较大的社会价值和经济价值。随着研究的深入,刺五加五味子合剂必将得到更为有效合理的开发和利用。
摘要:文章探讨与分析了刺五加五味子的协同改善睡眠作用。根据刺五加五味子的药理学及有效成分研究表明,刺五加五味子有独特的生物活性,尤其二者是都具有镇静、催眠作用。但大量研究证明二者协同改善睡眠、缓解疲劳效果均要优于单独作用效果。对此研制具有高效改善睡眠的刺五加五味子合剂将为起药品、保健品及食品开发提供理论基础,同时也拓展改善睡眠药物治疗策略的研究思路,为临床用药提供科学依据。
关键词:刺五加五味子,协同作用,改善睡眠
参考文献
[1]贾继明,王宏涛,王宗权,等.刺五加的药理活性研究进展[J].中国现代中药,2010,12(2):7-10.
[2]董梅.刺五加水煎液改善睡眠作用的机制研究[D].黑龙江中医药大学,2011.
[3]陈金锋,高家荣,季文博,等.酸枣仁-五味子药对镇静催眠作用及机制研究[J].中药药理与临床,2013,4:128-131.
[4]黄莉莉,李廷利,郭冷秋,等.五味子对自由活动大鼠睡眠时相的影响[J].中药药理与临床,2007,5:126-127.
[5]胡文婷,李廷利,朱蕾,等.刺五加与五味子合用对小鼠镇静催眠作用的研究[J].中药药理与临床,2011,27(6).
[6]姜旭,王霞文.刺五加和五味子对老年大鼠脑单胺氧化酶及其同工酶活性的影响[J].中药药理与临床,1991,3:16-18.
协同作用 篇11
关键词:复合光催化剂;1,2,3-三氯苯;吸附;光降解;协同作用
中图分类号:X522 文献标识码:A
Study of 1,2,3-Trichlorobenzene Removed by Adsorption and Photocatalytic Degradation Synergistic
Reaction of MWNTs/TiO2
ZHANG Wei1,2,3, SHI Zhou1,3, ZHANG Qian1,3, XU Shun-kai1,3, ZHANG Hua1,3
(1. College of Civil Engineering, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China; 2. Dept of Urban
Construction, Hunan City Univ, Yiyang, Hunan 413000, China; 3.Key Laboratory of Building
Safety and Energy Efficiency, Ministry of Education, Hunan Univ, Changsha, Hunan 410082, China )
Abstract:Using typical chlorobenzenes 1,2,3-trichlorobenzene (1,2,3-TCB) as the target removal, experiments were done for the adsorption and photocatalytic degradation synergistic reaction of Multi-walled Carbon Nanotubes of TiO2 (MWNTs/TiO2). The results showed a calculated curve that superimposed in the removal rate of 1,2,3-TCB adsorbed on MWNTs and the degradation rate of the nano-TiO2 for 1,2,3-TCB was always below the curve of 1,2,3-TCB removal rate through the adsorption and photocatalytic degradation synergistic reaction of MWNTs/TiO2 in conditions of different solution temperatures, pH, dosages of MWNTs/TiO2, and the intensity of UV light, which has fully reflected that MWNTs/TiO2 has adsorption and photodegradation synergistic reaction. The solution temperature or pH values decrease will help MWNTs/TiO2 to remove 1,2,3-TCB, increase the dosage of MWNTs/TiO2, or the intensity of UV light will help MWNTs/TiO2 to remove 1,2,3 - TCB.
Key words: composite photocatalysts; 1,2,3-TCB; adsorption; photodegradation; synergistic reaction
氯苯类化合物(Chlorobenzenes , CBs) 作为一种疏水、持久性有机污染物,由于其大多具有致癌、致畸、致突变性,因此被很多国家列入环境优先控制污染物或者“黑名单”之中.现有研究结果表明,CBs的污染范围非常广泛,在土壤和沉积物、各种自然水体、蔬菜、鱼类、甚至在人类的脂肪组织和乳液都有检出[1],这为受其污染的环境修复带来了沉重的压力.研究表明[2-9],碳纳米管对水中重金属离子、三卤甲烷、硝基苯酚、苯胺、氯苯、1,2-二氯苯、1,2,4,5-四氯苯等污染物均具有较强的吸附作用.但目前碳纳米管在吸附有机物后的原位再生并没有很理想的方法.
纳米TiO2作为一种传统高效的光催化剂在环保领域有着广泛的应用,光催化氧化具有反应条件温和、不产生二次污染和使用范围广的优点,是一种非常有潜力的水污染治理技术,其对氯苯类物质有较强的降解能力,但悬浮相光催化剂存在易凝聚且难以回收、活性成分损失大等缺陷[8].因而可考虑将管壁由两层至数十层碳原子或分子组成的MWNTs作为TiO2光催化剂的载体制备MWNTs/TiO2复合光催化剂,吸附饱和的MWNTs/TiO2可以通过光催化反应实现原位再生[8],从而可实现被污染水体的原位修复,增强了吸附剂的适应性.
本研究以典型氯苯类有机化合物1,2,3-三氯苯为目标去除物,考察MWNTs/TiO2 对其吸附与光催化降解协同作用;并探讨温度、pH值、复合光催化剂投加量、紫外光光强等不同因素对协同作用影响,以期为水中氯苯类有机化合物的彻底去除提供理论依据.
1 材料与方法
1.1 实验材料与仪器
实验采用的主要试剂与材料:丙酮、正己烷、甲醇均为分析纯; 2,2’,4,4’,6,6’-六氯联苯(纯度大于99.9%,产自AccuStandard Inc);实验用水为双蒸馏水.1,2,3-三氯苯(纯度大于99.9%, 产自AccuStandard Inc);预处理后L2040-MWNTs(外径:20~40 nm,长度:5~15 μm,比表面积:40~300 m2/g,纯度大于98%,购自深圳纳米港有限公司);MWNTs/TiO2(优化后自制);纳米TiO2(自制);玻璃瓶(带特氟龙垫圈,定制);FHLC02500 型PTFE微孔滤膜(孔径0.45 μm,产自美国MILLIPORE公司).
主要仪器与装置: KQ3200DB型超声波振荡仪(昆山市超声仪器有限公司);LRH-250-ZII型恒温振荡培养箱(广东医疗器械厂);101A-3B型电热鼓风干燥箱(上海实验仪器厂有限公司);TGL-20M型高速台式冷冻离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司);橡胶离心套管(自制);RPR-100型光化学反应器(台北宗豪科技股份有限公司),其中用16根圆形对称安装的低压汞灯(额定功率35 W,中心波长253.7 nm)作为光化学反应光源;GC-14B型气相色谱仪(日本岛津).
1.2 MWNTs的预处理
用3 mol/L的硝酸氧化MWNTs得到实验用MWNTs[9],图1为其电镜扫描图片.过程如下:于1 000 mL浓度为3 mol/L硝酸中加入5 g MWNTs超声震荡24 h,用双蒸水洗涤至pH为6,经微孔滤膜过滤、80 ℃烘干后,再经450 ℃煅烧去除硝酸根离子[9]、无定形碳和碳颗粒.
1.3 MWNTs /TiO2复合光催化剂的制备
溶胶凝胶法制备MWNTs/TiO2工艺:在磁力搅拌下,缓慢将15 mL钛酸丁酯加入到60 mL异丙醇的烧杯中,匀速搅拌30 min至均匀.再加入0.5 g聚丙乙烯磺酸钠和0.053 1 g预处理MWNTs,继续搅拌10 min;将异丙醇的水溶液(水和异丙醇用量分别为2.4 mL和20 mL),用硝酸将pH值调为3,缓慢滴加到上述溶液中,匀速搅拌2 h,形成深灰色凝胶[10].其中各反应组分的摩尔比为钛酸丁酯∶异丙醇∶水=1∶25∶3.将制备好的凝胶在室温下陈化12 h,65 ℃烘干研碎,然后在马弗炉中500 ℃下灼烧2 h后去除有机挥发物,即可制得TiO2 主要附着在MWNTs表面的粉末状MWNTs /TiO2(比表面积为39.610 m2/g,粒度主要分布在7.4×10-9~5.2×10-8 m之间,表面负载量约为66.6 gTiO2 /gMWNTs,再生率约82.5%),其电镜扫描图片如图2所示.
对比图1和图2可知,负载纳米TiO2前后的MWNTs管壁表面结构存在明显差异.未负载纳米TiO2经酸化处理的MWNTs细而光滑,负载纳米TiO2后,MWNTs管壁表面包裹着一层厚厚的、分布均匀的TiO2,外壁直径也由20~40 nm增粗至60~80 nm左右.由此可见,纳米TiO2较好地负载在MWNTs上.
1.4 实验方法
1.4.1 1,2,3-三氯苯母液的配置
在3 mL甲醇溶液中投入100 mg 1,2,3-三氯苯,密封后在生化培养箱中回旋振荡一定时间后,用移液管移取1,2,3-三氯苯的甲醇溶液0.8 mL至容积为1 L的磨口塞锥形瓶中,再加双蒸馏水800 mL混合后置于摇床上振荡6 h.振荡完成后,静置片刻用玻璃管外套离心套管(自制)将溶液离心分离(12 000 r/min),取上清液收集于棕色锥形瓶中密封,以备下一步实验用.使用前用气相色谱仪确定其准确浓度.
1.4.2 协同作用研究实验方法
1.4.2.1 复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的协同作用
量取初始质量浓度8.0 mg/L的1,2,3-三氯苯水溶液500 mL加入到RPR-100型光化学反应器中,放入磁力搅拌子,并分别加入0.4 mg MWNTs,29.6 mg纳米TiO2和30 mg MWNTs/TiO2,考察MWNTs对1,2,3-TCB单独吸附、纳米TiO2对1,2,3-TCB单独光催化降解及复合光催化剂对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用的去除率.在紫外灯照射下,开启磁力搅拌器,使瓶内MWNTs,纳米TiO2 和MWNTs/TiO2与1,2,3-三氯苯水溶液均匀混合.实验开始后,用各自对应的取样器于0 min,2 min,4 min,8 min,15 min,30 min,45 min,60 min,90 min时,从RPR-100型光化学反应器中取少量液体以备下一步萃取、过滤和进气相色谱检测分析.再按上述实验方法分别考察温度、pH值、光强、复合光催化剂投加量等因素对协同作用的影响.所有试验均重复2次,结果取其平均值.
1.4.2.2 1,2,3-三氯苯的萃取与过滤
用移液管移取1 mL待测样加入容积为10 mL的玻璃瓶中,然后再在每个玻璃瓶中加入5 mL正己烷,盖紧后将盖子用锡箔纸包覆,再将玻璃瓶在恒温振荡培养箱内振荡混合20 min,振荡完成后,取出玻璃瓶静置5 min,取萃取的上清液并用PTFE滤膜过滤.
1.4.2.3 1,2,3-三氯苯浓度确定方法
将过滤后的液体用移液管移取1.5 mL放入棕色小玻璃瓶中,加入适量的正己烷,振荡稀释30 min后静置5 min,再加入适量的2,2’,4,4’,6,6’-六氯联苯作为内标物,并用带PTFE(聚四氟乙烯)的铝盖封口,以待下一步分析.试样浓度采用配置电子捕获检测器(ECD)的气相色谱仪检测,色谱柱温控程序如下:起始温度60 ℃,保持2 min,然后以12 ℃/min升至180 ℃,再以4 ℃/min升至220 ℃后,保持3 min.进样口及检测器温度均为300 ℃,采用不分流进样.载气和补给气均采用高纯氮气(纯度99.999%),流量分别为2.2 mL/min和25 mL/min.
采用气相色谱定量分析中的内标法来确定试样中的1,2,3-三氯苯浓度,其计算公式见式(1)[11]:
Xs=XstdISstdAISstdAXstdAXsAISsISs.(1)
式中:[X]std,[X]s分别表示待测物X在标样和试样中的浓度;[IS]std,[IS]s分别表示内标物在标样和试样中的浓度,本实验中[IS]std=[IS]s;AXstd和AXs分别表示待测物X在标样和试样中的色谱峰面积;AISstd和AISs分别表示内标物在标样和试样中色谱峰面积.
2 结果与讨论
2.1 协同作用评价
在温度25 ℃,初始pH=6,光强560 W,磁力搅拌器转速一定的条件下,分别考察MWNTs对1,2,3-TCB单独吸附、纳米TiO2对1,2,3-TCB单独光催化降解及MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用的去除率,其结果如图3所示.
t/min
为确定MWNTs /TiO2对1,2,3-TCB吸附与光降解是否具有协同作用,采用累加方法计算得到了MWNTs吸附去除率与纳米TiO2光降解去除率的叠加理论计算值曲线,如图3所示.从图3中可以看出,在前60 min此曲线在MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用曲线的下方,表明将MWNTs和纳米TiO2复合之后,其去除有机污染物的效能得到较大提高,充分体现了复合光催化剂对氯苯类化合物的吸附与光降解协同作用.这主要是因为碳纳米管表面的半导体电学特性,碳纳米管在光降解过程中不仅起吸附或分散作用,更起到了光敏化作用,使电子负荷在TiO2表面剧增,导致其表面电子空穴对更易形成[12],从而加快了氯苯类化合物的光催化降解过程.而60 min后,理论计算值曲线与吸附与光催化降解共同作用曲线比较接近,这说明在1,2,3-TCB较高浓度条件下,MWNTs /TiO2对其吸附与光降解协同作用较大,而在较低浓度条件下,协同作用较小.因为在高浓度条件下,吸附和光降解2个过程中起控制作用的是光降解过程,复合光催化剂的光催化活性增强大大提高了其协同作用效果;而低浓度条件下,起控制作用的是吸附过程,尽管光催化活性强,但因浓度低,接触到光催化剂的污染物较少,使得协同作用效果并不明显.
2.2 不同因素对协同作用影响
2.2.1 温度对复合光催化剂协同作用的影响
在初始pH=6,光强560 W,磁力搅拌器转速一定的条件下,分别考察温度为15 ℃,25 ℃和35 ℃时MWNTs对1,2,3-TCB单独吸附、纳米TiO2对1,2,3-TCB单独光催化降解及复合光催化剂对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用的去除率,实验结果如图4所示.
t/min
从图4中可以看出,在不同温度条件下,MWNTs吸附去除率与纳米TiO2光催化降解去除率的叠加理论计算值曲线均在MWNTs/TiO2对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用曲线的下方,充分体现了复合光催化剂对氯苯类化合物的吸附与光降解协同作用.另外,从图4中还可以看出,环境温度对协同作用的影响结果为:随着温度升高,复合光催化剂对1,2,3-TCB去除率反而下降.这是因为根据前面的吸附研究可知,虽然随着温度的升高,有利于1,2,3-TCB在复合光催化剂表面的吸附,但复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的吸附受温度影响较小.而且由于复合光催化剂对有机物的吸附为吸热反应,温度升高不利于生成物在复合材料的脱附[13].反应开始后,复合光催化剂表面生成物浓度升高而1,2,3-TCB的浓度降低,从而减少了1,2,3-TCB与复合光催化剂的接触而被光催化氧化的机会.温度升高将不利于复合光催化剂光催化反应的进行.因此,温度升高将不利于协同作用的进行.
2.2.2 初始pH值对复合光催化剂协同作用的影响
在温度25 ℃,光强560 W,磁力搅拌器转速一定的条件下,分别考察pH值为3.0,6.0和11.3时MWNTs对1,2,3-TCB单独吸附、纳米TiO2对1,2,3-TCB单独光催化降解及复合光催化剂对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用的去除率,其实验结果如图5所示.
t/min
图5 pH值对协同作用的影响
Fig.5 Effect of pH on synergistic reaction
从图5中可以看出,在不同pH值条件下,复合光催化剂对氯苯类化合物具有吸附与光降解协同作用.另外,从图5中还可以看出,当1,2,3-TCB溶液初始pH值在3.0,6.0和11.3之间变化时,pH 值对复合光催化剂协同作用的影响表现为:随pH值降低,复合光催化剂对1,2,3-TCB初期去除率呈现升高的趋势,并且在协同作用的初始阶段,pH值对1,2,3-TCB去除率的影响较大.这是因为复合光催化剂对1,2,3-TCB的吸附受pH值影响虽然较小,但是,随pH值的降低,纳米TiO2的表面质子化程度升高,TiO2所带正电荷增加,有利于光催化降解反应中光生电子向纳米TiO2的转移,从而提高了复合光催化剂的光催化降解效率.
2.2.3 复合光催化剂投加量对协同作用的影响
在温度25 ℃,初始pH=6,光强560 W,磁力搅拌器转速一定的条件下,分别考察复合光催化剂投加量为10 mg,30 mg和60 mg时MWNTs对1,2,3-TCB单独吸附、纳米TiO2对1,2,3-TCB单独光催化降解及复合光催化剂对1,2,3-TCB吸附与光催化降解共同作用的去除率,其实验结果如图6所示.
t/min
从图7中可以看出,在不同紫外光光强条件下,复合光催化剂对氯苯类化合物同样具有吸附与光降解协同作用.另外,由图7还可知,随紫外光照射功率的增强,溶液中1,2,3-TCB去除率得到较大程度的提高.这是因为紫外光源功率虽然不会影响复合光催化剂对1,2,3-TCB的吸附效果,但是光子辐射能力会随紫外光源功率的增加而增强,使得纳米TiO2吸收光子的几率增大.因此,提高紫外光照射功率能产生更多的光生电子(e-)和空穴(h-),加速光催化反应的进行,有效地提高了光催化降解的效率.
3 结 论
1)在协同作用评价试验前60 min,将MWNTs和纳米TiO2复合之后,其去除有机污染物的效能得到较大提高,充分体现了复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的吸附与光降解协同作用.而60 min后,因1,2,3-三氯苯浓度较低,接触到复合光催化剂的污染物较少,使得协同作用效果并不明显.
2)复合光催化剂对氯苯类化合物的吸附与光催化降解协同作用产生的原因是碳纳米管在光降解过程中不仅起吸附或分散作用,而且更起到了光敏化作用,使电子负荷在TiO2表面剧增,导致其表面电子空穴对更易形成,从而加快了氯苯类化合物的光催化降解过程.
3)在不同温度、pH值、复合光催化剂投加量及紫外光光强等影响因素作用条件下,复合光催化剂对1,2,3-TCB的吸附与光降解同样具有协同作用,且溶液中温度或pH值降低,将有利于复合光催化剂对1,2,3-TCB的去除;复合光催化剂投加量增多或紫外光光强增大将提高复合光催化剂对1,2,3-TCB去除率.
参考文献
[1] 舒月红,贾晓珊.CTMAB-膨润土从水中吸附氯苯类化合物的机理——吸附动力学与热力学[J].环境科学学报,2005,25(11):1530-1536.
SHU Yue-hong, JIA Xiao-shan. The mechanisms for CTMAB-bentonites to adsorb CBs from water in the adsorption kinetics and thermodynamics view[J].Acta Scientiae Circumstantiae, 2005, 25(11): 1530-1536.(In Chinese)
[2] LI Yan-hui,DING Jun,LUAN Zhao-kun,et al.Competitive adsorption of Pb2+, Cu2+and Cd2+ ions from aqueous solutions by multiwalled carbon nanotubes [J].Carbon, 2003,41(14):2787-2792.
[3] LI Yan-hui, WANG Shu-guang, ZHANG Xian-feng, et al.Adsorption of fluoride from water by aligned carbon nanotubes[J].Materials Research Bulletin,2003,38(9/10):469-476.
[4] LU Chungs-ying, CHUNG Yao-lei, CHANG Kuan-foo.Adsorption of trihalomethanes from water with carbon nanotubes [J].Water Research,2005,39(6):1183-1189.
[5] CHEN Wei, DUAN Lin, WANG Li-lin, et al. Adsorption of hydroxyl-and amino-substituted aromatics to carbon nanotubes[J].Environ Sci Technol, 2008, 42(18):6862-6868.
[6] JI Liang-liang, CHEN Wei,DUAN Lin, et al. Mechanisms for strong adsorption of tetracycline to carbon nanotubes: a comparative study using activated carbon and graphite as adsorbents[J].Environ Sci Technol, 2009, 43(7):2322-2327.
[7] CHEN Wei, DUAN Lin,ZHU Dong-qiang, et al.Adsorption of polar and nonpolar organic chemicals to carbon nanotubes[J]. Environ Sci Technol, 2007, 41(24):8295-8300.
[8] YAMADA S, NAITO Y, TAKADA M,et al.Photodegradation of hexachlorobenzene and theoretical prediction of its degradation pathways using quantum chemical calculation [J]. Chemosphere, 2008,70:731-736.
[9] CHEN Chang-lun, LI Xue-liang,ZHAO Dong-lin, et al.Adsorption kinetic, thermodynamic and desorption studies of Th(IV) on oxidized multi-wall carbon nanotubes[J].Colloid and Surfaces A:Physicochemical Engineering Aspects, 2007, 302(1/3):449-454.
[10]JITIANU A , CACCIAGUERRA T, BERGER M, et al. New carbon multiwall nanotubes-TiO2 nanocomposites obtained by the sol-gel method[J]. Journal of Non-Crystalline Solids , 2004 , 345/346:596-600.
[11]FRAME G M, WAGNER R E, CARNAHAN J C, et al. Comprehensive, quantitative, congener-specific analyses of eight aroclors and complete PCB congener assignments on DB-1 capillary GC columns[J]. Chemosphere, 1996, 33(4):603-623.
[12]WANG W D, SERP P, KALCK P, et al. Visible lightphotodegradation of phenol on MWNTs TiO2 compositecatalysts prepared by a modified sol-gel method[J]. Journalof Molecular Catalysis A: Chemical, 2005, 235(1/2):194-199.
[13]李玉华, 王琨, 赵庆良,等. 低浓度甲醛的光催化反应效率研究[J].哈尔滨工业大学学报,2007,39(2):278-280.
LI Yu-hua, WANG Kun, ZHAO Qing-liang, et al. Study on the removal efficiency of low formaldehyde concentration with photocatalysis[J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2007,39(2):278-280.(In Chinese)
协同作用 篇12
研究者们尝试许多方法试图缩短电子传递的距离,例如利用金属氧化物[9,10,11],金纳米颗粒[12],碳纳米管[4,13]等等。在这些材料之中,碳纳米管是用来促进电子传递应用最普遍的材料。
碳纳米管分为多壁碳纳米管(MWCNTs)和单壁碳纳米管(SWCNTs),因为电化学和机械方面优良的性能受到广泛的关注[14]。研究者们利用其特殊的性能将其作为生物酶(如微过氧化酶、NADH、细胞色素c等)中促进电子传递的材料[15,16,17],碳纳米管被认为是碳纳米管修饰电极上的电催化的主要原因[4,18,19,20,21,22]。
Banks和Compton等人报道碳纳米管修饰电极上的直接电子传递源于碳纳米管末端毛刺或者缺陷[23,24,25]。后来他们又发现产生这种电化学行为可能是由于碳纳米管中所含的杂质[26,27,28,29]。
本文对附着在碳纳米管中的金属杂质镍、钴、铁在葡萄糖氧化酶的直接电子传递所起的作用进行了研究,通过对不同碳纳米管修饰的酶电极在磷酸缓冲溶液扫描情况进行对比,推断酶电极直接电子传递的根源所在。
1 实验部分
1.1 主要仪器与试剂
电化学工作站(CHI660B), 上海辰华仪器公司;超声波清洗器(AS3120), 天津奥特赛恩斯仪器有限公司;场发射扫描电镜(FESEM,SIRION 200), 荷兰FEI公司;电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES,OPTIMA 5300DV), PerkinElmerJoint-Stock公司。
葡萄糖氧化酶(GOx,0243-10000u),amresco公司;壳聚糖(CS,AR),上海伯奥生物科技有限公司;多壁碳纳米管(纯度>98%,直径10~20 nm,长度5~15 μm),深圳纳米港有限公司;D-(+)-葡萄糖,国药试剂有限公司;硝酸镍、硫酸钴、硝酸铁以及其他试剂均为分析纯试剂;磷酸缓冲溶液(PBS,25 mmol/L, pH 6.8)由Na2HPO4和NaH2PO4配制,葡萄糖氧化酶溶液在实验前用PBS临时配制,葡萄糖母液4 ℃冰箱消旋至少24 h后使用,实验用水为二次蒸馏水。
实验使用三电极体系:酶修饰的玻碳电极作为工作电极;饱和甘汞电极作为参比电极;铂片作为对电极。所有电化学测试均以磷酸缓冲溶液(25 mmol/L, pH 6.8)添加0.1 mol/L KCl作为支持电解质。
1.2 碳纳米管复合物的制备
取50 mL 68%浓硝酸与2 g多壁碳纳米管混合,超声30 min,使之形成均匀的黑色悬浮液。根据需要在120 ℃回流不同时间,然后过滤,用二次蒸馏水洗至中性,最后60 ℃真空干燥。例如MWCNTs (24h-washed)表示这种多壁碳纳米管回流了24 h。
“NiO-MWCNTs (24h-washed)”的制备:取200 g已经过回流24 h处理好的多壁碳纳米管与一定体积的5 mmol/L的硝酸镍混合,超声分散30 min,然后在400 ℃高温灼烧3 h。例如“NiO (6.4%)-MWCNTs (24h-washed)”表示5 mmol/L的硝酸镍加入量为2.71 mL,最终灼烧后NiO在碳纳米管混合物总质量中占6.4%。
“rewashed-NiO-MWCNTs (24h-washed)”的制备:取500 mg NiO-MWCNTs (24h-washed)”粉末与50 mL 68%浓硝酸混合超声30 min,120 ℃回流24 h,过滤,洗至中性,最后在60 ℃真空干燥。
“Ni-MWCNTs (24h-washed)”制备:先配制5wt% Ni(NO3)2 和2 wt% H3BO3混合溶液,将回流24 h处理好的多壁碳纳米管修饰的玻碳电极插入此溶液中,在-1.2 V条件下电沉积20 s。这种沉积了镍的多壁碳纳米管修饰玻碳电极在循环伏安图谱中显示镍没有被氧化。
1.3 多壁碳纳米管修饰酶电极的制备[4]
玻碳电极分别用0.3、0.1、0.05 μm 铝粉打磨,然后依次用蒸馏水、乙醇、蒸馏水各超声清洗3分钟。称取10 mg MWNTs 放入1 mL 10 mmol/L CTAB溶液中,用超声波细胞破碎仪超声3 min,形成黑色均匀的悬浮液,用微量注射器取2.5 μL滴在玻碳电极上,红外干燥;准确称取2 mg GOx 溶于0.2 mL PBS;用微量注射器取2.5 μL 涂在玻碳电极上,室温晾干;称取5 mg壳聚糖,溶于1 mL 1% 醋酸溶液中,加蒸馏水定容到5 mL,壳聚糖溶液浓度即1 mg/mL。取2.5 μL滴在酶表面,将酶电极浸在PBS中4 ℃保存。这种修饰电极称为CS/GOx/MWCNTs/GCE。
2 实验结果与讨论
2.1 葡萄糖氧化酶的直接电子传递
扫描速度:50,100,200,300,400,500,600,700 mV/s;插图为阳极和阴极峰电流与扫描速率的关系图(25 mmol/L,p H 6.8,0.1 mol/L KCl)
图1为CS/GOx/MWCNTs (untreated)/GCE在PBS中不同扫速的循环伏安曲线,用以修饰电极的多壁碳纳米管没有经过回流处理。在-0.43 V可以看到一对清晰的几乎对称的氧化还原峰,这就是葡萄糖氧化酶活性中性FAD/FADH2氧化还原峰,即所谓的葡萄糖氧化酶直接电子传递[30]。当葡萄糖氧化酶直接固定在裸玻碳电极上时不出现这对氧化还原峰,说明碳纳米管有促进葡萄糖氧化酶直接电子传递的功能,在50~700 mV/s之间氧化峰和还原峰均与扫速呈线性关系,这说明葡萄糖氧化酶在这种修饰电极上的直接电子传递属于表面控制,而非扩散控制,应证了氧化还原峰来自葡萄糖氧化酶活性中心FAD。
2.2 CS/GOx/MWCNTs/GCE的表征
图2是含不同成分多壁碳纳米管修饰的酶电极扫描电镜图,依次是(a)未经处理的多壁碳纳米管修饰电极;(b)回流24 h的多壁碳纳米管修饰电极;(c)回流24 h的多壁碳纳米管后添加6.4%氧化镍的修饰电极;(d)添加6.4%氧化镍后再次回流24 h修饰电极(电极制备过程见1.3)。从扫描电镜图谱上可以看出这些电极的表面呈现多孔的三维网状结构,为葡萄糖氧化酶固定化和电子传递提供了足够的表面积。并且在图2a和图2c中可以观察到少量的氧化镍纳米颗粒。
2.3 不同回流时间的多壁碳纳米管修饰电极的循环伏安图
图3是五种不同回流时间的多壁碳纳米管修饰电极的循环伏安曲线,图3a所用的多壁碳纳米管未经回流处理,可以观察到一对与葡萄糖氧化酶直接电子传递相关的氧化还原峰,图3b→3e对应的多壁碳纳米管分别回流了8、16、24、48 h。图3a→图3e中氧化还原峰的高度逐渐降低,并且因图3d和图3e的多壁碳纳米管在硝酸中回流了24 h和48 h,对应的氧化还原峰甚至消失了。电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)分析结果显示,多壁碳纳米管在硝酸中回流时间越长,硝酸中镍含量越高,即从多壁碳纳米管中洗掉的镍越多。结合图3,说明多壁碳纳米管中金属杂质镍在葡萄糖氧化酶的直接电子传递过程中起着至关重要的作用。
2.4 含不同成分的碳纳米管修饰电极的循环伏安图
为了进一步确认多壁碳纳米管中金属杂质在葡萄糖氧化酶直接电子传递所起的作用,对四种含不同成分的多壁碳纳米管修饰电极进行了循环伏安测试(图4)。未经回流的碳纳米管对应循环伏安图有一对清晰的氧化还原峰(图4a),而回流24 h的碳纳米管对应的循环伏安图中氧化还原峰消失了(图4b),前面已经分析过就因为回流24 h的碳纳米管中金属杂质镍被洗掉了(见2.3)。当人为添加6.4%氧化镍之后,氧化还原峰重新出现并有所增高(图4c);当把添加6.4%氧化镍的碳纳米管再次回流24 h后,添加的氧化镍被洗掉,氧化还原峰随之消失了(图4d)。经电沉积镍的碳纳米管对应的循环伏安图与图4a和图4c相似。以上这些实验结果说明,葡萄糖氧化酶在多壁碳纳米管修饰的电极上能否实现直接电子传递取决于碳纳米管中是否含有金属杂质。
在制备多壁碳纳米管过程中,通常用镍、钴或铁作为金属催化剂[31,32,33]。张爱敏[34]等发现在碳纳米管催化生长过程中金属催化剂活性Ni>Co>Fe。我们又作了在回流24 h的碳纳米管中添加氧化钴和氧化铁,以及电沉积钴纳米颗粒到碳纳米管修饰电极上的一系列实验,结果都与上面用镍作的实验类似。由此我们推断,多壁碳纳米管中的金属杂质促进了葡萄糖氧化酶的直接电子传递。
有趣的是,如果葡萄糖氧化酶直接固定在氧化镍修饰的玻碳电极上,循环伏安图中无氧化还原峰出现。这说明仅仅只有金属杂质没有多壁碳纳米管,不能完成直接电子传递,也就是单独的碳纳米管或者单独的金属杂质均不能实现直接电子传递,所以可以得出结论:葡萄糖氧化酶的直接电子传递需要多壁碳纳米管和金属杂质协同作用。
3 结 论
多壁碳纳米管独特的物理和化学性能为生物电池和传感器更新换代指明了一个方向,本文表明金属杂质与多壁碳纳米管协同效应实现了葡萄糖氧化酶的直接电子传递,我们将继续对酶电极在催化葡萄糖氧化方面进行深入的研究。
摘要:多壁碳纳米管被众多研究者视为生物燃料电池或酶传感器直接电子传递的根源。但新的实验证据表明,碳纳米管中的金属杂质起着至关重要的作用。葡萄糖氧化酶FAD氧化还原峰在碳纳米管中金属杂质被回流去除之后消失,重新添加金属杂质之后其氧化还原峰又再次出现。所以酶电极的直接电子传递是金属杂质和碳纳米管协同作用的结果。