资源化应用

资源化应用（共12篇）

资源化应用 篇1

摘要：旨在研究石膏深加工技术的不断提高, 促进其资源化利用的进程。叙述了脱硫石膏综合应用现状, 指出脱硫石膏可用于水泥制造、建材加工、改良土壤等多个行业, 具有极高的发展前景及应用价值。

关键词：脱硫石膏,二次污染,应用现状,资源化利用

0 引言

钙基湿法烟气脱硫是烟气脱硫工业中最主要的方式, 脱硫石膏是钙基湿法烟气脱硫产生的工业副产品。对脱硫石膏的不合理利用不仅占用大量土地资源, 而且对环境影响非常严重, 极易造成二次污染, 如不采取积极有效的措施进行综合利用, 将会造成严重后果[1]。

1 脱硫石膏的综合应用现状

1.1 国外脱硫石膏的综合应用现状

日本和德国是对脱硫石膏的资源化利用研究较早的国家。日本由于其天然石膏资源匮乏, 脱硫石膏综合利用技术得到了大力推广。

1.2 中国脱硫石膏的综合应用现状

近几年, 中国脱硫石膏综合利用取得了很大的成就, 2012年, 综合利用量达4 950×104t, 绝大多数作为水泥缓凝剂, 有少部分应用于纸面石膏板、建筑石膏粉, 仍面临很大问题:a) 脱硫石膏消耗速度的滞后与增速, 2012年底, 仍有超过1.1×108t脱硫石膏堆存在灰场;b) 不同地区脱硫石膏的产生、堆存及综合利用差异较大, 京津冀、珠三角及长三角等地区利用率最高, 晋、蒙等脱硫石膏产量大的地区综合利用率低, 甚至没有利用;c) 在技术上附加值较低, 仍以大宗利用为主。

2 脱硫石膏综合利用技术发展

2.1 脱硫石膏在水泥生产中的应用

脱硫石膏的含水率较高, 粘性强, 极易粘附在设备上, 造成积料、堵塞, 若直接用于水泥生产会造成该物料输送不畅、混合不匀, 不能正常生产等问题的出现。目前国内普遍采用脱硫石膏压球机来改变脱硫石膏的缺点。成球后的脱硫石膏适合各种运输, 减少了包装成本、提高了产品运输能力。经过成球后的脱硫石膏进磨机后不会出现粘磨而影响磨机产量等问题[2]。

鲁海琳的研究[3]发现:水泥凝结时间和强度随着石膏掺加量的增多而呈现先增大后减小的趋势, 掺入适量的脱硫石膏后水泥各项技术指标完全符合国家相关标准, 脱硫石膏作为水泥缓凝剂完全可以代替天然石膏在水泥生产中的作用。

2.2 脱硫石膏改善混凝土性质的应用

在混凝土中掺加经过加工的矿渣微粉、粉煤灰等工业副产品, 可产生优势互补和效能叠加效应。混凝土掺加后, 水泥石组分结构发生改变, 与普通混凝土有着根本区别, 会出现早期自收缩率超过普通混凝土的问题[4]。脱硫石膏可使用在混凝土中, 为混凝土胶凝材料水化提供SO3。钱大行通过对脱硫石膏特征性能分析表明, 混凝土中掺入脱硫石膏比天然石膏更占技术性能优势, 可提高高性能混凝土多种性能的各项指标。

2.3 脱硫石膏在建筑材料方向的应用

脱硫石膏在建筑行业的应用主要表现形式有:纸面石膏板、石膏砌块、粉刷石膏、自流平石膏、RSB石膏速成墙板等。

林海燕等人对原状脱硫石膏在建筑材料方向的利用进行了研究, 结果表明:使用水泥熟料作为催发剂、原状脱硫石膏为原材料制备的高强耐水建筑试块, 在自然养护和蒸汽养护条件下都具有较高强度, 且软化系数高、耐水性良好。

2.4 脱硫石膏改性粉煤灰回填土的应用

“以灰代土”是粉煤灰消纳处理的趋势。在粉煤灰中掺脱硫石膏能够降低粉煤灰对含水量变化的敏感性, 其抗压缩变形特性和抗剪切破坏特性大大提高, 且脱硫石膏粉煤灰混合材料作为回填料的自重较轻, 适合于含水量较高的软土地区和地基承载力受限制的地区。

李春浩等的研究结果表明:将脱硫石膏改性粉煤灰用作地基同填土是完全可行的, 可取得良好的施工效果。

2.5 脱离石膏在采矿中的应用

随着科技进步和社会环保意识的增强, 如今矿山更多地采用充填采矿技术。赤泥-矿渣体系充填属于胶结充填法, 它是将赤泥、矿渣等工业废弃物用作矿山充填料的胶结剂, 具有广阔的应用前景。

根据祝丽萍等的研究结果, 用拜耳法赤泥复合矿渣、脱硫石膏和少量水泥熟料制成的矿山充填胶结剂, 性能优于42.5普通硅酸盐水泥。黄迪通过实验发现胶结剂中生成了大量的含SO42-的复盐矿物以及复杂凝胶类物质, 对水化过程起了重要作用。

高术杰等人在祝丽萍、黄迪研究的基础上进一步进行了实验研究, 得出结论:与掺有化学纯石膏、天然石膏和半水建筑石膏的充填料试块相比, 掺有脱硫石膏的试块具有最高的抗压强度。

2.6 脱硫石膏制备Ca SO4晶须的应用

Ca SO4晶须具有颗粒状填料的细度、短纤维材料的长径比、耐高温、耐酸碱性、抗化学腐蚀、韧性好、电绝缘性好、强度高等特性, 与树脂、塑料、橡胶相融性好, 能够均匀分散, 具有优良的增强功能和阻燃性, 是无毒的绿色环保材料。

清华大学专家研究开发出的水热合成Ca SO4晶须技术 (专利公开号CN 101671848A) 已与企业完成对接, 实现了尖端科技成果的生产转化。

2.7 脱硫石膏在改良土质中的应用

脱硫石膏的主要成分和性质与天然石膏相似, 价格便宜, 并含有丰富的S、Ca、Si等植物必需的矿质营养, 能够替代天然石膏改良盐碱土壤。

王淑娟等人研究了脱硫石膏改良盐碱土壤过程中重金属的迁移规律:脱硫石膏改良后土壤重金属质量分数符合GB 15618-1995国家土壤安全标准。

王斌等人将脱硫石膏应用于内陆表层苏打型碱化土, 实验表明:脱硫石膏对表层苏打型碱化土降低p H值有显著的效果, 但随着脱硫石膏用量的增加, 土壤Ec值出现明显的增加;脱硫石膏的施用可以降低土壤硬度, 活化根际土壤养分。许清涛对脱硫石膏改良碱化土壤的施用量进行了研究, 发现脱硫石膏改良效果并不与施用量呈正相关系, 须选择适宜的施用量并对施用后的土地进行淋洗。

3 结语

脱硫石膏的各种利用途径中, 用于水泥行业和建筑行业是最主要的利用方式, 技术也最为成熟, 因此应加大在水泥行业和建材行业中的利用率, 代替天然石膏。同时也应加大力度研发脱硫石膏综合利用新技术, 结合地域特点、资源分布、应用前景等处理脱硫石膏, 促进脱硫石膏的资源化再利用, 实现产业的做大、做强, 脱硫石膏加工行业必会发展成为一个具有社会、环境、经济效益的新兴产业。

参考文献

[1]王保顺, 尹青亚, 罗晔.脱硫石膏在水泥生产中的应用[J].河南科学, 2013, 31 (8) :1244-1246.

[2]吴中伟, 廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社, 1999.

[3]钱大行, 董现松.脱硫石膏作为高性能混凝土掺合料的特征性能研究[J].混凝土, 2012 (12) :78-80.

[4]李春浩, 余承华, 王晓龙, 等.脱硫石膏改性粉煤灰用作回填土应用研究[J].新型建筑材料, 2011, 8 (4) :15-17.

资源化应用 篇2

一、我国塑料工业现状及废塑料的产生及特性

塑料的产业化发展和不可替代性

我国塑料工业是国民经济的支柱产业之一，已步入世界塑料大国的行列。塑料合成树脂与助剂、塑料机械与模具、塑料加工与应用等三大支柱行业都呈现大幅度增长。塑料已成为人类社会生活中不可缺的生产资料和生活资料，塑料制品生产与应用发展走势很好，增幅保持两位数。

塑料和塑料制品在近百年的发展过程中，为人类的生产和生活带来了巨大的贡献和无限的方便。但在制品生产和废弃物回收等方面，也面临着可持续发展的需要与挑战。在2007年国际化学品制造商协会举办的“塑料与可持续发展研讨会”上，面对公众普遍对塑料制品的一些不良印象，欧洲塑料协会Mc－Cormack先生首先从能源和环保角度诠释了塑料制品存在的意义:“西欧每年用于生活、使用和回收塑料制品的能源为39亿吉焦/年，但如果用其他材料替代塑料的使用，则需要额外消耗10.2亿吉焦/年的能源，比使用塑料制品高26％。同样，用其他材料替代塑料制品，排放的温室气体将比当前所有塑料制品整个生命周期内排放的温室气体多56％，即9700万吨/年。”可见塑料已成为人类生产和生活不可或缺的基础材料。

废塑料的污染现状及基本特性

随着我国塑料工业的发展和消费水平的提高，塑料制品在我国的应用从工农业生产到衣食住行无处不在，塑料废弃物也随之向我们袭来。依据统计数据分析,可推算出2005年国内塑料实际消费量为2658.9万吨,废弃塑料产生量约为960.8万吨,排放率约36%，占我国垃圾排放总量的15%左右。由于几乎所有塑料都由不可再生的石油制成，主要成分是碳氢化合物，可以燃烧，如聚苯乙烯燃烧的热量比燃料油还高，是热值很高的大分子材料，具有耐酸、耐碱、耐气候老化等耐腐蚀、不易分解的特性，导致不能够被自然分解，尤其是一次性塑料包装废弃物、塑料农地膜被人们随意丢弃而造成的视觉污染，即所谓的“白色污染”，以及废塑料对环境造成的潜在危害，已引起政府有关部门和社会的普遍关注。塑料制品的增长速度比其他材料快，而塑料比金属或纸的再利用率低；正确处理废塑料资源化利用与环境的关系，合理利用自然资源是我国经济、社会可持续发展提出的迫切要求。

二、塑料在现行垃圾处理中的资源化利用

我国目前主要的生活垃圾处理技术为：卫生填埋技术、焚烧发电技术、综合处理技术（堆肥技术）。

废塑料在垃圾卫生填埋处理中的资源化利用

废塑料在垃圾卫生填埋处理中不但不能被资源化利用，而且通过实践证明还将带来许多负面的潜在危害。由于废塑料中塑料包装居多，它们密度小、体积大，不易分解能很快填满场地，降低填埋场地处理垃圾的能力；而且，填埋后的场地由于地基松软，垃圾中的细菌、病毒等有害物质很容易渗入地下，污染地下水，危及周围环境。塑料的耐酸、耐碱、耐气候老化等耐腐蚀、不易分解特性，决定了它的最终处置不宜填埋。而且，垃圾填埋是把垃圾作为废物处理，对垃圾资源的利用率较小，不符合国家可持续发展原则，不是垃圾处理的理想方法。

废塑料在垃圾焚烧处理中的资源化利用

垃圾焚烧发电是八十年代后期从国外引进的一种技术，最近为国内许多地方所推崇。垃圾发电的方法是将垃圾集中收集起来后添加一定的辅助燃料焚烧，然后通过一系列的设备将热能转化为电能。垃圾通过焚烧得到了减量处理，垃圾的体积变小了；燃烧后可以发电，创造了价值。

废塑料在垃圾焚烧发电中起到了决定性的作用。在所有垃圾组分中，废塑料的热值最大，干基高位发热量为32570KJ/Kg，虽然废塑料只占整个垃圾含量的15%左右，但热值却占到整个垃圾热值的40%以上，而我国垃圾低位热值在4500KJ/Kg左右，根据联合国环境组织（UNEP）的规定，当垃圾的低位发热量为3350～7100kJ/kg时，适合焚烧处理；水分在40％～50%，经短时间搁置脱水可以直接入炉焚烧。针对我国垃圾低热值，高水分的特点，可以说垃圾中废塑料的含量直接决定了垃圾焚烧发电量的多少。废塑料作燃料提供热能发电，在垃圾焚烧中实现了资源化利用，获得了经济效益。

废塑料在垃圾综合处理中的资源化利用

我国现阶段的垃圾综合处理技术是指在某一特定区域或集中场所内，同时运用相互之间有关联的两种及以上处理方式，形成既相对独立又互为补充，满足“三化”要求，追求综合效益最优化的生活垃圾处理系统。我国生活垃圾综合处理技术的发展经历了由上世纪末以垃圾生化堆肥为主要处理技术，到现在涵盖了分类分选回收利用技术、生化处理（高温堆肥和厌氧消化等）技术、焚烧技术和卫生填埋技术等多种处理方式有机结合的综合处理技术。不同处理技术适应的处理对象、产出物以及对前后道工艺的要求均各不相同。现在较为普遍的综合处理技术组合为：有机垃圾生化处理+无机垃圾分选回收+可燃物焚烧+残余物填埋。废塑料在垃圾综合处理中的资源化利用表现为，在垃圾分类分选回收利用工艺段，通过人工或自动方式分离出废塑料，废塑料资源化回收利用技术主要包括废塑料的再生技术，热处理油化技术，加工成衍生燃料（RDF）焚烧能源化利用技术以及其他化学处理技术，如制

涂料、油漆、黏合剂、轻质建材等。塑料再生利用是国家解决资源短缺的一个重大战略问题，我国石油资源消费缺口很大,塑料原料大量依赖进口的状况没有根本性改变,再生塑料便成为解决原料紧缺的捷径,而且来源丰富、成本低廉。当前，我国废塑料回收利用技术发展基本成熟，人力资源丰富，从事废塑料回收加工的人们的积极性高，市场需求大且稳定，现在我国已在全国各地形成有一定规模的废塑料加工、经营市场十几处，其中河北文安、望都；浙江台州、东阳、慈溪；江苏从化、徐州；山东临沂；河南安阳、长葛；安徽五和县等地的废塑料回收、加工、经营市场规模越来越大，交易额大都在几个亿以上，呈蓬勃发展之势，前景看好。

三、废塑料在垃圾焚烧发电与综合处理中资源化利用的合理性对比

通过以上对废塑料在现行的垃圾处理技术上的资源化利用简介，我们得出结论，废塑料在垃圾焚烧发电和综合处理中得到了资源化利用，而且在这两种垃圾处理技术中发挥了至关重要的作用，对废塑料的资源化利用上具有一定排斥性，即如果把废塑料拿来焚烧发电，废塑料的再生利用就无从谈起；而如果选择将垃圾中的废塑料回收再生利用，垃圾焚烧发电也会因为垃圾热值不达标无法运行。对废塑料的使用直接决定了垃圾处理技术路线的确定。究竟采用哪一种技术，我们需要对废塑料在垃圾资源化中应用的合理性进行分析和比较。我们可以通过对垃圾焚烧发电和垃圾综合处理两种垃圾处理方式的运营状态的分析对比来作为废塑料在垃圾资源化中应用的合理性分析的切入点。

垃圾焚烧发电的运营状态

焚烧发电技术在我国目前的生活垃圾处理技术中是基础投资最大的，关键设备一般从国外购置，吨投资在40—60万。其单位电力的投资额度几乎是所有类别电力工程投资之首。垃圾焚烧发电属于可再生能源发电当中的生物质发电，根据《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[2006]7号)生物质发电电价标准由各省（自治区、直辖市）2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成，补贴电价标准为每千瓦时0.25元。同时国家针对垃圾发电还采取多项优惠政策予以保护：一是发电量全部收购；二是免除了增值税的征收，并在所得税上享受减免政策；三是国家会以垃圾处理补贴的方式向企业支付服务费，即所谓的垃圾处置费，现正常运行的垃圾焚烧发电厂的垃圾处置费在每吨70—120元之间，是现行三种垃圾处理方式中最高的。垃圾焚烧发电厂的服务期限一般为25年左右，这意味着它的稳定收益期将长达25年。可见在市场经济的大环境下，垃圾焚烧作为发电的一种形式，在各方面得到了政府的照顾，这不仅反映出国家对环保产业的政策倾斜，同时也折射出垃圾焚烧发电的资源化利用率不高，导致市场竞争力弱的不争事实。同常规燃煤发电相比，由于我国生活垃圾高水分、低热值的特点，垃圾焚烧厂的发电装机容量都很小，目前垃圾焚烧发电的效率一般不超过15%，远低于燃煤发电效率最低30%的水平。我国垃圾热值在6000KJ/Kg上下，约是标煤热值的五分之一，按15%的发电量计算，每100吨/日垃圾处理

量配套的装机容量不超过1000KW，1000吨/日处理量的垃圾电厂实际发电不超过9000KW,只是燃煤电厂的十分之一，这个规模实在是太小了，势必会导致运行成本的大幅度提高。电价无法同火电竞争，经济上难以自立，如果不依靠政府的政策倾斜与财政的补贴，垃圾焚烧发电厂将不能维持运行，当然也就谈不上产生多少经济效益了。而且把一些非常有用的物质，如塑料、金属、纸张等都一并烧了，可以说垃圾焚烧发电不是垃圾资源化利用的最理想的方法。

垃圾综合处理的运营状态

由于我国早期设计建设的垃圾综合处理厂都以垃圾生物发酵制肥为主要垃圾资源化的方向，在垃圾分类分选回收的工艺设计和深度加工上考虑不多，致使垃圾综合处理厂在垃圾分类分选回收上机械化、自动化程度不高，只停留在人工对废金属、废玻璃等的分拣回收上，对废塑料，特别是废塑料包装的分拣回收重视不够，造成早期的垃圾综合处理厂在垃圾分类分选回收上的收益不多。由于前期分拣与后期深加工流通环节不畅，造成对废塑料的开发利用上严重滞后。在市场经济下，由于再生塑料的需求与价格的优势，这一行业在民间自发组织形成，从事废塑料行业的人也越来越多，基本上是以小作坊为主，特别是为农村富裕劳动力提供了就业、致富的门路之一。可见废塑料在回收再利用上存在较好的经济效益。但也存在不少问题，从业人员各自为政，缺乏交流合作，设备落后，技术匮乏，管理不善，新观念、新技术、新工艺、新设备普及乏力，难以向现实生产力转化，其结果是产品技术含量低，质量不稳定。这些都阻碍了废塑料再生利用的进一步发展。以废塑料回收再生为代表的垃圾分类回收在民间的蓬勃发展，启发了政府相关部门，在新建垃圾综合处理厂的设计建设上增加和丰富了垃圾分类回收的工艺设置，例如：磁选法吸取废铁；利用光滤系统和光电管分选各种玻璃；利用弹跳震动分选软、硬物质；利用重力选矿法分选密度不同的物质等，提高了回收质量，并增加了对废塑料的自动分选、破碎、清洗和造粒等工艺达到塑料制品的再生，垃圾资源利用率90%以上，取得了巨大的经济效益，不但可以维持垃圾处理厂正常运营，而且实现了社会、经济和环境协调发展。

废塑料在垃圾焚烧发电与综合处理中资源化利用的合理性对比结果

通过以上对垃圾焚烧发电、垃圾综合处理的运营状态的对比，我们发现，垃圾焚烧发电的资源利用率较低，在10%左右，运营基本靠政府买单，公益形象大于经济效益。而垃圾的综合处理的资源利用率较高，在95%以上，不仅实现了垃圾的资源化，解决了环境污染问题，符合资源可持续利用和清洁生产要求，而且可以创造经济效益，创造就业机会。可见垃圾综合处理是满足“三化”要求，追求综合效益最优化的生活垃圾处理系统。

四、结论与建议

通过分析对比，我们得出结论：废塑料在垃圾综合处理技术路线中的分类回收再生资源化利用是最合理的。为使我国废塑料回收再生资源化利用快速、健康发展，建议应注意以下几个问题：

1、塑料再生行业基础薄弱，相关政策扶持力度不够

近几年,我国重视发展循环经济,在政策研究、资金投入、行业扶持方面做了很多工作,但是整个废弃物回收利用行业基础薄弱的现状并没有得到根本性的改变。多年来,科技投入不足、人员素质偏低、政策扶持不到位等仍制约行业发展,还未形成一个合理完善的回收再利用体系。

2、科技和环保投入不足，二次污染仍然严重

塑料再生行业大部分对先进技术装备投入不足,传统粗放式经营导致的资源浪费和二次污染状况未得到显著改善。据调研,目前我国塑料再生利用企业普遍存在技术水平低、环保措施不到位的情况,存在较大的污染隐患。如果方法不当，塑料回收再生利用过程中也会对环境造成二次污染,这样一方面虽然回收了资源,而另一方面又污染了环境,得不偿失。因此,只有企业以环境友好的方式对再生资源进行回收利用,才能真正促进循环经济的发展。

3、塑料再生行业呼唤一个可行的技术分类标准体系

目前我国废弃塑料年产生量1000万吨左右,再加上进口废塑料近500万吨,社会拥有量约1500 万吨左右。应用好这些废旧塑料会给社会和企业带来巨大收益,但在存放、运输、加工应用以及后序处理如果管理不好,势必给环境带来压力。消费后塑料具有与原塑料差不多的性能,直接回用或者加以改性仍然能够作为原料使用。为了有效地使消费后塑料充分回用,其鉴别和分类是关键,所以塑料制品的原料身份标识显得很重要。建议强制推行塑料回收标志与标识国家标准,加强塑料再生技术管理工作。同时推进塑料再生行业交易分类体系的建立,为行业标准的推出打下基础,推动产业升级。塑料回收再生利用行业呼唤一个科学的、切实可行的再生塑料分类技术标准和回收再生利用技术规范,促进产业升级。

应用生活资源 提升教学效率 篇3

关键词：初中数学；生活化；教学效率

知识来源于生活，素质教育呼唤生活化的教学模式，要求教育工作者在自身的教学实践中尽量运用与学生实际生活息息相关的生活资源，以此夯实学习效果，提升学习效率。

一、创设生活化的数学学习情景

相较于语文、英语等人文性较强的学习科目，数学具备一定的抽象性、逻辑性特征，这就致使学习活动中仍然以直观思维思考方式为主的初中阶段学生在理解部分知识点时存在着极大的困难。因此，初中数学教师在实践过程中可以尽量为学生创设较为生活化的数学学习情景，以此在唤起学生学习亲切感的同时，帮助他们借助已有的生活经验实现对于所学知识点的全面理解。

例如，在学习“三角形稳定性”这部分内容之前，我首先向学生列举了电视接收塔、晾衣架、埃及金字塔、钢架桥等生活中常见物体的图片，接着又向学生提问道：“为什么上述物体都呈现三角形的形状？”并鼓励学生以小组为单位进行分析与讨论。由于所列举的大都是学生频繁接触的物品，因此，他们都具有极强的探索欲望。如此，便巧妙地向学生营造了一个生活化气息浓厚的数学学习情景，有利于他们学习热情的迸发与维持。

二、布置生活化的数学练习题目

素质教育理念要求教师在讲解知識点之外，应当侧重于发展学生对所学知识的实践应用能力。考虑到这一点，初中数学教育工作者可以有意识地为学生布置充满生活探究色彩的数学实践题目。

如，在学习了“数据的收集与表示”相关内容之后，我向学生布置了如下实践作业：

某空调公司共有14名营业员，他们于某7月份的销售情况如下：

请根据上述销售情况帮助该空调公司的营业经理制订方案：规定这14名营业员每月的销售量为多少最合适？

如此，借助这一实践作业，就为学生提供了一个利用所学知识自主解决现实生活问题的机会，既帮助他们夯实了已有的数学知识体系，在实践过程中实现了对于“数据的收集与表示”的深入理解，同时，又是对他们自身自主探索能力、实践运用能力的极大提升。

总之，在素质教育的大背景下，初中数学教育工作者应当结合实际情况尽可能地将生活化教学模式落实到教学实践活动之中，真正做到数学知识取于生活，又最终回归于生活。

资源化应用 篇4

当前, 开展CO2捕集与资源化利用对CO2减排有重要意义[7]。CO2捕集技术为资源化利用技术提供了稳定的碳源, 通过生物、化学转化的方法实现CO2的资源化利用不仅可大幅降低温室气体排放量, 减小温室效应带来的影响, 还能得到具有较高工业附加值的产品, 如各种化工原料、替代燃料 (烃类、醇类等) , 既能满足社会日益增长的能源需求[8—9], 又可从真正意义上实现CO2的减排。

1 CO2资源化利用方法

CO2作为当今世界最丰富的碳一资源, 实施CO2资源化利用战略, 将其转化为具有高附加值的有机化学品的方法很多, 主要包括生物转化、电化学还原、光催化还原以及催化氢化等。

1.1生物转化

通过生物转化法对CO2进行资源化利用, 主要利用绿色植物[10]及光合细菌作为转化媒介, 利用光照将CO2转变为羧酸、碳水化合物等[11]。对于绿色植物的光合作用, 可用下式描述:

相对于高等植物, 一些体积较小、结构简单的低等植物, 光合作用的效率有所提高。目前, 常利用特定微生物固定转化CO2, 主要包括光能及化能自养型微生物, 将CO2还原成[CH2O]及其他复杂的细胞物质的过程中, 需要经历开尔文循环、乙酰辅酶A循环等循环过程, 且消耗大量ATP和[H], 反应机理较复杂。具体过程如图1所示[12]。

高效固定转化CO2的微生物中, 藻类是典型代表。从藻类中提取的产物可以为人类提供燃料、肥料等, 也可广泛应用于工业生产、保健品加工、医药研究等多个领域。目前, 国内外有关利用微藻生物技术固定温室气体的研究越来越多, 应用领域日趋多元化。日本科学家通过筛选得到多种生长在高浓度CO2环境中的海藻, 并计划在太平洋海岸繁殖, 以实现对附近工业区排放的CO2的吸收[13]。我国相关研究人员也在试图寻找一种高效的CO2生物转化技术, 岳丽宏等[14]利用微藻在适宜环境下生物转化CO2生成有机碳, 研究发现CO2利用率还不足1%, 效果极不理想。

虽然海洋微藻生长繁殖迅速、环境适应性强、产量及光合效率高, 但总体来看, 利用微藻固定转化CO2技术的开发还处于起步阶段, 技术理论发展不完善[15,16], 反应体系不成熟, 有待于更多的基础研究及相应技术的开发, 且转化率较低, 微生物的采集与筛选较为困难, 使用及生存条件较为苛刻[17], 某些藻类也会分解出毒素, 可能对生命体造成损害, 从而限制了生物转化CO2技术在工业生产上的应用与推广。

1.2电化学还原

电化学还原CO2主要经由H型电解池完成[18], 反应过程在室温环境下即可进行, CO2附着在阴极材料上, 捕获电子并得到活化, 最终获得还原产物, 还原体系如图2所示[19]。在电化学还原CO2体系中, 常使用半导体或金属物质 (如Hg、Au、Pb、Cu、Sn、Zn) 作阴极材料[20,21], 电解质溶液分为水溶液与非水溶剂两种介质。不同的电解质溶液得到的主产物也不尽相同, 其中水溶性介质中的CO2还原产物依赖于支持的电解质及阴极材料;相比之下, 非水溶剂可以更好的溶解CO2, 在低温条件下即可完成整个还原过程, 此介质中得到的CO2还原产物与金属电极材料密切相关。Ikeda[22]与Frese[23]均使用四烷基锰盐水溶液作电解质, 前者通过在Zn、Sn、In、Mo阴极材料上还原CO2, 产物分析得到CO;后者证明了在Hg、Pb金属电极上吸附CO2最终将其还原成HOOCCOOH及CH4。

另外, 在Cu修饰电极上电还原CO2的研究也有重大突破与进展。Gattrell等[24]使用铜箔电极作阴极材料, 使用KHCO3与Cu SO4 (约为0.5 mol/L) 的混合溶液作电解质, 在低温环境下还原CO2。研究表明, 低温条件下仍具有高电流效率, 并获得烃基产物, 且在0℃左右, 碳氢化合物产率达到98% (73%CH4+25%C2H4) , 但消耗了大量的电能, 其电流高达900 m A/cm2。

CO2的整个电还原过程在阴极材料上进行, 因此, 可以通过对阴极材料及电解质体系进行改性及研究以降低电能消耗, 这也是近年来关于电化学还原CO2研究的一大热点。目前, 主要通过不断改善金属电极或使用新电极材料来提高电极活性及稳定性, 如修饰阴极表面, 沉积特定催化剂等[25,26], 这些方法均可以提高还原CO2的电流效率。Kaneco等[27]将Cu颗粒吸附到Pb、Zn电极上, 在甲醇试剂中催化还原CO2, 研究发现, 甲醇作为一种有机溶剂可以更好的吸收CO2。不添加Cu颗粒的条件下, 仅有甲酸、CO生成, Cu粉末的加入则伴随着CH4和C2H4的产生, 整个还原过程主要在3个反应位点上进行 (如图3所示) : (a) 阴极表面位点; (b) 包围阴极表面的边角部位; (c) Cu粒子的表面。其中, 大多数甲酸与CO在a位点产生, 受金属Cu的影响, (b) 和 (c) 吸附点上有烃类物质形成, 主要历程如图4所示。随着Cu颗粒量的增加, 甲酸、CO的法拉第效率有所降低, 而CH4和C2H4的产率逐渐增加, 最高达到6%和12%。

此外, 鉴于水溶性介质较低的还原效率及非水性溶剂 (主要为有机溶剂) 的毒性, 研究者们逐渐把目光转移到离子液体上[28—30]。离子液体电导率高, 且性质稳定、不易挥发、电化学窗口宽, 可循环利用, 在CO2固定转化领域中表现出优良且独特的性质, 备受广大学者的青睐[31,32];但离子液体也存在一定的缺点, 如价格较高, 黏度较大, 会明显减慢CO2的传质进程, 这些弊端也限制了其在工业上的应用[33,34], 且电化学还原技术在大规模的生产中耗电量很大, 经济性比较差。随着实验条件的逐步完善, 电化学法还原CO2中存在的一些问题也必将得到解决。

1.3光催化还原

光催化还原CO2是一个将光能转化为化学能的还原过程, 光催化剂受到适当波长的光的照射和激发产生电子空穴对, 并将CO2活化为更活泼的状态 (如自由基或激发电子) 来完成CO2的转化。

光催化剂的选择对于CO2光还原效率的提高影响深远。在选择光催化剂时, 需考虑到其成本、催化活性、二次污染、光能利用率等。目前, 研究较多的催化体系主要以硫化物、金属氧化物为主的半导体材料[35,36], 常用的有Ti O2、Zn O、Cd S、Sn O2、Ba Ti O3、Zr O2等。其中Ti O2半导体材料具有能级间隔适中、无毒、廉价、高活性、高稳定性、无二次污染等优点, 目前已成为应用最广泛的光催化材料[37,38]。使用Ti O2作催化剂时, 接受的能量hv必须高于其禁带宽度 (催化剂带隙) Eg, 整个还原过程产生的电子e-和空穴h+分别作为还原剂和氧化剂, 通过迁移与CO2、H2O生成多种高活性自由基, 如·OH、·CO2-、H·等 (见图5) , 自由基之间相互作用生成所需要的烃、醇等。

图5半导体材料光催化还原CO2主要历程[39]Fig.5 Main processes of photocatalytic reduction for carbon dioxide occurring on a semiconductor particle (a) 为产生电子-空穴对; (b) 为空穴作氧化剂; (c) 为电子做还原剂; (d) 、 (e) 为电子-空穴对的复合

光电子与空穴的产生也伴随着两者的再复合, 从而导致光量子效率低, 减弱了Ti O2的催化性能。其中, 异丙醇作为一种良好的空穴俘获剂, 可有效抑制复合行为。Dey[40]等使用含量为0.1%的Ti O2悬浮液作光催化剂对饱和CO2体系和未饱和CO2体系进行了研究, 实验结果表明, 充入N2的CO2体系具有更高的CH4产率, 且在异丙醇 (0.5 mol/L) 存在的情况下, 甲烷产率会提升三倍左右, 但总含量仍不理想, 仅达到2μmol。

光催化还原CO2资源化技术可直接利用廉价太阳能作为光源, 在一定程度上实现了节能降耗, 具有可持续发展的优势。作为研究热点的Ti O2材料, 禁带较宽, 光能利用率低 (仅能利用太阳光中4%的紫外光线) , CO2转化率也不理想[41], 许多学者逐渐将目光转移到Ti O2材料的改性上, 通过负载金属[42,43]、表面修饰[44,45]、半导体复合[46]等方式扩大Ti O2的光响应范围, 但几种改性行为不能从根本上解决转化效率低等问题, 比如敏化剂自身会发生光降解, 导致性能下降, 并且整个还原CO2过程较难控制, 光量子效率低, 得到的产物也比较分散[47,48]。为使该技术真正在实际中得到应用, 还需对整个催化体系进行改进, 将研究工作集中在光催化剂催化性能、选择性提高、气体吸附与高效转化等方面, 使得光还原CO2技术的工业化利用成为可能, 从真正意义上实现能源的可持续发展。

1.4催化氢化

催化氢化CO2, 即利用特定催化剂, 使CO2与H2或其他供氢体在相应条件下进行吸附、活化进而发生还原的过程[49]。催化剂不同, 还原程度不同, 得到的产物将不同 (如甲烷等低碳烃[50], 甲醇、甲酸、醛类等烃类衍生物[51—53]) , 反应机理也会有所区别。近年来, 国内外学者已对催化氢化催化剂体系做了大量研究工作, 并获得了丰硕研究成果。

1.4.1催化加氢合成甲烷

对于CO2加氢甲烷化技术, 常采用负载型的过渡金属元素作催化剂, 目前使用的催化剂多以Si O2、Zr O2、Ti O2、Al2O3等氧化物做载体[54,55], 以过渡金属Ru、Ni、Fe等做活性中心[56,57]。其中, Ru和Ni的催化活性相对较好, 选择性高, 但Ru价格昂贵, 限制了其应用范围, 工业上应用很少。因此, 目前负载Ni基催化剂不拘泥价格的限制, 以优良的活性在催化甲酸化领域中得到广泛应用[59]。Schild等[60]尝试使用Ni/Zr O2催化CO2加氢合成CH4, 并提出了转化机理, 来自H2中的H可与CO2生成具有活性的甲酸, 并伴有CO中间体的产生, 最后进一步加氢形成甲烷 (见图6, s, m, i分别代表吸附在载体上、金属上及未知吸附点上的物种) 。

活性中心Ni带来的良好前景对CO2催化加氢甲烷化技术的实施有着举足轻重的作用, 活性金属一旦确定, 不同的载体[60,61]使得催化剂活性略有不同。江琦等[63]通过浸渍法制备了不同的氧化物载体 (Ti O2、Zr O2、Si O2、Al2O3) 负载的Ni基催化剂, 并研究了其在CO2加氢甲烷化中的性能, 实验表明Ti O2及Zr O2作载体时, 对应的催化剂活性尤为明显。这是由于Ti、Zr与活性中心Ni同为过渡金属, 相互间作用十分强烈, 进一步影响到催化剂的活性, 实验表明, 这种影响是积极的。Ando与其它研究学者[64]将Ni、金属X (X=Ni, Cr, Al, Cu) 与镧系金属La结合得到金属间化合物La Ni4X, 用于CO2催化加氢制甲烷的研究。其中La Ni5在反应初始阶段活性非常低, 而在523 K的环境下反应几小时后活性显著增高, X线衍射 (XRD) 检测到化合物在反应过程中被分解为金属Ni, X线光电子能谱检测 (XPS) 分析表明金属Ni最终形成化合价接近1的新物种, 且活性高于Ni, 从而证实了金属间化合物作为有效催化剂的前体, 会不断分解出活性物种。

1.4.2催化加氢合成甲醇

近年来, CO2氢化制甲醇的催化剂主要有两大类[65], 其活性组分分别为贵金属与铜。目前对于相关催化剂的研究, 主要集中在Cu-Zn系催化剂的改性上, 如催化剂的细化, 辅助元素的添加等[66]。典型的催化剂有Cu/Zn O、Cu/Zn O/Al2O3、Cu/Si O2、Cu/Zn O/Zr O2等。徐征等[67]使用Cu O/Zn O/Zr O2作催化体系, 探究CO2加氢反应机理。研究表明, CO2加氢合成甲醇的过程, 主要经由甲酸盐、甲酰基, 最后被还原成甲醇 (如图7, a, g, s分别代表吸附态, 气态, 表面态) 。整个反应过程是在低于500 K的环境中进行的, 很大程度上抑制了CO转化成甲醇, 因此形成的CO中间体并不直接参与甲醇的形成, 且CO可通过水汽反应生成CO2, 最后氢化形成甲醇, 提高了合成效率。反应温度的提高更有利于CO的形成, 降低了甲醇的选择性, Karelovic等[68]认为高温条件下, CO的表面活化能高出甲醇3倍, 提高的CO的选择性, 不利于甲醇合成, 因此, 温控对于CO2加氢合成甲醇尤为重要。

另外, 整个氢化反应中, Cu颗粒粒度对甲醇的合成影响较大, Karelovic[68]和Zhang Y L等[69]认为, 细粒度的Cu可对CO2氢化合成甲醇产生较大影响。经实验验证, 细粒度Cu、大比表面积的催化体系很大程度影响甲醇的选择性, 且相比于普遍使用的共沉淀法, 利用柠檬酸法制备Cu/Zn O催化体系, 其催化活性明显提高, 对CO2氢化合成甲醇有明显促进作用。

1.4.3催化加氢合成甲酸

甲酸作为CO2氢化制甲醇及更高碳氢化合物的中间体, 也是电化学质子还原CO2的最终产物之一。目前, CO2加氢甲酸化主要以Ru、Rh等贵金属负载做催化剂[70—72], 也是当前CO2氢化合成甲酸 (甲酸盐) 领域的一项热点技术。典型的催化剂有[73—76]:Ru H2 (PPh3) 4、Ru Cl2 (PPh3) 3、Ru (CO) 12、 (Ph3P) 4HPt Cl等。Thai T T等[77]联合利用中性催化剂 (η6-arene) Ru (η2—N, O—L) Cl和阳离子复合物[ (η6-arene) Ru (η2—N, O—L) (OH2) ]+在碱性条件下催化氢化CO2合成甲酸, 反应历程如图8所示。相关机理表明, CO2吸附并插入氢化配合物[ (η6-arene) Ru (η2-N, O-L) H中的Ru-H键, 得到活性中间体甲酰基复合物与OH-反应, 最终制得目标产物甲酸根。

2004年, Zhang Y P等[78]对负载Ru催化CO2加氢制甲酸进行了大量研究, 在整个合成反应中, 利用3种制备方法得到3种催化剂 (表2) , 并通过气相色谱-质谱联用仪 (GC-MS) 检测到最终产物主要为甲酸。实验表明, 方法2制得的催化体系活性最高, 且甲酸含量明显高于另两种方法。结合催化剂结构 (图9所示) 并依据相关机理分析, 方法2中的催化剂含有较多的Ru-H键, 提供了更多的插入位点, 也说明了催化剂的Ru—H键对CO2氢化至关重要。

2006年, Zhang Y P等[79]再次制备了一种新颖高活性负载Ru催化剂, 类比于方法2中催化剂, 膦配体由PPh3改成dppe (1, 2双 (二苯膦) 乙烷) , 而转化率及甲酸产量均增加了2倍, 根本原因在于dppe总键角稍小于PPh3, 则此配体空间位阻小, 更有利于与金属原子Ru的配合, 导致含有dppe配体的催化剂活性更高, 转化率高达1 190 h-1。整个历程在较温和条件下进行[80℃, P (H2) =4 MPa], 且催化剂易分离, 并可循环利用。

1.4.4其它技术

催化氢化CO2还可以得到其它的低碳烃 (包括低碳烯烃) 类, 使用这种方法合成低碳烯烃, 比利用甲醇制烯烃的方法更为经济。目前, 以Fe为主要活性成分并添加Cu、Mn、Co等辅助元素的催化体系被广泛用于CO2加氢合成低碳烃技术中[80]。Ni X M等[81]利用Fe-Zn-Zr/HY催化体系合成丁烷, 并通过一系列的聚合得到戊烷, 反应历程由图10简化表示。

在特定的催化剂作用下, 催化氢化CO2还可以得到一些醛类物质。日本研究人员使用丁醇与水的混合液作溶剂, 并采用双环戊二烯镍作催化剂, 结果发现CO2加氢生成甲醛的选择性高达100%[82]。

催化氢化还原CO2技术, CO2转化率较高, 使得此技术得到的关注度较高, 应用前景广阔。然而, 催化氢化CO2技术的研究还面临着许多问题和挑战。目前, 大多数催化氢化CO2的反应条件较苛刻, 一般需要在高温高压下进行, 且催化剂也很昂贵, 所以要加强对高效催化剂的研究, 以期开发出成本低且在温和条件下仍表现出高选择性、高活性的催化剂。除此之外, 催化氢化CO2过程中需要供给大量的氢单质, 制氢成本较高。目前为止, 仍没有一种能摆脱以化石能源为原料的成本低、来源合理、大规模的制氢技术, 这也在一定程度上限制了催化氢化CO2技术在工业上的进一步应用。因此, H2的廉价制备方法也是一个重要的研究方向。另外, 寻找一种合适的供氢体代替H2, 实现CO2的高效转化, 不仅降低了催化还原CO2的成本, 也减小了高温高压下气体反应的危险系数。

2 CO2资源化利用技术在燃煤电厂的应用前景

CO2资源化利用技术各有利弊, 若实现在燃煤电厂的广泛应用, 还需综合考虑各方面因素。从上述多种技术特点分析, 其中, 生物转化技术与光催化还原CO2技术能耗低, 但存在转化效率不理想, 烟气处理量小且前者存在着投资运行成本高, 技术理论不成熟等不利因素, 若使两种技术得到广泛应用, 还需进一步深入研究。电化学技术的转化效率较高, 但能耗也很高, 因此, 从经济角度考虑, 应研发高效率、低能耗、经济性高的CO2电化学转化技术。相比之下, 催化氢化技术烟气处理量大, 便于其在燃煤电厂烟气CO2转化领域的大规模应用, 但该技术能耗较高, 反应条件也较为苛刻, 因此, 开发较温和条件下且具有高转化效率的CO2催化氢化技术是未来CO2转化领域重要的研究方向。在实际CO2转化技术选择方面, 应权衡比较各种资源化技术的利弊, 考虑地域、能耗、经济性、目标产品的潜在价值等因素, 并进行综合评估, 针对特定电厂, 得出适宜的CO2转化利用方法。

3展望

CO2作为化石燃料燃烧的副产物, 通过化学、生物转化的方法实现CO2的资源化利用, 不仅可以解决温室效应等环境问题, 还可以转化为多种增值化学品, 带来可观的经济效益。其中甲醇是一种清洁能源, 可以实现清洁排放, 且价格低于石油类燃料。众所周知, 中国是一个多煤少油的国家, 因此, 对于我国能源替代及可持续发展工作而言, 大力发展甲醇的绿色生产, 减少对化石燃料的依赖已势在必行。由此看来, 发展CO2资源化转化制甲醇等技术将为我国乃至世界能源开发技术领域提供新的思路。

虽然目前CO2资源化利用技术还不成熟, CO2利用总量对全球温室气体减排影响不大, 但已取得了不少研究成果。因此, 现阶段在CO2资源化技术领域机遇与挑战并存。这一领域的发展不仅需要环境科学等各方面学者的大量开发与研究工作, 还需各科研机构和企业的配合与协作, 更离不开各级政府的支持与引导, 从而为实现CO2资源化利用技术的创新、产业化、市场化、规模化提供理论与实践基础, 并从根本上解决全球CO2的过量排放问题, 这对气候与环境问题的改善以及全球的可持续发展有着重大的环保、社会及经济意义。

摘要：全球二氧化碳过量排放导致的温室效应日益严重, 二氧化碳控制与减排已成为世界各国亟待解决的重要任务之一。作为一种很具前景的减排方式, 资源化利用技术不但可将二氧化碳转化成具有高附加值的化学品, 而且能带来可观的经济效益。二氧化碳资源化利用技术主要包括生物转化、电化学还原、光催化还原以及催化氢化等。基于现阶段各种技术的研究进展, 本文分析了各种二氧化碳资源化利用技术存在的问题, 并指出了未来的研究方向及发展前景, 为确保二氧化碳资源化利用技术的有效实施提供了一定的科学理论基础。

资源应用计划表 篇5

（注：只有需要用到信息化资源的知识点才需要填写此表）

知识点 1感知莲花 2朗读全文 资源名称

情感体验莲花

《爱莲说》朗读录音

素材类型

图像

水平

感知与体验

来源

下载

使用时间

2分钟

应用方式和作用

情景导入，激发动机

录音 识记 下载 3分钟 配乐朗读，陶冶性情

3文言词语积累 重点语句注释

图像 文本 识记 开发 3分钟 教师讲解，学生巩固

4体会莲的品质 莲的君子品格

动画 文本 理解 分析

开发 5分钟 教师讲解，学生巩固

资源内容描述说明（请详细说明此知识点信息化资源的主要内容，此表需要与教学设计紧密挂钩，同时在收集、下载、处理和开发素材的过程中不断修改与完善）：（样式：资源名称，主要内容）

1、情感体验莲花，6幅莲花图，保存在素材文件下，文件名为“情感体验莲花.bmp”

2、《爱莲说》朗读录音，音频格式，长度1分50秒。保存在素材文件下，文件名为“《爱莲说》朗读录音.wav”

3、重点语句注释,文本，保存在素材文件下，文件名为“重点语句注释.doc”

4、莲的君子品格，动画，主要内容是课文理解。保存在素材文件下，文件名为“莲的君子品格.doc”

说明：

（1）水平：知识和技能的掌握水平，分为识记，理解，应用，分析，综合，评价（2）名称：为此知识点的信息化资源起一个名字

（3）类型：指图形/图像、视频、音频、文本、动画（包括Flash），或者上述几类的组合，比如：“图+文+声”，注，可以自定义其他类型（一般以超级链接的形式来集成中演示型课件中），如认知工具类

（4）来源：开发、现有、现有需修改、下载（5）使用时间：资源在课堂教学中使用的时间

“现代远程教育资源”的应用 篇6

【关键词】远教资源 ； 实用性 ； 实效性 ； 科学性 ； 教育性 ； 易用性 ； 多样性 ； 学习 ； 交流 ； 研究 ； 应用

【中图分类号】G434 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）35-0059-01

对新事物的探索是孩子们的天性，而且他们从小就有一种探求世界的渴望，而“农远工程”在农村中小学的实施，正如一丝和煦的风，吹进了孩子们那“蠢蠢欲动”的心。……灵动鲜活的动画激发了同学们学习的兴趣，真实生动的视频材料为他们营造了实实在在的生活情境，聪明好动的卡通人物成了他们每堂课期待再次见面的同行伙伴……每一节课都成为了他们放飞希望的殿堂！

远程教育走进我们乐陵农村中小学至今已经八个年头了，远程教育资源已经成为了老师们的良师益友，大家都非常积极的投入到设备的使用和各种资源的学习中，纷纷选择适合自己的应用模式进行教学。作为一名农村小学的教师，因为在小学阶段的特殊性和教学中资源应用的必要性，再结合近几年的教学经验和学校实际，简单的来谈一下我在教学中是怎样利用“现代远程教育资源”的：

现代远程教育工程的目标不是接收下来，而是要逐步应用于课堂教学中，提高教育教学质量才是最终目标。在资源接收、使用过程中，所有教师要不断反思、总结，找出应用中的问题及解决办法，总结经验，不断提高自己的能力。做一个合格的远程教育技术服务员。

（一）备课

上好一节课不是偶然的，它在很大程度上取决于教师的备课。在备课上花一分精力，在教学里应有一分的效果。教学是十分复杂的艺术。只有备好课，才能安排好教学环节，在有限的时间里，自始至终抓住学生的注意力，引导学生有效地进行学习，真正发挥教师的组织和指导作用，保质保量地完成教学任务。

备课是展示教师个性化创造的过程，是形成正确的教师教学行为和学生学习方式的基础。正确的备课指导思想，应该以“为了每一个学生的充分发展”为价值取向，把备课的焦点放在学生学习“知识与技能”、“过程与方法”、以及“情感、态度与价值观”上；注重面向全体学生，教学生学会学习、学会做人。为此，要求教师要跳出“教教材”的圈子，引导学生领悟教材的精髓，把教材用活，让学生学活。从而帮助学生达到“会学、乐学”的境界。当新一轮课程改革目标定位在“知识与技能”、“过程与方法”、以及“情感、态度与价值观”上时，作为一线教师应该努力实践冲破传统的清规戒律，以崭新的教学设计代替传统的教案。

利用IP资源备课的基本程序：

1.理解新课程要求：教师应仔细钻研教材，明确每一单元总体的能力目标、知识目标等有关目标，尽可能全面准确理解；分析教材，把握每一课的教学目标与要求，找出教学的重点和难点，正确理解新课程的要求；掌握教材，做到灵活运用。

2.分析学生知识背景：了解学生已有的知识，以确定了解学生的兴趣、需要、思想状况，智力发展水平及学习方法，学习习惯等。

3.选择媒体资源：教师要选择合适的媒体资源，无论是音频、视频、动画、课件还是智力游戏，都是辅助教师教学的手段，哪些内容要以播放为主，哪些资源应该让学生同步参与，教师都要在备课时进行精心设计。

4.确定教学活动：设计教学活动、实施步骤和希望达到的效果。教学活动包括教学活动的内容和教学活动的方式。

5.选择教具和学具：恰当地运用好教具、学具，可以吸引学生的注意力、激发学生的学习兴趣，提高教学效率。

6.选择评价方式：可以选择课堂教学中、教学结束后和阶段性评价，检测教学效果和质量。

（二）上课

上课的过程不是教师原封不动地招待自己已经设计好的各种活动的过程，而是一个根据自己预先的设计和学生们的课堂表现，及时调整自己的设计以使其更利于学生有效地学习的过程。在这个过程中教师要特别注意以下三点。

1.在教与学的互动中观察学生。

教师在上课时应运用合适的教学方法、合理安排教学过程，在教与学的互动中观察学生。用IP资源教学时，教师应根据备课时选择的媒体设计教学程序，创设情景、帮助学生理解教学中的重点、难点，组织学生积极开展相应的学习活动。如，一位教师为利用IP资源的“学习指导”中“做数学”活动，组织学生开展“学一学”、“考一考”、“看一看”、“动一动”、“读一读”等活动。这些活动都是通过学生与计算机互动的方式，帮助学生建立相应的数学概念，形成数学思维习惯的。另一位老师为加强英语单词的发音和语文的朗读教学，在“课程资源”中选择了动画、视频、音频、课件。反复观看、进行模仿、人机互动，进行滚动练习听音，语言的操练，学习效果的检测等。一位语文老师为促进词的记忆和阅读理解，以边读边想、勾画重要的词句、读出情感等要求，让学生体会文章的描绘和情感。在指导学习中，尊重学生的体验，促使他们自主学习。他让学生选取喜欢的段落学习，采用自读、自悟的形式进行教学。同时针对学生的特点，选择适当的图片、动画、视频，以多媒体开阔学生的视野，激发他们的思维。

2.教师在教学中就应指导学生学习和把握教学进度。指导包括两个方面：一是对学生学习方法进行指导。二是对学生在学习过程中遇到的问题进行具体指导。调控是指对教学时间的调控、对教学速度的调控、对媒体观看方式的调控等。调控是教师对教学过程实施个性化影响的主要表现形式，选择的媒体不同，指导的方法和调控的表现形式就不同。

3.按照备课时考虑的评价方式，结合上课时学生的表现，及时调整评价方式，选择恰当的评价方式，可以激发学生的学习情趣，达到最好的学习效果。

这三方面的工作在教与学的动态变化中进行，它们之间相互补充和影响，只有把三者结合好，调整好，才能得到好的教学效果，才能实现学生的有效学习。

我坚信只要有心、用心、有信心，每位教师都能够掌握利用农村远程教育设备和资源提高教学质量的好方法。

参考文献

[1]农村中小学现代远程教育工程《教师应用指导手册》

资源化应用 篇7

在我国, 制革厂多数是以蓝皮作为原料开始加工生产, 在生产过程中难免会产生如片皮皮渣、磨革革屑或皮粉、修边下脚料等固体废弃物。据报道, 我国制革废弃固体废弃物排放量达100万吨, 其中含铬固体废弃物占70%以上[1]。如果这些固体废弃物不加以处理和再利用而直接排放到环境中, 不仅给环境造成严重污染, 实质上也是一种资源的浪费。随着经济的不断发展和政府部门对环保要求的不断提高, 针对铬革废弃物寻找更合理的回收利用方法和技术, 开发高附加值的实用产品吸引了越来越多的研究者。这也符合解决我国制革废弃物污染问题的迫切要求。

回收利用铬鞣革的方法可以分为脱铬和不脱铬两大类。表1总结归纳了脱铬方法, 脱铬工艺难度大, 成本高[1]。不脱铬的革屑, 经水解再化学改性后用于皮革加工, “取之于皮, 用之于皮”, 方法简单, 经济合理, 用于皮革复鞣、填充、涂饰等相容性好。同时, 铬革屑还可用在造纸行业[2]和新材料研发中。

2 铬鞣革屑的铬回收和胶原的提取

对铬革屑的处理, 一方面为了减少铬污染, 将铬回收用作鞣剂或助鞣剂, 另一方面是提取胶原用作填充或涂饰。方晓林等[3]针对碱法水解铬鞣废革屑的胶原灰分含量较高的问题, 利用较廉价的氧化钙水解废铬革屑, 再进一步处理得到了灰分含量符合国家标准的胶原蛋白。并从水解残余物铬饼中制得了商品氧化铬和硫酸铬。

王杰兴等[4]总结了铬革屑的各组分含量的测定方法和原理。表2[5]分析了铬屑的各组分含量。以绝干铬革屑计算, 铬鞣革屑中含有90%左右的蛋白胶原[6], 若将提取的水解胶原—明胶作为原料, 通过改性加以利用, 不仅提高利用价值, 具有经济效益和环境效益, 而且若将之利用在制革中, 蛋白类材料与皮革有很好的相容性, 效果明显。提取胶原的方法主要有酸法、碱法、酶法、酸碱交替法、物理-化学法等[6]。

苏德强[7]等采用了氢氧化钠水解法。通过实验确定了氢氧化钠水解铬革屑的最佳条件。实验条件下胶原提取率最高可达88.98%, 并通过正交实验表明碱用量和水解温度是影响提胶率的最显著因素, 分离体系的黏度则是高效率分离铬和水解胶原的重要参数。

陈武勇等[8]采用了氧化镁和碱性蛋白酶两步处理废铬革屑。通过研究p H、温度、反应时间等因素的影响, 从而找到最合适的水解工艺条件。研究结果表明:Cr2O3在明胶和水解蛋白质中含量在 (1~10) ×10-6之间;明胶黏度可达16.28 cp, 颜色为淡黄色, 符合国家明胶QB581-1981标准中的一级标准。

吕凌云等[9]采用了物理-化学的方法提取胶原并改性制备胶原纤维/聚氨酸复合膜。制备的工艺路线:铬革屑的初步粉碎→10%明胶改性→再次粉碎镜检→复合成膜→物性检测。初步粉碎后加入明胶改性预处理, 可以松散皮革废弃物中的纤维结构, 降低皮革纤维之间的连接, 使铬革屑易于粉碎, 提高粉碎效率和降低粉体的粒度。结果表明明胶加入量为胶原纤维质量的4%左右, 复合膜卫生性能和力学性能都较好;胶原纤维加入量为聚氨酸的8%左右, 成膜效果较好, 且保证了膜的卫生性能和力学性能。

3 铬鞣革屑在制革中的应用

3.1 鞣剂和复鞣剂

王鸿儒等[10]将提取的胶原水解产物用乙醛酸改性制得强阴离子弱阳离子型可生物降解的铬鞣助剂。将制备的助鞣剂用于铬鞣和铬复鞣, 能明显促进铬的吸收, 使废液Cr2O3含量分别降至0.130 g/L和0.880 g/L, 减少污染。同时使革的收缩温度和丰满度明显增加。使用后的革粒面平整, 粒纹清晰, 颜色接近常规铬鞣革。

马建中等[11]用乙烯基类单体改性甲酸水解的铬鞣革屑水解产物, 制备皮革用复鞣填充剂, 并对改性产品以茚三酮进行分析, 对铬鞣革屑水解产物及其改性产品进行IR分析和氨基酸分析。结果表明:乙烯基类聚合物分子链以共价键在胶原蛋白水解产物的分子链上发生了接枝;制备的含铬的蛋白复鞣填充剂, 复鞣坯革后, 成革有较好的伸长率和崩裂高度。

此外, 用碱水解处理铬革屑后得到的铬饼, 在蛋白含量不高的情况下, 可用硫酸溶解, 调整p H后直接用于铬鞣[12]。

3.2 加脂剂

用铬鞣革屑制备加脂剂, 以多肽为亲水基, 与亲油性材料反应, 合成两亲型分子, 早期最典型的产品是雷米邦。张铭让等[13]将水解多肽接到天然油脂分子上, 油脂的加脂性与多肽的亲水性结合起来, 制备自乳化型蛋白加脂剂;产品结合性好, 有一定耐干洗能力;通过调整多肽链的长度, 控制反应深度, 可调整材料的加脂、复鞣性能;该类材料还具有优良的助染功效。

3.3 涂饰剂

明胶及其改性产品可以作为皮革涂饰剂中的成膜物质, 赋予皮革高度的美感并改善皮革的性能。穆畅道等[14]从铬革废弃物中提取明胶, 并借助接枝共聚、种子聚合和胶乳互穿聚合物网络等乳液聚合技术, 采用适宜的双官能团单体与明胶中的活性基团反应, 在合适的丙烯酸类单体和改性石蜡的作用下, 使水解胶原通过物理改性和化学改性, 制备出新型蛋白类皮革涂饰剂。应用结果表明:该系列涂饰剂产品性能优良, 能满足高档皮革的涂饰要求。范浩军等[15]用半互穿网络新技术和接枝改性技术对明胶进行改性, 获得了抗冻融性优良、既能代替酪素、又能代替部分丙烯酸树脂的皮革涂饰剂。

Manzo G[16]用铬革屑水解多肽分别与甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈共聚, 以二聚乙二醇和三乙胺为增塑剂, 添加适量氨水、异丙醇, 共聚物用作涂饰材料, 涂层光亮、透明、均匀, 手感优于酪素产品。

3.4 脱脂剂

曲家乐[17]研究了废弃铬革屑制备革用脱脂剂。通过对比氧化钠、氧化镁、氧化钙法提取铬革屑胶原, 表明氧化钙水解方法最佳。进而利用胶原蛋白水解液酰化改性制备表面活性剂, 其乳化性能较可观;发泡能力较好, 泡沫性质较稳定。用在猪皮脱脂试验中获得了良好的脱脂效果。

4 铬鞣革屑制备新材料

4.1 吸附材料

废弃革屑通过控制水解程度, 将部分转化成新型的生物质材料———皮胶原纤维。皮胶原纤维为白色短纤维状固体, 亲水而不溶于水, 在水中溶胀后呈分散状态。这一特点使得含铬废革屑对染料及金属离子具有较强的吸附能力。因此铬革屑制备吸附材料具有可行性。

Kantarli等[18]通过物理和化学激活的方法, 以铬鞣革屑和植鞣革屑为原料制备活性碳材料, 研究了活性碳材料的表面积、表面性能和材料的空隙率。分析发现以植鞣革屑为原料的活性碳材料的表面积更大、微孔体积更大。此外, 研究了以植鞣革屑为原料的活性碳材料用在污水处理时的吸附情况。陆爱霞[19]将金属离子Fe3+、Zr4+和Al3+固定在胶原纤维上制备了新型吸附材料, 并研究了这类吸附材料的物化性质。实验结果表明, 胶原纤维对多种蛋白质和酶具有一定的吸附作用, 但其吸附容量远低于胶原纤维固化金属离子的吸附容量。胶原纤维固化金属离子材料对蛋白质和酶的最佳吸附p H值, 随着蛋白质和酶以及金属离子的种类不同而不同。

廖学品等[20]综合了蛋白质化学、制革化学、单宁化学等学科知识, 研制了两类具有重要前景的新型吸附材料[19]:用于从中草药制剂中高选择性脱除单宁的胶原纤维吸附材料和用于水体中金属离子吸附分离的胶原纤细固化单宁吸附材料。姜迁[21]研究了制革废弃物提取的胶原纤维的水刺工艺对其形成非织造材料, 用于皮鞋基布和过滤吸附材料的应用性能的影响。

4.2 合成革材料

铬革屑经适当化学处理后, 可以以纤维状回收利用, 生产还原基布或者无纺布。张立文[22]通过液体解纤、脱脂、灭菌、烘干、混配、开松、梳理、铺网、刺固等工序, 制备了一等种具有与真皮相同的耐磨性能好、抗拉强度高、吸湿、透气等优良性能的还原革基, 此基布经加工后可以制备成人造革、合成革和再生革, 并已申请了相关方面的专利。

此外, 铬革屑经适当膨胀软化处理后, 经打浆或机械粉碎后可得到铬革纤维, 再添加适当比例的粘合剂可制备性能优良的再生革[23]。李瑜[24]通过将废皮屑粉碎、超纤处理、打浆、分散、混合、加胶料和助剂的方法, 制备出了性能优异的真皮纤维革成品。

4.3 纺织材料

铬鞣革屑主要成分是蛋白, 将其回收利用作蛋白纤维, 具有舒适性好、染色性能好、抗皱性好等优点。丁志文[25]等介绍了利用皮革废弃开发纺织绿色纤维。将提取的胶原蛋白改性后制备具有合适分子量、黏度和稳定性的纺丝液, 再经湿法纺丝和后处理得到具有优异性能的蛋白纤维。但目前国家已经明文规定禁止将铬革屑回收用于食品和服饰穿用方面。

5 铬鞣革屑在其他方面应用

5.1 在造纸中的应用

皮革固体废弃物的胶原纤维通过适当处理可以分散成浆, 从而作为造纸的原料添加到植物纤维中, 改善纸页的性能。彭立新等[2]用Mg O和胰酶结合的方法提取胶原蛋白, 添加4%的胶原蛋白与植物纤维混合, 改善了纸张的物理强度。

付丽红[26]对含铬胶原纤维与植物纤维混合抄片进行过研究。在此基础上, 利用碱法从皮革固体废弃物中提取的胶原蛋白与纸纤维的结合进行研究。结果发现, 纸纤维和胶原蛋白之间形成了化学键, 这些键的形成使纸纤维间的结合力增大, 键能升高, 从而使纸张的物理强度得以提高, 并使纸张的吸水性和透气性降低。刘鎏等[27]研究了胶原纤维的化学结构和形态及对其造纸性能的影响, 结果表明:从铬革屑中提取的胶原纤维具有其他合成高分子无法比拟的生物可降解性和其他特性, 将其运用到造纸上能改善纸页的性质, 并对抄造耐破度高的纸张及某些特殊用途的纸张具有优越性。

5.2 海洋凝油剂和油田堵水凝胶的应用

王学川等[28]采用碱法从铬鞣废革屑中提取胶原蛋白, 然后对其进行羧甲基化、酰氯化改性和金属离子沉淀得到胶原蛋白凝油剂。并探讨了胶原的提取条件和羧甲基化程度、酰氯化程度、沉淀金属离子种类对凝油剂性能的影响。此外, 还对制备的凝油剂的红外表征, 并用于模拟凝油试验, 效果良好。

郭丽梅等[29]研究了铬鞣革屑用在油田堵水调剖中, 制成堵水凝胶。油田堵水调剖的聚丙烯酰胺凝胶一般采用铬离子为交联剂, 而铬鞣革屑中含有一定量的铬离子, 二者结合可以利用革纤维的韧性及含有铬离子的特性, 起到增强剂和补铬剂的作用。结果表明, 以聚丙烯酰胺质量浓度为0.5%, 铬革屑添加量为质量浓度1.5%时, 凝胶强度最好。

Francisco G.E等[30]利用脱铬后的铬革屑含氮量高, 将之用于农业中的氮源, 并添加含P和K的矿物质, 制备出NPK的复合物。在温室条件下, 将复合物作为稻米植株的肥料, 供植株生长结果。与以尿素和商业的NPK复合物为肥料收获的谷粒相比, 实验获得的谷粒中的N含量甚至更高。

6 结语

虽然铬革屑再利用的研究具有较好的效果, 并在实践中得到了一定程度的应用, 但总体而言, 铬革屑的有效利用依然没有得到很好的解决。随着经济的发展和国家对环境要求的提高, 使制革业固体废弃物铬革屑的资源化利用越来越受重视, 已成为行业的研究重点和热点之一。因此, 坚持制革业的持续前进, 不仅需要研究者们的努力, 也需要行业内各界人士的意识提高并积极采取实际行动, 做好管理, 做好生产。

摘要：主要阐述铬鞣革屑资源化再利用的方法和技术, 并分别从涂饰、鞣制和复鞣、加脂、造纸助剂等方面对其应用进行介绍。

校本资源巧应用 篇8

一、及时接收管理资源, 形成校本资源

目前, 农村小学大部分利用网络下载农远教育网站上的各类资源。学校要定期地查看和接收资源, 如果有的资源遗漏了, 可到其他同类学校查找并拷贝, 及时把遗漏的内容补上。网络管理员对于远教资源要严格保存、分类管理, 做好记录, 并将这些资源通过局域网或其他形式及时地向学科教师推荐, 以便应用到教学活动中去。

如何维护好自己的资源库, 一些学校还存在很大的问题。只有资源库完善、资源丰富, 才能满足教师教学的需求。例如, 我市杨树小学对资源的整理、归档做了多样的尝试。刚开始对所有的数据都保存, 不到1个月, 电脑4个硬盘都装满了。在刻录光盘的过程中, 也遇到了许多问题, 如光盘容量小, 一张光盘只有7 0 0 M B;有的光盘质量差, 刻录中出现损坏;光驱经常出故障, 耗时也耗经费;贮存的资源没有连续性等。后来, 学校购买了2 0 0 G的移动硬盘直接接收I P资源, 在移动硬盘里进行整理、归档。把下载的资源分成两大类:一类是完整的远程教育I P资源, 放在移动硬盘内, 通过远程教育资源浏览器查看;一类是经常使用的远程教育资源, 把这些资源进行分类登记, 课程资源分学科、分年级、分课题登记, 并注明下载的时间、容量的大小。可以按爱国电影、小小律师、专题教育、科学人生、为农服务等分类, 按年度登记, 建文件夹存放在电脑的硬盘里, 并打印纸质目录放在教师办公室, 便于教师查找和直接使用。目前学校已贮存近5 0 0 G的有效资源。

二、应用远程教育资源, 促进师生共同发展

农村中小学现代远程教育在教与学双方之间搭建了一个平等对话的平台, 为提高教师教育教学水平和教学质量提供了条件。对于大部分教师而言, 无异于思想领域的一场深刻革命。引导教师走上现代化教学之路, 应用远程教育资源能够起到事半功倍的效果。小学英语“空中课堂”的开通, 把优质的教育资源、先进的教育理念、科学的教学方法输送到边远的山区和贫困地区学校, 有效地解决了广大农村地区教育教学资源匮乏、英语师资短缺等问题, 也有利于提高农村小学英语教育教学的质量, 缩小城乡教育发展的差距, 体现教育公平, 促进城乡教育均衡发展。跃进小学利用英语教学光盘给学生上课, 鼓励学生参与活动、与“空中课堂”里的学生 (学习伙伴) 形成互动, 在互动中提高教学资源的使用效率, 提高教师的英语教学水平。

三、利用远程教育资源, 进行二次开发运用

目前, 多数教师对农远资源的应用局限于照搬照抄、机械运用的水平, 忽视了结合本地本校学生实际对远教资源进行二次开发。农远工程接收的资源主要是一些大中城市中小学优秀教师的课堂教学实录以及各种类型的练习题。这些内容在一定程度上弥补了农村中小学师资力量不足的局限, 对农村学校无疑是很有用的。对农村学生而言, 生活环境、认知水平与城市学生存在着较大的差别, 城市学校的课堂教学内容和模式不一定适合农村学校的需要。因此, 完全照搬照抄, 有时会适得其反。在校本资源开发过程中, 也存在着比较突出的问题, 如适用性较差、交互性不强、制作欠精细、智能性欠佳等。

远教资源要想在农村中小学得到很好的应用, 还有一些实际的问题需要解决。只有长期探索实践, 对远教资源进行二次开发, 才能充分发挥远程教育的优势, 以信息技术带动农村教育的现代化。

四、改革创新, 走出困境

针对农远工程的硬件设备老化、后续发展资金不足等问题, 杨树小学的做法是:校长担任技术指导小组组长, 管理各套设备, 把学校所有电脑室按用途分成上网、备课、接收、操作四类进行管理使用。每类教室安排专人管理, 由技术指导小组成员对设备进行经常性的维护, 使设备运行时时处在最佳状态。

2 0 0 6年底, 杨树小学开始对农远设备进行优化, 对损坏的设备进行及时维修, 组合成适合小学教育的多媒体教室。对所有的设备进行编号, 确定专人管理。管理人员对设备的运用都做了记录, 注明运用的时间、设备名称和责任人, 对人为损坏或借用不及时归还的教师按照《农远设备管理条例》给予处罚。远教设备的维护坚持“小病自己治, 大病不过夜, 保修期内多检查, 雷电天气多防范”的原则, 确保设备正常运转, 不耽搁正常教学活动。

在校长的组织和领导下, 杨树小学积极开展运用远程教育资源进行课堂教学实践与课程整合的研讨工作。学校要求每位教师每学期听远程教育公开课不少于6节、参加远程教育研究活动不少于4次。由教务处安排、各教研组具体落实, 在全校范围内组织广大教师利用教研例会收看教育卫星播放的优秀课例。教师通过卫星接收的同步课堂、示范课等优质教学资源进行课堂教学实践, 每学期不少于4次。同时, 由教务处和骨干教师带头运用远程教育资源进行课题研究活动。通过学习与研究, 全体教师更新了教育理念, 改进了教学方法和手段, 增强了信息技术应用意识。少先队大队部定期利用远程教育设备和资源对学生进行专题教育, 保证一周一次信息技术兴趣小组活动、一月一次爱国主义教育影片活动、一学期一次专题教育活动。通过丰富多彩的活动, 大多数学生已形成了一定的信息技术应用兴趣和意识。丰富的远程教育资源给杨树小学的教育教学带来了可喜的变化。首先是教师教学理念的转变, 教师教学方法的转变, 学生学习习惯的转变;其次是主动收集教学信息的教师多了, 自觉研究教学的教师多了, 自主学习的学生多了;三是提高了课堂教学的效率, 提高了学生学习的兴趣, 提高了教师的教学研究的水平。

农远工程是一个包含众多要素的复杂的系统工程, 后续还有许多事要做, 还有更难的路要走。例如, 设备的可持续发展, 包括维修维护、系统的不断优化和更新换代;资源的可持续发展, 包括资源的不断充实和丰富, 不断适应教育教学新的需要;队伍的可持续发展, 包括教学一线数以千万计的广大教师的培训, 专业技术人员的培训和快速反应机制的建立, 教研人员对远程教育的教学指导;资金投入的可持续发展, 包括相关数据的测算, 投入机制、保障机制的建立等等, 都是需要我们在可持续发展的大框架下加以解决的问题。

丰富数学资源 培养应用意识 篇9

一、找寻生活中的数学, 激发应用意识

常言道:“与其拉马饮水, 不如让其感到口渴。”在教学中, 如何让学生如饥似渴地投入到学习中去, 我认为与其老师不断地强调数学应用的重要性及其价值之大, 不如真正地解放学生的感官, 让他们轻松愉快地走进生活数学大课堂, 自由地找寻生活中的数学, 真切地感知数学应用的地位和价值。在教学中, 我让学生每人准备一本“生活数学日记本”, 让他们课外留心观察现实生活, 从日常生活中广泛搜集信息, 并及时加以记录、分析、交流, 并于每周五举行“生活数学信息发布会”活动。在活动课上, 学生们因为有了充分的准备, 所以兴趣盎然, 热情高涨。

二、经历生活中的数学, 体验应用价值

华罗庚说:“宇宙之大, 粒子之微, 火箭之速, 化工之巧, 地球之变, 生物之谜, 日用之繁, 无处不用数学”。数学只有在应用的过程中才能真正焕发出生命的活力。真正地培养学生应用数学的意识, 必须引导学生到更广阔的实际生活和社会实践中体验数学, 应用数学。

学习了“常用的数量关系”这一单元后, 我出的家庭作业题目是“小鬼当家”, 让学生去超市购买一些东西, 品种尽量多样, 回去写一篇相关的数学日记。在汇报交流时, 我不但看到了学生能正确地运用已学的单价、数量、总价, 处理好时间、速度、路程之间的关系, 还惊人地发现一部分学生简直就是一个出色的“小会计”, 账目有条理, 文字叙述式、表格式、绘图式应有尽有。还从中感受到他们的文明礼貌、诚实可爱的美好品德。走进生活, 不但使学生体验到生活中数学的应用价值, 还锻炼了他们的社会交往能力, 让他们在社会大课堂中学会了明理做人。

三、实践生活中的数学, 提升应用水平

学习是为了应用, 因此, 教师应联系实际培养学生运用数学知识解决实际问题的意识和能力, 从而使学生体验到数学的价值, 进一步感受数学与现实生活的紧密联系, 培养数学的应用意识, 提高学生的实践能力。在教学实践中, 我让学生回到生活中, 给他们布置“长作业” (时间长, 内容长) , 如学习了《统计》后, 我让学生了解附近市场的销售情况, 这时学生就会主动了解市场的货物种类, 每天的销售量, 消费者的需求等情况。在此基础上, 指导他们写出统计报告, 并向老板提出进货建议等。又如学习了《长方体、正方体的表面积》后, 我设计了一个“我是小小粉刷匠”的综合实践活动, 向学生提出测算粉刷房屋的费用问题, 我们应该了解哪些信息?学生通过自主探究与合作交流, 很快得出要测定房屋的粉刷面积, 了解市场上涂料的种类, 价格如何, 确定选用哪种材料, 粉刷的工钱如何计付, 家庭经济的承受能力等等, 设计出了多种不同的粉刷方案。无论哪种实践活动, 都需要学生首先从事物中明确需要研究哪些因素, 如何获取这些因素的相关信息, 然后通过小组分工合作才能去具体搜集信息, 并对这些信息加以分析整理, 找出解决问题的具体办法, 提出建议。学生得出基本结论或建议后还可以鼓励学生付诸实践。在实践中检验并修正自己的结论和建议。让学生有充分的时间独立思考、自主探索;让他们有充分的时间合作交流, 共同分享;在现实中寻求解决方案。在此基础上, 通过创办《我们的数学报》引导学生写出数学小调查, 信息查阅, 参观访问, 设计方案等。这些内容虽不够完善, 但也有血有肉。

通过数学小调查等一系列社会实践活动, 学生学会自己主动地到现实中寻找用数学知识和数学思想方法解决问题的机会, 并努力去实践, 实现了培养学生应用意识的根本目的。

四、交流生活中的数学, 掌握应用策略

提供生活中的信息, 让学生从不同角度去交流、争辩, 表明自己的观点。这一过程可以使学生在获得对数学知识进一步理解的同时, 在思维能力、价值观等多方面都得到发展。

在学完《亿以内数的读法和写法》后, 我提供了这样一则信息:“去年‘十一’黄金周期间张家界接待旅游人数达621000人次, 旅游收入总额达34000000余元, 单日接待量创历史新高。”在学生读出这些数据后, 我问他们, 对这组信息你有什么想法?有学生说:“说明人们生活水平提高了, 观光旅游的人数多了。”有学生说:“国庆期间不能到张家界旅游, 要在旅游淡季去。”有的学生说:“如果现在到张家界去投资开饭店、旅馆, 肯定有好的回报。”有学生则反驳:“现在不能去, 人家看了这个信息也会去投资, 投资人多了, 这样利润就降低了。”真没想到学生们联系生活, 既能从数学的角度提出问题, 又能多角度地提出不同的问题, 进行合理的争论、思考, 去寻求解决问题的策略。这是传统的教学所不能相比的, 这正体现了“不同的学生在数学上得到不同的发展”的理念。

课程资源应用经典案例 篇10

每当教师在计算机操作台演示课件时, 教师在讲台的走动和时间的延迟, 很容易对一些注意力不易集中的学生造成冗余信息传递而破坏他对知识内容的关注和理解。这点尤其应避免在小学课堂教学中出现。由于学生对白板关注的增多 (以前是黑板, 但是其信息容量小, 形式单一, 且有污染) , 加强了集体共同参与的学习过程, 教师也变成整个学习集体中的一员, 不再是远离学生的躲在设备后的软件或设备的操作者, 学生在无意识中达成了更多的与老师和同学的情感上的交流沟通, 学习兴趣也随之提高。

要让教师上课能“放得开”, 要让学生在课堂上“打开创造性思维之窗”, 必须摆脱PPT讲义、多媒体课件等“预制”结构的束缚, 只有这样, 才能还课堂教学以弹性, 让师生在活动中自然而然地推进教学进程。

应用交互式电子白板, 帮助学生理解概念, 突破教学难点

让学生在各种探索性的操作活动中, 通过观察、猜测、操作、讨论交流, 感知、感受几何概念的含义及所学图形的特征, 并借助图形表象进行推理, 培养初步的空间观念。应用交互式白板, 通过这样的直观演示, 将那些看似静止的、孤立的事物联系起来, 构造了一个知识的生成情境, 让学生比较容易地找出事物之间的区别与联系, 从而清晰地获得概念, 突破教学重点、难点。

教学中, 根据教材内容, 运用白板的情景演示功能, 将动与静结合起来, 通过生动有趣的画面使静态的知识动态化, 把抽象的概念形象化, 就能有效地掌握知识。

【案例一】

教学内容:人民教育出版社小学数学三年级上册教材第34~36页《四边形》

学时:1课时

教学环境:白板、实物投影、电脑、实物图片、钉板、橡皮筋。

设计思路:

教学反思:

应用拉幕、探照灯、拍照、擦除等白板的这些特殊效果和应用技巧, 可以设计出各种形式的教学活动, 提高了学生的注意力, 增强了学生的学习兴趣, 课堂气氛活跃。特别是白板对动画、视频的随时暂停控制与标注使教师能够更加自主的应用现有的多媒体教学课件, 弥补了很多课件交互性较差的缺陷。

通过白板教学尝试, 有一点需要老师们注意。利用白板书写功能, 把学生提出的答案一一列举在白板上。实现了传统黑板的作用, 但又避免了以前的粉尘污染, 同时还能激发学生的兴趣。如果是已经写好的备选答案, 托拽出来就可以, 省了时间。这些都是白板的优点, 但如果是每一个答案、每一个字都用白板笔写就太浪费时间了。有的板书还是需要落在黑板上。尤其是现在的教学比赛还是要求看老师的粉笔书写基本功的。所以, 要灵活运用白板功能。

应用交互式电子白板, 建立多种感觉通道, 提高理解运用能力。

交互式电子白板可以使学生学习的内容图、文、声并茂, 动感逼真, 形象直观地展现, 调动学生的多种感官接受信息。

【案例二】

在教学《梯形的面积计算》时, 用交互式电子白板向学生展示探索面积公式的全过程:在白板上画出一个梯形, 接着在复制一个梯形, 然后通过对其中一个梯形的旋转和平移, 把这两个梯形拼成一个大的平行四边形。学生感觉并最后体会到这个大的平行四边形面积是原来梯形面积的2倍, 从而推导出梯形的面积计算公式。利用电子白板的回放页面的功能反复演示几遍这个探索的过程, 加深学生对探索过程的理解, 以及对面积计算公式的掌握和巩固。

学生通过电子白板的形象演绎, 动静结合, 以及动手参与, 充分调动了学生各种感官协同作用, 学生不仅弄清了知识之间的来龙去脉, 理解了几何图形的概念, 同时也掌握了不同图形的面积计算公式, 而且有效培养了学生的观察能力和空间想象能力。

应用交互式电子白板, 深化课堂训练, 提高练习效率

白板功能实现课堂教学过程的记录和保存。交互白板可以记录下白板上发生的教师教学和学生学习过程的所有细节。当授课完毕, 与白板连接的电脑已自动记录下刚才教师所有的板书内容, 教师可以根据需要进行全部或部分板书的存储。教师可以利用这些资源来复习巩固知识。

回顾知识后更要利用练习题来复习巩固已学知识。练习是把知识转化为能力并发展智力的活动。利用电子白板可以进行不同形式的练习, 如:游戏、选择、填充、拼图等形式, 也可以进行一题多变, 一题多解的训练。解决了传统教学中练习题型单一、枯燥的问题, 使学生厌烦练习的现象得以改变。

【案例三】

在教学完《分数的初步认识》后, 设计了学生喜欢的闯关游戏, 根据给出的分数, 给下面的图形涂色。学生利用电子白板中的喷桶, 对空白的图形涂上了喜欢的颜色, 学生既巩固了所学的新知识, 还锻炼了动手能力, 激发了学生的求知欲望, 调动了学生学习的积极性。再例如:在教学完《面积和面积单位》后, 我利用电子白板上画图中的刮奖刷功能, 设计了一个练习题, 让学生比较三个图形面积的大小, 并用刮奖的方式刮出最后的结果, 学生很感兴趣, 纷纷抢着答题, 开发学生的智力, 激发学习知识、探索知识的兴趣。

在练习和反馈中, 利用交互式电子白板教学, 可以调节学生大脑兴奋、减少疲劳, 焕发精神, 让他们利用自己的无意注意愉快的接受知识。根据学生的特点和要求, 通过白板的写写画画和幕布下拉等功能, 再次激发他们的学习精神, 保持其良好的学习态度, 做到及时巩固, 教学效果显著。

使用交互电子白板这一技术平台, 教师可以选择任何程度的教学结构和弹性, 整合传统的和现代的教学资源, 顺畅地完成教学过程, 实现相应的教学目标。只有合理的使用交互式电子白板, 教师“教”的主体地位才能得到加强, 学生“学”的主体地位也才能得到充分的发展, 教师乐教学生乐学教学相长其乐融融的教学局面才能形成。

练习题

1.在教学《梯形的面积计算》时, 教学设计可以用到白板的画图、旋转图片、回放等功能, 尝试设计一下。

2.视频课件播放时也可以实现“批注”, 在批注模式下尝试一下。

3.请您在白板模式下, 利用画图工具进一步尝试如何画几何图。

初中英语课程资源的整合与应用 篇11

一、 校本课程资源

在一切可以利用的英语教学资源中，学校提供的教科书无疑是最重要的，它是教学的主要依据，是对学科内容的系统反映。但是一本标准的教科书，不可能同时满足所有地区的实际情况，因此，在教学过程中，还需要教师对教科书作些调整，并从其他教学资源中选择能够与教科书相匹配的内容进行组合，形成一个完整的教材系统，既能突出自己的地方特色，又能切合学生的实际情况，以使不同地方的教学均能获得最高效益。

如果学校拥有名师资源，就可以采用以点带面的方式，由名师举办英语讲座，以高水平的叙说、分析，补充英语学习资料；还可以以名师为中心，整合出适合本校学生情况的校本英语教材，配合教科书进行使用。如果校内场地比较宽大，则可以创办环境优美的英语交流角，不仅可以提供学生口语交际的场地，还可以在其中建立习作交流榜，张贴优秀的学生作品；也可以从各年级中选择成绩优异而又愿意帮助同学的学生，组建指导团队，每天在英语角值日，帮助在其中活动的学生，成为活教材。能够建立广播系统，或者电视台的学校，还可以利用这些平台加强英语语境的营造；如果条件更好，还可以在全校实行双语制管理，从语言到文字，从课堂到日常生活，全都实施双语管理，将校内一切事、物、人均作为英语教学的教材。

二、 社会生活资源

课程资源不仅能够从校内发掘，更可以源自广阔的社会生活，因为语言本身就来自生活，最终又要应用于生活，因此，如果从社会中寻找并整合课程资源，就能够将教学紧密结合实践，使学生置身于英语运用的实际环境中，为形成良好的语感，正确的语法运用，恰当的语速、语调，以及区分英式或美式口音等，提供实际帮助，也为丰富学生的词汇量提供了利于记忆的途径。

在社会生活中，各种意义相关的单词或短语和与之有联系的实物都是集中出现的。例如，在外国游客经常光临的西餐馆中，我们常会看到Fruit、 Vegetable、 Beef、 Salmon、 Tuna、 Noodle、 Clear Soup等与对应的食物一同出现；在国际化都市的服装店中，我们也常看到coat、 shirt、 T?shirt、 trousers、 skirt、 cravat、 suit等表示服装种类的词语，以及dot、 linen、 silk、 cotton等表示面料质地的词语，出现在相应的橱窗里或服装标签上。在一个个生活情境里，相关英语单词出现在一起，分别与相应的物品一一配对，汇集形成不同的组合，教师如果能够将它们搜集，整合到一个教学活动中，或者让学生走进这些生活情境寻找自己认识的词语，并认识新的词语，都无疑会增强学生对于单词、短语记忆的深刻性和长久性。

三、 各种媒介资源

各种媒介包括网络、纸质、录音带、磁带、电影等多种形式的媒介，其中承载的内容都有可能成为课程资源，它虽然不如校本课程资源和社会生活资源那样真实，但也具有自己独特的优势：教学想要维系多远，媒介资源承载的内容就能够延续多远，可以跨越时空；它还能把所需要的资料经过后期的制作，以重点突出、形式漂亮的样貌展现出来。这种资源目前比包括教科书在内的其他任何一种课程资源都具有吸引力，尤其是网络，自出现之日起，就有众多的策划者，期望通过在学生喜爱的游戏中纳入教学内容，使之变身成为学生喜爱的学习资源，虽然至今都尚未有超越游戏本身的教学辅助软件，但某些与英语相关的教学软件也在一定程度上增强了学习的趣味性和教材的丰富性，提高了师生、生生交流的质量。同时利用网络的搜索功能，贴近了学生的心理，能强化学生的自主学习能力，让自主学习变得更简便易行。

如在讲授8A的Unit 4 Wild animals时，我们不仅可以从网上搜索大熊猫有趣的生活习性，帮助课文内容形象化，还可以搜索到世界珍稀动物遭到人类滥捕滥杀的视频，将第三部分的保护大熊猫这一主题作延伸，引发同学们对人类同伴——动物的保护意识，进而实现本课关爱动物的情感目标。

再者，借助网络平台，能够为口语对话和英语思维带来相对直观的英语语言环境，能够为口语学习提供口音纯正的对话对象，提供口语技能指导，提供关于英语学习的民族的、历史的和社会的背景等，这些都是现实生活中难以寻找到的课程资源。

资源整合无论是在经济学中还是在管理学中，都是为了达到让资源得到合理、高效利用的目的，在教育学中也不例外，整合校内外资源，整合现实与虚拟资源，也都是为了实现同样的目的。对校内的资源应当用到极致，因为那是学校最强的优势，是最贴近学生生活，也是学生最熟悉的环境；对社会生活资源要有选择地利用，这个环境相对于学生来说比较陌生，他们还需要一定的适应时间；对于其他各种媒介资源应在教给学生应用原则之后，大胆放手让他们自主使用，教师作为引导者而绝不是看守者出现，要知道越堵越禁，学生反而会越产生渴望，所以与其避免一些话题，还不如敞开作引导性谈论。

资源化应用 篇12

关键词：油田富余污水,微生物水处理,膜过滤,生物竞争抑制,资源化利用

胜利油田目前进入高含水开采期, 综合含水达90%以上, 年产出采油污水超过2亿m3, 除一部分处理后回注用于采油外, 仍有大量污水富余, 年富余污水约5073.5万m3, 这部分污水主要采用无效回灌或外排的处置方式。另一方面, 油田的生产过程如低渗透油田注清水、三次采油配制聚合物溶液、稠油注蒸汽热采锅炉等又耗用大量清水, 年耗清水量约3000万m3。采用合适的技术手段将这部分富余污水处理后, 回用于油田生产, 不仅可以解决富余污水的处置问题, 而且节约淡水资源, 对于油田的绿色持续发展意义重大。

微生物水处理技术是通过微生物作用, 完成有机物的分解和生物体的合成, 实现污水中有机污染物的降解、无害化。将微生物水处理技术与精细过滤技术、膜过滤技术相结合, 利用生物处理去除常规物化处理工艺难以去除的乳化油、溶解油等污染物, 保障后续精细过滤、膜过滤系统的长期稳定运行, 形成了低渗透油田生化+精细过滤回注水处理技术和富余污水生化+超滤/反渗透资源化处理技术。通过选育与构建生物脱硫抑硫菌群, 利用功能菌的生物竞争抑制作用消除硫化物、防治硫酸盐还原菌, 采用生物复合脱硫保黏技术处理后的采出水配制聚合物溶液, 粘度大幅度提高, 并且长时间保持稳定。

1 低渗透油田回注水处理技术

目前, 胜利油田低渗透油层注水主要采用前段处理+精细过滤的处理工艺。由于前端物化工艺除油不彻底, 导致精细过滤污染严重, 影响系统稳定运行。生化精细水处理技术将微生物水处理技术与金属膜精细过滤工艺相集成, 通过高效降解菌彻底去除污水中的溶剂油、乳化油, 抑制或杀灭硫酸盐还原菌, 从而消除引起精细过滤污染的因素, 保障精细过滤的稳定运行, 精细过滤处理后污水水质达到A1级标准。

1.1 生化+精细过滤工艺流程

生化+精细过滤工艺流程处理工艺流程主要包括隔油、沉降、气浮、微生物处理、精细过滤等工艺单元, 工艺流程示意图见图1。

1.2 处理效果分析

以樊41块低渗透油田回注水处理工程为例:芦湖油田樊41块平均空气渗透率24.5×10-3μm2, 属低渗透油田。针对樊41块水质特点, 建立以生化预处理、微生物处理和精细过滤为主的水质处理工艺流程, 处理规模300m3/d。

生化处理主要依靠生物氧化功能和物理截留吸附功能实现对水中污染物的分解与去除, 同时, 反应器内复杂的微生物食物链系统所具有的不同营养级之间的捕食作用也是生物处理保持对污染物高效去除能力的必要条件。生化处理出水满足精细过滤进水要求, 精细过滤主要去处污水中的悬浮物, 控制悬浮物粒径中值, 生化+精细过滤出水稳定达到低渗透油藏注水要求的A1级水质指标。处理效果见表1。

生化+精细过滤处理工艺运行成本为0.49元/m3, 综合成本为2.4元/m3 (含人工费用和设备折旧等) 。项目的意义在于将富余污水经处理后, 用作低渗透油田注水, 节约淡水费用5.5元/m3, 同时节约杀菌剂费用及罐车拉运污水费用, 对于低渗透油田的开发具有重要意义。

2 生化+超滤/反渗透资源化处理技术

油田开采过程中, 由于注采不平衡、三采配聚及稠油开采引入清水等因素, 导致大量污水富余;另一方面, 稠油注蒸汽热采、三采配制聚合物等耗用大量清水。目前, 胜利油田日产水量76.1×104m3/d, 产出污水中, 用于注水开发的回注污水量61×104m3/d, 富余污水量15.1×104m3/d。而稠油注蒸汽热采锅炉耗水1.97×104m3/d, 三采配制聚合物用水2.14×104m3/d。大量清水消耗和富余污水处置之间的矛盾在一定程度上影响了油田的开发和持续性发展, 采用有效的技术手段将这部分富余污水处理后回用, 替代清水, 是油田绿色持续发展的保障。

近年来, 胜利油田开始富余污水资源化利用技术探索, 将微生物处理技术与反渗透脱盐淡化相结合, 开展了富余污水资源化利用处理技术的研究与试验。在孤东开展了“氧化塘+超滤+反渗透”、在孤三开展了“生化+超滤+反渗透”的试验研究, 并在陈庄油田建成了产水规模140 m3/d的示范工程。

2.1 工艺流程

生化+超滤/反渗透资源化处理技术主要包括气浮、生物接触氧化、粗过滤、超滤、反渗透脱盐等处理工艺。陈庄油田稠油污水生化+超滤/反渗透资源化处理工艺流程见下图。

2.2 处理效果

陈庄油田稠油污水首先经换热、冷却降温处理, 通过反渗透产水与来水的换热, 回收部分热量同时, 降低进入生化处理的污水的温度, 保证微生物的处理效果。生物接触氧化系统主要依靠选育并构建的高效降解菌 (群) 实现对石油类及其有机污染物的降解、分解与转化等, 生物接触氧化处理后污水含油小于1.5mg/L, COD小于100mg/L。再经粗过滤、中空纤维超滤膜过滤, 去除胶体、细菌等, 出水污染指数 (SDI) 小于3, 满足反渗透淡化进水要求。反渗透系统将污水中的离子脱除, 各单元处理效果见表2。从表中数据看出, 反渗透出水各项指标达到试验区块稠油热采注气锅炉进水要求。

稠油热采污水生化+超滤/反渗透资源化处理, 运行费用4.25元/m3, 综合制水成本9.96元/m3。稠油污水处理后替代清水, 吨水节约淡水费用5.5元/m3, 节约富余污水处置费用7元/m3, 节约注汽锅炉燃料费用4.5元/m3, 吨水节约费用经济、社会、环境效益显著。

3 生物复合脱硫保黏技术

作为三次采油技术的聚合物采油已得到广泛应用, 目前油田生产中普遍采用清水配制聚合物母液、污水稀释的方法, 污水中硫化物的存在会导致聚合溶液粘度大幅降低, 如埕东油田西区二元复合驱配注污水含4-8mg/L硫化物, 导致配制的聚合物溶液井口粘度仅1-5m Pa.s, 严重制约了聚合物驱油效果的发挥。

针对该问题, 胜利油田开展了污水脱硫保粘技术攻关, 形成了生物复合脱硫保粘技术, 有效去除了污水中硫化氢, 使处理后污水中硫化氢含量为0mg/L。利用该水配制的聚合物溶液 (浓度为1800mg/L) 粘度在油层温度70℃下, 达到30 m Pa.s以上, 解决了因污水中硫化氢导致的配聚污水粘度损失严重的问题。

3.1 技术原理

生物复合脱硫保黏技术主要通过功能菌进行营养底物的竞争及有害产物硫化氢的氧化来共同防治硫酸盐还原菌, 从而提高污水配制聚合物溶液的粘度, 并延长黏度保持率, 使聚合物溶液在地层中长时间保持稳定。技术原理见图3。

3.2 现场应用效果

利用该技术在埕一注和滨南利21块分别开展了处理规模为2400m3/d和300m3/d的现场应用。以埕一注为例, 该工程于2012年11月调试成功后稳定运行, 经生物复和脱硫技术处理后, 污水的硫化氢由处理前的4-8mg/L, 降低为0mg/L, 井口平均粘度由24.8m Pa.S升高到40.3m Pa.S, 而井口聚合物浓度由2750mg/L降低至2434mg/L, 目前运行效果平稳。跟踪分析配聚站污水中硫化氢含量、聚合物溶液井口平均粘度及平均浓度, 结果见图4。

该技术运行成本0.18元/m3, 节约杀菌剂费用:0.33元/m3 (以30mg/L计) , 节约聚合物300mg/L, 约6元/m3, 年直接经济效益500多万。该项技术能够有效抑制SRB产生硫化氢, 解决污水中硫化氢存在对油田注水开发的不良影响, 安全、环保, 成本低, 投加工艺简单, 制剂经生物代谢后无残留, 不会对注水系统有副作用, 完全可以替代杀菌剂的使用, 并且不产生抗药性, 对生物膜内的SRB也能有效抑制, 污水经处理后到注入井口、井底直至地层全程均可以抑制硫化氢生成。能够有效减小污水中硫化氢存在对油田注水开发的不良影响, 提高区块油田的采收率, 经济效益和社会效益显著。

4 结语

(1) 将微生物水处理技术与精细过滤相集成, 形成了低渗透油田回注水生化精细处理工艺, 使处理后污水达到低渗透油田注水水质要求的A1级标准。生物处理技术通过高效降解菌彻底去除污水中的溶剂油、乳化油, 抑制或杀灭硫酸盐还原菌, 从而消除引起精细过滤污染的因素, 保障精细过滤的稳定运行。

(2) 将生物处理技术与反渗透脱盐淡化技术相集成, 形成生化-超滤/反渗透资源化处理技术, 可使处理后的稠油污水达到配聚和试验区稠油注蒸汽锅炉进水水质要求。该技术不仅解决油田富余污水的处置问题, 而且可以节约淡水资源, 同时, 回收部分热能, 实现节能、减排、降耗。

(3) 通过选育与构建生物脱硫抑硫菌群, 形成生物复和脱硫保黏技术, 利用功能菌的生物竞争抑制作用消除硫化物、防治硫酸盐还原菌, 可解决硫化物导致的配聚黏度降低问题。使处理后的污水直接用于配制聚合物, 可提高配聚黏度, 满足生产要求。

参考文献

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