黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训 化工专业201*学习心得
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表面化学学习心得
通过职称教育表面化学的学习，我收获了很多。这种收获远远大于大学期间学习知识的总和。因为工作后更加知道化学在实际中的应用，这个时候能够有职称培训这样的机会，确实很难得，也很有益。
本学期的专业课是表面化学，通过对教材的学习，了解的表面化学的本质。通过更深入的学习，以往我的很多疑惑，问题都得到解决。还有的不是能马上解决的，只是自己的一些想法。这些，可能就是将来科研的点滴素材！这些，可能就为以后的专业学习做好基础！以下就是我学习表面化学的一些收获体会：
第一章与第二章主要介绍了表面层的基本概念和性质。学习了这两章后使我对表面化学有了初步的概念。平时工作中经常会接触到化工设备、管道、阀门、仪表等的材质问题，以前只知道我们的工艺要求的最低材质要求，却并不了解为什么这样去选型。现在通过硬度、脆性、残余应力、吸附、扩散等的学习，知道了材料材质的选择还有这么多知识需要掌握。化工材料不但要选择足够的硬度，还要考虑到脆度，防止过硬使材料断裂，这种需求就使得材料加工过程中充分了解上面五种表面化学性质，制作出符合要求的产品，满足生产生活的需要。涂层的学习，相对来说还是比较容易的，因为生活中也经常接触到这种概念。涂层的抗腐蚀性能和装饰性能，已经成为人们生活中的必需，而化工中对腐蚀的要求又远远高于普通生活中的需要。表面层强度分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等，还可以分为静强度、疲劳强度（弯曲疲劳和接触疲劳等）、断裂强度、冲击强度、高温和低温强度、在腐蚀条件下的强度和蠕变、胶合强度等。其中一个重要的概念疲劳强度就是材料、零件和结构件对疲劳破坏的抗力。在规定的循环应力幅值和大量重复次数下，材料所能承受的最大交变应力。疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。据统计，在机械零件失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。
第三章的内容是润湿与洗涤。润湿现象在生产实际中应用较广泛，由于润湿改变了界面状态，根据生产需要，人们可有目的的实现润湿或不润湿。例如，表面活性剂结构中一般都会有亲水基和亲油基，可作为润湿和不润湿的调节剂。当表面活性剂加入水中后，在水-空气
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界面上形成了定向排列，从而改变了原有界面的性质。本章介绍了润湿在几个典型行业中的应用。1.冶金行业的模型铸造浇铸工艺中熔融金属和模具间的润湿程度直接关系到浇铸件的质量。润湿性不好，熔融金属不能与模具吻合，铸件在尖角处呈圆形。反之润湿性太强，熔融金属易渗入模型缝隙中而形成不光滑的表面；2.农业中在喷洒农药或液体化肥到植物上时，若农药、液体化肥对植物茎、叶表面润湿不好，就不会很好地铺展，容易滚落到地面造成浪费，这样就降低了效果。如果在农药中加入少量的活性剂，可提高润湿性，有利于发挥药效3.在能源中这是涉及面非常广的问题，如干电池爬碱、水利发电中防水坝的寿命都与表面现象直接有关。洗涤作用涉及的体系复杂多样，因而影响洗涤作用的因素几乎很难有统一的规律。常常在某些条件下，机械因素和几何因素甚至比物理、化学因素更加重要。
后面主要介绍了乳状液与泡沫。乳状液是指一种或多种液体分散在另一种与它不相溶的液体中的体系，通常把乳状液中以液珠形式存在的那一个相称为内相（也叫分散相，或不连续相）而另一相则称为外相（也叫分散介质或连续相）将两种不相混溶的液体（如油和水）放在一起搅拌时，一种液体成为液珠分散到另种液体中形成乳状液，这种过程叫乳化，但由于这是使相界面增加的过程，该体系是热力学不稳定的。为使相界面积达到最小，最终要分成不相混溶的相。在上述不稳定的两相分散体系中加入第三组分，该组分易在两相界面上吸附，富集，促使乳状液的稳定性增加，这种第三组分就是乳化剂。因此，凡能使油水两相发生乳化，形成较稳定乳状液的物质就叫乳化剂。对油水分散体系，水相用W（Water）表示，油相用O（Oil）表示。通常乳状液分为两种类型，一种是油做内相，水作外相，称水包油乳状液O/W；另一种是水作内相，油作外相，称为油包水W/O.
有关泡沫的应用较多，如泡沫玻璃、泡沫水泥和泡沫塑料，以及泡沫灭火、泡沫分离和泡沫浮选等。
面包中有气泡是人所共知的，正是由于气泡的存在，才使面包具有松软适口等特点。面包制造是利用酵母菌分解面粉中的糖，产生大量CO2使面发泡的。为了得到质量好的面包，关键在于控制发泡与面包成熟时间。如果发泡快而成熟慢，或发泡慢而成熟快，都会出现发不起来的劣质品。只有发泡与成熟时间同步时，才能得到高质量的面包。
泡沫灭火时，形成泡沫的量和坚实性决定灭火效率。除操作工艺外，起泡剂及稳泡剂则为关建。一般起泡剂常用皂素、肥皂及其他合成表面活性剂。稳泡剂则多用天然蛋白质及其水解物、纸浆皂等。泡沫灭火剂中常含有铝盐、铁盐，它们在生成泡沫的反应过程中形成了
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胶状不溶氢氧化物，对于增加泡沫的强度和稳定性具有良好的作用。泡沫的密度小，可以覆盖在轻质可燃有机液体上面，隔绝空气，起到水所不具有的灭火作用。
一般来说，从含有界面活性物质的溶液中所得到的泡沫里，界面活性物质的含量都比原溶液的含量高。例如，经分析发现破坏的啤酒泡沫中所含的蛋白质、蛇麻子、铁等的浓度比原来的溶液及残余的溶液都高。肥皂泡所含皂的成分比皂液的要高。因此，利用这种现象能够进行溶质的浓缩和分离的方法叫泡沫分离法。分离的一般规律是，当溶液中只含有一种溶质，这种溶质又是表面活性物质且能形成稳定泡沫时，它在泡沫中易被浓缩分离，而当溶液中含有两种以上溶质时，活性高者首先被浓缩分离。
另外，在泡沫应用中还有消泡的问题。如在电影胶片生产中，卤化银乳剂中存在气泡将严重影响胶片质量。因此，在涂布之前必须对乳剂进行消泡处理。一般情况是在乳剂中加人消泡剂，并放置一段时间。为了不影响胶片的感光性能，使用相当大量的乙醇和丁醇作为消泡剂。
通过对以上内容的学习，使我对化工表面化学有了更加深刻的了解，我学习了表面化学的基本概念、表面层与涂层结构与性质、润湿与洗涤、乳状液与泡沫。了解到这些知识后，在第六章对表面技术的实际应用认识更加深刻。这些知识不但使我了解到以前没接触过的知识，也为我继续学习其他知识提供了依据，指明了方向。希望以后专业课培训中，老师们能多多提供更多更全的专业知识，丰富我的头脑。我也会在4年的学习时间里认真学习，紧跟着老师的步伐，逐渐学习，认真总结。希望以后在老师的帮助下，能够接触到更多更有用的专业知识，为我的工作积累丰富的理论知识，这样才能成为有用之人。
姓名：王成元
编号：102102081921
单位：黑龙江黑化集团股份有限公司
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固体表面键合及应用学习心得
201*年，本人参加了黑龙江省专业技术人员继续教育知识更新培训，培训中选学了哈尔滨工业大学化工学院姜兆华、姚忠平教授讲授的《固体表面键合及应用》课程。通过学习，使我了解了固体表面研究的意义、固体表面的研究方向、固体表面研究的原理方法及固体表面研究的进展情况；掌握了固体表面的一些相关知识；了解了部分固体表面键合技术。通过学习，极大强化了我的专业知识。学习过程中受益匪浅，感受颇多，我觉得本次培训非常有意义。以下就是我这次学习的主要体会：
一、从催化作用的角度，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子的排列问题(1)催化反应过程中，要完成催化作用，反应物分子必须被吸附到金属活性位上。被吸附的反应物分子数量越多，活化的几率就越高，相应生成物也越多。所以，金属表面的吸附性能很重要，关系到催化剂的选择性和催化效率的高低。(2)在催化剂表面金属原子的排列有三种类型，处于晶角，晶棱和晶面上三种。金属原子的吸附性与原子的不饱和度是成正相关的，而处于晶角和晶棱上的金属的不饱和度比晶面上的要高，另外，如果金属出现晶格缺陷时，也会提高不饱和度，从而提高吸附性能。(3)所以，一定程度上，金属催化剂上金属原子排列的越不规整，边，角，褶皱等处的原子越多，则这种金属催化剂的吸附性就好，其催化性能也会相应提高。
二、从表面热力学角度出发，谈谈高分散金属催化剂上，金属原子如何排列才能达到最佳
从表面热力学角度讲，比表面积越低，表面自由能越低，表面就越稳定。经验的规律是：高的表面原子密度和表面原子的高配位数。这可以通过减小晶粒的比表面积并且确保只有低表面自由能的表面暴露在外来实现。球型催化剂最稳定，但考虑到活性的因素，金属颗粒通常被做成削角八面体的
三、关于表面驰豫和表面重构，在催化研究中如何利用的讨论
弛豫是指一个平衡体系因受外来因素快速扰动而偏离平衡位置的体系，在新条件下趋向新平衡的过程，如果表面原子只有垂直于表面的原子，则称为表面弛豫；表面重构是由于表面原子受力的情况与体内有所不同，或者由于有外来原子的吸附，最表面原子常有垂直于或倾斜与表面的位移，表面下的数层原子也会有垂直于或倾斜与表面的位移
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的现象，重构后周期性损失，相邻原子键合或形成悬挂键，表面自由能降低，使得体系稳定。
反应往往是在表面进行，在选择某催化剂之后，提高催化剂的催化效率的一个重要方法就是改变其表面，通过控制弛豫和重构的形成过程，得高活性表面结构，从而提高催化剂性能。弛豫和重构过程的细节了解对改善催化剂操作性能具有关键的作用，重构促进并稳定了对催化剂的修饰，反之若重构起破坏作用，就要设法抑制它。弛豫会使表面的对称性降低，周期性变弱，表面原子的光滑性变差，表面原子受力不均，向体相靠近，使得结构变化，由于表面原子比较活泼，在热力学上，表面原子易发生重排，又由于动力学上因素的限制，在低温下阻止了原子的重排，利用这一特点可以制备纳米材料，也可以对半导体和晶型进行研究。
四、金属密堆积的三种方式，关于比较其密堆积方式，配位数及其空间占有率金属密堆积的三种方式：六方紧密堆积，面心立方紧密堆积，体心立方紧密堆积。六方紧密堆积，第三层球的排列是再四面体空隙上进行的。形成ABABA.....结构，配位数为12，空间利用率为74.05%；面心立方紧密堆积,在由六个球围成的八面体空隙上进行，形成ABCABC......结构，配位数为12，空间利用率为74.05%；立方体心堆积，位于顶点的八个圆球只与位于体心的圆球接触，配位数为8，空间利用率为68.02%；
之所以会形成三种密堆积的方式，是因为原子和离子都具有一定的有效半径，可以看成是具有一定大小的球体。在金属晶体中，金属键、离子键、范德华力没有方向性和饱和性，晶体具有最小内能性，原子相互结合时，相互间的引力和斥力处于平衡状态，这就相当于要求球体间做紧密堆。所以金属晶体中，微粒总是趋向于相互配位数高，能充分利用空间的密度大的紧密堆积结构。从几何角度看，金属原子之间或者粒子之间的相互结合，在形式上可以看作是球体间的相互堆积。如果将金属原子视为等体积的圆球，按照几何角度密堆积只会出现三种堆积方式。
五、关于表面自由能是否为正值，从热力学定律进行的分析
表面自由能恒为正。分析如下：由封闭体系热力学公式可得：
在恒温恒压下，可得：
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而要使材料的表面增加，例如通过粉碎材料或表面打洞，都需要外界对表面做功，即dG>0，故γ>0。所以表面自由能总为正值。另外，因为切开固体表面形成新表面必须要使原子间键发生断裂，而断键需要能量这就需要对系统做功，这就导致表面总处于热力学不稳定状态，表面自由能为正值。
六、关于Langmuir单层吸附理论为何可用于化学吸附的讨论
Langmuir吸附理论，其基本假设是：（1）单分子层吸附。气体分子只有碰到固体表面上，才有可能被吸附，所以固体表面对气体分子只能发生单分子曾吸附。（2）固体表面是均匀的。（3）被吸附在固体表面上的分子之间无作用力。（4）吸附平衡是动态平衡。
而化学吸附的特点是单分子层吸附，由于吸附剂与吸附质之间形成化学反应，所以化学吸附的选择性很强，依靠化学键产生化学吸附作用，可以忽略分子之间的作用力，即范德华力，这与Langmuir吸附理论的基本假设基本吻合。
并且通过查阅文献，自主以实例比较吸附(Adsorption)、吸收(Absorption)的异同点。吸附也属于一种传质过程，物质内部的分子和周围分子有互相吸引的引力，但物质表面的分子，其中相对物质外部的作用力没有充分发挥，所以液体或固体物质的表面可以吸附其他的液体或气体，尤其是表面面积很大的情况下，这种吸附力能产生很大的作用，所以工业上经常利用大面积的物质进行吸附，如活性炭、水膜等。吸附过程有两种情况：物理吸附和化学吸附。吸附作用是催化、脱色、脱臭、防毒等工业应用中必不可少的单元操作。
吸收：使溶剂与气体混合物接触，利用各成分间浓度的差异，分离各气体成分的操作。在吸收过程中，一种物质将另一种物质吸进体内与其融和或化合。以气体溶解于液体，已得到所希望的溶液的操作成为吸收。
通过学习，使我学到了一些好的工作方法，提高了专业技能，同时，也增强了自己适应改革的能力。固体表面键合及应用的课程当中的一些新的概念和理念，我以前从未涉猎到的知识面。这些课程资源给了我很大的启发，也给了我很大的帮助，让我认识到自己在知识和新工作方法理念运用上的不足，为我以后的工作指明了方向。
只有有了广博的知识，才能在今后地工作中随心应手，运用自如，才会有创新，才能适应新岗位。同时我感到只有丰富的知识还不够，还应该有高尚的道德修养，要形成自己的独特的风格，当然这不是一朝一夕就能形成的，必须经过长时期的艰苦的反复的
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实践，反复的学习和提高才能最终形成。这就是要我们不断学习、不断实践、不断总结经验教训、不断完善和提高自己。
在继续教育学习中，沟通非常的重要，前期已经谈到了和学校老师的交流，和同学的交流，和学习中心老师的交流。因为这些交流可以让自己了解到很多及时的消息，拓宽自己的信息流，并且对于学习中存在的问题寻找一个快速的解决方法。上学的时候，在老师的教育下，我们相信知识就是力量。参加工作后，我更加深信这句话，让我们通过学习不断壮大自己的“力量”吧。
这次继续教育的目地是以专业技术人才的能力建设为核心。以提高专业技术人员的创新能力、专业水平和科学素质为目地。通过这次学习，对固体表面键合及应用的概念、理论和方法有了全面的了解。民族的振兴需要每个人充分发挥社会责任，我坚信只要我们从自身做起，立足本职岗位尽职尽责，努力学习、扎实工作、不断创新、切实肩负起我们的时代重任、中华民族的伟大复兴必将指日可待、以上就是我这次学习的心得。
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