分离技术论文范文

时间:2023-03-15 12:54:37

分离技术论文

分离技术论文范文第1篇

膜分离过程的特点

膜就是在一个或两个流体相之内一层吧流体相分离开来的凝聚相物质。膜的凝聚性的形式可以是液态、固态甚至是气态;膜可以是均一相也可以是复合相,但复合相的膜相与相之间拥有不同的相表面,因为不论膜的厚度薄到何程度都需要两个或两个以上的界面,而膜也正因为这两个甚至多个界面达到分割流体物质的功效。此外膜的面积可大可小;膜在流体相中既可以独立存在也可以依附在载体或支持体的微孔之中。膜分离的过程是由浓度差、压力差、分压差、电位差等梯度差异推动的。可分为过滤式膜分离、液膜分离以及渗析式膜分离三种形式。

1过滤式膜分离

以溶液为例,待处理的溶液置于分离器(固体膜)的一侧,在自身形成的压力差或额外增加压力的作用下,透过膜的部分物质成为渗滤液,而留下的部分溶液则为滤余液。若为混合气体则为渗滤气和滤余气。由于待处理混合物质组分的物质有区别和分子大小不同,它们在透过膜时速率存在差异,因而透过的部分与的组分不同于留下的部分,从而实现对组分的分离。目前过滤式膜分离主要有渗透、气体渗透、超滤和微滤等方式。

2液膜分离

液膜分离的操作过程可视为萃取与反萃取的结合:溶质从料液进入液膜相当于萃取。

膜分离技术在化工生产中的应用

膜分离中的超滤技术、微滤技术、反渗透技术和电渗析技术的应用研究较成熟,工业应用广泛,市场效益明显。特别是由于人们环保意识的增强,膜微滤技术以及膜超滤技术被广泛运用于化工生产和环境污染治理当中,尤其是广泛用于水中金属沉淀物、细微颗粒甚至水中细菌、病毒、的过滤。

1膜分离技术在去除含氟化合物中应用

当前一些磷肥生产企业采用膜微滤技术,通过膜分离技术可以截留0.05~10μm的微粒或大分子溶质的原理来除去磷石膏废水中含氟的化合物。研究表明:用膜微滤技术处理过的废水氟量低比用石灰乳处理的氟量低要低很多。传统的石灰乳中和、沉淀废水中的氟成效不大:一是较难达到10mg/L的排放标准;二是处理流程长。首先需要用两级石灰乳对废水进行中和反应;接着在养晶槽内加入铁盐与石灰乳和废水中和反应的产物CaF2微细颗粒进行絮凝沉淀反应;再接着于沉降槽中对絮凝沉淀物进行固液分离;最后用泵将沉淀槽槽底的污泥送至带式过滤机进行脱水处理。同样是处理废水中的氟化物,若是采用膜微滤技术只需一个步骤:即将石灰乳和废水中和反应后的产物送至膜分离器。这样处理后的废水含氟量仅为5~6mg/L,符合10mg/L的排放标准,可以循环使用。

2膜分离技术在废气粉尘回收中的应用

粉尘作为重要的环境污染源一直困扰着城市工业的发展。例如水泥窑的尾气若处理采用普通袋滤器或者旋风分离器,处理后的废气中粉尘含量为90~115mg/m3,系统阻力一般在1.47~1.96kPa,不符合国家排放标准,且水泥窑中尾气含水量多,一旦温度骤降,则会引起生产设备堵塞进而影响生产。但若是在水泥窑的尾气处理中采用膜微滤分离技术,处理后的废气中粉尘含量为4.5mg/m3,系统阻力一般为0.98kPa,符合国家排放标准,且生产设备较少发生堵塞现象,改善了生产环境,提高了生产效率。此外,膜微滤分离器的使用寿命至少有三年。据了解膜微滤分离技术在钛白粉生产中的尾气收尘、磷肥生产中磷矿干法收尘、石灰窑的烟气净化、磷铵生产中干燥窑尾气收尘和磷酸氢钙干燥窑尾气净化中均有应用。

3膜分离技术的其它应用

分离技术论文范文第2篇

1膜分离技术概述

常用的膜分离方法主要有微滤、超滤、反渗透、纳滤、电渗析、气体分离和渗透蒸发等。表1是几种主要的膜分离过程及其传递机理、推动力、透过物、膜类型的比较。

2膜分离技术在食品工业中的应用

进入21世纪以后,我国食品工业飞速发展,伴随着我国经济的发展,国家提出可持续发展战略,建立环境友好型社会。由于其能耗低、无污染以及具有防止杂菌污染和热敏性物质失活等优点,膜分离技术已广泛应用于食品工业的各个领域,并已经取得了一定的进展,具有良好的发展前景。

2.1膜分离技术在饮料工业中的应用

2.1.1在果蔬汁生产中的应用

传统的果蔬汁加工工艺,不仅损害风味和营养,而且能耗与生产成本较高。超滤和反渗透等膜分离技术的日益发展增加了果蔬汁等饮料的生产中保持其原有风味以及营养物质的可行性。

2.1.2超滤在果蔬汁生产中的应用

①果蔬汁脱苦。E.Hernandez等研究了利用超滤和二乙烯基聚苯乙烯树脂吸附的联合过程,对葡萄柚汁进行脱苦,结果发现,由于超滤过程除去了一些苦味前体物质和易被树脂吸附的大分子物质及悬浮小颗粒,树脂的使用寿命和脱苦效率明显改善,柚皮苷和柠檬碱可被完全除去,明显提高了果汁的风味。②果汁澄清。运用超滤技术能够制出稳定的苹果澄清汁,除去易引起苹果汁发生浑浊沉淀的大分子物质,解决连续化作业的难题,确保了色值、透光率等技术指标的持久稳定,对浓缩青苹果汁出口非常有利。

2.2膜分离技术在浓缩果汁中的应用

浓缩是果汁加工中的最主要工序,传统的果汁浓缩多采用蒸发技术,在高温下果汁中的热敏性物质以及营养物质容易受到高温损害,因此采用膜分离技术进行果汁的浓缩,最常用的就是反渗透技术。这项技术已经成功地用于苹果、梨、柑橘、菠萝、葡萄、番茄、西番莲等果蔬汁的浓缩。分渗透技术在浓缩果汁时适用于相对分子质量小于500的低分子无机物或有机物水溶液的分离。操作压力为0.1~10MPa,较易控制。

2.3膜分离技术在饮料业中的水处理中的应用

饮料的主要成分是水,水质量的好坏决定着饮料质量的好坏。而通过使用膜分离技术,能够有效分离水中的其他杂质,大大提高水的质量,进而保证饮料的质量。

2.4膜分离技术在油脂加工中的应用

从油脂加工技术的发展来看,上世纪八九十年代,一些大型的先进油脂企业才开始运用膜分离技术,现在已在大豆蛋白提取、菜籽蛋白提取和脱毒、油脂精炼等方面取得了一些可喜的研究成果。应用于混合油预分离、尾气回收、油脂副产品的深加工等方面也引起了研究机构和生产厂家的重视。①在脱酸、脱色中的应用。传统的脱酸工艺是物理精炼和化学精炼,即通过向油脂中加碱中和其中的游离脂肪酸,或者通过蒸馏将游离脂肪酸脱除的方法进行油脂的脱酸工艺。脱色为利用活性白土的吸附作用将油脂中的色素脱除以达到脱色的目的。使用超滤技术可以将油脂的脱酸和脱色工艺合二为一,省去了传统工艺中的许多工序,使得油率大为提高,还可降低脱色的白土用量和处理废白土费用,及减少脱色白土所吸收中性油脂的损失。②在油脂副产品加工中的应用。磷脂的制备:膜分离技术从植物油中直接制备磷脂不仅可省去精炼工艺中脱胶工序,而且可以省去投资较大的旋转薄膜蒸发器。

2.5膜分离技术在葡萄酒酿造中的应用

膜过滤在葡萄酒生产行业中应用广泛,是必不可少的操作单元。通过超滤法分离葡萄的沉降物,不仅能够起到除菌抑菌的效果,还可以提升葡萄酒的品质,使其变得更加清澈,增加良好的口感。使用超滤膜除酒石与死端过滤,其中用硅藻土作为介质,通过对比研究,发现除酒石对葡萄酒中单宁色度的分离功效,要比硅藻土过滤更好,对于微生物的过滤来说,除酒石也具有非常优秀的效果。从总体上来说,通过使用超滤膜处理技术,能够有效提升葡萄酒的质量,对于其香气的保留有着非常好的效果,在减少葡萄酒在处理过程中损失程度的同时,提高了成品酒产量。

2.6膜分离技术在酶制剂浓缩中的应用

传统蒸发浓缩能耗高,热相变过程生物酶易褐变活,超滤则能很好地解决这些问题,目前已在淀粉酶、糖化酶、蛋白酶等酶制剂的生产中得到应用。如使用板框式膜组件进行发酵液中真菌蛋白酶浓缩,经20h循环操作,可使300L料液浓缩至10L,酶的回收率为96%。

3结束语

通过上述的论述可以知道,膜分离技术在很多领域的应用有着一定的优势,但是膜分离技术还存在一定程度的局限性,例如,膜成本比较高,而且这些选择性透过膜一般都是化学材料制成,较难降解,可能会对环境造成污染等。但是随着科技的不断进步,我们一定能克服这些缺点,实现膜分离技术在食品工业中的更广泛的应用。

分离技术论文范文第3篇

水是人类赖以生存的重要自然资源。全球水环境质量的严重恶化和经济的高速发展,迫切要求适合时展的污水资源化技术,以缓解水资源的短缺状况,水资源短缺已成为制约社会发展的瓶颈。因此,近年来各种新型、改良型的高效废水处理技术应运而生。其中,膜技术以其高效、节能、设备简单、操作方便等特点,在水处理领域中的应用越来越广泛。比如2008年,北京要实现绿色奥运的几项举措都将应用到膜技术。国外有专家把膜技术的发展称为“第三次工业革命”,作为21世纪最有前途的高新技术之一。

2、膜分离技术的工作原理

膜分离技术,是利用一张特殊制造的,有选择透过性的薄膜,在外力推动下对混合物进行分离、提纯、浓缩的一种新型分离技术,是根据混合物的物理性质的不同用过筛的方法将其分离,或根据混合物的不同化学性质分离开物质。物质通过分离膜的速度(溶解速度)取决于进入膜的速度和进入膜的表面扩散到膜的龙眼、另一表面的速度(扩散速度)。而溶解速度完全取决于被分离于膜材料之间化学性质的差异,扩散速度除化学性质外还与物质的分子量有关,速度越大,透过膜所需的时间越短,混合物中各组分透过膜的速度相差越大,则分离效率越高。

3、膜分离技术在水处理中的应用

3.1膜分离技术在城市污水深度处理中的应用

城市污水深度处理和回用开始于20世纪60年代。城市污水具有量大、集中、水质较为稳定的特点,是一种潜在的水资源。城市污水深度处理通常以污水处理厂的二级或三级排放液为水源,用反渗透(RO)对它进行最后的脱盐,脱COD、BOD以及微量有机物和重金属离子的脱除,出水水质可达到饮用水标准。但由于某些主观原因,目前大多不直接用作饮用水。国外常将其注入地下蓄水层或淡水水库进行自然净化(通常需存放两年),也有用作工业冷却水,锅炉用水等非饮用目的。城市缺水制约着经济的发展,把城市的二级出水进行处理后再生回用是解决水源短缺的一条途径。二级排放液在进RO装置前需进行预处理,以使进水水质符合RO装置的使用要求。预处理的好坏是RO技术应用成败的关键。现在,RO前采用MF或UF预处理的深度水处理过程已成为非直接饮用水回用工程中城市废水处理的工业标准,国内外都在积极地采用膜技术大规模地把城市污水开发为新的水资源。我国采用“微絮凝纤维过滤+膜滤”对洗浴废水进行了研究,试验表明,此工艺具有出水稳定、占地面积小的特点。天津经济技术开发区污水处理厂引进挪威SBR序批式活性污泥法先进工艺,每天可提供10万吨二级生化处理出水作为水源,使污水深度处理后回用成为可能。我国的城市污水再生回用并不普及,膜技术在深度处理的应用相对也很少,今后我们还需在污水的再生回用和深度处理技术上进行研究。

3.2膜分离技术在工业废水处理中的应用

由于工业的发展,大量工业废水排入水体,这些工业废水,面广量大、危害深,大多含有不同浓度的化学物质,其中有些具有较高的经济价值,而有些则具有毒性,对人类环境有害。为保护环境不受污染,并回收有用物质,在工业废水排放之前必须进行净化处理,膜分离技术既能对工业废水进行有效的净化,又能回用其中的有用物质,同时还可节省能源。膜技术在处理电镀废水、造纸废水、重金属废水、含油废水和印染废水这五大类主要工业废水中都得到了广泛的应用。

3.3膜分离技术在饮用水处理中的应用

随着人们生活水平的提高,对饮用水的水质要求也越来越高,加上传统工艺中的某些弊端,如加氯杀菌会使氯与水中的某些有机物反应生成新的危害巨大的三致(致癌、致突变、致畸变)化合物。膜技术用于饮用水处理是一个重大突破。水的净化与纯化是从水中去除悬浮物、细菌、病毒、无机物、农药、有机物和溶解气体等,在这方面,膜分离技术发挥了其独特的作用。膜分离中的微滤、超滤和纳滤所组成的水处理方法,对去除水中的微米级的颗粒优于常规水处理技术中的过滤能力,而且还具有去除过滤所不具备的纳米级微粒的能力,可有效去除水中的悬浮物、细菌、病毒、无机物、农药、有机物和溶解气体等杂质。符合饮用水水质不提高的要求。3.4膜分离技术在海水淡化中的应用

我国是水资源大国,同时也是水资源贫国。海水作为水资源的重要组成部分,有效利用是解决我国水资源危机的重要措施之一。目前用于海水淡化的膜技术主要有反渗透、电渗透(ED)和膜蒸馏(MD)等。2002年,万吨级反渗透海水淡化及其组器技术产业化示范工程被列入国家高技术产业发展计划项目。海水淡化用发渗透膜的脱盐率高达99.6%.反渗透技术的出现和发展大大降低了海水淡化的成本,现在反渗透已成为海水淡化制取饮用水最经济的手段。电渗析技术可直接将海水淡化为饮用水,但其过程对不带电荷的物质,如有机物、胶体、细菌、悬浮物等无脱除能力,并且能耗高,水回收率低。所以,由于反渗透海水淡化技术的出现,电渗析法海水淡化的比例正在逐渐降低。膜蒸馏技术具有很高的脱盐率,可达到99.7%以上,被用于小型海水淡化,对离子、胶体、大分子等不挥发组分和无法扩散透过膜的组分的截留可到100%,并且具有设备简单,操作容易,膜使用寿命长,能耗低等优点。

3.5膜分离技术在苦咸水脱盐中的应用

我国西部省区严重缺水问题在中国这个缺水国家尤为突出,苦咸水淡化是解决我国西部省区缺水的一个有效途径。目前,用于苦咸水淡化的膜技术主要有:电渗析技术、反渗透技术、纳滤技术。我国西部油田几乎都用电渗析法制取生活饮用水。电渗析不能去除水中的有机物和细菌,设备运行能耗大,这使其在苦咸水淡化工程的应用受到限制。苦咸水也可用一级反渗透装置脱盐制得饮用水。反渗透系统淡化苦咸水,其出水水质优于我国饮用水卫生标准。对含高氟、低矿化度苦咸水通过反渗透淡化,出水水质可达到我国饮用水卫生标准。反渗透法比电析法生产成本低,无污染,是苦咸水淡化最经济的方法。纳滤是一种低压反渗透技术,在较低的压力下具有较高的脱盐性能。对特定溶质,尤其是苦咸水的表征离子,具有很好的脱盐效果。对苦咸水较多的西部省区,纳滤将是制取优质饮用水的有效途径。

4、问题及展望

分离技术论文范文第4篇

分离式基座检查井原理为将以往的一块预制基座钢筋砼板坐落在井筒上,井圈井座坐落在预制盖板上的传统设计方式调整为现浇钢筋砼基座及基础,井筒较以往完成面高程降低。基座采用现场浇筑,能与井周回填料紧密结合,且便于调整基座标高。钢筋砼基座与井筒之间预留100~150mm的间隙,使井基座与井筒分离,井基座承受荷载通过基座基础、砼垫层传递到土路床,使检查井井筒不受路面荷载影响,井基座与道路设置胀缝,井筒与井基座基础之间用低发泡填缝板隔开,如图1所示。

1.1操作工艺流程施工准备清除素砼垫层区域杂物C15素砼垫层浇筑第一层水稳施工清除基座基础范围内的水稳料第二层水稳施工清除基座范围内的水稳料钢筋网片制作安装基座砼浇筑第一(二)层沥青摊铺井盖及支座加固安装面层沥青摊铺。

1.2施工方法

1.2.1水稳料摊铺水稳料摊铺过程应充分考虑检查井基座垫层、基础及基座尺寸范围,根据分离式基座井剖面图尺寸四周多摊铺20~30cm,摊铺时注意压实机械设备的功率及碾压遍数、速度应满足压实度要求,同时加盖钢板注意对井口的保护及遮盖,避免摊铺料掉入井内。

1.2.2井周基层开挖在素砼垫层及基座基础位置的碎石、水稳料清除时采用风镐破除反开挖施工,基座范围采用切割机切割沥青砼清理;所施工范围内需清理干净并保证槽壁直顺,严禁采用机械开挖。

1.2.3素砼浇筑砼浇筑前应用高压空气吹出底层四周浮渣后用水冲洗、湿润,不能积水,砼应振捣密实。

1.2.4钢筋制作安装基座基础及基础均设置钢筋网,钢筋加工及骨架尺寸应符合设计及规范要求。基座基础钢筋骨架应采用φ12@150双向双层布置,井口位置采用16根φ14钢筋上下两层斜向布置;基座钢筋采用φ16@150单层布置,井口位置采用4根φ18沿井口环向布置,上下骨架安装应与井口位置吻合,保证保护层厚度;骨架应牢固,砼浇筑时避免踩踏。

1.2.5检查井基座及基础砼浇筑基座基础砼浇筑时先将水稳料清理干净,并湿润砼基础面,于井筒位置放低发泡填缝板隔断,避免瞬间冲击荷载对井筒的影响;基座砼浇筑前安装好基座模板框,在基座与井筒间预留间隙确保形成分离式结构;砼完成面应考虑路面的高程、纵横坡,可在砼浇筑前在井框上做好标识。砼终凝前进行人工拉毛,以便砼与沥青结合良好。砼应养护7d以上,养护期间严禁碾压破坏。

1.2.6井盖及支座加固安装井盖及支座安装前必须确保砼已养护7d以上,沥青摊铺面层时将铸铁井盖安装上去,用螺栓固定在基座上,高度调节通过橡胶垫块来完成,橡胶垫块也可增强支座的稳定性。

1.2.7沥青摊铺井盖及支座安装后即进行沥青面层摊铺,在井孔位作出标志,井筒上覆盖钢板,避免摊铺机摊铺时料渣掉入井内。

1.3其他建议(1)检查井砼垫层标号可以适当提高,把目前普遍的C15标号提高到C25或者C30钢筋砼底板基础,不落底的检查井基础与管道基础同时浇筑确保一次成形。有落底的检查井先浇筑检查井基础,然后砌筑井筒到管道基础底标高再浇筑管道基础。砼浇筑完后要有一定的养护期,使砼基础强度达1.2MPa以上;(2)提高管理及施工人员的质量意识和责任心,要从思想上充分认识到检查井周边下沉给整体工程质量带来的不良影响,完善过程考核奖罚措施,加强对作业工人的技术交底和过程监控,作业工人必须考核合格后再上岗;(3)检查井周边回填料首选碎石土、砂类土、石灰土、水稳料或C15素砼,要杜绝回填垃圾、树枝及淤泥质土等不合格填料;(4)受压实机械设备作业范围影响,检查井砌筑时井筒周边50cm范围内应配以小型机具,如蛙式打夯机、小型振动碾等保证死角及薄弱区域的压实,碾压厚度控制在15cm左右一道。虽采用分离式基座井已能大幅度地避免因井筒周边回填压实不达标而下沉的影响因素,但井筒周边必须按规范要求分层碾压;(5)井盖标高的调整在粗粒式沥青摊铺后进行,检查井井盖标高调整时应顺道路纵横向四个方向测定,以免形成单侧高出路面;(6)支座安装时,将检查井盖的铰接端平行安装在与车辆前进相反的方向,使车轮碾过铰接端到达开启端时不因铰接端翘起引起震动响声;(7)沥青面层摊铺时应设专人进行指挥以免机械设备损坏检查井座及井盖,基座砼必须养生达到设计强度后才能上机械进行碾压,对压路机碾压不到的地方采用人工打夯机夯实。

2结束语

近几年我单位在市政道路施工中,对检查井周围应用上述施工方案及措施进行施工,检查井及周边沥青路面实体及外观质量验收合格率显著提升,有效抑制了井周围质量通病的发生,社会效益显著,后续维修成本也大大降低。分离式基座检查井可以取代传统施工方法加快推广。

分离技术论文范文第5篇

关键词:饮用水水处理纳滤膜分离技术

前言

膜分离技术是物质分离技术中的一个单元操作。膜法分离的最大特点是驱动力主要为压力,不伴随需要大量热能的变化。因而有节能、可连续操作、便于自动化等优点。膜分离中的微滤(MF)、超滤(UF)不能脱除各种低分子物质,故单独使用时,出水质量仍较差。反渗透膜(RO)有较强的去除率,但在去除有害物质的同时也去除了水中大量有益的无机离子,出水呈酸性,不符合人体需要。而纳滤膜(NF)分离技术在有效去除水中有害物质的同时,还能保留大多数人体必须的无机离子,且出水pH值变化不大。这种水处理方法对于我国目前的饮食结构而言,尤其是营养结构单一的人员来说,更易被接受,也更加合理。

为进一步开发和研究纳滤膜,以便其更有效地应用于水处理,我们安装了两种型号的纳滤膜设备并进行了比较研究,这两种型号的纳滤膜均由美国Trisep公司生产,材质为PA,型号分别为NF1(NFTS40)和NF7(NFTS80)。

1、纳滤膜的定义及分离原理

1.1纳滤膜的定义、特点

NF膜早期被称为松散反渗透(LooseRO)膜,是80年代初继典型的RO复合膜之后开发出来的。可这样来论述“纳滤”的概念:适宜于分离分子量在200g/mol以上,分子大小约为1nm的溶解组分的膜工艺。

纳滤膜的一个特点是具有离子选择性:具有一价阴离子的盐可以大量渗过膜(但并不是无阻挡的),然而膜对具有多价阴离子的盐(例如硫酸盐和碳酸盐)的截留率则高得多。因此,盐的渗透性主要由阴离子的价态决定。

1.2纳滤膜的分离原理

纳滤过程之所以具有离子选择性,是由于在膜上或者膜中有负的带电基团,它们通过静电互相作用,阻碍多价离子的渗透。根据文献[1]说明,可能的荷电密度为0.5~2meq/g.

为此,我们可用道南效应加以解释:

ηj=μj+zj.F.φ

式中ηj——电化学势;

μj——化学势;

zj——被考查组分的电荷数;

F——每摩尔简单荷电组分的电荷量(称为法拉第常数);

φ——相的内电位,并且具有电压的量纲。

式中的电化学势不同于熟知的化学势,是由于附加了zj.F.φ项,该项包括了电场对渗透离子的影响。利用此式,可以推导出体系中的离子分布,以计算出纳滤膜的分离性能。

2、纳滤膜处理饮用水的应用研究

2.1纳滤膜处理饮用水的流程

为增强两种型号膜组件的可比性,我们采用同一流程,即:

原水10μm保安过滤器活性炭过滤5μm保安过滤器NF7出水。

原水10μm保安过滤器活性炭过滤5μm保安过滤器NF1出水。

其中,10μm保安过滤器用来除去原水中的悬浮物;活性炭吸附可去除水中的部分有机物;5μm保安过滤器用以保证膜组件的安全正常使用。

2.2试验结果的分析讨论

2.2.1TOC结果比较

为了研究NF1、NF7两种膜对有机物的去除情况,在相同条件下取原水、活性炭出水及产水率为15%时的NF1、NF7出水水样测定TOC,结果见图1.

图1TOC去除率比较

由图1可知,在TOC的去除效果上,活性炭对TOC有一定的去除效果,但仍有一部分未能去除;纳滤NF1对TOC的处理效果较好达到93.9%;而纳滤NF7对TOC的处理效果不够理想。

2.2.2色谱-质谱联机分析结果和讨论

取原水,活性炭出水,NF1,NF7出水水样各20L,经吸附、洗脱、浓缩,用色谱-质谱联机分析。GC/MS结果见表1.

原水中检出有机物26种,这些物质中有毒有害物质11种,占水中有机物总数量的42.3%,其中优先控制污染物2种。原水经过活性炭吸附后,有机物去除了17种,新增11种,对其中的9种无去除能力,说明活性炭对有机物的去除效果不够理想;经过膜处理后,NF7出水检出有机物11种,对致突变物的去除率为75%;NF1出水检出3种有机物,致突变物的去除率为87.5%.说明在三致物质的去除效果上NF1优于NF7.

造成以上结果的原因大体可这样描述:在处理有机物中性组分时,电的相互影响消失了。对于这样的物料,将根据其分子的大小进行分离,分子量超过200g/mol的组分被完全截留,而摩尔质量较低的小分子则可以渗透。对于有机物料体系来说,以少量测量数据为基础的扩散-溶解模型可以很好地描述纳滤膜对有机物的分离特性。

2.2.3Ames试验结果讨论

取原水、活性炭出水、NF7、NF1出水各100L进行吸附、洗脱、浓缩后进行Ames试验.

2.2.4脱盐率比较

取NF1、NF7进出水水样对其电导率进行测定.

3、结论及建议

(1)NF1对TOC的处理效果较NF7及活性炭吸附的效果更为理想,达到93.9%.NF1对水中有机物及三致性的去除效率高,出水Ames试验结果为阴性。(2)NF1在去除水中有害物质的同时,能够保留较多的无机离子,更加符合我国目前的饮食结构,满足现有条件下人员的健康需要。(3)在应用纳滤膜分离技术处理饮用水时,建议使用NF1膜组件。(4)纳滤膜的分离机理及相应的数学模型需进一步探讨。

参考文献:

[1]JjitsuharaI,KimuraS.StructureandPropertiesofChargedUltrafiltrationMembranesofSulfonatedPolysulfone.JChemEng.Japan,1983,16(5)

[2]IkedaK,etal.NewCompositechargedReverseOsmosisMembrane.Desalination,1988,68:109~119

[3]RRautenbach著。膜工艺——组件和装置设计基础。王乐夫译。北京:化学工业出版社,1998

分离技术论文范文第6篇

关键词:论文;抄袭;检测;代码;判定

中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 09-0000-02

Code Similarity Detection in the Determination of Plagiarism

Wang Minghao

(Putian College,Putian351100,China)

Abstract:The present paper detection system,only the text part for the judge,can not determine the thesis contained in the original code.Thesis of science and engineering students,usually contains a large number of the code.Silent due to the current system code as the original,and ultimately affect the whole paper copy of the proportion for the judge,so that accuracy of the greatly reduced.This article attempts to explore the existing detection system,add a test for the determination of the module code,improve science and engineering students to determine the accuracy of the thesis plagiarism.

Keywords:Paper;Plagiarism;Detection;Code;Determine

根据09年年底,汤森路透集团的报告《全球科研报告:中国》(Global Research Report:China)中称,近年来,中国的科研论文数量呈爆炸性发展,仅次美国,高居世界第二[1]。而与之形成鲜明相比的是,中国论文的被引用率低,质量不高和原创性内容不多。这一矛盾产生的主要原因在于高校论文互相抄袭的现象。随着网络技术的日益普及,这股学术不端之风更深深的影响了在校学生。学术浮夸和论文抄袭现象大量的出现在应届学生的毕业论文之中。现有的学术不端检测系统主要是针对文字的检测,对纯理论的论文的抄袭判定比较准确。但是与文科学生不同,理工科学生的毕业论文中常会引用一定数量的代码,这些代码的独创性不被判断。致使部分理工科毕业生在毕业论文中大量引用代码,以减少文字部分引用率的百分比。为了解决这个问题,亟需在现有的学生不端检测系统中建立针对理工科学生的程序代码相似性检测模块。

一、研究背景

程序代码相似性的检测最早是源于对重复代码的检测和对代码的优化。对于程序代码相似度的度量研究,国外起步的比较早,相关的研究也比较多。早在二十世纪七十年代,国外就有学者开始研究检测代码相似性的理论,和基于理论构建的检测系统。目前常用的代码检测技术有两类:一是最早于1976,由Purdue大学的K.J.Ottenstein提出的基于属性计数法(Attribute Counting)[2];二是1996年,由Verco KL和Wise MJ提出的基于结构度量法(Structure Metrics)[3]。

二、代码检测在毕业论文中的应用

(一)相似代码的判定

代码抄袭定义为:一个程序在经过了若干常规性的修改得到的程序[4]。修改的方法主要归为十类,见表1。学生在毕业论文中的代码的抄袭主要体现在前8种。

基于这些常规的修改方式,以C语言代码的判定为例,常用的检测思路之一是,将代码视为一系列Token(标记)的集合,由词法分析程序将源代码转换为Token流。记录两份代码为x和y,两者经过分解的Token流集合分别为X和Y,抄袭的判定条件满足表2。

(二)系统的构建

1.设计思路。

对于学生毕业论文中代码抄袭的具体判定包括以下三个方面:识别,检测和确认。

(1)识别阶段:根据代码中的关键词进行比对,确定代码使用的何种程序语言。

(2)检测阶段:根据识别的结果,选定特定程序语言的代码数据库,进行检测,判定代码的相似度。

(3)确认阶段:根据检测阶段对相似度的判定,输出结果。

与现有的纯代码复制相似性检测,以及纯文字相似检测系统不同,针对理工科学生毕业论文的代码检测的系统必须实现以下功能:

(1)代码和文字的分离。将代码从论文中分离,对不同的代码段落编号,各段单独存储。将分离代码后的论文的文字部分,形成单个文本,统一存储。

(2)针对文字和代码建立不同的检测数据库。

(3)根据不同的代码类型,必须建立有特征识别功能,能针对不同语言分别检测的分析系统和相关数据库。

2.系统构架。

根据系统的需求,系统主要功能模块在论文中代码分离基础上,包括两大部分:针对代码检测的模块和针对文字检测的模块。具体见图1

分离模块主要实现代码和文字的分离,根据代码和文字的不同特征,将其分离为代码部分和文字部分,并将分离后的文字和代码进行存储。后台数据库包括存储数据库和代码特征数据库两个部分。其中存储数据库用来存储预处理之后的文字和代码;代码特征数据库用于存储不同程序语言的特征,以C语言为例,代码特征数据库中需要存储的内容包括有代表性的操作符和关键字。代码特征数据库的主要作用包括两个方面。第一,用于判定一段字母构成的文字是否为程序代码,以及该程序段由何种语言写成。第二,在代码检测时,用于划分代码的结构构成。代码数据库存储用于比对相似性的大量原始代码信息。针对中文论文的检测,分离模块以段落为单位,判定三种情况:纯中文,纯字母和中文字母夹杂。纯中文可以直接判定为论文的文字部分。纯字母的可以比照代码特征数据库,判定是否为代码。如果是代码,以代码的形式单独存储,否则,以文字的形式统一存储。中文字母夹杂的段落,可在去除了中文后,按照纯字母的情况进行处理。

代码检测模块包括代码预处理、代码相似度检测和代码相似度判定三个功能。预处理用于去除代码中的冗余信息。根据表1中的定义,针对其中的2,3,9项,预处理模块消除了源代码中的注释,空格,换行和对程序输出效果无效的代码。同时,预处理模块还消除了常见代码段,如预处理命令和标准输入输出语句等。预处理之后的代码作为输入,由相应的算法进行检测,并得出相似度评判结果。

文字检测模块将分离的文字由相应算法进行检测,得出相似度判定结果。

输出模块根据代码检测判定和文字检测判定,输出最终检测结果:标记所引用或抄袭的部分的出处,以及所站论文总字数的百分比,最后给出综合的判定。

三、总结和展望

对代码独创性的判定是一项细化而复杂的任务。要真正形成完善的系统,还要大量工作要做,如对于代码判定的一系列数据库的建立,和更完善的判定算法的选择和实现,并在实际投入使用后进一步完善。

参考文献:

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[2]K.J.Ottenstein.An Algorithmic Approach to the Detection and Prevention of Plagiarism[J].CSD-TR200,1976,103,2:32-39

[3]Verco KL,Wise MJ.Software for Detecting Suspected Plagiarism Comparing Structure and Attribute-counting Systems[J].Proceedings of the 1st Australian Conference on Computer Science Education,Sydney,1996,102,2:3-5

[4]Edward L Jones.Metrics Based Plagiarism Monitoring.The Consortium for Computing in Small Colleges.Vermont.2001:253,261

[5]史彦军,腾弘飞,金博.抄袭龙纹识别研究与进展[J].大连理工大学学报,2005,45,1:50-57

[6]张鹏.C程序相似代码识别方法的研究与实现[D].大连:大连理工大学,2008

分离技术论文范文第7篇

综合性实验是培养学生独立操作和创新能力的重要方法之一[4]。以往在开展微生物综合性实验前,由学生提出实验方案、列出实验试剂及实验进程等。但是由于微生物综合性实验已执行多年,对教学大纲规定的如“土壤或水环境中微生物的分离鉴定”等小综合性实验题目,学生比较熟悉,有的学生甚至参考上届学生实验报告进行设计,也有的学生从网络资源中搜索到类似题目,实验选题重复,有的教师对此也不重视,这样就降低了综合性实验的难度,学生达不到提高锻炼目的。另外,开展综合性实验,面临的主要问题是学生主动性不强、缺乏思考,教师积极性不高、疏于指导,并且实验经费欠缺。因此,在微生物综合性实验阶段,应加强学生科研能力的培养,让学生积极参与教师的课题研究。在学生完成微生物基础实验后,结合实际条件开展综合性研究型实验,让教师利用自己的研究课题给出综合研究性题目,并增加学时数至15学时。在微生物实验课程开展的初期,向全院教师和研究生征集当前科研课题相关的微生物综合性研究型题目,采用“双导师制”,一位负责指导,一位负责考核。江苏师范大学微生物学实验已有3届学生由相关教师给出综合性研究型题目,研究内容与教师的科研课题密切相关。如结合国家自然科学基金项目“杨树内生放线菌抗杨树黑斑病菌活性成分及其作用机理研究”,给出“杨树内生放线菌的筛选、培养和选育”等题目,让学生自己设计,查阅有关资料,设计实验过程,内容涉及培养基的配制与灭菌、放线菌的分离与鉴定、放线菌的培养发酵与条件优化,以及拮抗活性测定等实验环节。教师在指导综合性实验的教学过程中,同时也完成了科研课题的部分研究任务,实现了师生互惠双赢。综合性研究型实验使学生极大地提高了探索创新性研究、综合解决实际应用和科研问题的能力。

2大学生创新实验阶段,鼓励学生主持研究项目

近年来,江苏师范大学生物技术专业学生考研率达40%左右,根据学生的兴趣特点和报考微生物专业方向,在推行大学生创新实践训练计划过程中,尝试结合承担的国家自然科学基金项目及横向合作研究课题,包括“杨木变色生防菌代谢物质抗变色真菌活性研究”、“江苏沿海滩涂部分药用植物内生放线菌多样性与活性初步研究”、“嗜水气单胞菌诱导斑马鱼皮肤免疫应答的分子机制”、“壳聚糖纳米分散体系抑制植物病原真菌的作用机制研究”等研究内容,将部分科研内容引入本科生科研训练计划。根据所承担微生物相关研究课题,提出切实可行的科研训练题目。如:“能源真菌的分离鉴定及发酵研究”、“极端嗜盐古菌色素分子提取及其制备太阳能电池的研究”、“连云港地区可培养嗜盐菌多样性研究”、“鱼类肠道酵母的分离与鉴定”、“二重PCR检测市售鲫鱼带染沙门菌和志贺菌的研究”等。学生根据个人兴趣选择以上内容,利用6至12个月时间,要求学生独立完成查找阅读文献、确定技术方法以及负责研究等。为了避免“获而不劳”的学生,加强了大学生创新实验项目结题考核答辩工作,推行“双导师制”,其中一位负责督查考核。项目结题方式为撰写实验报告、论文和答辩等,整个过程激发了学生学习的积极性和创新意识,由于项目导师对学生科研兴趣的启蒙和引导,部分学生对未来攻读研究生的学习目标更明确。鼓励学生申请主持大学生创新实验训练计划项目,无疑为学生继续完成毕业论文、科研工作等打下基础。

3毕业论文实验阶段,提高综合实践能力

近几年,江苏师范大学除了鼓励支持开展综合性研究型实验、大学生创新实验等科研训练外,针对江苏师范大学本科毕业论文存在选题质量不高、实验时间较短、优秀论文偏少等问题,对微生物毕业论文进行了改革实践,进一步提高学生的毕业论文撰写水平和实践应用能力。通过对生物技术专业学生的调研,该专业约有50%的学生对微生物相关专业感兴趣,并且多数学生(包括考研学生)希望以通过参与教师科研课题的方式完成一篇高质量的毕业论文。为此,参照大学生创新实验训练计划模式,并要求以教师科研项目相结合的课题为主,采用“双导师制”,将毕业论文时间提前至第六学期期末,同时公开微生物毕业论文选题,鼓励报考微生物方向的研究生、主持或参加过大学生创新实验项目研究的学生优先选题,为进一步提高学生的科研素养以及将来攻读研究生学院奠定基础。毕业论文时间安排在第六和第八学期开展,而学生基本都能利用7至10个月时间完成论文,这段时期与找工作和考研的冲突较小,学生能较为专心地完成毕业论文,确保论文质量。提前毕业论文完成时间,将毕业论文与大学生创新训练计划项目、教师科研结合后,不仅有利于学生参与教师的科研课题,也提高了教师指导的积极性。从教学的效果来看,无论从学生积极性、时间保证还是论文质量上都明显提高,特别在毕业论文撰写、答辩等环节表现突出。2010届、2011届学生毕业优秀论文数明显增多,如“斑马鱼肠道中1株酵母菌菌株的鉴定与系统发育分析”、“市售鲫鱼肠道中沙门菌的调查研究”、“斑马鱼肠道中1株红酵母的分离与鉴定”等分别发表在《菌物学报》、《中国微生态学杂志》和《生物技术》等期刊上。这一做法缓解了学生考研、找工作与毕业论文的冲突,有利于提高毕业论文的质量,增强学生的综合实践能力。通过分阶段递进式教学模式[6],在微生物学基础性实验、综合性实验、大学生创新实验和毕业论文实验等4个阶段进行教学改革,在基础性实验的基础上,结合教师的科研课题,在综合性、大学生创新和毕业论文实验中采用“双导师制”,鼓励学生自己设计和主持课题研究,全面提高了学生的科研能力,教师也在其中完成了部分研究任务,达到师生双赢的教学效果。实践证明,这种教学方法不仅提高了学生对微生物实验的全面认识和掌握,调动了学生的主动性,增强了学生的责任感,而且培养了学生的探索创新、独立分析和解决科研实际问题的能力。

分离技术论文范文第8篇

毕业设计(论文)是高校本科教学的一个重要实践性教学环节[1,2]。对学生而言,是理论与实践相结合的学习阶段,可以培养和锻炼应用专业知识解决实际问题的能力,培养科技文献查阅与科技论文撰写能力,以及培养良好的职业素养和严谨求实的工作作风。对学校而言,是提升本科教学质量的主要抓手,也是检验能否向社会输送合格人才的重要标准。生物技术是解决21世纪人类面临的资源、能源、环境、人口与健康等问题的重要手段之一,因此,生物技术产业已成为世界各国特别是大国经济社会发展战略的重点[3]。为了适应生物技术产业迅速发展对人才的需求,我国教育部在1998年高等院校学科调整时增设了生物工程本科专业[3,4]。目前,高等学校的生物工程专业已成为最为重要的专业之一,它是培养掌握现代生物学和生物技术基本科学原理、基本技能、工艺技术过程和工程设计等基本理论,能在生物技术与工程领域从事产业化工程设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才[5,6]。生物工程专业是以工为主、以理为辅、工理管相结合的复合型专业,具有很强的实践性,因此做好该专业的毕业设计(论文)实践环节,对提高教学效果和人才培养质量具有重要意义。然而,目前高校毕业设计(论文)的质量整体上出现了下滑的趋势,主要表现在:(1)师生比例偏低,指导老师无法利用有限的精力和时间高效指导毕业设计(论文);(2)选题盲目,课题研究内容陈旧,缺乏创新性,有的还脱离生产实际;(3)毕业论文的写作水平差,学生缺乏科技论文写作训练,论文写作格式与文献引用缺乏规范;(4)评价体系不完善。学生们在毕业设计(论文)阶段的表现是良莠不齐的,但最终毕业时获得的文凭却并无二致且本科毕业率几乎一直都是100%,极大地挫伤了学生的学习积极性和主动性。因此,为了提高毕业设计(论文)质量,如何改革并完善现有的毕业设计(论文)教学模式已成为高校教育者讨论的热点之一。从2010年开始,我们进行了依托省部级以上纵向科研课题教学本科生毕业设计(论文)的探索和实践,让学生在毕业设计(论文)的教学实践环节参与到导师的在研课题中。本文以ε-聚赖氨酸高效生物合成和产业化实施项目为例,就相关的探索和实践进行了总结。

二、依托科研课题教学本科毕业设计(论文)

1.形成合理的科研团队。目前,高等院校本科毕业设计(论文)的教学方式多采用导师制。然而,导师制是一种精英教育的教学模式,其实质上是一位导师和一个学生之间面对面的、高度个人之间的接触和交流[7]。这种形式的制度是依靠学生对教师的低比率,它是一种高成本的制度。随着高等教育大众化的来临,高校办学规模的扩大,生师比持续升高,办学资源日益紧张,高成本原始形态的导师制已难以为继,它对师生比例的要求无疑增加了导师的教学负担。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),学生在选题后就进入到导师的课题组中,与研究生统一学习和交流,建立一个由导师、研究生和本科生(1∶5∶3)构成的梯度研究团队。在这个团队中,导师对本科生、研究生的研究方向和内容进行统一安排和规划,对项目研究的关键科学问题进行分解和归纳,形成一个个独立且相关联的子课题。然后,本科生自主选择一个具体子课题进行研究。团队中研究生协助导师对本科生进行实验技能、实验设备和方法等方面的培训和指导。这样,以科研课题为基础,通过科研团队各成员的分工和合作,一方面减轻导师的工作量,使导师能够高效利用有限的精力和时间,达到事半功倍的效果。在教学过程中,避免了以往导师对指导内容不明确,对“如何导”、“导什么”等缺乏清晰的认识等问题。另一方面,传统的一个导师和一个学生的面对面的交流,转变成本科生与具有一定科研基础的研究生,特别是博士生进行高度个人的接触和交流,有效地缩短了本科生的适应期,极大地提高了其积极性和主动性。

2.选择合适的论文题目。毕业设计(论文)的选题显著影响毕业论文的质量,若选题过于陈旧或是假题目,研究内容与实际的研究和生产严重脱节,则论文的价值低或意义不大。学生仅为了学分和毕业而进行毕业设计(论文),会严重挫伤学生的积极性和主动性,不利于其创新能力的培养,实践能力和综合素质也得不到锻炼和提高。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),让学生参与到导师的在研课题中,做到真题真做,使得学生产生浓厚的兴趣,不仅能够提高其主观能动性,还能极大地激发其创造性。另一方面,由于毕业设计(论文)教学内容与导师的科学研究具有极高的关联度,导师能够充分利用自身的专业知识和学术能力使学生“站在巨人的肩膀上”,让他们参与到本专业某领域前沿的相关研究,实现提高毕业论文质量的目的。比如,针对江苏省产学研前瞻性联合研究项目“新型生物食品防腐剂ε-聚赖氨酸高效提取关键技术与集成化研究”这一课题,要求学生尝试各种先进分离提取方法,发现和比较这些提取方法之间的优劣性和互补性,最终提出一种可行的分离提取工艺路线,并进行实验验证和评价。此外,由于生物工程专业的毕业设计(论文)选题有两种形式,即试验性题目和设计性题目,为了能够兼顾学生的特长以及与学生将来从事的工作,对学生进行分流,充分发挥其特长,激发学习兴趣,保持个性。尽可能让学生品尝到成功的喜悦,并巧妙地加以引导利用,帮助学生实现“参与—成功—参与”的良性循环,使学生持续保持自主参与学习的动机。在ε-聚赖氨酸分离提取新工艺开发的课题中,鼓励学生尝试自己感兴趣和认可的分离提取方法,在对该方法进行充分实验和评估后,将其整合到原有分离提取技术路线中,并考察该提取方法的加入对最终产品质量和收率的影响。如果试验结果是积极的,则尝试让学生对新技术路线进行工厂工程设计,为实现新工艺或新技术规模化和工业化提供一定参考和依据。

3.开设学术报告会议。科研成果汇报和科研论文的撰写是展示科研工作者成绩的有效途径。这一过程,并不是单纯的工作总结,而是进行科学研究的基本训练,是提高分析问题、归纳问题和解决问题的重要环节。然而,本科生在毕业设计(论文)教学环节之前,本科教学中没有开设关于科研成果汇报、论文写作等课程,学生缺乏一定的科研基础知识和实践机会。因此,学生在总结科研成果,撰写毕业论文的时候往往存在以下问题:(1)学术道德观念淡薄,论文有明显的拼凑,更有甚者直接从网上抄袭;(2)缺乏专业化和学术化语言描述实验方法和结果,措辞不严谨、论文层次不分明,图表说明不合理;(3)论文格式不规范,特别是论文的参考文献、中英文摘要、图表等。这些问题是导致毕业论文质量下降的一个重要原因。通过依托科研课题教学本科毕业设计(论文),在教学实践中,导师要求本科生也参与到课题组的各种科研活动,包括读书报告会、月底课题组汇报、中期汇报和专题讨论等各种学术报告会议。在读书报告会中,要求学生阅读、分析和归纳1~2篇与课题研究相关且是近期发表的高影响因子的SCI论文,以PPT的形式解释论文的研究内容、创新点以及对自身课题的启发,并要求本科生、研究生和导师一起讨论分析。在课题月底工作汇报、学期汇报的会议上,要求学生以PPT形式对一个月或一学期的研究内容和结果进行总结和分析,导师和学生一起讨论分析,并依据实验结果安排下一步工作计划。此外,课题组不定期组织专题报告,由导师或高年级的博士研究生对某一专题进行学术报告,报告选题有“如何写好毕业论文”,“生物工程学科常用科研软件的使用”,“发表高水平SCI论文的心得体会”等等。通过这些学术报告会议,使得本科生在文献阅读能力,课题研究的总结、汇报和论文写作等多方面得到系统训练和提高。

4.构建合理的评价体系。毕业设计(论文)教学环节,从选题、实施到论文定稿,历经约8个月甚至更长的时间,学生投入大量的时间和精力。因此,毕业设计(论文)质量的合理评价,建立奖惩制度,可以使学生产生公平感和信任感,对学生职业道德能力和素养的培养具有积极的推动作用。目前,本科毕业设计论文质量评估中分为指导教师评审、评阅老师评审和答辩评审三个环节。由于在毕业设计(论文)教学环节,学生与导师(指导教师)有更多的接触和交流,导师对学生的态度、能力和创新性等方面有更全面的了解和掌握。因此,指导教师评审成绩往往占总成绩的60%以上。课题组在严格执行校教务处规定的毕业设计(论文)指导和管理规范的基础上,利用模糊评价的方法[8],构建一套合理、科学和客观的指导教师评价体系,从学生的学习态度、学习能力和创新性三个方面定量地分析学生在毕业设计(论文)实践环节的表现,保证毕业设计(论文)成绩评定的客观、公正。

三、结束语

毕业设计(论文)是高校本科教学的最后一个实践性教学环节,是提高学生综合能力和素质的重要步骤,也是评价高校教学质量的重要指标之一。笔者针对本科毕业设计(论文)教学过程中暴露出的问题,剖析了造成毕业设计(论文)质量不断下滑原因的基础上,探索并实践了依托科研课题教学本科毕业设计(论文)的方法,通过形成科研团队、选择合适题目、开设学术报告和构建合理评价指标四个手段来提高毕业设计(论文)的质量,取得了一定的成效,已毕业学生的就业单位均反馈学生具有较强的科研能力、实践能力和创新能力,较高的职业道德能力和水平,得到了社会的初步认可。然而,在教学改革和探索的过程,发现仍有一些问题,如毕业论文(设计)题目的难度选择,毕业论文(设计)教学与学生考研和找工作的时间冲突等,这些问题尚需在实践中不断改进与完善。

分离技术论文范文第9篇

关键词: 前沿科学研究 本科生 创新实践能力

依托前沿科学研究指导本科生完成毕业论文,将学生的毕业论文与教师的科研结合,可以使学生了解当前生命科学的一些前沿课题,对学生拓宽思路、开阔视野大有益处。以科研项目指导本科生毕业论文,目的是使学生将学过的专业知识和实验操作相结合,通过自己的动手实践,加深对书本知识的理解。下面笔者结合工作实际,阐述在本科生毕业论文中,指导学生参加国家自然科学基金项目《基于线粒体基因组全序列的唇口目苔藓动物系统发育研究》,开展科学研究的方法和感受。

1.文献的检索和查阅

何谓文献?我国1984年公布的《文献著录总则》中给文献下了一个简明的定义:“文献是记录有知识的一切载体。”有的学者进一步描述为:“文献是人类的知识用文字、符号、声像等记录保存下来,并可以交流传播的一切物质形态的载体。”在我们的实际工作中,文献较多地指代科研论文。

我们在开始科研工作之前,往往先要了解国内外的研究现状,这就必须借助于文献的检索和查阅。就拿《基于线粒体基因组全序列的唇口目苔藓动物系统发育研究》来讲,这其中蕴含几个方面的核心内容,包括线粒体、线粒体基因组、唇口目苔藓动物及系统发育等。我们借助于国内的数据库,比如维普和万方等,就可以用“线粒体”、“线粒体基因组”、“唇口目苔藓动物”及“系统发育”分别作为关键词检索这些数据库,获得与本课题相关的中文文献,而在进行全文或者摘要的下载之后就可以初步掌握国内在这一领域的研究现状。除此之外,我们还可以将其英文的翻译:mitochondrion,mitochondrial genome,cheilostome bryozoans,phylogeny等作为关键词通过PubMed,Google Scholar,Web of Science等数据库进行搜索,从而了解国际上在这一领域的研究进展。文献的检索和查阅虽然看似基础,没有太多技术含量,但其实想做好这项工作需要很多技巧和实践经验,而且这项工作为我们后续工作的开展,包括“实验方法的设计”、“动手能力的培养”和“科技论文的写作”等奠定了基础。

2.实验方法的设计

通过文献检索和查阅,学生得知,获得动物线粒体基因组的实验方法有很多种,而最为常用的有两种:一是基因组DNA提取和长PCR扩增,二是线粒体基因组DNA的直接分离。通过分析比较,我们认为在DNA提取的两种方法中,线粒体基因组DNA的直接分离更为重要。以分离的线粒体基因组DNA为PCR的扩增模板,不仅可以提高线粒体DNA的扩增效率,还可以显著降低线粒体在核上的假基因的扩增概率。不仅如此,由于后生动物线粒体基因组的变异还是非常高的,以已知的序列设计引物来扩增未知的线粒体基因组,这个策略对于有些类群是难以实现的,而直接分离、纯化的线粒体基因组DNA就可以直接用于文库的构建和测序,避免这一问题。当然,提取线粒体基因组DNA所需要的样品量比直接提取全基因组要高很多倍,在具体物种中需要权衡利弊。

3.动手能力的培养

要培养创新性人才,动手能力的培养是关键。就拿我们这个课题来讲,实验中涉及一系列的分子生物学的技术和手段,包括线粒体和基因组DNA的提取、引物设计、常规PCR和LA PCR扩增、DNA测序、文库构建和生物信息学分析等。如果没有过硬的动手能力,就只是纸上谈兵,没有办法将科研创新工作付诸实践。所以,我在每个课题组成员正式进入实验室之前都会安排分子生物学基本技能的培训。通过两三个月的时间,学生真正地动手做一做,在实践中加深了对课堂知识的理解和认识;不仅如此,他们还获得了基本的分子生物学的实践操作能力,为他们今后从事生物学相关领域的科研工作奠定了基础。

4.科技论文的写作

实验完成以后就进入科研论文的写作阶段。一项科学实验无论取得多么重大的研究成果,在未发表之前都不能说它是完整的。有创造性的研究成果必须发表,而成果的发表又是研究过程的精髓。科技论文区别于其他文体的特点,在于创新性科学技术研究工作成果的科学论述,是某些理论性、实验性或观测性新知识的科学记录,是某些已知原理应用于实际中取得新进展、新成果的科学总结。因此,完备的科技论文应该具有科学性、首创性、逻辑性和有效性,这也就构成了科技论文的基本特征。一篇完整的科技论文包括标题、摘要、关键词、正文、参考文献和致谢等内容。

科技论文的写作有助于增进交流,提高科研水平,推动科学事业的发展及提高逻辑思考和分析问题的能力,除此之外,写作对于阅读、听力和口语等也有促进作用。所以在实际的工作中,我很注重培养学生的科技论文写作能力,使他们理解科技论文的写作方法和技巧,为今后的论文写作和发表提供保障。

5.结语

大学生创新能力的培养是当前教学改革的目的。人才培养是高校的根本任务,人才培养的质量是衡量高校教育教学水平的一个重要标准,而提高教育教学质量则是高校生存和发展的唯一途径。当前,知识经济高度发达,本科层次的人才培养也已经从注重传授知识、单纯强调教学转向注重培养学生的综合素质、知识应用能力及创新能力,这对高等教育提出了更高的要求。生命科学是一门实践性很强的学科,实践动手能力与创新能力的培养对生物学专业人才培养来说显得尤为重要。大力开展本科生科研技能训练是培养学生积极创新、勇于创新的一个重要环节。本科生毕业论文是学生专业技术和实践能力的全面检验,是深化教学改革、提高教学质量的重要渠道。因此,依托前沿科学研究培养和提高本科生创新实践能力是高等学校培养创新性、实践性人才的重要方面。

参考文献:

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分离技术论文范文第10篇

通过分析药学科研仪器HPLC、NMR和MS的论文数量,揭示该领域的研究现状和发展趋势。从图1可以看出,大致分为两个阶段:第一阶段从1970~1990年,论文数量增长相对缓慢;第二阶段从1991年到现在,论文数量增长较快。从1970年开始药学科研仪器领域的文献发表,近几十年来该领域的研究论文数量不断增长,从1970年的22篇增至2012年的269篇。1970~1990年,每年发文数量在50篇以下,这20年药学科研仪器的发展比较缓慢,还未受到足够重视,没有取得突破性进展,因此处于低水平的缓慢发展态势。从1991年开始,发文数量超过了100篇。1991~2004年,这期间的发文数量保持每年在100~200篇之间,可以推断从1991年开始,药学科研仪器的研究得到了较多关注,许多研究人员投入到该领域的研究,进入一个快速发展的时期。从2005年开始,发文数量突破了200篇,并保持较稳定的增长,于2010年和2012年分别达到两个峰值267篇和269篇,药学科研仪器的研究得到持续快速发展。

2主要国家/地区分布情况

2.1总体分布情况

根据SCI数据库统计发表药学科研仪器论文的国家/地区,其统计结果显示有80多个国家/地区发表相关论文,现仅将数量超过100篇的国家/地区呈现出来,见图2。论文数量超过100篇的12个国家或地区中,北美地区有美国(1158篇)和加拿大(141篇)两个国家,两国论文数量共1299篇;多数是欧洲地区的国家,德国(399篇)、英国(274篇)、法国(266篇)、意大利(189篇)、俄罗斯(144篇)、荷兰(115篇)、瑞士(113篇)和西班牙(110篇),论文总量1610篇;亚洲地区有日本(329篇)和中国(299篇),论文总量628篇。排在第1位的是美国,论文数量1158篇,是唯一超过1000篇的国家,占全部论文数量的24.64%,接近1/4。美国作为科学技术最发达的国家,在很多研究领域都处于世界主导或领先地位[3-4],在药学科研仪器领域也不例外,发表的论文数量远远超过排名第2位的德国,是德国发文量的约3倍,领先优势相当明显。中国数量为299篇,排在第4位,仅占美国论文数量的25.82%。这说明我国在药学科研仪器领域已具备一些实力,但与美国相比还是有很大差距。图3是论文数量超过100篇的国家每年情况,可以看出最早发表药学科研仪器论文国家的是德国,1972年发表该领域的第1篇论文。从1973年开始,很多国家开始了药学科研仪器领域的,发文数量世界排名第1位的美国也是从1973年开始发表该领域的研究论文,这一年发文量7篇,此后一直保持每年均有。在1997年以前,美国每年的发文量都在30篇以下,处于缓慢发展时期。从1997年开始,美国发文数量开始明显增长,且一直处于较高水平,说明美国从1997年后在该领域的研究一直十分活跃。日本的开始于1974年,是亚洲起步最早的国家,此后直到1990年,除了1981、1988年和1990年各有一篇,其他年间数量均为零。从1991年开始日本保持每年均有,日本药学科研仪器的研究进入一个较稳定的发展时期。中国1988年才开始该领域的第一篇,起步较晚,最初也是间隔几年发表一次论文,从1996年开始每年均有,进入一个比较稳定的发展时期。中国从2005年开始进入较快速的发展时期,于2012年达到顶峰49篇。从图3可以看出,美国发文总量世界排名第一,处于绝对领先地位,其论文年度发表数量也是世界第一,远远领先其他国家,从1990年以后优势更加明显,足以见美国雄厚的研究实力。中国从2009年开始,论文数量有了明显上升,发展势头迅猛,论文年度发表数量仅次于美国,跃升至世界第2位,进入飞速发展阶段。可见,中国近几年在该领域投入较多的研究力量,并取得一定的研究成果。

2.2研究主题分析

高频关键词在一定程度上可以很好的反映论文主题[5]。利用TDA软件对WebofScience数据库中药学科研仪器的研究论文出现的关键词进行处理,统计出高频关键词,将记录数大于30的关键词(表1)导入到软件Uci6中,生成该领域技术研究热点领域分布图(图5)。从图5可以看出,最大的节点是NMR,即核磁共振技术,出现频次318次,说明关于NMR最受研究者的关注,是药学科研仪器领域研究最热的主题。NMR技术在药学领域的应用主要在于新药开发,如对新合成药物及新分离的天然活性药物进行结构鉴定,应用NMR技术进行体内药物分析等[6]。与NMR连线最紧密的是Spectrometry(光谱),可见有关NMR的很多研究工作是针对其光谱图,核磁共振谱是研究物质结构的有力分析手段。核磁共振的特点是核磁共振波谱图可以直接提供样品中某一特定原子的各种化学状态或物理状态,并可得到它们各自的定量数据[2]。NMR与HPLC和LC也有密切联系,这是液核联用技术的体现。将液相色谱与核磁共振波谱仪串联,可以将样品分离直接进行结构测定,为科研工作带来很大的便利。此外,与MS有关联的也很多,其中联系最密切的是LC,LC-MS即液质联用技术,以液相色谱作为分离系统,质谱作为检测系统。液质联用技术体现了色谱和质谱的优势互补,将色谱对复杂样品的高分离能力,与质谱高选择性、高灵敏度等优点结合起来,在药物分析、食品分析等许多领域得到广泛的应用。联用技术在药学科研领域的药品质量控制、药物分析、中药现代研究、药物体内代谢等诸多方面发挥越来越重要的作用[7-14],极大地提高了科研人员的工作效率,是仪器发展的一个重要方向。选取在药学科研仪器领域发文量超过100篇的国家,依据词频≥4的关键词为研究方向的主题表征,应用关键词词频分析主要国家的研究重点和方向。由表2可见,大多数国家排在首位的都是核磁共振(NMR)的研究,可见NMR是目前科学仪器研究的一个重要方向。除NMR外,还有质谱分析法(MS)的研究很受关注。美国的关键词最多,可见其研究范围十分广泛,不仅在论文数量上具有很大优势,其研究领域也是涉及各个方面,具有很强的研究实力。从关键词分析来看,美国对药学科研仪器的研究不仅是在应用方面,而且还有针对仪器本身设计的研究等。除美国外,其他国家的关键词均不及10个,研究实力有待提高。德国和日本也是既有应用研究,也有仪器本身一些问题的研究。中国的研究重点是核磁共振(NMR)、质谱分析法(MS)和高效液相色谱法(HPLC),从关键词分析可看,中国的研究主要是在应用方面,而对仪器本身设计等的研究较少,这方面的研究力量还是十分薄弱。我国使用的仪器主要以国外产品为主,有些高端精密仪器100%依赖进口。可见我国只关注仪器的应用情况,而缺乏对仪器本身的研究,研发能力亟待提高。本文来自于《科研管理》杂志。科研管理杂志简介详见

3小结

通过对药学科研领域几种常用仪器(HPLC、NMR和MS)的文献计量分析,笔者可以得出以下结论:从总体趋势看,近20年来研究论文数量增长很快,说明世界各国重视药学科研仪器的研究工作。2005年后发文数量突破了200篇,并保持较稳定的增长,处于较活跃的发展时期。从国家层面看,开展药学科研仪器研究的主要国家有美国、德国、日本和中国等。美国在该领域占据绝对的优势地位,具备较强的实力。不仅总量居于世界第一,年量也是世界第一,遥遥领先于其他国家。从2009年开始,中国的年发文量出现较明显增长,年发文量仅次于美国,处于世界第二。中国虽然取得一定成果,但与美国相比还有很大差距。在合作发文方面,美国、欧洲等一些国家的合作比较密切,亚洲国家的国际合作相对较少。中国的国际合作更少,仅与美国和德国有合作,处于合作网络的边缘。从未来发展趋势看,联用技术是仪器发展的重要方向,将各类仪器联合使用,发挥各自的优点,取长补短,为科研工作带来极大便利。联用技术有其独特的优势,是药学科研仪器的发展趋势。此外,软件也是科学仪器发展的重要方向。仪器软件不只单纯为硬件服务,而是成为仪器总体设计的主要基础和决定仪器水平和应用的主要因素[15]。现代仪器设计中软件的工作量已占了70%~80%,并在某种程度上决定了仪器的功能和性能[16]。在药学科研仪器领域,发达国家占据着较大的研究优势和成果,发展中国家的实力还需要加强。我国在该领域的研究起步较晚,但是发展势头较为迅猛,不过与发达国家相比仍有较大差距。随着药物研发产业的飞速发展以及科学仪器的广泛使用,科学家对仪器提出越来越高的要求,科学仪器有很广阔的发展空间。我国应抓住机遇,加大创新力度,提高我国在药学科研仪器领域的地位。

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