仪器分析人才培养论文

摘要：在经济和科技迅速发展的新形势下，各行业要求毕业生不仅具有扎实的专业基础知识，而且具备较强的实践能力和创新意识。针对仪器分析课程的教学现状，从完善教学大纲、优化课程体系、丰富教学方式、提高教学水平等方面探讨了仪器分析课程的改进措施。今天小编为大家精心挑选了关于《仪器分析人才培养论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

仪器分析人才培养论文 篇1：

浅谈《仪器分析》应用型人才培养

摘 要:仪器分析是一门以实践为基础的学科,让学生多做实验,在没有设备的情况下,通过仿真实验加于解决,以增强同学们对仪器分析的感性认识。在仪器分析快速发展的今天,同学们能较快企事业单位岗位需要,熟练仪器操技巧,以提高分析的精密度和准确度.

关键词:仪器分析仿真实验应用型人才实验技能竞赛

引言

仪器分析是化学领域的一个重要分支,它是以物质的物理或物理化学性质为基础建立起来的一种现代化分析方法。随着我国经济水平的提高,尤其是医药、化工、生物工程、食品保健等产业的飞速发展,精密测量与分析仪器的使用和普及,正进入一个新的高潮期。特别是近来我国环境日益恶化,食品质量事故频发等,仪器分析监测地位不可替代。仪器分析方法所包括的分析方法很多,目前有数十种之多.本人根据多年教学经验,初步探讨如何培养应用型人才,使学生毕业后能尽快适用社会需要,适应分析监测岗位,熟练仪器操作技巧,正确对仪器进行日常维护。

1 《仪器分析》课程的特点及现状

1.1 起点高

仪器分析课程是一门综合能力很强的化学专业必修课程。它涉及到的化学学科知识,理论性强、内容广泛,几乎涵盖了所有的化学学科专业及与各专业相关的新领域和边缘学科。因此,仪器分析课程起点较高。

1.2 多学科交叉

随着科学技术的发展,人类的知识结构也在不断更新。知识爆炸正是源于各学科知识间的相互渗透、交叉发展和横向延伸.仪器分析涉猎了光学、电学、磁学和计算机等技术,且交织着数学、物理、生物、医学、电子技术和化学等学科基础知识.现代仪器分析技术在原理和技术上均采用当今最先进最前沿的科技,可以说仪器分析是一门灵活性很强,理论水平较高的统筹性交叉学科。

1.3 发展速度快,应用范围广

分析仪器在20世纪经历了50年代仪器化、60年代电子化、80年代智能化和90年代信息化等发展过程。近年来则朝着微型化、智能化和全能化方向飞速发展。可以说任何一种理论或技术的进步,都会对分析仪器产生不小的促动同时,各行各业引人注 目的前景和突破性成果都离不开强有力的分析测试手段!仪器分析已融入众多的前沿性的交叉学科信息,直接决定着社会生产和科技领域的成果。

1.4 内容抽象,难以理解

仪器结构复杂,理论抽象,所需仪器又十分昂贵,大多数院校很难完全拥有,实验较少,学生对仪器缺乏感性认知.学生都会认为课程各章节之间联系不够紧密,知识琐碎,仪器结构复杂,原理抽象,涉及面广,难以学习。一些毕业生走上工作岗们后,不能很快适应新的环境和开创新的局面,缺乏竞争力。

2 教学工作的改进,重在应用

我校是一中职学校,毕业生的出路就是能尽快适应岗位的需要,是以应用型人才培养为主要任务和目标的办学层次。从专业的角度来说,就是让学生在监测分析方面,创造自己的特色,在化学和仪器分析方面有些过人之处,在高层次学校林立的情况下,也能找到立足之地。

2.1 节选内容,大幅度删减理论教学

现化科学分析仪器种类繁多,原理各異,且发展迅速,除了经典的光谱学、电化学、色谱不断出现新的内容外,新的仪器技术,如量子点荧光技术等技术层出不穷。另一方面,由于仪器分析是一门以多学科为基础的综合性学科,涉及的知识相当广泛和深奥,对于我校中职学生来说,要理解和掌握实在勉为其难。学生对这门课程也就容易产生畏难情绪,学习缺乏主动性,其结果是平时排斥听课,考试时临时抱佛脚死记硬背,知其然不知其所以然。因些,在教学过程中,必须对教材内容进行节选,突出重点,绕开难点,讲授学生能理解的原理,对于学生不能理解的原理全部删减。在分析监测中常用到的分析方法,例如光谱分析的紫外、红外、荧光、原子光谱,气相色谱、液相色谱,电化学分析法中的电位分析,库仑分析等进行重点讲授。在讲授这些内容时,有些原理学生也难以理解,就把重点放在仪器构造,仪器的维护,使用时的注意事项方面。在教学过程中,围绕中心内容适当地插入一些短小有趣的仪器分析发展史实的小花絮、小故事,以提高学生的学习兴趣,激发他们学习仪器分析课程的积极性。

2.2 加强实验教学,培养学生实践能力

《仪器分析》课程强调实践,一切以实践为基础,以实际需要为目的。仪器分析是一门实践性很强的学科。按照课程的要求,配套进行仪器分析实验课的教学,但由于大型仪器价格昂贵,数量有限,实验通常都分组进行,每个人亲自操作机会比较少,对仪器操作不熟练,对基本原理的理解与对抽象的仪器结构的认识不深刻。通过仪器分析实验室教学,从总体上引导学生对仪器分析方法加深认识,引导学生从个体到一般,从对比中掌握方法之间的联系与差异;将实验教学的重心从“操作训练”转移到“仪器、方法对比训练”上来,以增加学生对分析误听感性认识到为目的,帮助学生对分析仪器的认识从抽象到具体,使分析仪器不全面,缺乏大型仪器的矛盾得到了一定程度的解决。相当部分的仪器看起来复杂,但操作起来并不难,学生在做实验时,做了一次,就觉得第二次没有了意义。针对这程情况,根据学校已有的仪器,让学生多做实验,以增强感性认识。①第一次实验时,不作任何要求,只要学生能完成实验就行了,第二次实验时,设立目标,让学生能达到一定的要求标准。例如,分析数据的“R”值达到四个九以上,有目标,就有了动力。②进行纵向比较,让同学们比较结果。通过比较,同学们对自己分析的准确度、精密度存在的差距,也就会分析自己的操作存在的问题,进而有了解决问题的欲望,使分析操作更加感性。③我们学校每学年都会进行仪器分析的技能竞赛,以赛促教、以赛促学、以赛足改.通过以上措施,同学们投入到了每一次实验当中,实验有了质量和效率。

2.3 开展仿真实验教学

所谓分析仪器的仿真教学,就是利用建立分析仪器的教学模型,利用计算机、网络技术、仿真技术和信息技术,在计算机上建立起一套反应特性与真实分析仪器完全相同的虚拟分析系统进行教学,学生通过操作这台虚拟分析仪器,可以获得与操作真实仪器一样的丰富经验。中职仪器分析中实验教学占了结对比重,通过实验教学不仅让学生学会使用一些仪器,掌握一些操作技能,更重要的是让学生从实验中获得将来从事专业岗位所应具备的职业能力。可是,一台气相色谱仪或者液相色谱最少都在10万以上,有些高端设备甚至达到了几十万,上百万,对于一所中职学校来说,是很难有如此大的设备资金投入,实验过程中的消耗也是笔不可小觑的开销。

2.3.1 在理论教学的基础上应用仿真软件进行实习实验教学,具有多方面的优势。(1)分析仪器仿真软件系统在计算机上运行,可以缓解学生人数多而仪器设备相对匮乏的紧张局面,实现人手一机,学生独立完成操作,提高教学质量。(2)通过仿真系统的开发和及时更新,分析仪器仿真系统基本上包括了原子吸收光谱装置、气相色谱装置、紫外吸收光谱装置等在内的常用普通分析仪器的内容,还仿真了如傅立叶变换红外光谱仪、质谱等价格昂贵的精密仪器内容。在教学过程中学生可基本上掌握其结构、工作原理及使用方法和注意事项,还能了解目前市场上主要型号。(3)仿真实验在计算机上进行虚拟操作,操作过程不必考虑实验耗材、仪器损耗等问题,可在仿真系统中反复训练。(4)在仿真系统中,一方面给出了操作规程,另一方面也给了学生一些自由发挥的空间,学生可进行探索性试验,试验中如果出现问题,系统会及时提示,并要求学生更正,否则无法进行入下一步操作,有利于学生提高分析问题,解决问题的能力。

2.3.2 为此我校投入近20万建设了仪器分析仿真实验室,仿真系统的设计目标和内容有:

(1)对试剂配制进行仿真 因为规范的容量仪器操作是做好仪器分析实验的基础,试剂的配制是进行仪器分析的前奏。根据长期的实践证明,仪器分析实验结果的误差,往往并不一定是仪器使用不当引起的,而至少有百分之三十到百分之六十的缘由是因为操作者不正确的实验准备、不规范的基本操作引起的。因此我们在进行仿真软件设计时,力求将量瓶、移液管、烧杯、漏斗、称量瓶、等常用器皿的使用以及量瓶的定容、分析天平的操作等基本操作都纳入到软件中,要求学生进行严格规范的仿真练习,若不操作不当,程序将进行错误提示或得到错误结果.这样,学员可在软件上反复练习这些基本操作,掌握某类实验的技能知识点,可以正确设计和对待每个仪器分析试验的前期准备,避免常规性的错误。

(2)对仪器分析常用的设备、工作站进行仿真操作 仪器分析实验常用的仪器设备相当广泛,例如pH计、紫外分光光度计、红外分光光度计、气相色谱仪、高效液相色谱仪,毛细管电泳仪以及一些较高级的仪器,如核磁共振光谱仪、质谱仪等,每种仪器又有不同的生产厂家、不同的型号,并配备有不同的功能,不同的生产厂家仪器带有的操作软件又不同,同时软件也在不断升级。因此,在仪器分析软件的设计中涉及的操作细节、经验、规程也很多。以高效液相色谱为例.高效液相色谱仪的制造商很多,在国内目前占据市场主要份额的有岛津公司、安捷伦公司和WATERS公司,他们的仪器构造和运行软件均不相同,另外对于液相色谱来说,本身就是一个复杂的过程,不同的化合物需要不同的色谱柱和流动相,具有很大的可变性,而设计的仿真软件又不可能涵盖所有的内容。因此,我们认为必须抓住其共性,也就是色谱的基本原理,按照色谱仪的基本操作规程来设计软件,以使仿真系统可以满足不同用户需要。

3 结语

总之,《仪器分析》是一门内容繁多且不断更新的课程,主讲教师首先要掌握大量科学知识,了解这门科学发展的来龙气脉及其对人类社会的功能与影响,然后组织好教学内容,使学生领会其基本线索与概念、原理、规律及独特的研究方法。另一方面,《仪器分析》是一门以实验操作为基础的学科,创造條件让学生多做实验,在实验操作过程中知识得到升华。

参考文献

[1] 王织云.高职仪器分析仿真试验教学的的探讨.广州化工,2009.

[2] 王玉强.仿真在化工职业教育中的应用,辽宁教育行政教育学报,2006.

[3] 张芹、黄玉英、欧光南等.仪器分析教学与应用型人才培养.科技创新导报,2009.

[4] 魏波,刘剑洪,钟健,等.仪器分析教学中的学科交叉及教学改革.深圳大学学报,2002.

作者：陈海健

仪器分析人才培养论文 篇2：

基于应用型人才培养的仪器分析课程改进初探

摘要：在经济和科技迅速发展的新形势下，各行业要求毕业生不仅具有扎实的专业基础知识，而且具备较强的实践能力和创新意识。针对仪器分析课程的教学现状，从完善教学大纲、优化课程体系、丰富教学方式、提高教学水平等方面探讨了仪器分析课程的改进措施。

关键词：仪器分析;课程改进;应用型人才培养

仪器分析技术是借助特定仪器，以物质的物理或物理化学性质为依据，对物质结构及样品组成等进行定性、定量分析的方法。作为科学研究和质量监控的重要分析手段，仪器分析技术被广泛应用于化工、材料及环境科学等自然科学的研究，以及环境监测、食品安全检测及检疫检验领域。许多高校把仪器分析作为化工、食品、环境及应用化学等专业的一门重要基础课程。

随着社会经济的飞速发展和现代科技的全面进步，各行业对应用型人才的要求也越来越高，毕业生不仅要具有扎实的专业基础知识，而且要具備较强的实践能力和创新意识。但传统教学模式难以调动学生的学习积极性，学生有的在课堂上看手机，有的看似听讲，实际不知神游到何处，没有跟着教师的授课思路积极思考，教师往往处于“唱独角戏”的状态。笔者基于应用型人才培养的目标，分析仪器分析教学现状，结合多年的授课经验，从完善教学大纲、优化课程体系、丰富教学方式、提高教学水平等方面初步探讨了仪器分析课程的改进措施。

一、仪器分析课程教学现状

仪器分析是分析化学的一个分支，涉及数理化及计算机等学科知识，是一门综合性强、技术含量高的应用型课程。教学内容包括气相色谱、高效液相色谱、电位分析、伏安分析、库仑分析、原子发射光谱、原子吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、红外光谱等，内容涵盖广，多学科交叉，知识点分散，学生在短时间内很难真正理解和掌握。

有些仪器分析方法名称相近，但原理及所用仪器又大不相同，例如色谱和光谱分析、原子发射和原子吸收光谱、气相和液相色谱，很容易混淆，学生课前又没有见过这些仪器，没有感性认识，讲授内容对学生来说枯燥、难懂。

仪器分析理论课的讲授须结合实验进行，但由于各种客观原因，实验教学往往很难与课堂教学同步。此外，实验涉及的仪器多为价格昂贵的大型仪器，使用和维护成本较高，一般院校实验教学仪器数量有限，即使采用实验分组法，每组学生2～3人，也不能保证每位学生都有动手操作的机会。这些都增加了引导学生扎实掌握仪器分析方法解决实际问题的难度。

二、仪器分析课程改进措施与实践

(一)完善教学大纲，优化课程体系

依据行业需求和专业培养目标完善教学大纲，构建具有针对性的课程体系。仪器分析主要包括色谱、电化学和光学分析，在保证知识结构体系完整的基础上，结合专业特点，合理选取教学内容，授课学时安排突出专业培养目标需求[1]。盐城工学院应化专业立足培养具备电化学基本原理知识，熟悉电化学生产工艺，能承担产品分析检测和研发，具有创新精神和较强工程实践能力的应用型专业人才，适当增加电化学分析授课学时，使学生能够扎实掌握单扫描极谱、方波极谱、循环伏安、溶出伏安、恒电位及恒电流电解等电化学分析方法。而对食品和化工专业，电化学分析授课学时比色谱和光学分析要少，授课内容相对没有如此细致。

磨刀不误砍柴工，绪论都安排2学时。通过仪器分析在研发、质量检测及社会应用的多个实例，学生充分认识到仪器分析无论在其求学还是未来工作中都举足轻重，激发学习热情。学生通过学习绪论，对仪器分析起源、发展、应用及未来趋势有了总体认识。

实验项目与专业培养目标相结合，减少验证性实验，增加设计性实验，使学生不拘泥于既定实验步骤操作获得正确的实验结果，而是结合所学，自己制定合理的实验方案，提高分析和解决问题的能力。将不同专业必需的知识点优选重组，例如，紫外可见分光光度法的定性定量分析实验，以往通过制作苯酚溶液在不同PH值的标准曲线考察物质结构对最大吸收波长的影响，学习定性分析;通过配制不同浓度的苯酚溶液，制作标准吸收曲线，并给学生一个苯酚未知样，测定未知样的吸光度，通过标准曲线法确定未知样的浓度，学习定量分析。但期末考核发现部分同学仅记得配制标准溶液和拉了数次分光光度计的拉杆，头脑中的知识都是碎片，对定性定量分析没有整体了解。教学改革后，实验项目被调整为紫外可见分光光度法确定罐装雪碧防腐剂种类并测定含量。在实验开始前，学生先查文献，确定可能存在的防腐剂，如苯甲酸钠、山梨醇，并了解吸收曲线、最大吸收波长等概念。在实验中，学生利用紫外可见分光光度法制作这两种物质标准溶液的吸收曲线，获得最大吸收波长，并与相同条件下雪碧的吸收曲线对比，通过最大吸收波长确定雪碧中的防腐剂为苯甲酸钠;测定雪碧的吸光度，依据朗伯比尔定律，借助苯甲酸钠的标准曲线，获得雪碧中的苯甲酸钠的含量，并与商品标签上的含量比对。如此，学生对紫外可见分光光度法的定性、定量分析依据及实验过程都有了深刻的理解。

(二)丰富教学方式，提高教学水平

1.课堂讲“活”，提高课程趣味性。精心设计课程的导入，让学生产生探索的欲望。利用问题导入法，将生活现象、生产实践巧妙上升到结合理论进行讲述和剖析的导入法，而不是一味按照仪器分析基本原理、仪器结构、定性定量分析及应用范围讲授理论知识。

增加对仪器发展史的讲解，介绍方法创立及发展背后的故事，让课堂变得有“温度”，激发学习兴趣。介绍阿斯顿发明质谱仪，证实同位素存在的历史事实，使学生在感受科学家克服困难、不言放弃的探索精神的同时又了解了质谱法。介绍茨维特利用填充了碳酸钙颗粒的玻璃管分离植物色素的实验过程引出色谱法，使学生对色谱法的流动相、固定相、色谱分离过程有了充分的感性认识，再讲解色谱分离原理、实质及色谱仪基本组成，学生就不会觉得晦涩难懂了。

授人以鱼不如授人以渔，教学生查阅期刊文献，引导学生阅读文献。学生不仅可以了解仪器分析发展史，还能获知最新研究成果，拓宽知识面。

2.结合实际，启发式案例教学。分模块结合具体案例，将知识点在解决实际问题的统领下联系在一起。在讲气相色谱定性定量分析时，结合蔬菜中农药残留、奶粉中蛋白含量测定。在解决实际问题过程中掌握知识点，既锻炼学生学以致用的能力，又激发其学习兴趣。在教学中提出问题，引导学生寻找答案，解决问题，而不是将知识一股脑灌输给学生。

3.采用归纳对比方法，培养学生知识驾驭能力。注重引导学生分析知识点的内在联系，从不同的仪器分析方法归纳出共性和个性[2]。如紫外吸收与原子吸收都是分光光度法，但前者使用连续光源，后者使用锐线光源。原子吸收和原子发射都是原子光谱，但前者研究处于气态基态的原子对特征谱线的吸收，后者研究处于激发态的原子发射出的特征谱线。通过对比，前后相互衔接，学生不会混淆不同的方法。

4.采用多媒体、观摩演示的教学方法。仪器分析存在很多传统教学手段难以阐述清楚、不易理解的内容，借助多媒体可获得直观明了、事半功倍的效果。如板书无法画出分析仪器的立体图，而借助多媒体可以展示仪器的结构，演示仪器的操作过程，增加直观感性认识。把多组分试样色谱分析、原子吸收的原子化等微观过程通过动画形象地表现出来，有助于学生的理解。

将易携带的小型仪器或元件，如PH计、紫外可见分光光度计及各类电极带到课堂，演示PH值及苯甲酸钠溶液吸光度的测定，增加感性认识，提高理解力。针对一些较难或重要的知识点，录制学习短视频，方便学生课前预习或课后复习，学生可根据掌握程度选择快播或重复播放，用起来得心应手。

三、结语

积极探索适合应用型人才培养目标的仪器分析课程教学大纲，开拓多元化的教学模式势在必行，为培养具备较强综合能力的应用型人才提供助力。课程改革不是一朝一夕完成的事情，是一项长期任务，需要解决的问题不是一次改进就能全部完成的，需要教师在教学中不断探索。教师既要注重知识点的讲授，又要积极引导学生把课堂所学和实践有机结合。

参考文献：

[1]赵东宇.仪器分析课程教学方法的创新与实践[J].高教学刊， 2017，(04)：64-65.

[2]汪小强，白玲，李铭芳，吴东平.仪器分析课堂教学的探索与实践[J].广东化工，2019，46(24)：111+120.

Preliminary Study on Improvement of the Instrument Analysis Course Based

on Application-Oriented Talent Training

SHI Wen-yan

(School of Chemistry & Chemical Engineering， Yancheng Institute of Technology， Yancheng， Jiangsu 224051， China)

Key words： Instrument Analysis; curriculum improvement; application-oriented talent training

收稿日期：2020-02-11

作者簡介：石文艳(1980-)，女(汉族)，河北衡水人，博士研究生，副教授，研究方向：分子动力学模拟在化学中的应用。

作者：石文艳

仪器分析人才培养论文 篇3：

应用型人才培养模式下的仪器分析实验设计

摘 要：以介质阻挡放电降解和紫外-可见吸收光谱法测定相结合，设计了有机染料的降解与监测实验用于仪器分析实验教学。对放电电压和放电时间进行了实验条件优化，在150V电压下放电15分钟，甲基橙和亚甲基蓝的降解率分别达到86.7%和93.6%，降解效果理想。实验设备、方法简单，降解和检测快速、高效，有助于学生在掌握紫外-可见吸收光谱仪的基本原理和操作的基础上了解染料降解和检测过程，增强学生的创新意识和环保意识，提高其知识应用及解决实际问题的能力，促进学科交叉融合。

关键词：紫外-可见吸收光谱法;应用性实验;学科交叉;染料降解

引言

仪器分析实验是化学、化工、材料、环境等相关专业本科生的必修基础实验课程，旨在通过实验引导学生理论联系实际，熟悉仪器结构和基本操作，了解仪器和方法的具体应用。为了更好地适应21世纪人才培养的需要，鼓励和培养应用型和创新型人才，以原有实验课程中涉及的仪器及分析方法为基础，结合实际问题和科研前沿引入具体的应用案例，丰富和改进仪器分析实验课程，可有效提高课程的教学效果，培养学生的创新能力和解决实际问题的能力，达到“学以致用”的教学目的[1-6]。紫外-可见分光光度法是仪器分析实验课程的重点内容之一，该方法具备操作简便、灵敏度高、选择性好、分析速度快且对样品要求不高等优点，在水质监测、药物分析等领域具有广泛的应用[7，8]。由于多数有机染料具有共轭结构，其紫外-可见吸收强，最大吸收波长明确，常用作紫外-可见分光光度法教学实验的分析对象。然而有机染料是工业废水的主要组成之一，易造成环境污染，影响人体健康[9，10]。随着人们环保意识的增强，环境污染控制与治理已成为社会关注的问题，设计开展集有机染料在线降解与定量检测为一体的综合性仪器分析实验具有实际应用意义。目前主要的有机染料降解方法包括光催化法、微波法、超声法、电化学法等[11，12]，其中，光催化法有赖于催化材料的使用，微波法和超声法对仪器设备要求较高，而电化学法设备及条件简单，适合用于本科教学实验。介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，DBD)是一种大气压下的等离子体放电，具有放电温和、设备小巧等特点[13]，已有研究将其用于降解有机染料，处理效果令人满意，被认为是一种很有前景的环境治理方法[14，15]。本实验在紫外-可见分光光度法测定有机染料实验基础上，自主设计搭建了小型化DBD装置，以甲基橙和亚甲基蓝为代表，对染料进行快速、高效的降解，通过紫外-可见吸收光譜仪对处理前后染料的吸光度值进行测定与分析。该实验方法简单，易于实现，有助于学生了解染料废液降解和检测过程，掌握紫外-可见吸收光谱仪的基本操作，加深对紫外-可见吸收、吸光度、最大吸收波长等概念的理解，同时提高学生的创新意识和环保意识，引导学生将仪器分析知识应用于解决实际问题。

一、实验

(一)主要试剂与仪器

试剂：本实验中所用的甲基橙、亚甲基蓝均购自成都科龙化学品有限公司，实验用水均为去离子水，构建电极用铜丝购自成都万贯机电市场。

仪器：UV-1800PC型紫外-可见分光光度计(上海美普达仪器有限公司)用于定量分析。实验中所使用的DBD染料降解装置及流程如图1所示。实验室自行组装的介质阻挡放电装置由作为阻挡介质的同心石英管(外管：150mm长×12mm外径×10mm内径;内管：170mm长×6mm外径×4mm内径)和两个金属电极(直径1mm铜丝)组成，内电极插于石英内管中，外电极缠绕于石英外管表面，双层石英管壁之间间隙为DBD放电区域。石英管的两端分别有一个支管作为样品进出口。内外电极与TS-80WKT型高频高压臭氧电源(功率：80W，输出电压3-4.8kV可调，频率5-12kHz可调，广州粤佳环保科技有限公司)的输出端相连以维持DBD放电。放电电压由TDGC2型接触式调压器(浙江德力西电气有限公司)控制。实验通过BT100-02型蠕动泵(保定齐力恒流泵有限公司)进样。紫外灯(6W，254nm、365nm波长，杭州亚光照明灯饰有限公司)用于对照实验。

(二)标准溶液配制

取一定质量甲基橙、亚甲基蓝分别配制成浓度为0、1、5、10、25mg/L的标准溶液，分别在463nm和664nm波长下测定甲基橙和亚甲基蓝的吸光度值，绘制标准曲线。

(三)样品处理流程

取6mL 10mg/L的标准溶液经蠕动泵从反应器一端进入，待溶液全部进入反应器，关闭蠕动泵，打开接触调压器和臭氧电源，对样品进行降解，反应后，关闭接触调压器和臭氧电源，打开蠕动泵，得到处理后的溶液，測定其吸光度。

(四)检测方法

在光度模式下分别输入两种染料的最大吸收波长，以去离子水作试剂空白进行背景校准后，依次将处理前和处理后溶液放入检测窗口，待读数稳定后，记录吸光度值。

(五)紫外光照降解对照实验流程

取4ml 10mg/L待处理样品经蠕动泵通入缠绕于紫外灯管外的石英盘管中，待处理样品全部进入石英管，关闭蠕动泵，打开紫外灯，对样品进行降解，反应30min后，关闭紫外灯，打开蠕动泵，得到处理后的溶液，测定其吸光度。

二、结果与讨论

(一)放电时间的优化

放电时间，即反应时间，与染料降解率息息相关，是反应过程中非常重要的一个待考察的条件。实验在放电电压为150V，染料浓度为10mg/L条件下，对反应时间分别为5、10、15、20min时染料的降解效果进行考察。结果如图2所示，随反应时间的增加，甲基橙吸光度值逐渐降低，而对于亚甲基蓝而言，反应10min后，吸光度值趋于平稳，说明反应10min已经能够将亚甲基蓝完全降解，为了达到理想的降解效果，同时缩短处理时间，实验中选择15min对两种染料进行降解处理。

(二)放电电压的优化

DBD放电用于染料降解过程中，降解效率还受到放电电压的影响。较低的放电电压不能提供足够的能量，从而易导致染料降解不充分;而在更高的放电电压下，则可能引起副反应，带来二次污染。实验中，在放电时间为15min，染料浓度为10mg/L条件下，考察了放电电压分别为105、120、135、150V时染料的降解情况。结果表明，两种染料吸光度值均随电压的增高而逐渐降低，说明在较高的放电电压下，染料的降解效果明显，结果如图3所示。然而，继续增加放电电压会影响放电的稳定性，且更高的放电电压可能会击穿阻挡介质，具有一定的危险性，因此，为了同时确保染料降解效率和实验的安全性、稳定性，最终选择150V作为实验的放电电压。

(三)定量分析

在463nm和664nm波长下分别对甲基橙和亚甲基蓝标准系列进行测定，得到甲基橙标准曲线方程为A1=0.0616c1+0.0452，亚甲基蓝标准曲线方程为A2=0.0688c2-0.0287，线性相关系数均大于0.99。通过实验优化，在放电电压为150V，放电时间为15min的条件下，考察了两种染料的降解效果。对10mg/L染料处理前后的吸光度值进行测定，结果列于表1。从表1可以得出，经过DBD处理后，甲基橙和亚甲基蓝吸光度值明显降低，带入标准曲线计算得到其浓度分别降至1.33mg/L和0.64mg/L，降解率达到86.7%和93.6%，从照片中可以看到两种染料处理后几乎显示无色，说明本实验对两种染料具有理想的降解效果。

(四)紫外光降解对照实验

由于介质阻挡放电过程中，会产生紫外光，实验利用254nm和365nm紫外灯对两种染料进行30min照射，考察了DBD和紫外灯两种处理方式对染料的降解效果。如图4所示，对甲基橙而言，254nm和365nm光辐射对其几乎没有降解作用，而在365nm光辐射下，亚甲基蓝有所降解，但DBD处理效果更为明显。由此可以推测，紫外光照对染料有一定的降解效果，而DBD在放电过程当中产生的还原性电子和自由基是导致染料降解的主要原因。该对比实验可引导创新班或高年级学生进行进一步的机理探讨。

三、结束语

本实验围绕紫外-可见分光光度法理论及实验课程，在指导学生理解紫外-可见吸收原理、掌握仪器结构和操作的基础上，将介质阻挡放电降解有机染料的方法引入实验课堂教学，引导学生理解并建立了实验室小型化染料处理方案及监测方法，培养了学生学以致用的能力，增强了其学习兴趣和环保意识，达到了良好的教学效果。

参考文献：

[1]李滨，王芳，宋瑛琳，等.大学生实验创新能力培养的新途径[J].实验技术与管理，2010，27(10)：194-195.

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作者：夏卉　刘兴利　赵志刚