DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 6. 研究结论与政策启示 6.1. 研究结论 本文基于CHARLS数据库的2018年截面数据，通过多维贫困测度方法有效度量了新农保政策对农村绝对贫困群体的扶贫绩效。研究结果显示，参与新农保的处理组的多维贫困指数反而略高于不参与新农保的控制组。这可能是因为新农保政策对绝对贫困农村群体的扶贫效果有限，即扶贫深度受阻；亦或是新农保政策的覆盖范围还不够广，即扶贫广度有限。进一步分析，新农保政策并未对绝对贫困的农村老年人产生显著的扶贫效果，也有可能是因为新农保政策在一定程度上以挤出成年子女转移支付的形式降低了扶贫绩效 [ 14 ] (程令国、张晔，2013)。不仅如此，新农保政策的“捆绑”规则排除了部分因为儿女贫困而不能参保的贫困弱势老年人，进而排除了部分贫困样本和相对降低了未参保控制组的贫困指数。 总体而言，新型农村保险政策对绝对贫困农村老年人的扶贫绩效有限，并未在新农保政策实行的八九年里对农村老年人贫困生活产生大幅度的促进作用。可以合理猜测，绝对贫困群体的贫困发生难以完全量化，原因复杂且多样，可能是新农保政策未必对这一深度贫困的群体有较好的扶贫效果的重要原因之一。 6.2. 政策启示 为了实现新农保政策精准扶贫的目标，新农保政策有必要基于多维贫困测度的研究结果，从各维度开展更具有针对性的扶贫工作。针对农村贫困群体的需求制定真正有效的扶贫政策措施是当前真正欠缺的，降低各维度尤其是那些更反映绝对贫困的指标贡献率，从多维度进行脱贫才是顺应时势之举。国家可重点在食品消费、健康患病状况、卫生厕所和燃料贡献等住房方面进行精准脱贫： 1) 面向多维贫困测量中贡献度最大的食品消费维度，可以采取引导和鼓励新农保养老金向生产性消费倾斜、发放粮食直补，亦或是将新农保政策与消费补助政策等社会保障政策相结合运用的策略。 2) 政府及有关部门可以增大新农保发放的养老金对患有疾病的贫困群体的扶持力度。从医疗卫生、医疗保障等角度推进医疗资源均等化，扩大参保资格范围，有效缓解因患病导致的致贫返贫。 3) 为积极参与新农保的人提供住房优惠和改善住房环境。鉴于住房这一维度的贫困程度较高，设置适当的奖励机制，为持续且及时缴纳养老保险费并积极参与新农保宣传工作的农村群体提供更加优惠的住房合同和住房用品的优待。 4) 建立动态的多维贫困评估机制，精准识别贫困老年人，针对不同程度的贫困老年人实行不同力度的新农保政策措施，并建立动态的定期追踪机制，全面构建更加公平科学的新型农村养老保障体系。 新农保政策作为国家一项脱贫的长期有效机制，需要具有针对性且科学合理地制定具体政策措施，以提升农村贫困老年人的生活水平和幸福度为基础目标，不断延展至提升全社会范围的人民群众的安全感、生活保障度和幸福度。
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user: 摘要 新冠状肺炎的主要传播途径是呼吸和接触。新冠肺炎的病原体或菌落群可以随飞沫扩散，也可以附着在空气中的悬浮物上。由于其较强的生存力及繁殖力，极其容易通过空气快速引起大面积扩散和爆发。本文通过研究资料汇总和分析对比几种空气消毒杀菌技术，研究新冠肺炎的病原体或菌落群在空中的杀灭技术特点，提出一种采用高温空气消毒杀菌的新技术设计，为空气中新冠状肺炎的防治和杀灭装置的研发提供参考依据。
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user: 1. 研究背景 世界卫生组织将新冠状病毒命名为COVID-19。研究表明，新冠状病毒主要通过空气来传播。目前人们主要采用配戴医用口罩和喷洒消毒雾剂的方法，来防护新冠状肺炎在空气中的传播。 有文献资料表明 [ 1 ]，新型冠状病毒在干燥的环境中的存活时间只有48小时。在空气中2小时以后，它的活性就明显下降。但在光滑的物体表面可存活数小时。如果温度、湿度合适，它可存活数天，甚至可存活达5天。例如20摄氏度的环境，湿度为40%，这种条件极其适合新冠病毒生存。由大量研究可知，飞沫传播和接触传播是新冠肺炎的主要传播途径。人体中呼吸产生的新冠肺炎病原体或菌落体通过空气漂浮或附着，与悬浮物进行繁殖和扩散。我国武汉采用空间隔离控制加治疗的成功案例和国外不隔离加治疗的大面积扩散的失控结果，充分说明传播过程中空气传播占据主导作用。 本文针对已有报道和应用的几种常见杀灭技术，分析其特点，提出一种采用高温空气消毒杀菌的新技术设计，为空气中新冠状肺炎的防治和杀灭装置的研发提供参考依据。
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user: 2. 新冠肺炎的特性及防治措施 2.1. 新冠肺炎的特性 新冠状病毒是具有包膜的正链单股RNA病毒 [ 2 ]，可感染包括人类在内的多种动物，引起呼吸道、肠道、肝脏和神经系统疾病。目前人们对新冠状病毒致病机制的认识有限 [ 3 ]。 新冠肺炎主要症状：新冠病毒肺炎潜伏期为1到14天，多数患者潜伏期为3到7天。 起病急病程演变为：重症病例多在l周后出现呼吸困难和(或)低氧血症。 常见发病年龄多为40~60岁，其临床表现为，出现发热(重型、危重型可为中低热，甚至无发热)；乏力；干咳；鼻塞、流涕、咽痛；腹泻；轻型可无肺炎表现。重症患者特点为出现呼吸衰竭，出现休克，并发其他器官功能衰竭。轻型患者居多，重型进展快，初期无发热症状，胃肠道症状少，可见到无临床症状病例 [ 4 ]。 2.2. 常用灭活的理化因素及措施 2.2.1. 物理因素 温度：多数病毒耐冷不耐热；pH：多数病毒在pH 5~9时稳定，强碱或强酸条件下可以被灭活；射线：X射线、γ射线和紫外线可灭活病毒。 2.2.2. 化学因素 脂溶剂：乙醚、氯仿等能使病毒的包膜破坏，病毒失去吸附能力而灭活；化学消毒剂：常用的有苯酚、乙醇等。 2.2.3. 防扩散传播措施 对于新冠病毒、病菌，医疗机构常用物理方法、化学方法、以及生物杀菌法。其中物理方法包括热力法和电磁波法，化学方法包括浸泡法、擦拭法、喷雾法和蒸熏法。生物杀菌法利用生物裂解致病菌去裂解进行杀灭。 A. 空气净化器净化 光触媒、负离子、净离子群净化技术能够很好去除病毒、游浮霉菌、细菌、苯、氨、过敏原等。重滤网功能吸附粉尘、强力除甲醛、异味、吸附油烟、二手烟等。 加湿净化功能释放出更接近自然界的纯净水分子，更有利于人体健康，无二次污染。能够保湿肌肤，营造无菌无味新空气。并且同时提高净化效率与效果。 B. 消毒剂的喷雾与熏蒸消毒 常用空气喷雾与熏蒸消毒的化学消毒剂有：含氯消毒剂、过氧乙酸、戊二醛、二氧化氯等。用化学消毒剂消毒空气特别是密闭熏蒸消毒时，人不能滞留在室内。以喷雾法或加热法使用戊二醛来消毒空气的效果基本是一样的，相对湿度以80%~90%为宜，用药量为250~500 mg/m 3 ，作用30分钟。喷雾可用1%~2%的浓度，加热熏蒸则可用浓度稍高的溶液。二氧化氯活化消毒液亦是优良而无害的环境消毒剂，喷雾消毒浓度为200~500 ppm，作用15~30分钟。其除消毒功效外，还有除臭作用。 C. 通风换气与保持室内洁净 定时开窗通风换气是降低室内微生物密度的有效方法。在室内空气与外界流通的状况下，在最初30分钟内微生物可减少77.3%~79.3%，75分钟内可减少96.4%~99.5%，140分钟后则基本查不到细菌，说明通风换气是十分简便且行之有效的净化室内空气的方法。 2.3. 医疗措施 2.3.1. 抗病毒治疗 目前尚无有效的特异性抗病毒治疗，目前可选择的抗病毒药物包括洛匹那韦、利托那韦、利巴韦林，瑞德西韦可能是未来有效的药物。瑞德西韦 [ 5 ] 其在体外和动物模型中已证明其SARS-CoV和MERS-CoV具有良好的抑制作用，该药物可能是针对2019-nCoV的有效治疗药物。磷酸氯喹具有抗冠状病毒活性，可以试用，但须注意其副作用和其他药物的相互作用 [ 6 ]。 按照《国家食品药品监督管理局药品特别审批程序》(局令第21号)，国家药品监督管理局先后批准了注射用瑞德西韦、BDB-001 注射液、法维拉韦片、注射用美珀珠单抗等15个治疗新型冠状病毒肺炎药物的临床试验 [ 7 ]。 2.3.2. 糖皮质激素 糖皮质激素治疗应严格掌握适应证及用法用量，警惕并发症出现，主要适应证为肺内病变恶化进展 [ 4 ]。 2.3.3. 抗菌药物 往往用于继发细菌或真菌感染时，避免盲目使用 [ 4 ]。 2.3.4. 其他治疗 恢复期血清治疗、心理治疗、中医药治疗等。 目前一般治疗方案为卧床休息，维持水电解质平衡加ECMO，再加上呼吸机(鼻高流量)，其他无确认有效抗病毒治疗方案 [ 4 ]。 2.4. 其他防控措施 居住的病房可以考虑使用循环风空气消毒或次氯酸动态喷雾消毒。院内缓冲间建议使用紫外线或者次氯酸钠进行消毒，每次不少于30 min。密闭空间可考虑使用3%过氧化氢消毒溶液，按20 ml/m 3 进行气溶胶喷雾，作用1 h后进行自然同通风。负压病房送风系统依据《医院负压隔离病房环境控制要求》GB/T35428-2017进行消毒。消毒示意图 [ 8 ] 见图1。 图1. 负压病房送风系统消毒示意图 [ 8 ] 新冠肺炎下医院发热门诊的防控管理措施为：预检分诊，将无阳性特征人员分流至普通急诊就诊，阳性特征人员分流至发热门诊就诊 [ 10 ]。 遵循发热门诊改建原则，打开室内机械通风，形成相应负压环境，保证通风及空气流向由洁到污。设置合理病区，满足三区两通道布局，改造专用路径，保证污染区、半污染区、洁净区三区的独立。保证中央空调为独立基础的全新风或分机盘管式水系统中央空调，若不能达到上述要求，需关闭中央空调。对环境物表进行消毒，在患者离开后，进行终末消毒。医务人员及相关工作人员须佩戴个人防护用品 [ 11 ]。 2.5. 空调系统 建议在对确诊或疑似病例居住或活动的房间进行空气消毒后，打开所有门窗，并最大程度地打开空调系统进行空气交换，维持至少30 min。过滤器和过滤网建议使用2000 mg/L的有效氯消毒剂喷洒至湿润，维持30 min后，拆下并使用2000 mg/L的有效氯消毒剂喷洒消毒。供风设备和送风管路装置建议使用2000 mg/L的有效氯消毒剂喷雾或擦拭消毒。空调箱建议使用0.5%过氧乙酸溶液喷洒后维持1 h，消毒过程中封闭机箱，消毒工作完成后及时通风，时间不少于30 min，1次/d [ 8 ]。新冠感染危重症患者定点收治医院病区感染区的大致结构如图2所示 [ 9 ]。 图2. 隔离防治空调系统示意图[ 9 ]
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user: 4. 本文总结 通过文献资料汇总新冠肺炎的特性和防治措施。对各种传统的空气灰尘和菌落消毒杀菌技术方法进行分析比较，得出现有消毒杀菌的方法的优缺点，提出过滤杀灭危险病菌的有效方法。 高温空气杀菌技术适用于过滤杀灭危险病菌，本文设计了一种采用电加热产生高温空气的方法，配置辅助颗粒净化和消毒杀菌措施。高温空气杀菌装置适用特点不同于食品加工加热杀菌适用于普通菌种，功能也不同于空调高效过滤网的过滤吸附功能，其具有独立杀灭危险病菌和净化的功能。装置配合空调器使用，可使室内空气得到有效的杀菌及过滤。为公共空间、医疗场所、家居环境等各类环境提供安全舒适的通风和高品质的空气。有望为有效防控新冠肺炎在空气中传播扩散提供一种新的技术方法。
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user: 摘要 在众多涉氯化工过程中，氯原子利用率较低，导致产生大量副产氯化氢制约行业发展。氯化氢催化氧化循环制氯气，是一个低能耗、高效率、环境友好可解决大量副产氯化氢的有效途径。本文综述了Deacon催化剂的发展历程，以及不同Deacon催化剂的作用机理。虽然Ru基催化剂已在工业上实现大规模应用，但是如何提高催化剂稳定性，和降低催化剂成本，仍是未来需要重点研究的方向。
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user: 1. 引言 氯气是制造重要工业化学品和消费品的关键组成部分。广泛应用于无机非金属氧化物、金属氧化物、硅材料、光气、氯代烃、氯代芳烃等化工生产过程 [ 1 ]。但是在许多含氯有机反应过程中，氯原子利用率较低，产生大量副产物盐酸，甚至有三分之一氯气衍生产品中不含氯，氯原子利用率为0，最具代表性的例子是异氰酸酯(TDI)的生产，它是聚氨酯(PU)生产中的关键前体。在光气化步骤中，每摩尔TDI产生4摩尔氯化氢 [ 2 ]，聚碳酸酯(PC)的生产也是如此。虽可将副产氯化氢用来生产聚氯乙烯(PVC)，但市场对PVC的需求远低于PC和PU，因此PVC业务无法吸收不断增加的大量氯化氢，而直接中和和生产盐酸也被认为是没有吸引力的解决方法 [ 3 ] [ 4 ]，所以采用何种方法处理过量的副产氯化氢，并对氯化氢进行增值，成为亟需解决的问题 [ 5 ]。 将副产物氯化氢转化为氯气，实现氯资源循环利用是解决氯化氢排放、回收和利用最有效、最经济、最环保的方法。相比于电解法和直接氧化法的缺点，催化氧化法由于其低能耗、设备简易、环境友好等特点脱颖而出，特别是近年来，一直是研究的热点 [ 6 ]，而且工业Cl 2 生产本就始于一种催化过程。催化氧化法指的是HCl在催化剂的作用下生成Cl 2 和H 2 O的方法，化学方程式如下： 4HCl + O 2 = 2Cl 2 + 2H 2 O           Δ r H m = − 59kJ/mol (1) 早在1774年，Carl Scheele通过氧化含有大量MnO 2 的盐酸溶液来制造氯气 [ 7 ]，同时形成MnCl 2 。随后Walter Weldon在1866年改进了这一过程，包括在氧气和石灰(Ca(OH) 2 )存在的情况下增加了再生金属氧化物的步骤，尽管如此，大约一半的氯原子以CaCl 2 的形式被浪费。大约在1870年，化学家Henry Deacon和Ferdinand Hurter建立了第一个催化工艺，通过CuCl 2 /浮石上的氯化氢与氧气的氧化反应在流化床上实现较大规模生产氯气。此后，一系列HCl催化氧化工艺被开发，最具代表性的有Shell工艺、MT-Chlor工艺、住友工艺等等 [ 8 ] [ 9 ]。20世纪初日本住友化学株式会社和德国Bayer公司相继开发出RuO 2 /TiO 2 -rutile、RuO 2 /SnO 2 -cassiterite催化剂，使反应温度降至573 K，转化率提高到90%~95%，才使Deacon过程真正进入了工业化时代。住友化学于2002年建立了一座年产10 w吨的工厂，随后在全球范围内又增设了三座工厂。而Bayer的技术也已经成功进行了试验，并已准备好在大型氯气回收设施中应用。从广义上讲，Ru基催化剂满足了长期的工业需求，可以依靠此法代替电解法来大规模回收氯气 [ 10 ]。以下介绍几种最具代表性的Deacon催化剂，并对它们的反应机理做了讨论。
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user: 2. Cu基催化剂 2.1. Cu基催化剂介绍 Henry Deacon于1870提出Deacon过程，使用CuO/CuCl 2 做为催化剂，由于过高的活化势垒，所以需要较高的反应温度(700 K)，而CuCl 2 的熔点为770 K，这就导致CuCl 2 挥发，活性组分流失，催化剂的稳定性下降、寿命缩短，而CuCl 2 又是一种腐蚀性极强的物质，所以在反应装置，和管道选材上，存在极大的挑战；氯化氢氧化反应又是一个放热反应，所以导致反应在700 K下的平衡转化率只有70%~80% [ 4 ] [ 11 ] [ 12 ]。基于以上CuO/CuCl 2 催化剂存在的问题，科学家一直在寻求改进的方法 [ 13 ]，直到20世纪60年代，Shell公司在流化床上使用改进的Cu基催化剂—CuCl 2 -KCl/SiO 2 应用在Deacon反应中，所用载体SiO 2 具有大比表面积和大的孔容，由于KCl可以和CuCl 2 形成熔融盐，使反应可以在更低的温度下进行，减缓了活性组分的挥发，而且熔融盐在熔化时，可以极大的促进氧气的吸收，有利于反应的进行 [ 10 ] [ 14 ]。使反应温度在623 K，HCl空速为120 L∙(kg∙h) −1 时，转化率可达77%，经1000个小时试验后，催化剂活性没有下降，其CuCl 2 的流失量只有0.5% [ 15 ]。在Hammes、Markus等人的研究中，通过向Cu基催化剂中添加Nb，形成NbCu 10 Ti 89 O x 的催化剂具有最高的Cl 2 时空收率，动力学测试表明Nb的加入可降低反应表观活化能，在过量的氧气条件下会降低Cu的损失，从而延长催化剂的寿命 [ 16 ] [ 17 ]；除了上述在催化剂中添加助剂和掺杂的方法以外，Cecilia Mondelli等人的研究发现CuAlO 2 型铜铁矿相比于CuAl 2 O 4 、Cu 0.5 Al 2 O 4 、Cu 0.5 K 0.1 Al 2 O 4 和CuO/α-Al 2 O 3 (20 wt% Cu)具有较高的稳定性，该催化剂在653 K下，可在1000 h内保持稳定，这归因于在反应进程中，CuAlO 2 会转变为更稳定的CuAl 2 O 4 ，阻碍了Cu的挥发，增强了催化剂的稳定性。Cu基催化剂虽问世150余年，虽经不断改进和完善催化剂的性能，但却没有真正解决受限平衡转化率、收率低、和活性组分流失等问题。 2.2. Cu基催化剂反应机理 HCl和O 2 在Cu基催化剂上的反应遵循Marsvan Krevelen机理，并分为两个步骤，首先HCl将CuO还原为CuCl 2 ，在此期间水作为副产物生成，该氯化过程是放热的(方程式(2))；在第二步骤中，CuCl 2 被氧分子氧化生成CuO并释放出所需的Cl 2 ，从而结束催化循环(方程式(3)) [ 12 ]，该脱氯步骤是吸热的。正是由于脱氯步骤的温度要达到700 K，才使Cu基Deacon催化剂的反应温度设定在较高的温度，而HCl氧化反应又是一个放热反应，所以导致HCl的平衡转化率偏低，而且高的反应温度使活性组分CuCl 2 容易挥发，催化剂稳定性下降 [ 10 ] [ 11 ]。 2HCl + CuO ↔ CuCl 2 + H 2 O           Δ H < 0 (2) CuCl 2 + 1 / 2 O 2 ↔ CuO + Cl 2           Δ H > 0 (3)
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user: 3. Cr基催化剂 3.1. Cr基催化剂介绍 基于Cu基催化剂存在的问题，1980年三井化学在流化床反应器中使用Cr 2 O 3 /SiO 2 催化剂建立了MT-Chlor工艺，反应设备较为简单，且反应条件下催化剂不被熔化，无需经历铜基催化剂的氯化物-氧化物反应循环。与Shell-Chlor法相比，催化剂的稳定性大大提高了，但该工艺依旧存在活性组分Cr挥发流失的情况，使催化剂严重失活 [ 10 ]。后经Javier Pérez-Ramírez等人的研究发现，对于Cr 2 O 3 来说，SiO 2 是相比于Al 2 O 3 和TiO 2 更好的载体，因为它有利于Cr 2 O 3 形成纳米颗粒，而不是不稳定的铬酸盐，而Cr的流失是由于在反应中原位生成的挥发性CrO 2 Cl 2 物种，使得催化剂严重失活 [ 18 ]。虽然Cr基催化剂的反应设备简单，相比于Cu基催化剂稳定性也有了一定程度的提高，但依然存在活性组分流失的问题，再加上铬的毒性较大，在一定程度上使其在工业上的应用受到限制。 3.2. Cr基催化剂反应机理 在反应过程中，氧化还原循环在Cr 2 O 3 的表面上发生：Cr 3+ 被气相O 2 氧化为Cr 5+ 和Cr 6+ 物种，它们与HCl反应生成Cl 2 和H 2 O，因此重新转化为Cr 3+ [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]。根据XPS和H 2 -TPR的结果表明，Cr 3+ 物种本身不能氧化HCl，而Cr 6+ 具有催化活性，其主要以CrO 3 ，CrO 2 (OH) 2 和CrO 2 Cl 2 的形式在反应过程中存在，但后两者非常不稳定，极易挥发，造成Cr的流失 [ 22 ]。673 K下，Cr 3+ 与O 2 、H 2 O生成CrO 2 (OH) 2 ，以及在408~458 K温度范围之间Cr 6+ 与H 2 O生成CrO 2 (OH) 2 (方程式(4)和(5))；CrO 2 Cl 2 是HCl与表面的CrO 3 在403 K下反应生成的气态产物(方程式(6))。在O 2 存在的条件下，CrO 2 Cl 2 可以分解为铬酸盐和Cl 2 ，所以高的O 2 进料浓度会减少CrO 2 Cl 2 形式的Cr损失 [ 18 ]。 1 / 2 Cr 2 O 3 + 3 / 4 O 2 + H 2 O ↔ CrO 2 ( OH ) 2 (4) CrO 3 + H 2 O ↔ CrO 2 ( OH ) 2 (5) CrO 3 + 2HCl ↔ CrO 2 Cl 2 + H 2 O (6)
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user: 4. Ru基催化剂 4.1. Ru基催化剂介绍 虽然自从Henry Deacon提出Deacon过程已近150余年，但所有的Deacon催化剂都因寿命短和环境问题以失败告终，直到最近住友化学开发了一种低能耗，绿色环保的工艺，使用RuO 2 /TiO 2 用于将氯化氢催化氧化为氯气。特别是与Cu基催化剂相比，该催化剂具有极强的催化活性和热稳定性，另外，通过加入二氧化硅改性的RuO 2 /TiO 2 催化剂，可以防止RuO 2 的烧结从而显示出更高的热稳定性。在该工厂中，HCl转化率在两年内保持在85%以上 [ 10 ]。值得注意的是，早在60年代，Shell公司就已经在SiO 2 载体上引入了Ru基催化剂，这些催化剂具有令人惊奇的惰性，使用锐钛矿型TiO 2 的Ru基催化剂催化活性也偏低 [ 12 ]，可见载体的选择对催化剂的性能有着巨大的影响，通过透射电子显微镜(TEM)发现，RuO 2 在金红石型TiO 2 上外延生长为一层薄膜；而在锐钛矿型TiO 2 上，RuO 2 以分布均匀的颗粒形式存在。薄膜状RuO 2 形态可实现最大的金属分散度，另外，薄膜状RuO 2 与载体的紧密接触加强了催化剂结构稳定性，使RuO 2 /TiO 2 -R成为耐用的催化剂，尽管如此，如前面所述，长期使用仍需要加入添加剂。住有化学的RuO 2 /TiO 2 -R催化剂选择添加SiO 2 ，Bayer公司的RuO 2 /SnO 2 催化剂使用Al 2 O 3 ，来阻碍RuO 2 的团聚和烧结行为 [ 12 ] [ 22 ]。Ru基催化剂拥有较高的稳定性和催化活性，在氯化氢氧化制氯气中得到了大规模的应用。从广义上讲，钌基催化剂满足了长期的工业需求，使Deacon过程真正进入到了工业化时代 [ 23 ] [ 24 ]，但Ru基催化剂也存在催化剂成本高和投资大的缺点，因此开发非贵金属Deacon催化剂替代Ru基催化剂，是Deacon工艺发展的必经之路。 4.2. Ru基催化剂反应机理 不同于Cu基催化剂的反应机理，晶格氧参与反应，CuCl 2 或CuO为活性相，遵循Marsvan Krevelen机理。HCl和O 2 在RuO 2 (110)晶面上的反应符合Langmuir-Hinshelwood机理 [ 13 ] [ 25 ]，并可以分为5个步骤：O 2 和HCl都吸附在配位不饱和的(5配位) 1f-cusRu位点上；O 2 吸附解离为顶部氧原子O ot (方程式(7))；HCl解离的H原子与O ot 结合生成O ot H和Cl ot (方程式(8))；之后相邻的Cl ot 重组生成Cl 2 ，并迅速释放到气相当中(方程式(9))，并且本步骤的活化能最大；H原子转移，表面羟基重组生成了H 2 O (方程式(10))；水分子脱附生成活性位点(方程式(11))，继续循环 [ 3 ] [ 13 ]。可见，RuO 2 表面的配位不饱和的Ru位点为反应活性位点，虽然Cl原子重组步骤的活化能最大，但根据Langmuir-Hinshelwood双分子吸附机理，弱吸附物种的吸附是反应的决速步骤 [ 26 ]，所以在此反应中，氧气的吸附步骤为决速步。 O 2 + 2 ∗ ↔ 2O ∗ (7) HCl + O ∗ + ∗ ↔ OH ∗ + Cl ∗ (8) Cl ∗ + Cl ∗ ↔ Cl 2 + 2 ∗ (9) OH ∗ + OH ∗ ↔ H 2 O ∗ + O ∗ (10) H 2 O ∗ ↔ H 2 O + ∗ (11)
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user: 5. Ce基催化剂 5.1. Ce基催化剂介绍 上文已经介绍了Ru基催化剂在低温下有优异稳定性和催化活性，并已经实现了工业化，但其也存在活性组分烧结催化剂失活和催化剂成本高等问题，相比于Ru基催化剂，Ce基催化剂在较宽的温度范围内有着优异的催化活性和稳定性，而且价格较低，有着明显的经济效益，所以Ce基催化剂被认为是可替代Ru基催化剂的良好选择 [ 27 ] [ 28 ]。CeO 2 (萤石结构) [ 29 ] 在众多科学领域应用的原因是在其氧化还原过程中 [ 30 ]，它既是催化剂又是助催化剂。CeO 2 的成功源于容易产生氧空位，促进氧物种的活化和运输，所以CeO 2 可用在HCl的催化氧化制Cl 2 过程中。为了实现该体系的放大，Javier Pérez-Ramírez等人对CeO 2 进行了TiO 2 、Al 2 O 3 和高低比表面积ZrO 2 作为载体的负载，之后进行了等温的小试活性测试，得到了CeO 2 /ZrO 2 的活性远大于CeO 2 /Al 2 O 3 且大于CeO 2/ TiO 2 ，而且从动力学研究的结果表明CeO 2 /ZrO 2 的活化能最低。与纯相CeO 2 相比，其转化率对O 2 分压的依赖关系大致相同，在3 mm颗粒上的催化剂中试结果表明，该催化剂在700 h内的反应中表现出优异的稳定性，并通过一系列表征说明了CeO 2 /ZrO 2 相对优异催化活性的原因。ZrO 2 作为催化剂载体时，可稳定CeO 2 的纳米结构，Zr掺杂进入CeO 2 的晶格，形成Ce-Zr混合氧化物相，可高度分散Ce并改善其氧化性能，而且可降低催化剂的吸氯量。研究发现，CeO 2 /ZrO 2 上未发现CeO 2 纳米颗粒；而CeO 2 主要以纳米颗粒形式存均匀分布在Al 2 O 3 的表面，尽管CeO 2 在Al 2 O 3 上以纳米颗粒的形式高度分散，但这种催化剂的活性较差；CeO 2 /TiO 2 上的CeO 2 存在形式为较大的颗粒，可能是由于在煅烧过程中结构坍塌和剧烈烧结所致。综上，CeO 2 /ZrO 2 在较宽的温度范围内有着较高的催化活性，并且市场价格较为低廉，是Ru基催化剂的一种可靠替代品 [ 31 ]。 5.2. Ce基催化剂反应机理 根据Amrute等人的催化剂测试、稳态动力学、和密度泛函(DFT)模拟的综合研究，揭示了对块状CeO 2 上HCl氧化过程的机理，CeO 2 中的氧空位在催化反应中起着至关重要的作用，其较高的反应温度和优异的耐氯性，都与其有关。HCl和O 2 在其表面的具体反应步骤如下： HCl + O lat +   □   ↔ O lat H + Cl   □ (12) HCl + O lat H + ∗ ↔ H 2 O lat + Cl ∗ (13) Cl ∗ + H 2 O lat ↔ Cl   □   + H 2 O (14) Cl   □   + ∗ ↔   □   + Cl ∗ (15) □   + Cl ∗ ↔ O lat (16) Cl ∗ + Cl ∗ ↔ Cl 2 + 2 ∗ (17) 首先，HCl和O 2 在CeO 2 表面的反应从表面碱性中心(晶格氧原子O lat )开始，HCl吸附在CeO 2 表面并解离，H与O lat 形成O lat H，Cl原子占据一个表面氧空位形成Cl□，这个过程中HCl的吸附放热为2.84 eV (方程式(12))；第二步，另一个表面吸附的HCl中的H与O lat H生成H 2 O lat ，Cl原子则留在了配位不饱和的Ce位点上，形成Cl * ，此步骤也是放热，但仅仅放出0.29 eV (方程式(13))；第三步，外部Cl原子把H 2 O lat 推出晶格，随后占据新生成的氧空位，形成Cl□，此步骤几乎没有热量变化(方程式(14))；第四步，次表面的O将氧空位处的Cl□推至表面，形成Cl * ，此步骤需要的能量最大，为2.15 eV (方程式(15))；第五步，此步骤为再氧化步，O 2 吸附在外表面相邻的氧空位处形成O lat ，并释放3.4 eV热量(方程式(16))；第六步，外部Cl * 重组形成Cl 2 并释放到气相中，所需能量为1.42 eV (方程式(17))，至此完成所有步骤 [ 32 ]。
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user: 6. 总结与展望 由于工业产生氯化氢的速度远超氯化氢的消耗速度，所以产生大量副产氯化氢，制约众多涉氯企业发展，使得如何处理大量氯化氢成为亟需解决的问题。催化氧化法相比于电解法和无机物氧化法，由于其高效率和环境友好等特点，被称为未来氯化氢循环制氯的最有效解决方案。但自Henry Deacon提出Deacon过程以来，Cu基和Cr基催化剂都由于其活性组分挥发，导致催化剂寿命短，在工业应用上都未取得成功；而最近住友化学株式会社和Bayer公司开发的RuO 2 /TiO 2 -R和RuO 2 /SnO 2 催化剂已经在工业上取得了大规模应用，并在添加了SiO 2 和Al 2 O 3 之后，催化剂的可在数千个小时内保持稳定。即使如此，Ru基催化剂的研究依旧没有停滞，Cu基、Ce基等Deacon催化剂的研究也很热门，高活性和高稳定性的前提下，寻求更有经济效益的催化剂将是科学家们的目标，我国的氯化氢循环制氯工艺仍任重而道远。
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user: 摘要 敬业价值观是中华民族优秀的精神价值和品质，是新时代中华儿女敬业报国与匠心圆梦的“集结号”。高职大学生是优秀产业工人的重要后备人才，具有敬业价值观的大学生将在未来的生产中释放巨大的创造力与能动性，从而推进中国的制造业大国向制造业强国转化。然而，内化不足是当前制约大学生敬业价值观培育最突出的瓶颈问题。敬业德性是敬业价值观的逻辑基础，养成大学生敬业德性将促进其敬业价值观的内化定势；舆论引导、教育培养、文化渗透、实践养成和长效机制是大学生敬业德性养成的有效路径，它们合力构成敬业价值观的内化体系。
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user: 1. 引言 我国对敬业价值观的倡导与研究缺乏系统性的要求、敬业缺失的现实存在与学术从深细处的叩问，使大学生敬业价值观的培育具有较大的理论现实意义和实际应用价值。在经济全球化和我国进入“十四五”规划、“中国制造2025”的时代背景下，社会分工及人民对美好生活的需要对从业者提出了更高的敬业要求。党的十八大报告在个人层面上提出了：“倡导爱国、敬业、诚信、友善，积极培育和践行社会主义核心价值观”，将敬业从职业道德的层面上升为价值观要求。只有敬业，人们才能做到知业、爱业、勤业、乐业，才能充分发挥自身的能力和创造力，才能在工作岗位上投入满腔热情，尽职尽责，才能创造更多符合人们生产生活所需的高质量产品。因此，培养高职大学生敬业精神已经成为社会各界广泛关注的话题。而作为高职院校，承担着培育未来社会职业劳动者的重大使命，则更加重视对大学生敬业德性的养成。党的十九大报告提出了“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神，营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气 [ 1 ]。”这为改进当今社会一些行业尚存的敬业状况缺失的问题提供了理论导向，更让我们不禁产生学术叩问，何以培育未来社会主要的产业劳动者——高职大学生这一群体的敬业价值观？从而使广大民众做到知业、爱业、勤业、乐业，同心同向担当在全国发展大局中的责任。
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user: 2. 内化不足：高职大学生敬业价值观培育的瓶颈问题 目前，部分高职大学生的敬业价值观存在着三大问题：“对敬业价值观认知清晰但认同与践行不够；毕业生频繁主动离职凸显职业价值理性的缺乏；敬业精神缺失和敬业态度不端 [ 2 ]。”拨开这些高职大学生敬业价值观的现象迷雾，探寻其最为核心的原因莫过于敬业价值观的内化不足。因为一旦敬业价值观的内化不足，那么高职大学生对敬业价值观的认同与践行就无法深入进行，且直接导致了一些毕业生频繁主动离职与岗位上的敬业精神缺失。 高职大学生敬业价值内化不足，主要是因为尚在求学阶段的他们缺乏真正的工作岗位，从而突出地表现在观念、角色和行为社会化三个方面的不足。首先，高职大学生敬业价值观的观念社会化不足。虽然在学校学习过程中，有思想政治理论课主渠道的教育与引导，也有优秀专业课教师的职业示范，还有实训、实习等准岗位的职业磨练，但这些均为外在因素，且敬业的观念常因一个真正职位的缺失而得不到很好地社会化输出和固化。因此，“人作为一个实践主体，其内在的动因是人的需要和利益” [ 3 ]，培育高职大学生的敬业价值观，必须从他们的成长与发展需要和切身利益出发，消解“对劳动的冷漠和疏离、对劳动作用产生质疑以及情感困惑” [ 4 ] 的三大劳动认同问题，从敬业观念的形成视角积极促成敬业观念的内化。其次，高职大学生敬业价值观的角色社会化不足。教育部教高[ 2006 ] 16号文件指出，高职大学生是适合未来“生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才” [ 5 ]，敬业价值观的角色社会化需要他们更多地了解专业的就业岗位和参与一线的顶岗，这在职业教育升学的高职大学生群体中因有不少顶岗实习而凸显角色适应，而从基础教育升学的高职大学生很多出现了角色领悟的错位，他们中不少同学不明确未来从事什么样的职业，更没有明晰的职业规划，角色的社会化就更加无从谈起，进而导致他们对敬业价值观的接受可能更多地停留在思想观念上，无法感同身受地去领悟与反思。再次，高职大学生敬业价值观的行为社会化不足。在专业教师组织实训的同时，积极乐观地同学会努力走出去，利用节假日、寒暑假到与专业相关的单位去实习或工作；而还有不少高职大学生就没有这方面的意识，抱着“60分万岁的观念”以及“毕业了再说”的想法，宁愿在宿舍玩“吃鸡”、“喝药”等网游，他们基本没有机会去经历真正职场的打磨，这使得本来就只是停留在观念上的敬业价值观因为角色的缺乏而模糊，更因行为的缺失而动摇。此外，不少教师是从学校到学校，缺乏对专业行业及职场的深入了解，也从某种程度上无法更好地给予高职大学生精准的职场引导。总之，观念、角色及行为三方面的社会化不足交叉阻滞着高职大学生敬业价值观的内化，导致他们无法真正从情感上内在地形成敬业价值观，从而成为高职大学生敬业价值观塑造亟待解决的瓶颈问题。同时，以上高职大学生三大社会化不足问题亟待呼唤敬业价值观内化的有效向度，寻求较为稳固有效的内化定势。
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user: 3. 内化定势：养成敬业德性是敬业价值观塑造的逻辑基础 敬业价值观是对敬业道德精神和行为方式的价值认同与观念把握，它包括脚踏实地、尽职尽责的本质要求；打破常规、用于创新的时代要求；以及无私奉献、服务人民的内在要求 [ 6 ]。敬业价值观倡导人的自我与社会价值的统一，不仅是我国社会主义核心价值观在个人层面上的重要组成，还是我国公民道德建设中职业道德的基本要求。习总书记提出：“劳动是财富的源泉，也是幸福的源泉”，并分别于2018和2019新年贺词中，指出：“幸福都是奋斗出来的；我们都在努力奔跑，我们都是追梦人”！我国曾描绘的2020年实现全面小康、以及正规划的2035年基本实现现代化、2050年实现富强民主文明和谐美丽的社会主义现代化强国等系列幸福前景，要通过全体人民的努力劳动来创造，而在这之中劳动人民的敬业价值观塑造就显得尤为重要。 敬业德性是劳动者敬业价值观的内化定势，是敬业价值观塑造的逻辑基础。劳动者对敬业价值观的塑造首先源于对劳动报酬的追求；其次是职业行业规章制度的约束；再次是敬业的道德规范；最后是敬业品格的内在养成，即为敬业德性，它往往表现为无意识的敬业行为，就像吃饭喝水那么自然，是劳动者职场中发自内心地热爱、精益求精的品格、幸福价值的获得。德性是由内向外表现出的品行，“德性的一个最大特点即是德性之知不是纯知、理知，而是亲知、体知 [ 7 ]。”敬业德性是职业劳动者亲身经历专业学习或职业工作，通过具象认知、情感体验与实践行为自主选择与无意识内化的敬业品格，它超越了报酬的物质性，超越了规章制度的强制性，甚至超越了职业道德规范的自我约束性，是一种内生的力量，是由内向外表现出的品行，是敬业价值观在道德意志品质方面的升华。作为敬业价值观的一种内化定势是将敬业行为的看、听、想等思维观点经过内证实践，通过与高职大学生时代的学业思维同化和顺应职场环境的行为所领悟出的具有敬业客观价值的认知体系、情感确认与行为强化。 自社会主义核心价值观提出以来，敬业就已经从职业道德的范畴延伸至社会精神文明发展的系列中，对国富民强具有重要的意义。党的十九大报告指出，要加快建设制造强国，加快发展先进制造业，以科技为核心，打造制造强国；同时强调，要弘扬工匠精神，营造精益求精的敬业风气。中国制造2025是我国向制造强国迈进的第一个十年的行动纲领，也是承担培育未来制造业劳动者的学校教育导向；而国家向工业制造强国前进的过程中，“匠心精神”、“产品品质”是制造业面临的重要课题，也是敬业德性内含的重要内容。因此，培育高职大学生的敬业价值观，尤其是对于观念、角色及行为社会化不足的高职大学生，敬业德性的养成是他们走向职场必备品格，且在未来社会的职场上自然外化为对工作的真心热爱、精益求精的工作风格和职业获得感的强化。敬业德性是人对自己所从事的工作或学习具有敬业观念、敬业意识、敬业精神的品格，它是敬业价值观在道德意志品质方面的升华。高职大学生敬业德性的养成是通过他们对专业及未来职业的信息接收与思考，从而形成崇敬与虔信的态度；亲身经历与专业职业体认，从而养成神圣的使命感和责任心；再通过自身反省修炼成敬业品质，从而全身心投入的热忱和行为自觉 [ 8 ]。
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user: 4. 内化体系：培育高职大学生敬业德性的应然路径 党的十九大报告指出：“建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，弘扬劳模精神和工匠精神，营造劳动光荣的社会风尚和精益求精的敬业风气 [ 1 ]。”敬业德性是高职大学生敬业价值观内化的有效向度，是培养担当民族复兴大任时代劳动新人的重要环节。培育高职大学生敬业德性，应围绕立德树人根本任务，紧扣社会主义核心价值观“落细、落小、落实”的要求，结合学校所在的地域文化特质和高职大学生的思想行为特点，通过地域工匠精神构建敬业价值观的话语体系，凝练地域名企文化构建敬业德性外化指标，从舆论引导、教育培养、文化渗透、实践养成和长效机制五大路径探讨高职大学生敬业德性培育的对策，从而构高职大学生敬业德性的培育模式(以广府地区为例，见图1)，使他们成为有理想、有本领、有担当且拥有充分文化自信的时代新人，汇聚现代化强国建设的青春正能量。 图1. 基于工匠精神的广府高职大学生敬业德性培育路径体系构建 (一) 高职大学生敬业德性培育的区域文化取向 工匠精神是职业教育“立德树人”的特征和灵魂 [ 9 ]，而大国工匠事迹以具象呈现为高职大学生敬业德性培育提供了精神素材，那历经长久文化沉淀的区域工匠案例总能以其深远地涵养与熏陶功能为百姓所津津乐道和世代流传，如笔者所在学校区域的广府文化中那些精于广府技艺的优秀南粤工匠，佛山“大城工匠”何小东：全球最细纱线出自他的手；广东火电高级技师邱朝领：焊接P92钢合格率达100%；端砚界泰斗、中国工艺美术大师黎铿：要雕就雕独一无二的题材；中国工艺美术大师陈培臣：把南国风情雕进人民大会堂；“通信超人”黄昭文：18年拿下15项创新成果；黄贵松：为手机触摸屏烙上“中国造”；建筑设计师王河：岭南韵味和时代特征的融合者；许炽光：广绣“末代花佬”84岁还在授技等等，这些区域案例为广府高职大学生敬业价值观的塑造提供了广府话语的亲和元素，使得文本话语、理论教条与宏观语境的敬业价值观具有了文化情感、生活具象、微观语境等地域话语特色。同时，广府名企文化中富含的敬业德性指标，为高职大学生的敬业德性培育提供了可参考、可操作、可借鉴的具象素材，让敬业价值观有了活化的依据与现实的动力。 (二) 高职大学生敬业德性培育路径体系构建 高职大学生敬业德性的培育是一个系统工程，应集合各方力量，以“文化合力”强化他们的敬业德性、“线上线下”养成他们的敬业德性、“课内课外”培育他们的敬业德性，给予高职大学生个性自由发展的广阔空间，涵育新时代高职大学生内在的敬业修养，为制造强国提供精神动力和价值支撑。 舆论引导是培育高职大学生敬业德性的外在力量。顺应现代高职大学生“手机不离手”的习惯，政府搭台，促进学校和企业展开合作，联合开发反映工匠精神的微动画，微电影，微公益，微讲座，传声达意引领人，促进社会崇尚工匠精神的风气形成；运行敬业价值观的官方公众号，将系列微资源共享至公众号平台或是App网教平台，使敬业资源的碎片化学习潜移默化高职大学生的敬业德性；运用社会媒体，依托报纸、媒体网站、电视广播等传统的媒体平台和博客、微博、微信、官方贴吧、论坛等自媒体平台宣传地区的优秀工匠文化精神，形成敬业价值教育的“舆论圈”，多平台多角度舆论引导与宣传强化高职大学生敬业价值观念，营造爱国敬业的良好社会风气。 教育培养是培育高职大学生敬业德性的基础方式。学校思想政治教育、专业教育、行政服务是敬业德性教育的重要三维路径。思想政治理论课是高职大学生思想政治教育的主渠道，发挥思政课教学的系统性、融入“思想道德修养与法律基础”课中的社会主义核心价值观和职业道德等章节讲授、思政教师的职业品格引导等方面涵养高职大学生的敬业德性；专业教育主要以职场的引导、专业的引领和专业实训的实践养成高职大学生的敬业德性；行政服务主要是以服务的质量、人员的品格、职业的热爱熏陶高职大学生的敬业德性。 文化渗透是培育高职大学生敬业德性的内化力量。敬业作为优秀文化中的重要组成部分，一直为先贤们内化于心并外化于行而建功立业，如“业精于勤荒于嬉”、“敬业乐群”、“服务群众”等表述无不传承着中国传统文化勤勉敬业、忠于职守的敬业基因与价值理念。新时代高职大学生敬业德性的培育，仍需传承敬业文化基因，尤其是弘扬区域文化中爱岗敬业的名企文化和传统技艺精益求精的精神，发挥地方优秀工匠和优秀校友典型榜样的敬业示范功能，示范引领带动人，凝聚潜移默化的“引力场”。这样的渗透方式将以文化的无形产生强大的力量，使敬业德性内化为高职大学生识业、勤业、敬业和乐业的素养与品格。 实践养成是高职大学生践行敬业德性的外化形式。恩格斯曾把“自由意志”作为人的行为道德性的前提 [ 10 ]，价值观养成尤其是德性的形成要发挥主体的自主性修为，要与高职大学生自主意识的发展相适应。只有走“自主育德”之路，在自主意识下，通过职业体验，提高高职大学生的道德思维能力特别是独立思维和批判思维能力，达到其敬业理智的价值选择，形成敬业的道德情感，才能发展其内在的敬业观念。因此，应以“真知、正念、臻行”的价值外化定位敬业德性，实践养成锻炼人，高职大学生应多运用职场活动的仪式“在场感”自我锻炼，打造进德修能的“健身馆”，并在学业、专业社团活动、实训、顶岗实习等职业实践操练中养成敬业的道德习惯和行为品格。 长效机制是巩固高职大学生敬业德性的主要保障。敬业德性是职业劳动者在认知、情感和行为三个维度上对敬业价值观的肯定，它不仅是职业劳动者内在的思想境界水平，还是社会对职业劳动者的评价标准，因此，学校、社会以及企事业单位要共同为推进高职大学生敬业德性的培育提供有力的保障。学校应通过高职大学生规章、激励约束机制建立和谐的校园环境；社会也应通过政策规章保障机制、社会激励约束机制建立和谐的职场环境；各类企事业单位更应以合理、科学的规定为标准衡量职业劳动者的敬业德性，根据实际的职场确定具体衡量本行业敬业德性的因子，设置考量职业劳动者敬业程度的标准，以真实、有效的评价体系反馈敬业德性的价值外化程度，为高职大学生的敬业德性养成与巩固提供职场的明确引导，并使职业劳动者的敬业德性通过职场行动的价值外化体现出来。
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user: 摘要 土壤传病虫害与顽固性杂草一直是造成作物减产的重要因素，对农作物种植前的土壤进行消毒处理是防控病、虫、草害的重要手段。土壤中寄存着一定数量的虫卵、病原菌与草籽，微波所具有的穿透性能有效的将其杀灭，相比于同样有穿透效果的溴甲烷化学药剂土壤消毒法，微波法不会对环境造成污染、无药物残留，是一种高效、无公害、理想的病虫草害防治手段。首先，本文对微波的生成与微波土壤的消毒机理进行阐述，在此基础上分析了微波对土壤的穿透性、作用于生物体时产生的热效应与非热效应。进而，总结归纳了国内外学者针对微波杀菌特性研制出的多种基于微波技术的土壤消毒设备，对微波消毒设备在不同的结构形式的土壤消毒特性进行分析，按照微波土壤消毒设备作业形式上的不同将其分为表面非接触式、犁形接触式和分离取土式，其中分离土式消毒一定程度上提升了微波对土壤的处理效率。最后，对微波土壤消毒设备亟待解决的问题进行了展望：1) 微波发射微波频率的不同对土壤的穿透性与灭菌除草实际效果的影响；2) 土壤含水率的高低对灭菌除草及有效作业空间的影响，并提出利用试验方法根据微波发射的频率、土壤含水率等因素来确定实际生产中微波土壤消毒设备的工作参数与工作环境。
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user: 1. 引言 物理法和化学法是预防土传病害的两种主要方式，化学方法通常上是对土壤施以化学药剂来达到土壤中菌虫、草的杀灭效果，但化学药剂对生态环境会产生严重的污染并危害人畜安全。物理方法主要有太阳能法和蒸法 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]，太阳能法对消毒土壤的地区与外部环境条件具有局限性，太阳能的获取比较依赖于气候因素，一般在气温相对较高的环境下作业；而蒸汽式热消毒设备构造普遍复杂制作成本较高，不适用于大面积耕地的土壤消毒；微波消毒是利用微波“照射”土壤，由于微波具有的一些特性如穿透性、热效应及非热效应等使得微波可以成为土壤消毒方式中的重要一员；具有效率高、速度快、作用后无污染、操作简便多重优点 [ 4 ]。微波土壤消毒的提出对提高农业的效率、增加作物产量和提高作物质量、减少作物生产的劳动力与耕作成本有着积极意义。 早在上世纪八十年代，就有美国学者对微波辐射的除菌方法进行实验研究，由于技术水平及成本等因素的限制，未能将提出的方案做出相应的微波杀毒设备。近年来，随着现代化智能农业、食品业与化工等行业的快速发展 [ 5 ]，国际上掀起了对微波技术在多领域的开发利用与研究的热潮，微波独有的特性使其具有广阔前景，被各国政府和学者广为关注。目前，微波设备已应用于各个领域，如金属、陶瓷、聚合物和复合材料的材料的加工、从食品和生物制品中提取溶剂、有机和无机化合物的合成、机械加工、废物修复和环境方面的应用等 [ 6 ]。
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user: 2. 微波的生成与土壤消毒的机理 病原菌及虫卵大都寄存于土壤当中，一旦周边环境如温度、湿度等满足条件时害情便一触即发。要想避免大面积害情的爆发对土壤进行定期消毒显得尤其重要。以下从微波的生成、杀菌灭虫的机理及微波所具有的特性来说明微波对土壤杀菌灭虫的可行性。 2.1. 微波生成原理 微波是由微波装置内部的磁控管、内芯以及外侧铜环施加高电压后产生，高电压将内芯所产生的电子“释放”出去，被释放出的电子高速飞向外侧铜环，铜环外部的磁铁由于极性的影响使这些电子在内芯和铜环之间做轮摆运动。过程中会生成大量的热，故内芯的材质为钨和钍的合金。其中，钨为耐高温金属材料，钍则是生发电子的良好材料。 磁控管是产生微波能的主要元件且种类较多 [ 6 ]；如图1按照微波磁控管的结构状态、工作分类、是否可调对其进行具体划分。 图1. 微波磁控管不同形式分类图 其中，电压调谐磁控管是一种借助改变阳极电压实现频率调谐的磁控管。连续波磁控管是最为广泛使用的一类，功率一般在400~1000 W之间，工作时自身调节磁控管外侧铜环上的磁场强度，使磁控管内芯轨道上的电子束掠过谐振腔口，从而产生微波，类似向一个装有半瓶水的瓶口吹口哨。由于此类磁控管具有较高的工作效率与较长的使用寿命，具有结构简单、制造精度高、成本低、可靠性强等优点而被广泛使用。 波导是微波传输所专用的主要元器件，微波杀菌设备由微波发生装置释放微波后，由于不同的应用需求致使设计形式的不同，微波作用于土壤的过程中需将所产生的微波传递到释放腔口，因此，具有一个可完成改变传送方向的波导，依靠不同截面连接相互耦合并且在微波传送过程中尽量的避免微波耗散也成为微波杀毒过程中的一个重要环节。土壤消毒设备产生的微波都是经由波导传递至操作室对土壤进行辐射，还有部分微波由金属腔体反射落入土壤。 2.2. 微波杀菌灭虫的机理 微波是由电场和磁场相互支撑组成波的形式在空间中传播的，电场在与磁场在微波传播的方向上相互垂直 [ 7 ]。其中，电磁波的单维度波形类似于余弦曲线，具有波峰和波谷，代表波的能量最值，驻波会在操作室内产生热点和冷点，波腹为操作室内的“热点”，波节为“冷点”。例如计算家用微波炉频率，可通过加热奶酪的方法可观察奶酪冷点既未融化点间的距离宏观上的获得微波炉中的半个微波长度，约为8 cm，通过公式 c = λ v 便可估算微波的频率(其中c为真空中电磁波传输的速度，大小约等于光速)，算得频率v约为2400 MHZ，其中2480 MHZ为我国民用微波设备中的常用频率。 介质材料由极性分子和非极性分子构成，无电场作用下的非极性分子内部正负电荷的中心重合；拿典型的极性水分子来举例，水分子内部正负电荷的中心不重合，一端带正电荷，另一端带负电荷，而微波辐射目的恰恰可以使介质材料中的极性分子获得更多能量。土壤中的成虫与虫卵、细菌和真菌的主要成分为蛋白质、脂肪和无机物。所构成的复杂化合物为凝聚态物质，其中生物细胞中水含量约80% [ 8 ]，水作为良好的微波介质可吸收大量的微波能，为微波土壤消毒提供了重要条件。 若微波设备对土壤等介质施以2450/915 MHz的频率时(其中2450/915 MH为我国家庭、工业中使用的频率)，电磁波中的电场与磁场不断地切换相位 [ 9 ]，其变换速度达到24.5/9.15亿次每秒，土壤中的水分子也随之摆动相应次数并随电磁场的变换进行排列，变换中的磁场不断使水分子“翻滚”并伴随快速的前后运动，这个过程中水分子经过摩擦打乱分子间的氢键，交变电场的场能转化成为介质内的热能，微波作用时分子间的作用力加速了微波能转化为热能的过程，形成了宏观上的土壤温度的升高，因真空中电磁波的速度为299，792，458 m/s，频段转换用时极快，这便是微波能够使介质同时内外受热的原因，也就是微波所具有的“穿透性”，也是微波使介质内外同时受热的固有特性。平面电磁波在有耗介质中的传播常数γ通常由以下列公式定义： γ = α + j β = j ω μ 0 μ ⋅ ε 0 ε (1) 对于非磁性材料，磁导率 μ = μ 0 。大多数农业材料的磁导率 μ = 1 ，因微波的穿透性基本上与自由空间的穿透性相同，传播常数即可表示为： γ = j 2 π λ 0 ε 0 ε (2) 式中，α——衰减常数， j——实数， β——相位常数， ω——角频率， 其中， ω = 2 π f ， f = c / λ 0 ，f为频率单位是Hz， λ 0 ——自由空间中的波长， c——光在真空中传播的速度， Ɛ——介电常数， ε 0 ——复介电常数与自由空间的介电常数的比值，数值大小为8.854 × 10 −12 F/m。 一定强度微波场的作用下，土壤中菌、虫会受到分子驰豫极化的影响。弛豫极化是不可逆的，其中分子的弛豫极化由外加电场作用于弱束缚荷电粒子造成，而热运动使这些质点分布混乱，微波电场使它们有序分布，平衡时建立的极化状态在吸收微波能的同时使土壤升温，但微波加热过程中一部分微波能以流入其它有损介质而耗散出去 [ 10 ]。因此在实际微波过程中，微波对土壤的穿透力与土壤深度有关。电磁波从土壤表面进入并在其内部传播的过程中微波能不断被土壤介质所吸收转化为热能 [ 11 ]，土壤携带的能量会随着土壤深度的增加以指数形式衰减，具体加热速率可以表示为： d T d t = P d C ρ (3) 其中，T——介质的温度，单位是℃， t——作用时间，单位是s， Pd——介质中耗散的功率，单位为W/m 3 ， C——材料的比热，单位为J/kg℃， ρ——材料的密度，单位为kg/m 3 。 生命进行生理活动必须有水参与，昆虫、草籽内部均富含大量的水分子；细菌在生长繁殖的过程中通过细胞膜、细胞质的扩散、渗透和吸附来汲取营养物质。微波杀菌时，因有害生物体内蛋白质同时受极性运动和非极性热运动的双重作用，加速了有害生物中的蛋白质结构的破坏，致使蛋白质变性失活；被破坏后蛋白质的稳定性、化学活性均会发生较大改变 [ 12 ]。因此，微波能在杀灭菌虫时具有的非热效应影响着生物细胞正常生理活动，这是常规物理杀虫灭菌时所没有的。微波具有较强穿透性及快速的加热效应，可在分子层面上破坏生物体结构，不会造成环境污染、施用后无化学残留，被公认为是一种绿色高效的病害、虫害、草害的防治方法，作为耕种前的土壤预处理，可有效替代以往对环境产生较大影响的化学土壤消毒，对提高农作物的产量与品质方面有着积极影响 [ 5 ] [ 13 ] [ 14 ]。