第一篇：大米淀粉的制備和應(yīng)用

大米淀粉的制備和應(yīng)用

摘要:大米淀粉是一種重要的谷物淀粉,具有顆粒細(xì)小等獨(dú)特的性質(zhì)。介紹了大米淀粉的制備方法,包括堿浸法、表面活性劑法、超聲波法、酶法和物理分解法等;對(duì)大米淀粉在化妝品撲粉、照相紙的粉末、造紙施膠、潤(rùn)滑劑、糖果的糖衣、藥片的賦形劑、淀粉糖、改性米淀粉、緩慢消化淀粉、淀粉基脂肪替代物、抗性淀粉以及多孔淀粉等的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了敘述。Abstract: rice starch is an important kind of cereal starch, with fine particlesand other unique properties.Introduced the preparation method of rice starch,including alkali leaching and surface active agent method, ultrasonic method and enzyme method and physical decomposition;of rice starch in the cosmetics powder, photographic paper powder, paper sizing, lubricants, candysugar, tablet excipients, starch sugar, modified rice starch, slowly digestiblestarch, starch based fat substitutes, resistant starch and porous starch and application of status are described.關(guān)鍵詞:大米淀粉;制備;應(yīng)用

Keywords: rice starch;preparation;application 大米是中國(guó)乃至亞洲最主要的糧食品種之一，其產(chǎn)量占全國(guó)糧食的40%，中國(guó)有60%的人口以大米為主食。但因每年儲(chǔ)糧損耗率過(guò)高，給國(guó)家財(cái)政和糧庫(kù)帶來(lái)嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)和壓力。因此我國(guó)必須建力糧食轉(zhuǎn)化能力，迅速提升糧食的利用價(jià)值和附加值，促進(jìn)我國(guó)糧食的可持續(xù)發(fā)展。

淀粉和蛋白質(zhì)是大米的主要成分，其中淀粉含量高達(dá)80%左右，蛋白質(zhì)達(dá)8%左右。雖然淀粉工業(yè)的三大原料是玉米、小麥和馬鈴薯,大米淀粉只占13%,不到玉米的一半,列第4位,但是大米淀粉卻因其獨(dú)特的性能和用途,具有很好的市場(chǎng)前景。目前國(guó)際市場(chǎng)對(duì)高純寫寫幫文秘助手淀粉需求很大（蛋白質(zhì)含量低于0.5%左右），將糙米、霉米、碎米等不宜于人類食用的米制備成大米淀粉大大提高其附加值。而且顆粒表面蛋白質(zhì)-類脂物殘留低的高純度淀粉在存儲(chǔ)期間不易發(fā)生酸敗，可長(zhǎng)期儲(chǔ)存，從而解決庫(kù)存谷物嚴(yán)重浪費(fèi)的問(wèn)題。

1.大米淀粉的制備 大米淀粉具有顆粒細(xì)小,分子大小范圍窄,低過(guò)敏等特點(diǎn),在化妝品粉底、脂肪替代品、嬰兒食品、纖維織物的上漿劑、照相紙以及洗衣業(yè)上都有特殊的用途[7～9]。因此,盡管其生產(chǎn)成本較高,但仍有部分大米或碎米用來(lái)加工制取淀粉。比利時(shí)、德國(guó)、荷蘭和意大利等國(guó)家的大米淀粉生產(chǎn)量大一些,美國(guó)、埃及和敘利亞等也有生產(chǎn)。

1.1堿浸法

大米淀粉是以復(fù)粒形式緊緊包含在蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中,兩者之間的結(jié)合力非常緊密,水或亞硫酸液無(wú)法破壞這種結(jié)合力。因大米蛋白中至少有80%的是堿溶性蛋白,因此可用稀堿液來(lái)浸泡軟化米粒,國(guó)內(nèi)外有關(guān)堿浸法制備大米淀粉的文獻(xiàn)報(bào)道很多[9～12]。通常生產(chǎn)時(shí),首先將碎的大米在0.3%～0.5%氫氧化鈉水溶液中浸泡12～24h,濕磨得到的懸浮液靜置10～ 12h,然后篩除纖維質(zhì)并用離心機(jī)分離出分散的淀粉粒,水洗干燥后即為成品淀粉。浸泡水和沖洗水經(jīng)鹽酸中和進(jìn)行蛋白質(zhì)的回收,提純后可供食用或飼料用。這是最常用的制備大米淀粉的工業(yè)方法,但這種方法往往會(huì)降低所提取蛋白質(zhì)和淀粉的品質(zhì),同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生鹽和其它有害的廢料。

1.2表面活性劑法

此方法是實(shí)驗(yàn)室制備大米淀粉的常用方法。將精米在3～4倍體積表面活性劑(常用的是1%～2%DoBs～0.12%Na2SO3)中浸泡24～48h,倒掉上層清液,殘余部分經(jīng)過(guò)干燥后在研缽中研磨成粉即可以得到成品大米淀粉。

1.3超聲波法

將約5g精米粉末溶于45mL蒸餾水中,用10kHz超聲波作用10～20min。然后采用200目篩網(wǎng)過(guò)濾均漿,靜置濾液,除去上層暗黑層,將下層物質(zhì)清洗數(shù)遍,經(jīng)干燥粉碎得成品大米淀粉。

1.4酶法

傳統(tǒng)堿浸法會(huì)產(chǎn)生大量堿性廢液,造成環(huán)境污染,同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生鹽和其它有害的廢料影響產(chǎn)品質(zhì)量,因此此方法將逐漸被酶法所替代。取濕磨大米粉配成約35%米粉乳液,于55℃、pH10條件下加入0.5%蛋白酶,溫和攪拌l8h,反應(yīng)過(guò)程中要補(bǔ)充NaOH以維持pH恒定。反應(yīng)后乳液經(jīng)200目篩過(guò)濾,離心(3000g/20min),去除上層黑黃色上清液,沉淀層用50mL水清洗兩遍,再離心(3000g/15min),去除上清液,重復(fù)此清洗過(guò)程,后將沉淀物分散于50mL水中,調(diào)節(jié)pH到7,再離心(1000g/20min),刮掉暗色上層,用水將下層沉淀物清洗3遍,干燥即得成品。此法制備大米淀粉成本約為堿法兩倍,這主要是蛋白酶成本較高。

1.5物理分解法

近60年來(lái),世界各國(guó)生產(chǎn)大米淀粉的加工方法一直沒(méi)有很大的改進(jìn),基本是將糙米浸泡在氫氧化鈉溶液中達(dá)數(shù)小時(shí),以分解其中含有的蛋白質(zhì)和淀粉－－－即堿浸法。經(jīng)過(guò)4年的研究,美國(guó)科學(xué)家最近發(fā)明了一種價(jià)效比更高的新方法,即利用一種特別的均質(zhì)器所產(chǎn)生的高壓,對(duì)大米中的淀粉和蛋白質(zhì)聚成塊進(jìn)行物理分解。大米只需一次性通過(guò)這種設(shè)備,即可產(chǎn)生水狀的顆粒均勻的淀粉和蛋白質(zhì)微分子,然后通過(guò)基于密度的傳統(tǒng)分離工藝對(duì)其中的淀粉和蛋白質(zhì)進(jìn)行分離。這種新工藝可保留所提取大米蛋白質(zhì)和淀粉原有的品質(zhì),生產(chǎn)出的蛋白質(zhì)和淀粉與傳統(tǒng)的加工方法相比具有更好的完整性與功能性。美國(guó)科學(xué)家認(rèn)為,這種新方法有可能對(duì)大米淀粉和蛋白質(zhì)生產(chǎn)業(yè)帶來(lái)革命性變化。這種新方法預(yù)計(jì)將于2006年正式投入商業(yè)性應(yīng)用。同時(shí),美國(guó)科學(xué)家正在研究采用同樣的工藝從米糠中提取蛋白質(zhì)、油以及淀粉。

2.大米淀粉的應(yīng)用

大米淀粉顆粒細(xì)小,糊化的米淀粉吸水快,質(zhì)構(gòu)非常柔滑似奶油,具有脂肪的口感,且容易涂抹開(kāi)[15,16]。蠟質(zhì)米淀粉除了有類似脂肪的性質(zhì)外,還具有極好的冷凍-解凍穩(wěn)定性,可防止冷凍過(guò)程中的脫水收縮[16,17]。此外,大米淀粉還具有低過(guò)敏[9,16,17]的特性等?；谶@些特性,大米淀粉的用途很廣泛。

2.1化妝品撲粉

如前所述,大米淀粉顆粒微小,即使有微細(xì)的凹凸也能很好地添埋而變成平滑的表面,使之具有光溜、平滑的觸感。另外,由于它的顆粒呈角形,很少會(huì)發(fā)生像馬鈴薯淀粉那樣脫落的現(xiàn)象,能很好地附著在人的皮膚表面,而且化妝的潤(rùn)飾程度良好

2.2照相紙的粉末和造紙施膠

作為照相紙粉末用,這是利用大米淀粉能良好地吸著堿性色素、且能很好地固定在紙表面的凹處等特性。利用這些性質(zhì)可以獲得印字和印像鮮明、不易擦掉的照片和拷貝。另外,在造紙的施膠方面也有同樣的用途。

2.3潤(rùn)滑劑

和前述化妝品的情況一樣,大米淀粉能很好地固定在凹點(diǎn),不易脫落,常用在食品和橡膠工業(yè)等方面作為手粉、撤粉等潤(rùn)滑劑用。

2.4糖果的糖衣和藥片的賦形劑

大米淀粉顆粒小,吸水快,質(zhì)構(gòu)細(xì)膩,白度高,是理想的糖衣制劑;而且其抗過(guò)敏性反應(yīng)低,香味柔和,同樣可用于藥片的賦形劑。

2.5生產(chǎn)淀粉糖

以米淀粉為原料,采用生物技術(shù)可直接生產(chǎn)各種類型的淀粉糖,如葡萄糖漿、結(jié)晶葡萄糖、麥芽糊精、麥芽糖漿、超高麥芽糖、結(jié)晶麥芽糖、麥芽低聚糖以及異麥芽低聚糖,主要應(yīng)用于食品工業(yè)和醫(yī)藥工業(yè)中作為增稠劑、填充劑、賦形劑和功能因子。用量比例很高也不致影響食品或藥品的風(fēng)味,可以直接使用在糖果、餅干、面包、果醬、果凍、冷飲、飲料、冰激凌、香腸、火腿腸、糕點(diǎn)、固體飲料、乳兒糕、方便面等各類食品中,使食品的結(jié)構(gòu)向功能化方向轉(zhuǎn)變。

2.6生產(chǎn)改性米淀粉

變性后的大米淀粉具有更優(yōu)良的性質(zhì),應(yīng)用更方便,適合新技術(shù)操作要求,提高應(yīng)用效果,并開(kāi)辟新用途。目前美國(guó)和歐洲興起了淀粉研究開(kāi)發(fā)的熱潮。應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)可以將包括碎米、陳秈稻、早秈稻等在內(nèi)的稻米淀粉改性后,轉(zhuǎn)化為抗性淀粉、多孔淀粉、緩慢消化淀粉、新脂肪替代物等更具特色和新用途的產(chǎn)品。

2.6.1緩慢消化淀粉

緩慢消化淀粉是一種可以被酶完全緩慢降解的淀粉。美國(guó)農(nóng)業(yè)部南部研究中心研究開(kāi)發(fā)的改進(jìn)米淀粉新產(chǎn)品“Ricemic”,是以大米粉為原料,先分離蛋白質(zhì),再經(jīng)加熱和酶處理工藝加工成100%延緩消化、50%加快消化和50%延遲消化的改性米淀粉制品。這類改性米淀粉經(jīng)臨床應(yīng)用證明,可有效改善糖負(fù)荷,將成為一種糖尿病患者的新食品。這種產(chǎn)品的另一種用途是作為運(yùn)動(dòng)員,尤其是馬拉松等長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的碳水化合物補(bǔ)充劑,因?yàn)檫@種緩慢消化的淀粉能夠使運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)穩(wěn)定特久的能量釋放來(lái)保持耐力。

2.6.2淀粉基脂肪替代物

大米淀粉制取脂肪替代物技術(shù),是應(yīng)用生物技術(shù)等把米淀粉轉(zhuǎn)化為無(wú)油脂肪的高新技術(shù)。新脂肪替代物十分適合加工酸奶和部分替代奶油的乳制品,它具有奶油的外觀及口感,通過(guò)不同含量的調(diào)配,可加工成供人造奶油生產(chǎn)的加氫油脂。如世界上最大的米淀粉生產(chǎn)商－－－比利時(shí)A&BIngredient公司已將改性米淀粉正式用于無(wú)奶油奶酪、低脂肪冰激淋、無(wú)脂肪人造奶油、沙司和涼拌菜調(diào)味料的生產(chǎn),取得了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。據(jù)資料報(bào)道,大米淀粉是脂肪模擬品的良好原料。因?yàn)樗粫?huì)像脂肪酸酯那樣因攝入過(guò)多而引起腹瀉和腹部絞痛等副作用,影響機(jī)體吸收某些脂溶性的維生素和營(yíng)養(yǎng)素;也不會(huì)像蛋白質(zhì)為基質(zhì)的脂肪模擬品使某些人群產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)。大米淀粉采用淀粉酶水解制備的低DE值麥芽糊精可以作為脂肪替代品在食品中廣泛應(yīng)用,王俊芳等就曾研究過(guò)大米酶解制備麥芽糊精在蛋糕中應(yīng)用。同樣,經(jīng)過(guò)超微粉碎后,大米淀粉也可以制備脂肪替代物。

2.6.3抗性淀粉

抗性淀粉的開(kāi)發(fā),是淀粉研究領(lǐng)域的嶄新課題。這是一類特殊的淀粉,不能被胰淀粉酶酶解,因而不能被小腸消化吸收參加新陳代謝,但是能進(jìn)入結(jié)腸,從而被其中的微生物群發(fā)酵利用。美國(guó)路易斯安那州南方研究所已經(jīng)發(fā)明了一種以大米為基質(zhì)的抗性淀粉產(chǎn)品,適合于肥胖和糖尿病患者。它不像一般纖維成分會(huì)吸收大量水分,當(dāng)添加于低水分產(chǎn)品時(shí)不影響其口感,也不改變食物風(fēng)味,可作為低熱量的食物添加劑。進(jìn)入結(jié)腸后可促進(jìn)有益細(xì)菌的增殖,改善結(jié)腸菌落結(jié)構(gòu),對(duì)治療腸道類疾病有特殊功效。應(yīng)用抗性淀粉作為食物原、配料時(shí),除提供多種健康功能外,且可作為低熱量的食物添加劑,而且研究表明:添加顆?？剐缘矸鄣氖称繁忍砑觽鹘y(tǒng)纖維的食品具有更好的外觀、質(zhì)地和口感,顆?？剐缘矸劭梢愿纳埔恍┦称返呐蛎浶院痛嘈?。

2.6.4多孔淀粉(微孔淀粉)多孔淀粉是將天然淀粉經(jīng)過(guò)酶解處理后,形成的一種蜂窩狀多孔性淀粉載體。由于其表面具有很多伸向淀粉粒中心的小孔,淀粉顆粒中心是中空的,因而具有良好的吸附性能,可用作功能性物質(zhì)的吸附載體,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、化工和食品等行業(yè)。大米淀粉顆粒小,比表面積大,因此所制備的產(chǎn)品比其他種類淀粉的具有更強(qiáng)的吸附力。多孔淀粉吸附的目的物質(zhì)主要有:!在空氣中易氧化、分解和光敏性物質(zhì),如DHA、EPA、維生素E、維生素A、胡蘿卜素、番茄紅素、色素;"需要緩慢釋放的物質(zhì),如藥品、農(nóng)藥、香料、甜味劑(天冬甜素)、酸味劑、香辛料、酶、調(diào)味料;需要粉末化的油脂或脂溶性的物質(zhì)需要高倍率均質(zhì)稀釋的物質(zhì)或需要均質(zhì)混合的密度大的物質(zhì),如藥品、色素、胱氨酸、農(nóng)藥有不良?xì)馕?苦、臭味)的物質(zhì)。迄今,多孔淀粉的研究只有不到l0年的時(shí)間。有關(guān)多孔淀粉的理論和應(yīng)用研究正在深入進(jìn)行。多孔淀粉的應(yīng)用除了日本有少數(shù)產(chǎn)品以外,其它的基本上還處于研究階段。利用多孔淀粉吸附各種物質(zhì)后的保護(hù)作用以及延緩釋放性能,分別以口香糖用咖啡香精、尿素、殺蟲(chóng)劑、雙歧桿菌、維生素A為目的物,再添加到各種食品中,可以制成各種功能性食品,如嬰幼兒食品、老年食品及其它的特殊人群食品。

總之,由于大米淀粉具有自身獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),人們對(duì)它的研究將是方興未艾,必定會(huì)摸索出一套工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低廉、產(chǎn)品純度高的制備方法,同時(shí)由于產(chǎn)品純度的提高必將會(huì)給其應(yīng)用帶來(lái)更加廣闊的前景。

【參考文獻(xiàn)】

[1]MarshallWG,WordsworthJI.Ricescienceandtechnology[M].NewYork:MarceDekker.Inc.,1994,237-259.[2]于泓鵬,高群玉,曾慶孝.大米淀粉制備及其綜合利用研究 進(jìn)展[J].糧食與油脂,2004,(4):14-16.[3]鄧宇.淀粉化學(xué)品及其應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2002.[4]張力田.淀粉糖[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1998.[5]王領(lǐng)軍,王立,姚惠源,等.大米淀粉的性質(zhì)、生產(chǎn)及應(yīng)用[J].糧食與飼料工業(yè),2004,(11):22-25.[6]王立,姚惠源.大米淀粉生產(chǎn)、性質(zhì)及其應(yīng)用[J].糧食與油 脂,2004,(7):4-7.[7]HengDY.Rice-basedingredientsincerealsandsnacks[J].CerealFoodWorld,1995,(40):538-541.[8]AlexanderRJ.Fatreplacersbasedonstarch[J].CerealFoodWorld,1995,(40):366-370.[9]李福謙,唐書澤,李愛(ài)萍,等.堿消化法提純大米淀粉的研究 [J].食品與發(fā)酵工業(yè),2005,31(7):55-58.[10]方奇林,丁霄霖.堿法分離大米蛋白質(zhì)和淀粉的工業(yè)研究 [J].糧食與飼料工業(yè),2004,(12):22-24.[11]易翠平,姚惠源.高純度大米蛋白和淀粉的分離提取[J].食 品與機(jī)械,2004,20,(6):18-21.[12]YamamotoK,SumieS,ToshioO.Propertiesofricestarch preparedbyalkalimethodwithvariousconditions[J].Den-punKagaku,1973,(20):99-102.[13]JulianoB.O.Starchchemistryandtechnology[M].NewYork: AcademicPressInc.,1984,507-524.[14]LumdubwongN,SeibP.A.Ricestarchisolationbyalkaline proteasedigestionofwet-milledriceflour[J].JournalofCe-realScience,2000,(31):63-74.[15]SchochT.J.StarchChemistryandTechnology[M]Vo1.2.New

--物理化學(xué)論文

院系： 應(yīng)用理學(xué)系

專業(yè)： 應(yīng)用化學(xué)

班級(jí)： B1301班

姓名： 張亭

學(xué)號(hào)： 1309341032

第二篇：納米材料的制備及應(yīng)用要點(diǎn)

本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))

題目： 納米材料的制備及應(yīng)用

學(xué)院： 物理與電子科學(xué)學(xué)院

班級(jí)： XX級(jí)XX班

姓名： XXX

指導(dǎo)教師： XXX 職稱：

完成日期： 20XX 年 X 月 XX 日

納米材料的制備及應(yīng)用

摘要:近幾年來(lái)，由于納米材料有眾多特殊性質(zhì)，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注納米材料?？萍嫉难该桶l(fā)展使納米材料的制備變得更加成熟。本論文講述納米材料的制備，以及納米技術(shù)在將來(lái)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：納米材料 物理方法

化學(xué)方法應(yīng)用前景

目 錄

引言..................................................................................................................1 1.納米材料的物理制備方法.................................................................................1 1.1物理粉碎法............................................................................................1 1.2球磨法...................................................................................................2 1.3.蒸發(fā)—冷凝法........................................................................................2 1.3.1.激光加熱蒸發(fā)法...........................................................................2 1.3.2.真空蒸發(fā)—冷凝法........................................................................4 1.3.3.電子束照射法..............................................................................4 1.3.4.等離子體法.................................................................................5 1.3.5.高頻感應(yīng)加熱法.........................................................................5 1.4.濺射法..................................................................................................6 2.納米材料的化學(xué)制備方法.................................................................................7 2.1化學(xué)沉淀法............................................................................................8 2.2化學(xué)氣相沉積法...................................................................................8 2.3化學(xué)氣相冷凝法....................................................................................10 2.4溶膠--凝膠法.......................................................................................10 2.5水熱法.................................................................................................11 3.納米材料的其他制備方法...............................................................................12 3.1分子束外延法.......................................................................................12 3.2靜電紡絲法..........................................................................................13 4.納米材料的應(yīng)用前景.....................................................................................14 5.總結(jié).............................................................................................................14 參考文獻(xiàn)..........................................................................................................15 致謝................................................................................................................16

引言

納米材料是指任一維空間尺度處于1—100nm之間的材料。它有著不同尋常的性質(zhì)，如小尺寸效應(yīng)可引起物理性質(zhì)的突變，從而具有獨(dú)特的性能；量子尺寸效應(yīng)和表面與界面效應(yīng)使其具有了一般大顆粒物不具備的性質(zhì)，如對(duì)紅外線、紫外線有很強(qiáng)的反射作用，應(yīng)用到紡織品中有抗紫外線，隔熱保溫作用。納米材料的這些特性使其在化工、物理、生物、醫(yī)學(xué)方面都有非常重要的價(jià)值[1]。多年以來(lái)，通過(guò)科學(xué)家們的潛心研究，使納米材料在其制備及其應(yīng)用中得到了很大的發(fā)展。納米材料將逐漸進(jìn)入人們的日常生活，并將成為未來(lái)新工業(yè)革命的必備材料。

1.納米材料的物理制備方法 1.1物理粉碎法

物理粉碎法就是用機(jī)械粉碎和電火花爆炸等方法得到納米微粒[2]。此方法操作簡(jiǎn)單，成本較低，但得到的納米微粒純度不高，分布也不均勻。

圖1.機(jī)械粉碎法儀器圖

1.2球磨法

球磨法是將材料放入球磨機(jī)內(nèi)，在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)過(guò)程中，鋼球與原料之間產(chǎn)生劇烈的碰撞，再經(jīng)過(guò)攪拌、研磨，形成納米微粒。該方法操作比較簡(jiǎn)單，效率高，能獲得常規(guī)方法不易得到的高熔點(diǎn)合金，如金屬陶瓷納米微粒；球磨法此外還可以將相圖上本來(lái)不互溶的納米元素制成固溶體，但該方法得到的納米微粒分布不均勻，而且很容易引入新的雜質(zhì)，有次得到的納米微粒純度不高。

圖2.球磨法示意圖

1.3.蒸發(fā)—冷凝法

蒸發(fā)-冷凝法也稱為物理氣相沉積法，即使用激光、電子束照射、真空蒸發(fā)、電弧高頻反應(yīng)等方法使原料生成等離子體，再在介質(zhì)中冷卻凝結(jié)行成納米微粒。這種方法大致又分一下幾種: 1.3.1.激光加熱蒸發(fā)法

光加熱蒸發(fā)法：用激光作為加熱源，氣相反應(yīng)物可在吸收傳遞能量之后快速凝結(jié)成核、長(zhǎng)大、終止[3]。用該方法可以達(dá)到減少雜質(zhì)的目的，實(shí)驗(yàn)過(guò)程容易控制，但這種方法電能消耗比較大，生產(chǎn)效率低，成本高，不宜大規(guī)模生產(chǎn)。

圖3.激光加熱蒸發(fā)法制備納米顆粒實(shí)驗(yàn)裝置圖

圖4.激光加熱法制成的TiO2顆粒

1.3.2.真空蒸發(fā)—冷凝法

真空 蒸發(fā)—冷凝法：在真空室里通入惰性氣體（He、Ar氣），然后對(duì)物質(zhì)進(jìn)行真空加熱，使其蒸發(fā)形成原子霧，原子霧遇冷凝結(jié)形成納米顆粒[4]。這種在高溫下獲得的納米微粒很小（可小于10nm），在制備過(guò)程中無(wú)其它雜質(zhì)污染，反應(yīng)快，成品純度高，材料組織好。但這種方法僅能制備成分單

一、熔點(diǎn)低的物質(zhì)。在制備金屬氧化物、氮化物等高熔點(diǎn)物質(zhì)的納米微粒時(shí)還存在很大局限性。而且此方法對(duì)設(shè)備要求高、成本也比較高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)。

圖5.真空蒸發(fā)—冷凝法制備納米顆粒示意圖

1.3.3.電子束照射法

電子束照射法：原材料（一般指金屬氧化物）在高能電子束的照射下獲得能量，金屬—氧鍵斷裂，金屬原子蒸發(fā)后遇冷凝結(jié)成核、長(zhǎng)大，最終形成納米微粒。此方法只可以用來(lái)制備金屬納米粉末。

圖6.電子束照射法制備納米微粒裝置圖

1.3.4.等離子體法

等離子體法：原材料在惰性或反應(yīng)性氛圍中，通過(guò)直流放電來(lái)使氣體電離，從而熔融、蒸發(fā)、冷凝得到納米微粒[5]。用此種方法制得的產(chǎn)品分布均勻、純度高，適合于金屬及金屬氧化物、碳化物、氮化物等高熔點(diǎn)物質(zhì)納米微粒的制備。但此方法離子槍短、功率低。

圖7.等離子體法制備納米微粒實(shí)驗(yàn)裝置圖

1.3.5.高頻感應(yīng)加熱法

高頻感應(yīng)加熱法：用高頻線圈作為熱源，坩堝內(nèi)的原材料在低壓氣體（一般為He、Ne等惰性氣體）中蒸發(fā)，原子蒸發(fā)后與惰性氣體碰撞凝結(jié)行成納米微粒[6]。此方法僅限于制備低熔點(diǎn)的物質(zhì)，并不適合于沸點(diǎn)高的金屬盒難熔化物質(zhì)，且成本加高，一般不采用。

圖8.高頻感應(yīng)加熱法制備納米納米微粒實(shí)驗(yàn)裝置圖

1.4.濺射法

濺射法：用兩塊金屬板分別作為陰極和陽(yáng)極，兩極之間充入Ar氣，壓強(qiáng)在40—250Pa。由于兩極放電使得Ar氣體電離且撞擊陰極材料表面，陰極材料表面的分子或原子蒸發(fā)出來(lái)沉積到基片上，形成納米顆粒[7]。目前，常用的濺射法有離子束濺射法，陰極濺射法，直流磁控濺射法等。此方法有鍍膜層與基材結(jié)合力強(qiáng)、鍍膜層致密、均勻等優(yōu)點(diǎn)。但產(chǎn)品分布不均勻，產(chǎn)量較低。

圖9.濺射法制備納米微粒原理圖

2.納米材料的化學(xué)制備方法

納米材料的化學(xué)制備方即通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，從原子、離子、分子出發(fā)，制備納米微粒。常用的化學(xué)制備法有沉淀法、氣相沉積法、等離子體誘導(dǎo)化學(xué)氣相沉積法、氣相冷凝法、溶膠冷凝法、光化學(xué)合成法、化學(xué)氣相反應(yīng)法、水熱法、熔融法、火焰水解法、輻射合成法等。

2.1化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法：在金屬鹽溶液中加入適量的沉淀劑，使其反應(yīng)生成難溶物或水和氧化物，再經(jīng)過(guò)慮、干燥、分解得到納米化合物微粒；化學(xué)沉淀法又有均勻沉淀法、直接沉淀法、醇鹽水解沉淀法、共沉淀法；其中，均勻沉淀法是預(yù)沉淀劑在溶液中緩慢反應(yīng)釋放出沉淀劑，沉淀劑與金屬離子作用得到沉淀；直接沉淀法就是沉淀劑與金屬離子直接反應(yīng)形成沉淀

[8]；醇鹽水解沉淀法就是金屬醇鹽遇水分解成氧化物和醇，或水合沉淀物；共沉淀法即在混合金屬鹽溶液中加入沉淀劑，獲得混合沉淀，再進(jìn)行熱分解或得納米微粒；此方法是液相化學(xué)合成納米微粒應(yīng)用最多的方法之一，其中關(guān)鍵是控制粉末成分的均勻，避免形成硬團(tuán)聚。這種方法在冷凍干燥過(guò)程中，冷凍液體不收縮，形成的納米微粒表面積較大，可以很好的消除粉末團(tuán)聚現(xiàn)象[9]。沉淀法制備納米微粒時(shí)成品的影響因素比較多，如過(guò)濾過(guò)程，洗滌液的濃度、酸堿度等都會(huì)影響納米微粒的大?。淮朔N方法操作簡(jiǎn)單，但很容易引入新的雜質(zhì)，影響產(chǎn)品的純度。2.2化學(xué)氣相沉積法.化學(xué)氣相沉積法又叫CVD法，就是原材料在氣相中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)得到納米材料，所用的加熱源與物理氣相沉積法相同[10]。普通的化學(xué)氣相沉積法得到的納米微粒易團(tuán)聚燒結(jié)，而且比較粗，用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法就可以很好的避免上述情況的發(fā)生?；瘜W(xué)氣相沉積法得到的納米微粒分布比較均勻，粒度小，純度高，化學(xué)活性高，而且成本低、生產(chǎn)效率高，是目前制備納米材料最常用的方法之一。此外，化學(xué)氣相沉積法由于制備工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，方便操作，適于大規(guī)模生產(chǎn)，工業(yè)應(yīng)用前景較好。化學(xué)氣相沉積法可以制備幾乎所有的金屬、氮化物、氧化物、碳化物、復(fù)合氧化物等膜材料。隨著制備納米材料的技術(shù)逐步完善，化學(xué)氣相沉積法將會(huì)由更廣泛的應(yīng)用[11]。

圖10.化學(xué)氣相沉積法制備納米微粒的實(shí)驗(yàn)裝置圖

圖11.化學(xué)氣相沉積法制備納米微粒的原理圖

圖12.化學(xué)氣相沉積法獲得的各種形態(tài)固體示意圖

2.3化學(xué)氣相冷凝法

化學(xué)氣相冷凝法就是在真空室中充入惰性氣體，壓強(qiáng)在10Pa左右，原材料和惰性氣體先在磁控濺射裝置中反應(yīng)，在經(jīng)過(guò)冷凝得到納米微粒；此方法最早由Chang W等人在1994年提出的，簡(jiǎn)稱CVC法，目前已經(jīng)成功應(yīng)用這種方法獲得了二氧化鈦、二氧化鋯、氮化硅、碳化硅的納米材料[12]。2.4溶膠--凝膠法 溶膠--凝膠法是以易溶于水的金屬化合物為原材料，使其在溶液中與水反應(yīng)，溶質(zhì)發(fā)生水解生成納米級(jí)的微粒并形成溶膠，溶膠經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、干燥轉(zhuǎn)變?yōu)槟z(該法在低溫下反應(yīng)，允許摻雜大量的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物)，再經(jīng)過(guò)干燥、燒結(jié)等后處理獲得氧化物納米微粒；這種方法常涉及的反應(yīng)有聚合反應(yīng)、水解反應(yīng)[13]。目前，溶膠--凝膠法一般又分為兩種：膠體化學(xué)法和金屬醇鹽水解法。其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，在低溫環(huán)境下就可以獲得分布均勻、純度較高的納米微粒，而且可以用來(lái)獲得一般方法難以得到納米材料。用溶膠－凝膠法制備的 10

納米材料有多孔狀結(jié)構(gòu)，表面積較大，在氣敏、濕敏及催化方面有很大的應(yīng)用，可以使氣敏、濕敏特性和催化率得到較大提高。此外，這種方法是制備涂層以及薄膜非常有效的方法之一，也特別適合制備非晶態(tài)納米材料。但這種方法的原材料成本高，制得的膜致密性差，而且很容易收縮、開(kāi)裂，所以使用范圍不廣。

圖13.溶膠--凝膠法制備納米材料的流程圖

2.5水熱法

水熱法是指在封閉的反應(yīng)容器中，將水溶液作反應(yīng)體系，對(duì)水溶液加熱增大體系壓強(qiáng)來(lái)制備無(wú)機(jī)材料，再經(jīng)過(guò)分離、熱處理得到納米微粒；離子反應(yīng)和水解反應(yīng)在水熱條件下可得到加速、促進(jìn)，常溫下反應(yīng)很慢的熱力學(xué)反應(yīng)，在水熱條件下就可以快速反應(yīng)；在高壓下，大部分反應(yīng)物能部分溶于水中，使得反應(yīng)在液相或氣相中進(jìn)行[14]。

水熱法可以控制微粒的形態(tài)、結(jié)晶度、組成和大小，使用此法獲得的粉體具有較低的表面能，因此粉體一般無(wú)團(tuán)聚或少團(tuán)聚。這一特點(diǎn)大幅度提高了粉體的燒結(jié)性能，所以此法非常適合于陶瓷的生產(chǎn)；并且，水熱法的反應(yīng)溫度低，活性高，為大規(guī)模的生產(chǎn)納米材料提供了非常有利的條件；水熱法的低溫 11

條件有利于合成熔點(diǎn)較低的化合物；水熱法合成的高壓和低溫條件，便于制成晶型完好、取向規(guī)則的晶體材料，而且合成產(chǎn)物的純度較高。水熱法缺點(diǎn)是一般只能制備氧化物納米粉體，對(duì)晶核的形成過(guò)程以及晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的控制影響因素等許多方面還缺乏深入研究。此外，水熱法制備過(guò)程中有高溫、高壓步驟，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的安全性要求較高。3.納米材料的其他制備方法

納米材料的制備方法有很多種，除了上述方法之外還有分子束外延法、靜電紡絲法等。3.1分子束外延法

分子束外延法就是在晶體基片上生長(zhǎng)高質(zhì)量的晶體薄膜。在真空條件下，加熱裝有各種所需組分的爐子，產(chǎn)生蒸汽，蒸汽通過(guò)小孔形成分子束或原子束，直接噴到單晶基片上，同時(shí)控制分子束，對(duì)襯底掃描，就可以使按晶體排列的分子或原子一層層地生長(zhǎng)在基片上形成薄膜[15]。

圖14.分子束外延法原理圖

分子束外延法生長(zhǎng)溫度低，能減少不希望的熱激活過(guò)程，生長(zhǎng)速度緩慢，外延層厚度可得到精確控制；生長(zhǎng)表面可達(dá)到原子級(jí)光滑度，可制備極薄的薄膜；生長(zhǎng)的薄膜可以保持原來(lái)靶材料的化學(xué)計(jì)量比；把分析測(cè)試設(shè)備與生長(zhǎng)系統(tǒng)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)薄膜生長(zhǎng)的原位監(jiān)測(cè)[16]。分子束外延法也有不足的地方，如對(duì)真空要求非常高，分子束外延設(shè)備貴投資大，能耗大。3.2靜電紡絲法

靜電紡絲法是在高壓電場(chǎng)作用下使聚合物溶液或熔體帶上高壓靜電，當(dāng)電場(chǎng)力達(dá)到一定程度時(shí)，聚合物液滴在電場(chǎng)力作用下克服表面張力形成噴射流[17]。噴射時(shí)，射流中的溶液發(fā)生蒸發(fā)或自身發(fā)生固化形成纖維，最終落在接收裝置上，獲得納米材料。

圖15.所示為靜電紡絲原理圖

靜電紡絲法制備納米材料優(yōu)點(diǎn)很多，如裝置簡(jiǎn)單、成本低、可紡物多、工藝易控制，是制備納米纖維材料的有效方法。納米技術(shù)的發(fā)展使靜電紡絲作為一種簡(jiǎn)便有效的生產(chǎn)納米纖維的新型制備技術(shù)，將會(huì)在生物、醫(yī)用、催化、光電、食品工程、化妝品等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。4.納米材料的應(yīng)用前景

納米材料有很多優(yōu)異的特點(diǎn)，使得納米材料有很多不同于一般材料的奇特性質(zhì)。納米材料的應(yīng)用有著廣闊的應(yīng)用前景。采用納米技術(shù)制造的納米結(jié)構(gòu)微處理器在微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)方面其效率要比普通微處理器的效率高100萬(wàn)倍；納米存儲(chǔ)器的密度比普通存儲(chǔ)器的要高1000倍；而納米技術(shù)與集成技術(shù)結(jié)合又可制成納米傳感器；用納米材料做成的具有巨大表面積的電極，可以大幅度的提高放電效率；用納米材料制成的磁記錄材料可以將磁帶記錄的密度提高數(shù)十倍。在環(huán)境與能源方面，納米材料可提高太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)換效率，還可以用來(lái)消除空氣中的污染物。例如將Ti02催化劑涂在物體上，可以使物體具有自潔功能，任何粘在物體表面上的物質(zhì)（油污、細(xì)菌）在光的照射下，通過(guò)Ti02催化劑催化作用，變成氣體或容易被擦掉的物質(zhì)。納米催化劑還可以徹底消除水或空氣中的有害物質(zhì)。納米材料在減少環(huán)境污染、凈化環(huán)境上有廣闊的應(yīng)用前景。在生物學(xué)工程與醫(yī)學(xué)方面，將磁性納米材料做為藥物載體，在外磁場(chǎng)作用下集中于病患處，有利于提高藥效，也可以減少藥物副作用[18]。用納米材料制成的溶液加上抗原或抗體，可以實(shí)現(xiàn)免疫學(xué)的間接凝聚實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)快速診斷。用納米材料制成的機(jī)器人，用來(lái)人體進(jìn)行全方位的檢查，可消除血栓、心臟動(dòng)脈脂肪沉積物。5.總結(jié)

納米材料作為一種新興材料，具有十分廣闊和誘人的發(fā)展前景。納米材料的制備方法和技術(shù)將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展更加成熟，將對(duì)人們的生活和人類生產(chǎn)力的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。

隨著納米技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域都開(kāi)始廣泛應(yīng)用納米材料。這必將會(huì)不斷出現(xiàn)更新更好的制備方法，希望在將來(lái)以下幾個(gè)方面可取得突破。

(1)在結(jié)構(gòu)、組成、排布、尺寸、等方面，制備出更適合各領(lǐng)域發(fā)展需要，具有更多預(yù)期功能的納米材料；

(2)從節(jié)能、節(jié)約材料、提高效率等角度出發(fā)，研制出更多的新設(shè)備，以便制備出更多的新型納米材料；

(3)設(shè)計(jì)出新的制備方法，采用新的制備工藝，在原有納米材料的基礎(chǔ)上，提高納米材料的功能。

參考文獻(xiàn)

[1].張立德，牟季美。納米材料和納米結(jié)構(gòu)[M].北京:科學(xué)出版社，2001.146 [2].齊民，楊大智，朱敏.機(jī)械合金化過(guò)程的固態(tài)相變[J].功能材料.1995(26):472-475 [3].郭永，鞏雄，楊宏秀.納米微粒的制備方法及其進(jìn)展[3].化學(xué)通報(bào)，1996,3.1 [4].Gleiter H , On the structure of grain boundaries in metals [J].Mater Sci.Eng,1982,52,91 [5].Vissokov G.P, Plasmachemical technology for high-dispersion products[J],J.Master.Sci,1988,23,2415 [6].馬劍華.納米材料的制備方法[J].溫州大學(xué)學(xué)報(bào)，2002,6（15）.[7].林峰.納米材料的制備方法及應(yīng)用[J].廣東技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào),2007,7 [8].劉珍，梁偉，許并社，市野瀨英喜.納米材料制備方法及其研究進(jìn)展[J].2000,9(3).[9].徐華蕊，李鳳生.沉淀法制備納米粒子的研究[J].化工進(jìn)展.1996(5)29-33 [10].IZAKI K, HAKKEI K.Ultrastructure progressing for advanced ceramic [M].Willey.1988.[11].ALKIMUNE Y.High pressure research on nanocrystallin solid materials [J].J Mater Sic, 1990(25):3439-3445.[12].陳月輝，趙光賢.納米材料的特性和制備方法及應(yīng)用[J].橡膠工業(yè)，2004,51.[13].劉珍，梁偉，許并社，市野瀨英喜.納米材料制備方法及其研究進(jìn)展[J].2000,9(3).15

[14].馬劍華.納米材料的制備方法[J].溫州大學(xué)學(xué)報(bào)，2002,6（15）.[15].王兆陽(yáng)，胡禮中，孫捷，等．激光分子束外延技術(shù)及其在氧化鋅薄膜制備中的應(yīng)用[J]．中國(guó)稀土學(xué)報(bào)，2003，12(1)：141-143．

[16].王兆陽(yáng)，胡禮中，孫捷，等．激光分子束外延技術(shù)及其在氧化鋅薄膜制備中的應(yīng)用[J]．中國(guó)稀土學(xué)報(bào)，2003，12(1)：141-143．

[17].吳大誠(chéng)，杜仲良，高緒珊．納米纖維[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：23-26． [18].劉新云.納米材料的應(yīng)用前景及其研究進(jìn)展[J].安徽化工，2002（5）

致謝

本論文在XXX的悉心指導(dǎo)下完成的，她淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我受益非淺。在此謹(jǐn)向XXX老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。感謝我的學(xué)友和朋友對(duì)我的關(guān)心和幫助。

The preparation of nanomaterials and their application prospects

Abstract：Nanomaterials are attracting great intense in recent years，for its special properties.With the rapid develope of science and technology , the preparation of nanomaterials has become more skilled.In this paper we mainly introduce the preparation of nanomaterials,including physical and chemical methods,and prospect of nanotechnology in 21st.Keywords: nanomaterials physical method chemical method application prospect

第三篇：SiC材料的制備與應(yīng)用

SiC材料的制備與應(yīng)用

摘要:本文主要介紹了SiC材料的制備方法，通過(guò)不同制備的方法獲得不同結(jié)構(gòu)的SiC，其中主要有α-SiC、β-SiC和納米SiC。并介紹了SiC材料在材料中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：α-SiC；β-SiC；納米SiC； 前言：

SiC 是人造強(qiáng)共價(jià)健化合物材料, 碳化硅又稱金鋼砂或耐火砂。碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生產(chǎn)綠色碳化硅時(shí)需要加食鹽)等原料在電阻爐內(nèi)經(jīng)高溫冶煉而成。目前我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

2、SiC粉末的合成方法及應(yīng)用： 2.1 Acheson法生產(chǎn)SiC的進(jìn)展

經(jīng)過(guò)百年發(fā)展, 現(xiàn)代SiC 工業(yè)生產(chǎn)仍采用的是Acheson 間歇式工藝。這是工業(yè)上采用最多的合成方法，即用電將石英砂和焦炭的混合物加熱至2500℃左右高溫反應(yīng)制得。因石英砂和文章拷貝于華夏陶瓷網(wǎng)焦炭中通常含有Al和Fe等雜質(zhì)，在制成的SiC中都固溶有少量雜質(zhì)。其中，雜質(zhì)少的呈綠色，雜質(zhì)多的呈黑色。目前SiC 冶煉爐改進(jìn)處于: ①爐體規(guī)模增大;老式冶煉爐長(zhǎng)為5～10m ,現(xiàn)在可長(zhǎng)至25m ,裝料高達(dá)以千噸計(jì);②送電功率增大:現(xiàn)在冶煉爐功率多在3000至7000kW 之間,功率在12 ,000kW的超大型冶煉爐已在我國(guó)寧夏北方碳化硅公司正常運(yùn)行;③電源由交流改為直流,保證了電網(wǎng)安全和穩(wěn)定,操作更方便。

工業(yè)SiC 生產(chǎn)耗能高、對(duì)環(huán)境和大氣有污染,且勞動(dòng)量大。因此歐美發(fā)達(dá)國(guó)家盡管SiC 用量不斷增大,但生產(chǎn)持續(xù)降低,代以從國(guó)外進(jìn)口,同時(shí)加大了高性能SiC 材料的開(kāi)發(fā)力度。中國(guó)、巴西和委內(nèi)瑞拉等發(fā)展中國(guó)家的初級(jí)SiC 產(chǎn)量已占全世界的65 %以上。傳統(tǒng)的SiC 冶煉爐主要不能完全解決以下環(huán)境問(wèn)題:(1)CO2、SO2 和扒墻時(shí)產(chǎn)生的SiC 粉塵的污染。(2)解決原料悶燃放出的臭氣和石油焦的揮發(fā)份,尤其是燃燒時(shí)或燃燒后及扒墻時(shí)產(chǎn)生的SO2、H2S 和硫醇類等含硫物質(zhì)和CO 氣體帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。(3)無(wú)法收集冶煉時(shí)產(chǎn)生的爐內(nèi)逸出氣體用以發(fā)電或合成氣體。

七十年代德國(guó)ESK公司在發(fā)展Acheson 工藝方面取得了突破[2 ]。ESK的大型SiC 冶煉爐建在戶外,沒(méi)有端墻和側(cè)墻,直線型或U 型電極位于爐子底部,爐長(zhǎng)達(dá)60m ,用PE 包封蓋以收集爐內(nèi)逸出氣體(～100 ×206m3 s.t.p),提取硫后將其通過(guò)管道輸送到廠區(qū)內(nèi)小型火電廠發(fā)電?？蓽p少污染并節(jié)能20 %。該爐可采用成本低、活性高、易反應(yīng)的高硫份石油焦和焦碳作為原料,將原料含硫量由傳統(tǒng)SiC 冶煉爐允許的1.5 %提高到5.0 %。Acheson 法制備SiC 的優(yōu)點(diǎn)是原料便宜，方法成熟易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)是粉體質(zhì)量不高:比表面積1～ 15m2/ g , 氧化物含量1wt %左右, 金屬雜質(zhì)含量1 ,400～2 ,800ppm ,依賴于粉碎、酸洗等后繼工藝和手段。

2.2 Acheson 法生產(chǎn)的SiC 的工業(yè)應(yīng)用

Acheson 法制備的SiC 材料大量應(yīng)用于磨料、耐火材料、結(jié)構(gòu)陶瓷和煉鋼脫氧劑。在SiC 的諸多用途中,磨料與磨削材料的應(yīng)用是一重要方向,廣泛用于切割和研磨玻璃、陶瓷、石料、鑄鐵零件、有色金屬材料、硬質(zhì)合金、鈦合金和高速鋼刀具精磨等。碳化硅耐火材料用途十分廣泛:在鋼鐵冶煉中,可用作盛鋼桶內(nèi)襯、水口、高爐爐底和爐腹、加熱爐無(wú)水冷滑軌;在有色金屬冶煉中,大量用作蒸餾器、精餾塔托盤、電解槽側(cè)墻、管道、坩鍋;石油化工中用作脫硫爐、油氣發(fā)生器等;陶瓷工業(yè)中大量用作各種窯爐的棚板,隔焰材料等。SiC含量大于90 %的普通耐火材料主要用以制造耐中等高溫的爐窯構(gòu)件;含量大于83 %的低品位耐火材料,主要用于出鐵槽、鐵水包等的內(nèi)襯。SiC 作為脫氧劑具有粒度細(xì)小、反應(yīng)強(qiáng)烈、脫氧時(shí)間短、節(jié)約能源、電爐生產(chǎn)率高、脫硫效果好、脫氧成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。國(guó)外八十年代前后已普遍使用SiC 做煉鋼脫氧劑,我國(guó)始于1985 年,近年來(lái)已在鋼鐵企業(yè)普遍使用。我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量已達(dá)1 億噸左右,每噸鋼鐵需要3～5kg SiC脫氧劑,加上鑄造行業(yè),脫氧劑的年用量巨大。煉鋼用脫氧劑SiC 也是我國(guó)重要的出口產(chǎn)品。另外SiC 在取代氧化鋁或石墨密封環(huán)方面應(yīng)用廣泛,在歐洲年用量約12 ×106 副,美國(guó)6 ×106 副,日本為106 副,并有大量增加的趨勢(shì)。2.3 SiO2-C還原法

工業(yè)上按下列反應(yīng)式利用高純度石英砂和焦炭或石油焦在電阻爐內(nèi)產(chǎn)生SiC：

因?yàn)槭俏鼰岱磻?yīng)，需使用大量能量。用此法制得的SiC 含量一般為96%左右，顏色有綠色和黑色，SiC含量越高顏色越淺，高純?yōu)闊o(wú)色。2.4 氣凝SiO2的碳還原法

在粒度18-22納米的SiO2中加入30-35納米的天然氣炭黑，在1400-1500℃溫度下通氬氣保護(hù)，反應(yīng)即可獲得純的SiC。反應(yīng)中加入微量SiC粉可抑制SiC晶體的長(zhǎng)大。2.5 氣相合成法

在氣相硅的鹵化物中加入碳?xì)浠衔锊⑼ㄈ胍欢康臍錃?，?200-1800℃的高溫作用下可以制取高純SiC。在這個(gè)反應(yīng)中，碳?xì)浠衔锸翘嫉妮d體，氫氣作還原劑，同時(shí)氫氣還可以抑制在SiC生成過(guò)程中游離硅和碳的沉積。3 新型SiC 材料的制備及其應(yīng)用

隨著先進(jìn)的分析工具和生產(chǎn)技術(shù)裝備的發(fā)展,人們對(duì)SiC 材料的結(jié)構(gòu)和性能關(guān)系的研究逐步深入,開(kāi)發(fā)了一系列新的SiC 制備技術(shù)和新的工業(yè)產(chǎn)品及用途。3.1 β-SiC 微粉

β-SiC 微粉的制取方法很多,主要是八十年代后期發(fā)展起來(lái)的溶膠凝膠法、聚合物熱分解法和各種氣相法。氣相法和聚合物熱裂解法低溫合成SiC 微粉的研究已經(jīng)進(jìn)行多年。在600～1 ,800 ℃下熱裂解CH3-SiH3 已獲得產(chǎn)量很高的無(wú)定型SiC 微粉,其比表面積為25m2/ g ,雜質(zhì)總量低于60ppm。能無(wú)壓燒結(jié)至很高的密度,是高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料的理想原材料,可作為高溫燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子、噴嘴、燃燒器,高溫氣體的熱交換器部件,發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸和活塞等部件,還可作為核反應(yīng)堆材料及火箭頭部雷達(dá)天線罩等。陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率比一般燃?xì)廨啓C(jī)可提高20 %以上[3 ]。德國(guó)ESK公司將SiC 作為渦輪增壓器轉(zhuǎn)子裝在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)車上,最大轉(zhuǎn)速為96 ,000n/ min ,排氣溫度為1 ,030 ℃,經(jīng)過(guò)1 ,000km 的路面試驗(yàn),表現(xiàn)出優(yōu)異的響應(yīng)特性。近年來(lái)人們更多地關(guān)注在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用陶瓷,SiC主要用做這種陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)的挺柱、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子、渦流式鑲塊等。1985 年,日本NGK廠生產(chǎn)的增壓器轉(zhuǎn)子已投入市場(chǎng)。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能源與環(huán)境研究室運(yùn)輸研究中心預(yù)計(jì)2000～2010 年汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用陶瓷件可占領(lǐng)66 %～90 %的零件市場(chǎng),總價(jià)值超過(guò)36 億美元,顯示出十分廣闊的應(yīng)用前景[4 ]。3.2 化學(xué)氣相沉積CVDSiC 基于理論致密結(jié)構(gòu)和高純度(99.999 %)表現(xiàn)出優(yōu)異的物理化學(xué)性能已為人們所共知,利用擴(kuò)散勢(shì)壘作原子能材料和熱壓光學(xué)鏡頭的模具即是兩例應(yīng)用。另外,在碳或鎢纖維芯上氣相沉積SiC 已制造出直徑在120μm 的纖維。最近Morton Inter-national Advanced Materials 公司宣布已批量成功地研制出1 ,500mm 寬、25mm 厚的無(wú)基底CVD-SiC 薄板,該材料在室溫時(shí)熱傳導(dǎo)系數(shù)250W/ m·K, 抗彎強(qiáng)度466GPa ,表面可拋光至亞納米光學(xué)精度。其新型應(yīng)用包括高溫激光光學(xué)裝置、密封和耐磨元件、計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存介質(zhì)的基片以及電子包封元件[5 ]。

3.3 SiC 晶須

SiC 晶須是立方SiC 晶體極端各向異性生長(zhǎng)的產(chǎn)物,長(zhǎng)徑比一般> 10。半徑從幾十分之一到幾微米,長(zhǎng)度可至幾百微米,特殊工藝下可達(dá)100mm。晶須生長(zhǎng)的研究始于六十年代初期,美國(guó)Carborundum 公司在研制增強(qiáng)添加劑時(shí)發(fā)展了半商業(yè)性工藝,德國(guó)ESK公司在批量生產(chǎn)晶須方面也做了大量的努力[6 ]。晶須生長(zhǎng)機(jī)理有氣相凝聚、氣固相(VS)和氣-固-液反應(yīng)(VLS)三種。前兩種工藝生成的健康晶須直徑< 3μm ,VLS 工藝生成的晶須直徑為3～5μm ,長(zhǎng)度超長(zhǎng)者可達(dá)100mm。VLS機(jī)理,SiC的兩種組成元素由甲烷和一氧化硅提供,在Fe ,Co ,Cr 和Mn 等催化劑的作用下提供足夠的Si 和C 維持反應(yīng)和沉積使SiC 晶須生長(zhǎng)。晶須的拉伸強(qiáng)度和彈性模量分別高達(dá)16MPa和580GPa。3.4 SiC 片晶

SiC 片晶基于優(yōu)異的機(jī)械性能和較低的商業(yè)成本作為復(fù)合材料補(bǔ)強(qiáng)劑引起了極大的研究興趣。六方片狀SiC 晶體生長(zhǎng)于Acheson 爐的中心部位,但這種SiC片晶完全混生且晶粒生長(zhǎng)過(guò)大并不適于用作陶瓷材料補(bǔ)強(qiáng)劑。人們?yōu)楣I(yè)合成分散的小尺寸SiC 片晶做了大量的努力[7 ] ,用少量硼或鋁作擴(kuò)散促進(jìn)劑在高溫下合成了10～ > 100μm 的小尺寸SiC 片晶,而硼或鋁又是眾所周知的SiC 燒結(jié)助劑。有添加劑存在的情況下,在β-SiC 微粉中混入適當(dāng)?shù)腟iO2和C或Si和C于1 ,900～2 ,100 ℃、惰性氣氛中可以得到90 %的α-SiC片晶。SiC片晶的特性和機(jī)械性能。實(shí)驗(yàn)表明SiC 片晶在金屬和陶瓷基體復(fù)合材料中起到了很好的補(bǔ)強(qiáng)作用。結(jié)論：

SiC 作為一個(gè)用途廣泛的工程材料已經(jīng)深入到了人類生活的每一個(gè)角落,在數(shù)代科技人員的努力下極大地促進(jìn)了工業(yè)發(fā)展。隨著對(duì)其制備技術(shù)的深入研究,人們將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的SiC 新用途并獲得更多的SiC新型工業(yè)產(chǎn)品。未來(lái),用Acheson 法制備[10]的SiC 在產(chǎn)量和規(guī)模上將繼續(xù)占主導(dǎo)地位,廣泛應(yīng)用在各工業(yè)領(lǐng)域內(nèi),同時(shí)利用其獨(dú)特的物理化學(xué)性能,繼續(xù)開(kāi)發(fā)出象煉鋼脫氧劑等對(duì)基礎(chǔ)工業(yè)有重大影響的用途。為滿足燒結(jié)高致密、高強(qiáng)度、高性能陶瓷材料并使之應(yīng)用在高技術(shù)工業(yè)領(lǐng)域,新型的高技術(shù)SiC 制備技術(shù)也會(huì)迅速蓬勃發(fā)展起來(lái)。降低成本、完善工藝,并與后續(xù)制備技術(shù)如燒結(jié)等相適應(yīng),在經(jīng)濟(jì)和效果上取得最佳成效是其方向。在電子器件應(yīng)用方面也會(huì)獲得更大的發(fā)展。

第四篇：超導(dǎo)材料應(yīng)用與制備概況

超導(dǎo)材料制備與應(yīng)用概述

摘要：新型超導(dǎo)材料一直是人類追求的目標(biāo)。本文主要從超導(dǎo)材料的性質(zhì)，制備，應(yīng)用等方面探索超導(dǎo)材料科學(xué)的發(fā)展概況。隨著高溫超導(dǎo)材料制備方法的不斷成熟，超導(dǎo)材料將越來(lái)越多的應(yīng)用于尖端技術(shù)中去，超導(dǎo)材料的應(yīng)用將給電工技術(shù)帶來(lái)質(zhì)的飛躍，因此，超導(dǎo)材料技術(shù)有著重大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿?，可解決未來(lái)能源，交通，醫(yī)療和國(guó)防事業(yè)中的重要問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：超導(dǎo)材料 強(qiáng)電應(yīng)用 弱電應(yīng)用 超導(dǎo)制備 1.引言

1911年荷蘭科學(xué)家onnes發(fā)現(xiàn)純水銀在4.2K附近電阻突然消失，接著發(fā)現(xiàn)其他一些金屬也有這樣的現(xiàn)象，隨著人們?cè)赑b和其它材料中也發(fā)現(xiàn)這種性質(zhì)：在滿足臨界條件（臨界溫度Tc，臨界電流Ic，臨界磁場(chǎng)Hc）時(shí)物質(zhì)的電阻突然消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)電性的零電阻現(xiàn)象。只是直流電情況下才有零電阻現(xiàn)象，這一現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)開(kāi)拓了一個(gè)嶄新的物理領(lǐng)域。

超導(dǎo)材料具有1）零電阻性2）完全抗磁效應(yīng)3）Josephson效應(yīng)。這些性質(zhì)的研究與應(yīng)用使得超導(dǎo)材料的性能不斷優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)臨界溫度也越來(lái)越高。一旦室溫超導(dǎo)達(dá)到實(shí)用化、工業(yè)化，將對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

2.超導(dǎo)材料主要制備技術(shù)

控制和操縱有序結(jié)晶需要充分了解原子尺度的超導(dǎo)相性能。有序、高質(zhì)量晶體的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度較高 ,晶體質(zhì)量往往強(qiáng)烈依賴于合成技術(shù)和條件。目前，常用作制備超導(dǎo)材料的技術(shù)主要有： 2.1.1單晶生長(zhǎng)技術(shù)

新超導(dǎo)化合物單晶樣品有多種生長(zhǎng)方法。溶液生長(zhǎng)和氣相傳輸生長(zhǎng)法是制備從金屬間氧化物到有機(jī)物各類超導(dǎo)體的強(qiáng)有力工具。溶液生長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)就是其多功能性和生長(zhǎng)速度 ,可制備出高純凈度和鑲嵌式樣品。但是 ,它并不能生產(chǎn)出固定中子散射實(shí)驗(yàn)所需的立方厘米大小的樣品。浮動(dòng)熔區(qū)法常用來(lái)制備大尺寸的樣品 ,但局限于已知的材料。這種技術(shù)是近幾年出現(xiàn)的一些超導(dǎo)氧化物單晶生長(zhǎng)的主要技術(shù)。這種技術(shù)使La2-xSr xCuO4晶體生長(zhǎng)得到改善 ,允許對(duì)從未摻雜到高度摻雜各種情況下的細(xì)微結(jié)構(gòu)和磁性性能進(jìn)行細(xì)致研究。在T1Ba 2Ca2Cu3O9+d 和Bi2Sr2CaCu2O8中 ,有可能削弱無(wú)序的影響從而提高臨界轉(zhuǎn)變溫度。最近汞基化合物在晶體生長(zhǎng)尺寸上取得的進(jìn)展 ,使晶體尺寸較先前的紀(jì)錄高出了幾個(gè)數(shù)量級(jí)。但應(yīng)該指出的是即使是高 Tc的化合物 ,利用溶液生長(zhǎng)技術(shù)也可制備出高純度的YBCO等單晶。

2.1.2高質(zhì)量薄膜技術(shù)

目前 ,薄膜超導(dǎo)體技術(shù)包括活性分子束外延(MBE)、濺射、化學(xué)氣相沉積和脈沖激光沉積等。MBE能制造出足以與單個(gè)晶體性能相媲美的外延超導(dǎo)薄膜。在晶格匹配的單晶襯底上生長(zhǎng)的外延高溫超導(dǎo)薄膜 ,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于這些材料物理性質(zhì)的基礎(chǔ)研究中。在許多實(shí)驗(yàn)中薄膜的幾何性質(zhì)擁有它的優(yōu)勢(shì) ,如可用光刻技術(shù)在薄膜上刻畫細(xì)微的特征;具備合成定制的多層結(jié)構(gòu)或超晶格的潛能。

在過(guò)去的 20年里 ,多種高溫超導(dǎo)薄膜生長(zhǎng)技術(shù)快速發(fā)展。有些技術(shù)已經(jīng)適用于其它超導(dǎo)體的制備。目前所使用主要方法有濺射和激光燒蝕（脈沖激光沉積）。類似分子束外延這種先進(jìn)薄膜生長(zhǎng)技術(shù)也已經(jīng)發(fā)展得很好。臭氧或氧原子用來(lái)實(shí)現(xiàn)超高真空條件下的充分氧化。這使得生長(zhǎng)的單晶薄膜的性能已接近乃至超過(guò)塊狀晶體。如 LSCO單晶薄膜的 T =51.5 K,比塊狀晶體（Tc <40 K）要高 ,外延應(yīng)力是產(chǎn)生這種強(qiáng)化現(xiàn)象的部分原因。

3.超導(dǎo)材料制備的新探索

發(fā)現(xiàn)新型超導(dǎo)體最直接的方法是研究相空間并實(shí)施一系列系統(tǒng)探索來(lái)發(fā)現(xiàn)新的化合物 ,可通過(guò)鑒別成分空間中有希望的區(qū)域和快速檢測(cè)該區(qū)域盡可能多的化合物的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這樣的研究,在 20世紀(jì)50到 60年代產(chǎn)出了很多金屬間超導(dǎo)體 ,這些超導(dǎo)體還需要在三相或更高相空間中再繼續(xù)研究。此外 ,繼續(xù)尋找異常形態(tài)的超導(dǎo)材料也是很重要的。3.1先進(jìn)合成與摻雜技術(shù)

3.1.1極端條件下的合成技術(shù)

經(jīng)驗(yàn)上講 ,超導(dǎo)性常常表現(xiàn)得和結(jié)構(gòu)上的相轉(zhuǎn)變聯(lián)系緊密;事實(shí)上 ,有許多超導(dǎo)體是亞穩(wěn)態(tài) ,需要在高溫高壓下合成。此外 ,合成新化合物所需的許多元素具有非常高的揮發(fā)性活性和難熔性 如 Li、B、C、Mg、P、S、Se、Te ,而且要在非常特殊的環(huán)境下才能成功合成。大尺寸單晶生長(zhǎng)技術(shù) ,特別是用于固定中子散射實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵材料的合成技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展。

3.1.2合成與表征組合技術(shù)

對(duì)新型超導(dǎo)化合物的系統(tǒng)性組合探索可基于薄膜沉積技術(shù)。一種方法是利用掩膜技術(shù)制備微小均質(zhì)區(qū)域。利用連續(xù)相涂敷法(Continuousphase spread method)以及使用多種源或靶材在襯底上形成不同的薄膜成分。磁場(chǎng)調(diào)制光譜(Magnetic Field Modulated Spectroscopy),MFMS ,是一種非常敏感而快速的超導(dǎo)檢測(cè)技術(shù) ,可用于高產(chǎn)量的表征方法。合成與表征組合技術(shù)需要進(jìn)一步完善,以在更大范圍內(nèi)應(yīng)用來(lái)尋求具有理想性能的新型超導(dǎo)體。3.1.3原子層工程、人造超晶格技術(shù)

薄膜沉積技術(shù)的迅速發(fā)展為化學(xué)和材料科學(xué)突破體相平衡的限制提供了機(jī)遇。拓展相界、獲得新亞穩(wěn)態(tài)和微結(jié)構(gòu)、創(chuàng)造多層結(jié)構(gòu)、施加大的面內(nèi)應(yīng)力以及獲得不同排列體系間的平滑界面都因此成為可能。單晶多層結(jié)構(gòu)使材料具有不同的界面性能 ,不會(huì)受到污染物的干擾。在界面處各種電荷移動(dòng)和自旋態(tài)的相互影響會(huì)產(chǎn)生新電子結(jié)構(gòu)。與界面原子層工程一樣 ,改變相鄰絕緣體的組成和結(jié)構(gòu) ,為利用外延應(yīng)力和穩(wěn)定性來(lái)調(diào)整界面結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)性提供了多種可能。3.1.4場(chǎng)效應(yīng)摻雜和光摻雜技術(shù)

化學(xué)摻雜是在銅酸鹽等化合物超導(dǎo)體中實(shí)現(xiàn)金屬和超導(dǎo)態(tài)所必需的 ,但它的缺點(diǎn)是會(huì)同時(shí)產(chǎn)生無(wú)序狀態(tài)。這種無(wú)序狀態(tài)不僅使人難以區(qū)分內(nèi)在和外在特性 ,而且實(shí)際上還削弱了超導(dǎo)性能。此外 ,在多數(shù)情況下化學(xué)摻雜量是不可調(diào)的 ,每種組成都需要一個(gè)單獨(dú)的樣品。場(chǎng)效應(yīng)摻雜和光摻雜通過(guò)外加強(qiáng)電場(chǎng)或強(qiáng)光照射引入電荷載體 ,從而避免了這些弊端。使用這兩種摻雜 ,可連續(xù)地調(diào)節(jié)單個(gè)樣品的摻雜量而不會(huì)誘發(fā)化學(xué)無(wú)序狀態(tài)。這一方法在從配合物中尋找新的超導(dǎo)體方面有很大的潛力。3.2 納米尺度超導(dǎo)材料

新型超導(dǎo)體的設(shè)計(jì)和研究面臨挑戰(zhàn)是難以控制的化學(xué)合成工藝參數(shù)。最有希望發(fā)展的就是可控制的納米新型高溫超導(dǎo)材料。開(kāi)發(fā)新的納米尺度的高溫超導(dǎo)體 ,可增進(jìn)機(jī)械穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性等。雖然這些性能已單獨(dú)得到證明 ,但把它們?nèi)亢铣芍羻我坏牟牧掀骷蛳到y(tǒng)中仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在高溫超導(dǎo)材料中 ,很多基本長(zhǎng)度尺寸是處于納米量級(jí)的(如單晶疇)大小、相干長(zhǎng)度等 ,因此關(guān)于納米尺寸結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)性研究對(duì)幫助人們了解微觀機(jī)制具有相當(dāng)?shù)闹匾浴?.3 超導(dǎo)材料制備相關(guān)問(wèn)題

塊體樣品、單晶方面的關(guān)鍵性公開(kāi)問(wèn)題包括:提高各種有機(jī)超導(dǎo)、重費(fèi)密子超導(dǎo)等非常規(guī)超導(dǎo)體樣品的純度;了解和消除樣品的依賴性;了解和控制缺陷、雜質(zhì)及無(wú)序?qū)悠返挠绊?改進(jìn)各類材料的 Jc、Hc2和 Tc以及大尺寸單晶生長(zhǎng)問(wèn)題。要處理好這些問(wèn)題 ,要改進(jìn)現(xiàn)有的晶體生長(zhǎng)技術(shù)并創(chuàng)造新的技術(shù)。新的助熔劑、輸運(yùn)劑以及新的溫度、溫度梯度、成核控制方法將提高人們對(duì)樣品的大小、品質(zhì)和可重復(fù)性的控制能力。對(duì)于各類超導(dǎo)薄膜 ,最基本的問(wèn)題是襯底表面的制備以及對(duì)薄膜生長(zhǎng)的影響 ,對(duì)這些問(wèn)題的深入了解將使薄膜沉積條件具有更好的可重復(fù)性 ,對(duì)薄膜的合成控制更加優(yōu)良。隨著越來(lái)越多的超導(dǎo)化合物被引入薄膜材料的范疇 ,人們需要進(jìn)一步改進(jìn)薄膜的合成和表征技術(shù)。在薄膜的成核、生長(zhǎng)和界面方面 ,應(yīng)實(shí)現(xiàn)原子級(jí)的控制 ,最終目標(biāo)是在如絕緣-超導(dǎo)這種多層異質(zhì)結(jié)構(gòu)中制造出潔凈的界面。4.超導(dǎo)材料的應(yīng)用

4.1強(qiáng)電應(yīng)用 4.1.1 超導(dǎo)輸電電纜

我國(guó)電力資源和負(fù)荷分布不均,因此長(zhǎng)距離、低損耗的輸電技術(shù)顯得十分迫切。超導(dǎo)材料由于其零電阻特性以及比常規(guī)導(dǎo)體高得多的載流能力,可以輸送極大的電流和功率而沒(méi)有電功率損耗。超導(dǎo)輸電可以達(dá)到單回路輸送GVA級(jí)巨大容量的電力,在短距離、大容量、重負(fù)載的傳輸時(shí),超導(dǎo)輸電具有更大的優(yōu)勢(shì)。低溫超導(dǎo)材料應(yīng)用時(shí)需要液氦作為冷卻劑,液氦的價(jià)格很高,這就使低溫超導(dǎo)電纜喪失了工業(yè)化應(yīng)用的可行性。若使用高溫超導(dǎo)材料作為導(dǎo)電線芯制造成超導(dǎo)電纜,就可以在液氮的冷卻下無(wú)電阻地傳送電能。高溫超導(dǎo)電纜的出現(xiàn)使超導(dǎo)技術(shù)在電力電纜方面的工業(yè)應(yīng)用成為可能。目前,市場(chǎng)上可以得到并可用來(lái)制造高溫超導(dǎo)電纜的材料主要是銀包套鉍系多芯高溫超導(dǎo)帶材,其臨界工程電流密度大于10kA/cm2。高溫超導(dǎo)電纜以其尺寸較小、損耗低、傳輸容量大的優(yōu)勢(shì),可用于地下電纜工程改造,以高溫超導(dǎo)電纜取代現(xiàn)有的常導(dǎo)電纜,可增加傳輸容量。高溫超導(dǎo)電纜另一重要應(yīng)用場(chǎng)合是可在比常導(dǎo)電纜較低的運(yùn)行電壓下將巨大的電能傳輸進(jìn)入城市負(fù)荷中心。由于交流損耗的緣故,利用高溫超導(dǎo)材料制備直流電纜比制備交流電纜更具優(yōu)勢(shì)。利用超導(dǎo)技術(shù),通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)用的直流傳輸電纜和有效的匹配系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能低壓大容量直流電力輸系統(tǒng)。

圖1 CD高溫超導(dǎo)電纜示意圖

美國(guó)是最早發(fā)展高溫超導(dǎo)電纜技術(shù)的國(guó)家。1999年底,美國(guó)outhwire公司、橡樹(shù)嶺國(guó)家試驗(yàn)室、美國(guó)能源部和IGC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)研制了長(zhǎng)度為30m、三相、12.5kV/1.26kA的冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜,并于2000年在電網(wǎng)試運(yùn)行,向高溫超導(dǎo)技術(shù)實(shí)用化邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。目前,世界上報(bào)道的能制備百米量級(jí)長(zhǎng)度的超導(dǎo)電纜僅有日本和美國(guó)。在歐洲如法國(guó)、瑞典的電力公司有十米量級(jí)的超導(dǎo)電纜計(jì)劃。

4.1.2超導(dǎo)變壓器

超導(dǎo)變壓器一般都采用與常規(guī)變壓器一樣的鐵芯結(jié)構(gòu),僅高、低壓繞組采用超導(dǎo)繞組。超導(dǎo)繞組置于非金屬低溫容器中,以減少渦流損耗。變壓器鐵芯一般仍處在室溫條件下。超導(dǎo)變壓器具有損耗低、體積小,效率高(可達(dá)99%以上)、極限單機(jī)容量大、長(zhǎng)時(shí)過(guò)載能力強(qiáng)(可達(dá)到額定功率的2倍左右)等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于采用高阻值的基底材料,因此具有一定的限制故障電流作用。一般而言,超導(dǎo)變壓器的重量(鐵芯和導(dǎo)線)僅為常規(guī)變壓器的40%甚至更小,特別是當(dāng)變壓器的容量超過(guò)300MVA時(shí),這種優(yōu)越性將更為明顯。圖2為美國(guó)Waukesha公司在1997年就研制了1MVA的超導(dǎo)變壓器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖 2超導(dǎo)變壓器結(jié)構(gòu)示意圖 4.1.3超導(dǎo)儲(chǔ)能

人類對(duì)電力網(wǎng)總輸出功率的要求是不平衡的。即使一天之內(nèi) ,也不均勻。利用超導(dǎo)體 ,可制成高效儲(chǔ)能設(shè)備。由于超導(dǎo)體可以達(dá)到非常高的能量密度 ,可以無(wú)損耗貯存巨大的電能。這種裝置把輸電網(wǎng)絡(luò)中用電低峰時(shí)多余的電力儲(chǔ)存起來(lái) ,在用電高峰時(shí)釋放出來(lái) ,解決用電不平衡的矛盾。美國(guó)已設(shè)計(jì)出一種大型超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng) ,可儲(chǔ)存5000 兆瓦小時(shí)的巨大電能 ,充放電功率為 1000 兆瓦 ,轉(zhuǎn)換時(shí)間為幾分之一秒 ,效率達(dá) 98 %,它可直接與電力網(wǎng)相連接 ,根據(jù)電力供應(yīng)和用電負(fù)荷情況從線圈內(nèi)輸出 ,不必經(jīng)過(guò)能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。

圖3 超導(dǎo)儲(chǔ)能器一次系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

4.1.4超導(dǎo)電機(jī)

在大型發(fā)電機(jī)或電動(dòng)機(jī)中 ,一旦由超導(dǎo)體取代銅材則可望實(shí)現(xiàn)電阻損耗極小的大功率傳輸。在高強(qiáng)度磁場(chǎng)下 ,超導(dǎo)體的電流密度超過(guò)銅的電流密度 ,這表明超導(dǎo)電機(jī)單機(jī)輸出功率可以大大增加。在同樣的電機(jī)輸出功率下 ,電機(jī)重量可以大大下降。美國(guó)率先制成 3000 馬力的超導(dǎo)電機(jī) ,我國(guó)科學(xué)家在20 世紀(jì) 80 年代末已經(jīng)制成了超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的模型實(shí)驗(yàn)機(jī)。

圖4 兩種發(fā)電機(jī)尺寸的比較

4.1.5超導(dǎo)故障限流器

超導(dǎo)故障電流限制器(簡(jiǎn)稱SFCL)主要是利用超導(dǎo)體在一定條件下發(fā)生的超導(dǎo)態(tài)/正常態(tài)轉(zhuǎn)變,快速而有效地限制電力系統(tǒng)中短路故障電流的一種電力設(shè)備。該設(shè)想是在上世紀(jì)70年代提出的,到1983年法國(guó)阿爾斯通公司研制出交流金屬系超導(dǎo)線后,各研究機(jī)構(gòu)才開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)SFCL產(chǎn)品?，F(xiàn)已有中壓級(jí)樣品掛網(wǎng)運(yùn)行,國(guó)外樂(lè)觀估計(jì)可望在10年或更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)開(kāi)始投入市場(chǎng)。

圖5感應(yīng)屏蔽型超導(dǎo)故障電流限制器原理圖

用超導(dǎo)材料制成的限流器有許多優(yōu)點(diǎn):1）它的動(dòng)作時(shí)間快,大約幾十微妙;2）減少故障電流，可將故障電流限制在系統(tǒng)額定電流兩倍左右,比常規(guī)斷路器開(kāi)斷電流小一個(gè)數(shù)量級(jí);3）低的額定損耗;4）可靠性高 ,它是一類“永久的超保險(xiǎn)絲”;5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,價(jià)格低廉。4.2弱電應(yīng)用

4.2.1無(wú)損檢測(cè)

無(wú)損檢測(cè)是一種應(yīng)用范圍很廣的探測(cè)技術(shù) ,其工作方式有;超聲探測(cè)、X光探測(cè)及渦流檢測(cè)技術(shù)等。SQUID 無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在此基礎(chǔ)上

發(fā)展起來(lái)。SQUID 磁強(qiáng)計(jì)的磁場(chǎng)靈敏度已優(yōu)于100ft ,完全可以用于無(wú)損檢測(cè)。由于 SQUID 能在大的均勻場(chǎng)中探測(cè)到場(chǎng)的微小變化 ,增加了探測(cè)的深度 ,提高了分辨率 ,能對(duì)多層合金導(dǎo)體材料的內(nèi)部缺陷和腐蝕進(jìn)行探測(cè)和確定 ,這是其他探測(cè)手段所無(wú)法辦到的。工業(yè)上用于探測(cè)導(dǎo)體材料的缺陷、內(nèi)部的腐蝕等 ,軍事上可能于水雷和水下潛艇等的探測(cè)。4.2.2超導(dǎo)微波器件在移動(dòng)通信中的應(yīng)用

移動(dòng)通信業(yè)蓬勃發(fā)展的同時(shí) ,也帶來(lái)了嚴(yán)重的信號(hào)干擾 ,頻率資源緊張 ,系統(tǒng)容量不足 ,數(shù)據(jù)傳輸速率受限制等諸多難題。高溫超導(dǎo)移動(dòng)通信子系統(tǒng)在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生 ,它由高溫超導(dǎo)濾波器、低噪聲前置放大器以及微型制冷機(jī)組成。高溫超導(dǎo)子系統(tǒng)給移動(dòng)通信系統(tǒng)帶來(lái)的好處可以歸納為以下幾個(gè)方面: 1）提高了基站接收機(jī)的抗干擾的能力;2）可以充分利用頻率資源 ,擴(kuò)大基站能量;3）減少了輸入信號(hào)的損耗 ,提高了基站系統(tǒng)的靈敏度 ,從而擴(kuò)大了基站的覆蓋面積;4）改善通話質(zhì)量 ,提高數(shù)據(jù)傳輸速度;5）超導(dǎo)基站子系統(tǒng)帶來(lái)了綠色的通信網(wǎng)絡(luò)。

4.2.3超導(dǎo)探測(cè)器

用超導(dǎo)體檢測(cè)紅外輻射 ,已設(shè)計(jì)制造了各種樣式的高 TC超導(dǎo)紅外探測(cè)器。與傳統(tǒng)的半導(dǎo)體探測(cè)比較 ,高 TC超導(dǎo)探測(cè)器在大于 20微米的長(zhǎng)波探測(cè)中將為優(yōu)良的接受器件 ,填充了電磁波譜中遠(yuǎn)紅外至毫來(lái)波段的空白。此外 ,它還具高集成密度、低功率、高成品率、低價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)。這一技術(shù)將在天文探測(cè)、光譜研究、遠(yuǎn)紅外激光接收和軍事光學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。4.2.4超導(dǎo)計(jì)算機(jī)

超導(dǎo)器件在計(jì)算機(jī)中運(yùn)用 ,將具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn): 1）器件的開(kāi)關(guān)速度快;2）低功率;3）輸出電壓在毫伏數(shù)量級(jí) ,而輸出電流大于控制線內(nèi)的電流 ,信號(hào)檢測(cè)方便。同時(shí) ,體積更小 ,成本更低;另外,信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)畸變。

5.超導(dǎo)磁體

由于能無(wú)電損耗地提供大體積的穩(wěn)定強(qiáng)磁場(chǎng) ,超導(dǎo)磁體成為低溫超導(dǎo)應(yīng)用的主要方向 ,經(jīng)過(guò)四十年的持續(xù)努力 ,按照實(shí)際需求設(shè)計(jì)、研制、建造 15 萬(wàn)高斯以內(nèi) ,不同磁場(chǎng)形態(tài)與各種體積的低溫超導(dǎo)磁體技術(shù)已經(jīng)成熟 ,有關(guān)導(dǎo)線與磁體的產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成。低溫超導(dǎo)磁體應(yīng)用的一個(gè)重大障礙在于要?jiǎng)?chuàng)造與維持液氦溫度（118～412K）的工作環(huán)境 ,需要有相應(yīng)的低溫制冷裝備與運(yùn)行維護(hù)工作。圖6 制冷裝備相對(duì)投資與運(yùn)行溫度的關(guān)系曲線

高臨界溫度超導(dǎo)體的出現(xiàn)使人們看到了提高運(yùn)行溫度的可能性 ,從而激發(fā)了發(fā)展高臨界溫度超導(dǎo)磁體的積極性。發(fā)展高臨界溫度超導(dǎo)磁體的主要問(wèn)題在于迄今已能生產(chǎn)的鉍系實(shí)用導(dǎo)線的強(qiáng)磁場(chǎng)下的性能在高運(yùn)行溫度下還難于與低溫超導(dǎo)線相比及價(jià)格高 ,圖 7示出了鉍系實(shí)用導(dǎo)線在不同溫度與磁場(chǎng)下的臨界電流 性 能 曲 線 , 77K、0 T 時(shí)臨界電流密度I ≈50kA/cm2。由圖6可見(jiàn) ,在 77K時(shí) ,最高僅能產(chǎn)生10-1 特斯拉的超導(dǎo)磁場(chǎng) ,當(dāng)要求磁場(chǎng)高于 1 特斯拉時(shí) ,運(yùn)行溫度需低于20～50K,從圖 6所示制冷裝備投資看仍有著重要意義 ,前述的超導(dǎo)同步電機(jī)激磁繞組就屬于此范圍。值得注意的還有 ,若運(yùn)行溫度仍保持在4.2K,Bi-2223 導(dǎo)線在近40T強(qiáng)場(chǎng)下仍能保持約100kA/cm2 的臨界電流密度 ,從而可用于產(chǎn)生更高的超導(dǎo)強(qiáng)磁場(chǎng)。

圖7 Bi-2223實(shí)用導(dǎo)線的臨界電流性能(B∥帶面)5.1 超導(dǎo)懸浮列車

由于超導(dǎo)體具有完全抗磁性，在車廂底部裝備的超導(dǎo)線圈，路軌上沿途安放金屬環(huán)，就構(gòu)成懸浮列車。當(dāng)列車啟動(dòng)時(shí)，由于金屬環(huán)切割磁力線，將產(chǎn)生與超導(dǎo)磁場(chǎng)方向相反的感生磁場(chǎng)。根據(jù)同性相斥原理，列車受到向上推力而懸浮。超導(dǎo)懸浮列車具有許多的優(yōu)點(diǎn)：由于它是懸浮于軌道上行駛，導(dǎo)軌與機(jī)車間不存在任何實(shí)際接觸，沒(méi)有摩擦，時(shí)速可達(dá)幾百公里；磁懸浮列車可靠性大，維修簡(jiǎn)便，成本低，能源消耗僅是汽車的一半、飛機(jī)的四分之一；噪聲小，時(shí)速達(dá)300公里/小時(shí)，噪聲只有65分貝；以電為動(dòng)力，沿線不排放廢氣，無(wú)污染，是一種綠色環(huán)保的交通工具。

圖8 日本研制的磁浮列車用高溫超導(dǎo)磁體系統(tǒng)

5.2磁懸浮軸承

高速轉(zhuǎn)動(dòng)的部位 ,由于摩擦的限制 ,轉(zhuǎn)速無(wú)法進(jìn)一步提高。利用超導(dǎo)體的完全抗磁性可制成懸浮軸承。磁懸浮軸承是采用磁場(chǎng)力將轉(zhuǎn)軸懸浮。由于無(wú)接觸 ,因而避免了機(jī)械磨損 ,降低了能耗 ,減小了噪聲 ,具有免維護(hù)、高轉(zhuǎn)速、高精度和動(dòng)力學(xué)特性好的優(yōu)點(diǎn)。磁懸浮軸承可適用于高速離心機(jī)、飛輪儲(chǔ)能、航空陀螺儀等高速旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。5.3電子束磁透鏡

在通常的電子顯微鏡中 ,磁透鏡的線圈是用銅導(dǎo)線制成的 ,場(chǎng)強(qiáng)不大 ,磁場(chǎng)梯度也不高 ,且時(shí)間穩(wěn)定性較差 ,使得分辨率難以進(jìn)一步提高。運(yùn)用超導(dǎo)磁透鏡后 ,以上缺點(diǎn)得到了克服目前超導(dǎo)電子顯微鏡的分辨已達(dá)到 3 埃 ,可以直接觀察晶格結(jié)構(gòu)和遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu) ,已成為科學(xué)和生產(chǎn)部門強(qiáng)有力的工具。6展望與建議

自從超導(dǎo)材料制備技術(shù)不斷成熟并逐步產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)以來(lái) ,近十年來(lái)高臨界溫度超導(dǎo)應(yīng)用得到了良好的發(fā)展 ,在超導(dǎo)電纜、超導(dǎo)限流器與超導(dǎo)變壓器等電力應(yīng)用方面 ,研制成功多臺(tái)樣機(jī)，人類在 21 世紀(jì)前期將迅速進(jìn)入超導(dǎo)應(yīng)用的新時(shí)代。從超導(dǎo)材料的發(fā)展歷程來(lái)看，新的更高轉(zhuǎn)變溫度材料的發(fā)現(xiàn)及室溫超導(dǎo)的實(shí)現(xiàn)都有可能。單晶生長(zhǎng)及薄膜制造工藝技術(shù)也會(huì)取得重大突破，但超導(dǎo)材料的基礎(chǔ)研究還面臨一些挑戰(zhàn)。目前超導(dǎo)材料正從研究階段向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。隨著高溫超導(dǎo)材料的開(kāi)發(fā)成功，超導(dǎo)材料將越來(lái)越多地應(yīng)用于尖端技術(shù)中，因此超導(dǎo)材料技術(shù)有著重大的應(yīng)用發(fā)展?jié)摿?，可解決未來(lái)能源、交通、醫(yī)療和國(guó)防事業(yè)中的重要問(wèn)題。

參考資料：

[1]嚴(yán)仲明,董 亮.超導(dǎo)技術(shù)在電工領(lǐng)域的應(yīng)用[J ].電工材料，2007，（2）：23-27.[2]嚴(yán)陸光.高臨界溫度超導(dǎo)應(yīng)用的進(jìn)展與展望[J ].電工電能新技術(shù)，2006，25（1）.[3]宗曦華，張喜澤.超導(dǎo)材料在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J ].電線電纜，2006,20（2）：98-101.[4]馮瑞華，姜山.超導(dǎo)材料的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J].低溫與超導(dǎo)，2007,35（6）：520-526.[5 ]錢廷欣，周雅偉.新型超導(dǎo)材料的研究進(jìn)展[J ].材料導(dǎo)報(bào)，2006,20（2）：98-101.[6]張穎，陳浩乾.超導(dǎo)電性及其材料的應(yīng)用與進(jìn)展[J].廣東化工，2008,35（12）：74-77.[7]楊天信 ,謝毅立.我國(guó)高溫超導(dǎo)技術(shù)研究現(xiàn)狀[J ].中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào)，2008,3（2）：122-127.[8]楊 勇.超導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J ].電網(wǎng)技術(shù)，2001,25（9）：48-50.[9]竇華.超導(dǎo)材料的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古電大學(xué)刊，2004,（2）:55-56.[10]楊公安，蒲永平.超導(dǎo)材料研究進(jìn)展及其應(yīng)用[J ].陶 瓷，2009（7）：56-59.[ 11]姚文新.超導(dǎo)材料與技術(shù)國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J ].產(chǎn)業(yè)前沿，2003,（121）：25-28.[ 12]K．Inoue，A.Kuchi.A new practical superconductor:rapidly heated and quenched Nb3Ga wire[J ].Physica C,2003,(384):267-273.

第五篇：淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

高分子092 陳冰 200911024206 前言

淀粉是一種來(lái)源豐富的可再生資源。近年石油價(jià)格一路上揚(yáng)，使得以石油為原料的高分子類產(chǎn)品價(jià)格也隨之上漲。淀粉作為一種來(lái)源豐富的可再生資源，其改性產(chǎn)品在某些方而可以替代普通塑料，而有著優(yōu)良的生物降解性，可以有效地解決白色污染問(wèn)題。改性淀粉以人然淀粉為原料，在其原有性質(zhì)基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)特定的化學(xué)物理處理改良其原有性能被廣泛應(yīng)用于皮革、造紙、石汕、紡織、食品、醫(yī)藥等行業(yè)，并且有望以改性淀粉制備纖維，從而大大地?cái)U(kuò)大了改性淀粉的應(yīng)用范圍。

【摘要】：本文通過(guò)介紹淀粉的改性方法及應(yīng)用，進(jìn)一步講述了當(dāng)今淀粉改性在食品工業(yè)及食品包裝上的應(yīng)用。

【Abstract】：This paper introduces the method for modification of starch and its application, further describes the modified starch in food industry and food packaging applications.【關(guān)鍵詞】：淀粉

改性

食品

環(huán)保

【Key words】: starch modified food environmental protection 天然淀粉資源十分豐富，如土豆、玉米、木薯、菱角、小麥等均有高含量的淀粉，據(jù)統(tǒng)計(jì)，自然界中含淀粉的天然碳水化合物年產(chǎn)量達(dá)5000億，是人類可以取用的最豐富的有機(jī)資源。淀粉及其衍生物是一種多功能的天然高分子化合物，具有無(wú)毒、可生活降解等優(yōu)點(diǎn)。它是一種六元環(huán)狀天然高分子，含有許多羥基，通過(guò)這些羥基的化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)改性淀粉，另外，淀

第1頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

粉還能與乙烯類單體如丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等通過(guò)接枝共聚反應(yīng)生成共聚物。這些共聚物可用作絮凝劑、增稠劑、黏合劑、造紙助留劑等。

80年代初期，我國(guó)學(xué)者已開(kāi)始對(duì)淀粉改性研制新型絮凝劑，近年來(lái)，又有人將木薯粉與烯類單體在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，制得了一種CS-1型離子絮凝劑。將這種網(wǎng)狀長(zhǎng)鏈高分子絮凝劑用于污水處理廠二級(jí)污水的處理，可縮短泥水分離的絮凝沉降過(guò)程，提高出水水質(zhì)。專利產(chǎn)品——CRS高級(jí)陽(yáng)離子淀粉，是用工業(yè)鹽酸、三甲、環(huán)氧氯丙烷合成R型陽(yáng)離子，再以CN作復(fù)合催化劑、氯化銨作保護(hù)劑與玉米淀粉反應(yīng)而制得的。這種產(chǎn)品用于污水處理時(shí)凝絮性能好，且生產(chǎn)成本低。[1]近年來(lái)淀粉的接枝共聚制新型絮凝劑在國(guó)內(nèi)也取得長(zhǎng)足進(jìn)展，有人用淀粉與二甲基二烯丙基氯化銨接枝共聚值得陽(yáng)離子淀粉，實(shí)驗(yàn)對(duì)煉油廢水、生活廢水有較好的處理效果，COD去除率可達(dá)70%以上，色度殘留率低于20%，是一種較好的絮凝劑。淀粉-聚丙烯酰胺接枝共聚物作為有機(jī)高分子絮凝劑的研究早已受到人們的重視，并有不少成果問(wèn)世。我國(guó)易華等以淀粉 為基本原料，假如丙烯酰胺、三乙胺、甲醛和適量的鹽酸進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，合成出一種陽(yáng)離子型高分子絮凝劑FNQE，改藥劑具有獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和較高的相對(duì)分子質(zhì)量分布。FNQE對(duì)高嶺土懸濁液有良好的絮凝除濁效果，對(duì)城市污水在投藥量為10mg/L時(shí)即能達(dá)到理想的凈化效果，濁度、色度的去除率均在90%以上。[2] 1.淀粉改性

淀粉的物理改性是指通過(guò)熱、機(jī)械力、物理場(chǎng)等物理手段對(duì)淀粉進(jìn)行改性。淀粉的物理改性主要有熱液處理、微波處理、電離放射線處理、超聲波處理、球磨處理、擠壓處理等。通過(guò)物理改性，大然淀粉的很多物化性質(zhì)都得到明顯的改善，產(chǎn)品應(yīng)用范圍得到擴(kuò)大。山于物理改性沒(méi)有添加任何有害物質(zhì)，所以通過(guò)物理改性的淀粉作為食品添加劑越來(lái)越受到消費(fèi)者的關(guān)注。近年來(lái)，各種現(xiàn)代高新技術(shù)的應(yīng)用，為淀粉的物理法改性開(kāi)拓了新的發(fā)展方向。[3] 化學(xué)改性：淀粉分子上帶有大量的輕基和糖苷鍵是化學(xué)反應(yīng)的活性中心。淀粉的化學(xué)改性主要有酸改性、氧化改性、糊精化、交聯(lián)改性和引入穩(wěn)定取代基法。[4] 酸改性淀粉是在低于糊化溫度時(shí)，用無(wú)機(jī)酸處理淀粉漿液而得到。使用這種

第2頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

改性方法時(shí)，A-葡聚糖的水解可以被很好地調(diào)控，可以得到比原淀粉:,.度史低的淀粉。因此也稱之為/酸變稀淀粉，有著很好的流動(dòng)性，隨著處理程度的加深流動(dòng)性加大。常見(jiàn)的酸處理方法有濕法、半干法和非水溶劑法。山于酸處理淀粉有相對(duì)低的孰度和分子質(zhì)量等性質(zhì)，因此可用于軟糖、淀粉果凍等食品工業(yè)，造紙工業(yè)中的表而施膠、改善適應(yīng)性等。[5] 氧化改性是淀粉分子在氧化劑作用下，葡萄糖單位上的C。位上的伯輕基，C2, C。上的仲輕基被氧化成醛基或羚基。常用氧化劑有次氯酸鈉、過(guò)氧化物、高錳酸鉀等。羚基的引入，使得分子之間的距離加大，阻止了分子中的氫鍵形成，從而使之有易糊化、黏度低、凝沉性弱、成膜性好、膜的透明度及強(qiáng)度高等特點(diǎn)。[6] 氧化淀粉用途廣泛，可用作食品工業(yè)中的低孰度增稠劑、代替植物膠用于果膠、軟糖、醬類制品生產(chǎn)加工中，在造紙工業(yè)中，可用作施膠劑和膠粘劑，改善印刷適應(yīng)性、提高紙張強(qiáng)度和紙張生產(chǎn)效率。

2.淀粉改性傳統(tǒng)包裝用高分子材料

淀粉是從玉米、糧食谷物、稻米和土豆獲得的多糖類，來(lái)源豐富。淀粉實(shí)質(zhì)上是直鏈淀粉，其幾乎是線性無(wú)水葡萄糖聚合物，以及支鏈淀粉，其幾乎是支鏈無(wú)水葡萄糖聚合物混和物。采用的淀粉種類不同，兩者的比例也不同，其結(jié)構(gòu)如下圖。填充型淀粉塑料是在一定條件下將淀粉與塑料中的羥基進(jìn)行活化，或采用合適的增容技術(shù)形成高聚物共混體系。全淀粉熱塑性塑料屬于天然聚合物，其淀粉含量在90%以上，添加其他組分也是可降解的。其制備原理是使淀粉分子無(wú)序化，形成具有熱塑性能的熱塑性淀粉（TPS）。

降解淀粉基塑料有三種方式：光、生物、光-生物降解。光降解是使大分子鏈斷裂成小分子，然后微生物吞噬；生物降解是淀粉首先被微生物吞噬，塑料比表面積大大增加，同時(shí)微生物分泌出酶，酶進(jìn)入聚合物的活性位置并發(fā)生作用，導(dǎo)致聚合物強(qiáng)度下降，另一方面添加的自氧化劑與土壤中的金屬鹽反應(yīng)成過(guò)氧化物，其切斷聚合物的分子鏈，增大的比表面積增加了鏈段斷裂速度，低分子被微生物進(jìn)一步降解為二氧化碳和水；光-生物降解塑料是指淀粉等生物降解劑首先被生物降解，這一過(guò)程削弱了高聚物基質(zhì)，使高聚物母體變得疏松，增大了表面/體積比。同時(shí)，日光、熱、氧、引發(fā)光敏劑、促氧劑等物質(zhì)的光氧化和自氧化

第3頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

作用，導(dǎo)致高聚物的鏈被氧化斷裂，分子量下降并被微生物消化。能與淀粉共混的合成樹(shù)脂有:高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚(Polyester)等。其中低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚乙烯醇添加淀粉的降解塑料為主要的研究對(duì)象，常用的食品包裝材料有聚乙烯和聚丙烯。[7] 2.1淀粉改性聚乙烯（PE）

聚乙烯為非極性聚合物，而淀粉是一種富含羥基的強(qiáng)極性天然高分子化合物。且兩者鏈結(jié)構(gòu)差異也較大，混溶性極差機(jī)械共混物降會(huì)形成完全相分離的體系，過(guò)去十幾年尋找合適的增容技術(shù)提高聚乙烯和淀粉的相容性。一般采用接枝增容劑的添加增加增容性，當(dāng)聚乙烯-接枝-1-烯-1-醇和聚乙烯-接枝-1-十一烯-1-醇作為增容劑，1當(dāng)其含量到達(dá)3-5%時(shí)候，低密度聚乙烯（LDPE）和淀粉共混物拉伸強(qiáng)度和彈性模量得到了很大的提高，同時(shí)LDPE熔點(diǎn)也得到了提高。聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐增容低密度聚乙烯/西米淀粉熱塑性增強(qiáng)紅麻纖維復(fù)合材料，2結(jié)果表明提高了共混物的相容性，拉伸強(qiáng)度和楊氏模量得到了提高，水分吸收表明聚乙烯接枝馬來(lái)酸酐的添加降低了體系的吸水性。也有對(duì)淀粉進(jìn)行處理增加增容性，玉米淀粉采用環(huán)氧氯乙烷和增塑劑甘油作為交聯(lián)劑改性，淀粉的酯化和醚化，偶聯(lián)劑處理淀粉都能很好的解決相容性的問(wèn)題。

早期，直接在LDPE中加入淀粉，通過(guò)熔融擠出制得部分可降解包裝材料，但需要淀粉的含量超過(guò)10%，最好達(dá)到30%以上，但是極大影響了力學(xué)性能、氣體阻隔性。4，5同時(shí)淀粉改性聚乙烯作為包裝材料一般儲(chǔ)存條件較苛刻，同時(shí)價(jià)格較貴，降解也不完全，因此目前不適合大規(guī)模降解高分子包裝材料。2.2淀粉改性聚丙烯（PP）[8] 改性過(guò)的淀粉聚丙烯官能團(tuán)具有很好的化學(xué)結(jié)合，6增強(qiáng)了共混物的物理力學(xué)性能，第4頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

改善了體系結(jié)構(gòu)和吸水性。取向和非取向混和物的強(qiáng)度是PP的1.5-2.0倍，改型淀粉的引入提供了生產(chǎn)高強(qiáng)度新的安全生態(tài)材料。在引發(fā)劑過(guò)氧化二異丙苯(DCP)作用下，以甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)為相容劑，通過(guò)雙螺桿擠出“一步法”實(shí)現(xiàn)了淀粉(ST)的熱塑及其與聚丙烯(PP)共混增容，制備了PP/ ST 共混材料，7其含量為1 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)力學(xué)性能最佳,對(duì)于相容劑，GMA/St 體系GMA 含量2 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí)達(dá)到最佳，相比于未加相容劑體系拉伸強(qiáng)度分別提高了約40 %和50 %，缺口沖擊強(qiáng)度分別提高了51.4 %和79 %。

利用土壤包埋測(cè)試聚丙烯和淀粉生物降解材料的降解性，8利用熱重分析包埋前后PP基材和其混和物的熱穩(wěn)定性，不同環(huán)境中（含氮?dú)饣蛘吆鯕獠煌瑮l件）降解性也不一樣，利用UV光輻射生物可降解塑料發(fā)現(xiàn)，9淀粉改性PP塑料在生物降解前先光氧化，熱分析PP結(jié)晶度降低，材料熱穩(wěn)定性也發(fā)生了改變，生物降解趨勢(shì)是增加淀粉單元的熱穩(wěn)定性但不影響PP，光氧化雖然可能是淀粉更加穩(wěn)定但趨勢(shì)是降低混和物的熱穩(wěn)定性。這些分析得出了相關(guān)的降解速度理論公式，為實(shí)際生產(chǎn)可控生物降解包裝材料提供了很好的依據(jù)。[9] 3.淀粉三大物理改性技術(shù)研究[10]

隨著人們對(duì)健康、環(huán)保和食品安全的日益重視，開(kāi)發(fā)綠色食品和綠色食品加工工藝已成為目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。淀粉是可再生和生物降解的綠色資源，對(duì)淀粉進(jìn)一步加工可以得到許多性質(zhì)優(yōu)良的改性淀粉產(chǎn)品，在食品中有著廣泛的應(yīng)用。淀粉的物理改性是指借助熱機(jī)、物理械力、場(chǎng)等物理手段對(duì)淀粉進(jìn)行改性，通過(guò)這些方法處理的淀粉，且加工工藝及其產(chǎn)品的理化性不含化學(xué)試劑的殘留，產(chǎn)品應(yīng)用范圍和附加值也大大提質(zhì)得到明顯改善，因此淀粉的物理改性備受人們的關(guān)注，研究也異?；钴S。3.1濕熱處理技術(shù)

將一定水分(14%}27%)的淀粉在100%相對(duì)濕度的條件下，于100℃或史高溫度下加熱較長(zhǎng)時(shí)間(<5 h}18 h)，可以使淀粉的物理性質(zhì)發(fā)生很大改變而不發(fā)生化學(xué)變化。濕熱處理淀粉的晶形發(fā)生變化而濘致凝膠性質(zhì)、糊化行為、膨脹行為、糊液透明度等性質(zhì)變化。

濕熱處理能保持淀粉顆粒的大小和形狀。在濕熱處理玉米、小麥、燕麥、小扁顯和馬鈴薯淀粉后，外部形態(tài)、顆粒大小沒(méi)有改變Hoover等人研究了馬鈴薯、第5頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

山藥和扁顯淀粉濕熱處理后糊化溫度的變化情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)糊化溫度分別提高了約16℃和24℃。Perera等人考察濕熱處理的淀粉發(fā)現(xiàn)95℃糊化的粘度一般比原淀粉低，但95℃保溫30 min后糊的粘度變化較原淀粉小，說(shuō)明其熱糊穩(wěn)定性高于原淀粉。

劇烈條件處理使淀粉凝膠的剛性變小，溶解性增大，可能是因?yàn)榕蛎浶詼p小及部分淀粉發(fā)生了降解，且處理的劇烈程度越大，冷藏時(shí)淀粉的老化越嚴(yán)重;而溫和的濕熱處理?xiàng)l件使馬鈴薯淀粉的剛性增強(qiáng)。

淀粉物理性質(zhì)的這些變化與淀粉顆粒內(nèi)分子旋轉(zhuǎn)使分子間的聯(lián)接增加有關(guān)。X-射線衍射分析表明:濕熱處理使馬鈴薯淀粉的結(jié)晶度增加，且晶形由原來(lái)的B形轉(zhuǎn)變成A+C形，與玉米原淀粉相似，Banks等認(rèn)為濕熱處理產(chǎn)生兩個(gè)效應(yīng):(1)脫水，使晶形山B形變成A形;(2)無(wú)定形的直鏈淀粉轉(zhuǎn)化成2擠壓技術(shù) 3.2擠壓技術(shù)的原理

擠壓技術(shù)是指物料經(jīng)預(yù)處理(粉碎、調(diào)濕、混合)后，經(jīng)機(jī)械作用強(qiáng)使其通過(guò)一個(gè)專門設(shè)計(jì)的孔口(模具)，以形成一定形狀和組織狀態(tài)的產(chǎn)品。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有:可以把幾個(gè)化學(xué)過(guò)程操作放在中一的設(shè)備中進(jìn)行，時(shí)空產(chǎn)量高;化學(xué)反應(yīng)在一個(gè)相對(duì)干的環(huán)境卜，短時(shí)間內(nèi)與淀粉的糊化同時(shí)發(fā)生;設(shè)備配套簡(jiǎn)單、占地小、操作方便、適應(yīng)性強(qiáng);可大量連續(xù)生產(chǎn);無(wú)污水產(chǎn)生。

擠壓技術(shù)的主要設(shè)備是螺桿擠壓機(jī)，一般分中-螺桿和雙螺桿2種類型。雙螺桿擠壓機(jī)具有史高的混合效率、過(guò)程控制好、產(chǎn)品均一等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用史為廣泛。以雙螺桿擠壓機(jī)為例，干物料和水從加料斗均勻地進(jìn)入機(jī)筒后，沿轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿上螺槽軸向運(yùn)動(dòng)的方向向前輸送，此后山于受到機(jī)頭阻力和螺桿壓縮比結(jié)構(gòu)的作用，物料被逐漸壓實(shí)二因吸收了來(lái)自機(jī)筒加熱器的熱量和螺桿與機(jī)筒間強(qiáng)烈的摩擦、攪拌和剪切等機(jī)械能所轉(zhuǎn)化的熱量

而升溫，直到全部熔融。隨著軸向運(yùn)動(dòng)的螺槽逐漸變淺，熔融的物料被繼續(xù)加壓加熱形成了蒸煮過(guò)程，其間將發(fā)生脂肪和蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化及化學(xué)變性、微生物被悉數(shù)殺滅、酶被抑制或失活等一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)。熔融的物料組織被進(jìn)一步均化，最終從機(jī)頭末端的模頭被定量、定壓地?cái)D出，山于溫度和壓力突然降至常溫、常壓狀態(tài)，致使物料內(nèi)水分急劇汽化蒸發(fā)，體積迅速膨脹，再經(jīng)冷卻成型。擠壓過(guò)程中淀粉的降解主要是山于擠壓過(guò)程中的高溫、高壓、高摩擦和高

第6頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

剪切所引起的。擠壓過(guò)程中的膨化現(xiàn)象產(chǎn)生主要是山于物料從高溫高壓的機(jī)筒中擠出模具后，驟然降到常溫常壓，水分閃蒸所引起的，溫度越高，壓力越大，膨化度也越大[o}螺旋形。

3.3濕熱處理技術(shù)在淀粉改性中的應(yīng)用

濕熱處理可以使淀粉的物理性能得到改善而開(kāi)發(fā)了多種用途，最主要的應(yīng)用是作為制備抗性淀粉的重要工藝。在抗性淀粉制備中，日本的食品化工公司利用高直鏈玉米淀粉為原料，經(jīng)過(guò)濕熱處理后，制成食物纖維高達(dá)60%的功能性食品材料，該產(chǎn)品添加在而包中，作為主食己經(jīng)在市場(chǎng)上銷售。抗性淀粉作為主要填充料添加于食品中，可改善食品質(zhì)地，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期，具有熱量少、防止結(jié)腸癌、降血脂、預(yù)防膽結(jié)石、促進(jìn)人體對(duì)礦物質(zhì)的吸收等保健作用。此外，日木二和淀粉工業(yè)株式會(huì)社經(jīng)過(guò)近十年的基礎(chǔ)，利用減壓蒸汽處理，己成功地生產(chǎn)出不同性質(zhì)的濕熱處理淀粉商品。3.4擠壓技術(shù)在淀粉改性中的應(yīng)用

擠壓技術(shù)應(yīng)用于淀粉的物理和化學(xué)改性有著廣泛的應(yīng)用前景，是近些年來(lái)新興的一種淀粉改性技術(shù)。以擠壓生產(chǎn)預(yù)糊化淀粉為例，將淀粉調(diào)到一定的含水量在擠壓機(jī)套筒中，螺桿運(yùn)離子、電子、或不飽和基團(tuán);高聚物空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。基于這些變化，微粒中內(nèi)能的聚集和大量新表而的形成使其處于化學(xué)活躍狀態(tài)，易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng);物料因高度的表而活性而極易分散，吸附和溶解。[11]

式中:V為沉降速度;de為微粒有效徑;d1為分散相的密度;dZ為分散介質(zhì)的密度;g為重力加速度;為分散介質(zhì)的粘度。由上式可看出，固體微粒直徑越小，其溶液的穩(wěn)定性越好。超微粉具有較小的顆粒半徑，故其速溶的穩(wěn)定性較好。

4.淀粉改性制備高吸水性樹(shù)脂的合成

淀粉與MA配比的影響

淀粉中含有大量的經(jīng)基可直接與順配進(jìn)行酷化反應(yīng)形成順丁烯二酸單酷(形成雙醋且需加催化劑)即通過(guò)醋化反映直接在淀粉上引人不飽和鍵使其很容易和

第7頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

丙烯酸和交聯(lián)劑進(jìn)行共聚。

從[12] [13]可知，淀粉與順醉的醋化率對(duì)吸水樹(shù)脂的性能有很大的影響.當(dāng)順醉與淀粉的質(zhì)量比太低時(shí)，其醋化率很低，即大部分淀粉鏈上未引人不飽和鍵，丙烯酸難于與淀粉形成高的共聚物，使得大部分高分子未形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，樹(shù)脂可溶于水;反之，當(dāng)MA與淀粉的混合比太高時(shí)，淀粉鏈上的經(jīng)基大部分被醋化，形成的共聚物的交聯(lián)度過(guò)大，反而使形成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空間變小，致使產(chǎn)品的吸水能力變差.經(jīng)實(shí)驗(yàn)得知，當(dāng)MA與淀粉的質(zhì)量比為0.4時(shí)，所得產(chǎn)品的吸水率最高.交聯(lián)劑的選擇及其濃度的影響。

從[14] [15] [16]可知，可用著高吸水性樹(shù)脂交聯(lián)劑的單體很多.例如，二乙二醇二甲基丙烯酸醋、N,N一二亞甲基一二甲基丙烯酸酞胺、甲基丙烯酸一2一經(jīng)基乙酷等.本實(shí)驗(yàn)采用N.N一二亞甲基一二甲基丙烯酸酞胺作交聯(lián)劑，其在單體中的濃度對(duì)樹(shù)脂吸水率的影響見(jiàn)下表。

由上表可知，隨著交聯(lián)劑用量的增加樹(shù)脂的吸鹽水能力會(huì)逐漸增加，最后趨于恒定.而吸收去離子水的能力呈先增加后略下降的趨勢(shì).這是由于隨著交聯(lián)劑的濃度的增加，共聚物的交聯(lián)度也增加，其中形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空間變小，故吸水率變小.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)交聯(lián)劑的濃度以單體總量的0.3%為宜。引發(fā)劑的選擇與濃度的影響。

由于該實(shí)驗(yàn)在溶劑中聚合，故應(yīng)運(yùn)用油溶性自由基作引發(fā)劑，常見(jiàn)的有過(guò)氧化苯甲酞(BPO)，偶氮二異丁睛(AIBN)兩類.一般，引發(fā)劑的類型對(duì)樹(shù)脂的性能影響不大，但它們的活性在不同的溫度下有很大的差別.在90℃時(shí)，AIBN分解成自由基的速度非?？欤瑑H幾分種的時(shí)間，使得單體很容易發(fā)生暴聚。

從[17] [18]可知，膨潤(rùn)土是一種以蒙脫石為主要成分的勃土，它的化學(xué)式A1z0,?4Si0z?nHzO(n通常大于2)，它是一種三層結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物，每個(gè)晶層

第8頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用 的兩端都是硅氧四面體，中同夾看一層鋁氧八面體，晶層之間的氧原子聯(lián)系力很小，水很容易進(jìn)人晶層中間，引起膨脹，因此膨潤(rùn)土有很強(qiáng)的吸水性;而且晶格中的Al'`和S14+常易被M獷、Fe'` } ZnZ`等離子置換，吸附離子后，使得晶層之間的距離增加，更易吸收水.因此，膨潤(rùn)土是一很好的無(wú)機(jī)吸水性材料，其耐鹽水性也很好.通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)膨潤(rùn)土占體系總重量的12%時(shí)，吸水率最好，保水性能也很好，能夠滿足我們的應(yīng)用要求。[19] 氫氧化鈉的加人量對(duì)樹(shù)脂的吸水性也有較大的影響.氫氧化鈉的量太少時(shí)，樹(shù)脂中還含有較多的撥酸，在水中形成足夠多的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，吸水性差;但氫氧化鈉的加人量過(guò)多，樹(shù)脂中的梭基大部分被中和，使得樹(shù)脂的水溶性增加，吸水與保水能力變差.當(dāng)加人氫氧化鈉的物質(zhì)的量為體系中總梭基的物質(zhì)的量的一半時(shí)，樹(shù)脂的吸水與保水性均較好。

5.環(huán)保塑料袋生產(chǎn)技術(shù)的成熟

目前，國(guó)際上可以用作環(huán)保型的塑料袋大致有光降解型、完全生物降解型、水降解型和淀粉改性型等4種。我國(guó)可降解塑料的技術(shù)發(fā)始于20世紀(jì)70年代，基木與世界同步。我國(guó)環(huán)保塑料袋技術(shù)較為成熟的是生物降解型和淀粉改性型兩種。用這兩種技術(shù)生產(chǎn)的可降解塑料袋產(chǎn)品己經(jīng)出口美國(guó)、日木及歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家。

據(jù)了解，可生物降解型的塑料袋是以聚乙烯塑料為主料，摻混淀粉等生物降解劑制成的。這種塑料袋丟棄在野外后，降解塑料袋中所含的淀粉，在短期內(nèi)被上壤或垃圾中的微生物分泌的酶迅速降解而生成空洞，濘致制品力學(xué)性能卜降。伴隨著空洞的生成，表而積擴(kuò)大，增大了它與上壤的接觸而，加快了塑料袋的降解速度。[20]

目前，在市而上使用的大多數(shù)可降解塑料袋的化學(xué)成分是錠粉改性聚烯烴聚乙烯”，淀粉含量在90%以上。這種塑料袋在結(jié)束其正常使用壽命后，再經(jīng)過(guò)半年到1年的時(shí)間就可以完成所有降解過(guò)程。全淀粉塑料的生產(chǎn)原理是使淀粉分子變構(gòu)而無(wú)序化，形成具有熱塑性能的淀粉樹(shù)脂，淀粉在各種環(huán)境中都具備完全的生物降解能力，塑料中的淀粉分子降解或灰化后，形成一氧化碳?xì)怏w，不對(duì)上壤或空氣產(chǎn)生毒害。同時(shí)，淀粉又是可再生資源，取之不竭，對(duì)節(jié)約資源也有很大的幫助。

據(jù)了解，目前我國(guó)大大小小規(guī)模不等的塑料包裝企業(yè)共有6力一多家，其中

第9頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

一半以上的企業(yè)都處于虧損的困境。造成這種現(xiàn)象的原因是多方而的，如政策、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、市場(chǎng)等等。目前國(guó)家己經(jīng)計(jì)劃投資2億元人民幣，對(duì)可降解產(chǎn)業(yè)尤其是生物可降解產(chǎn)業(yè)給子資金上的扶持。這對(duì)經(jīng)營(yíng)困難、瀕臨破產(chǎn)的環(huán)保塑料企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)好消息。[21] 7.結(jié)論

我國(guó)幅員遼闊，淀粉作物品種多，產(chǎn)量大。山于淀粉改性技術(shù)落后，一方而國(guó)內(nèi)淀粉產(chǎn)品過(guò)剩，銷路不暢，另一方而又須從國(guó)外進(jìn)口高質(zhì)量的變性淀粉。這種矛盾只有通過(guò)提高淀粉改性技術(shù)才能解決。今后的發(fā)展趨勢(shì)將趨于品種多樣化、功能復(fù)合化，兩性淀粉和多元改性淀粉具有比中一改性產(chǎn)品史優(yōu)越的使用性能，將受到青睞。相信我國(guó)的淀粉改性技術(shù)將有巨大的發(fā)展新的變性淀粉產(chǎn)品將不斷涌現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張麗娜.天然高分子改性材料及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 [2]CN:1043135A [3]何照范，熊綠蕓，工紹美1植物淀粉及其利用「M] 1貴陽(yáng)貴州人民出版社，1990 [4]易春，衛(wèi)華，沙谷淀粉基可生物降解纖維的研究進(jìn)展，7月材料導(dǎo)報(bào)，2001 [5]

Biliaderis C G1 Stnzchires and phase transitions of starch [M ]saccharide As Stmchzres inFoods(Walte)Marcel，Dekket-1998 57 [6]段善海，徐大慶，繆銘物理法淀粉改性中的研究進(jìn)展5月1，食品利學(xué)，2 007 28(3): 361一365 [7]陳代杰，羅敏玉生物高分了，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2004 [8]惠斯特勒R淀粉的化學(xué)與工藝學(xué)[M]，北京:中國(guó)食品出版社，1987 [9] 陳華，馬建中，楊宗邃，等，改性淀粉DF-B的制備研究，中國(guó)科學(xué)報(bào)，1993 [10]裘兆蓉，裴峻峰，離子高分子絮凝劑合成及表征6月1，江蘇工 業(yè)學(xué)報(bào)，2003 [11]陳彥逍，劉紹關(guān)，淀粉衍生物絮凝劑的研究進(jìn)展[J]1工業(yè)水處理，2007, [12]徐玫，白建，部分淀粉衍生物的制備及應(yīng)用[J]，太化利技，1990 [13]張淑媛，李自法，羅偉含鉻廢水的處理[J] 1水處理技術(shù)，1999 [14]張淑媛，李承法，不溶性淀粉黃原酸醋用于處理含鎳廢水水處理技術(shù)，2001 [15]鄒新禧，兩性淀粉贅合劑吸附性能的研究，8月功能高分了學(xué)報(bào)，1999 [16]工杰，肖錦，詹懷宇，兩性高分了絮凝劑的制備及其應(yīng)用研究，2001 [17]馬希晨，曹亞峰，部玉蕾以淀粉為基材的兩性大然高分了絮凝劑的合成[J]大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001

第10頁(yè)，共11頁(yè)

淀粉在食品工業(yè)中的應(yīng)用

[18]伊華，彭輝，劉慧漩，等.淀粉改性陽(yáng)離子絮凝劑的制備及絮凝劑性能研究，環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2000,1(1).[19]黃進(jìn)，周紫燕.木質(zhì)素改性高分子材料研究進(jìn)展[J].高分子通報(bào)，2007(1):50-57.[120]李銘，葛英勇.甲殼素、殼聚糖的改性研究[[J].杭州化下，2004.34(2): 1-7.[21]鄒時(shí)英，王克，殷勤儉，等.瓜爾膠的改性研究，北學(xué)研究與應(yīng)用，2003(6): 317-320.第11頁(yè)，共11頁(yè)