王強(qiáng)

摘 要：本文主要探討鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的綠化環(huán)保問題，此次研究主要選用案例分析法和文獻(xiàn)分析法，通過對相關(guān)參考文獻(xiàn)和案例進(jìn)行分析，揭示鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中存在環(huán)境污染問題，并提出具體的綠化環(huán)保創(chuàng)新策略。

關(guān)鍵詞：鋁熱反應(yīng);實(shí)驗(yàn);綠化環(huán)保

引言：鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)比較基本的實(shí)驗(yàn)種類，但其實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，并且有實(shí)驗(yàn)顆粒飛濺，會(huì)產(chǎn)生一定安全隱患。因此改進(jìn)其實(shí)驗(yàn)流程，構(gòu)建一種更具創(chuàng)新性、更加環(huán)保的鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)形式尤為重要。

1鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)概述

1.1鋁熱反應(yīng)原理

鋁熱反應(yīng)體現(xiàn)出了鋁的強(qiáng)還原性，是指鋁在高溫的條件下進(jìn)行的一種氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)會(huì)放出巨大的熱，溫度可達(dá)3000℃以上，能夠使生成的金屬以融態(tài)出現(xiàn)。鋁熱反應(yīng)在液相中進(jìn)行，反應(yīng)速率極快，能夠在短時(shí)間放出極大量的熱使鋁熔化，這種放熱反應(yīng)非常迅速，且作用時(shí)間短。當(dāng)加入硅鐵粉時(shí)，可使作用緩和，有助于延長作用時(shí)間。

1.2具體操作流程

在進(jìn)行鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將氧化鐵和鋁粉按照體積比3：2混合均勻制成鋁熱劑，裝入容器內(nèi)。而后取少量氯酸鉀充分研碎，撒到鋁熱劑頂部，再取一根10cm左右的鎂條，用砂紙打磨干凈，插入鋁熱劑頂部。而后，引燃鎂條，在鋁熱劑下放一些廢鐵，即可看到其被鋁熱劑燃燒時(shí)變成炙熱、亮黃色的鐵水。其實(shí)驗(yàn)操作過程的危險(xiǎn)性極大，會(huì)造成大量高溫熔融物噴濺，如果不加以防范會(huì)造成嚴(yán)重后果。

2鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)存在的問題

2.1實(shí)驗(yàn)熱量散發(fā)不及時(shí)

現(xiàn)階段，在冶金過程中需要比較廣泛的應(yīng)用鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，但由于其實(shí)驗(yàn)流程比較繁瑣且具有危險(xiǎn)性，仍在不斷改進(jìn)的過程中。此前曾有學(xué)者提出在封閉式的硬質(zhì)玻璃管中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，玻璃管封閉的環(huán)境能夠?qū)?shí)驗(yàn)隔絕在固定場所，避免了對于外部環(huán)境的污染，隨著這種實(shí)驗(yàn)形式在一定程度上能夠有效阻止污染性煙塵的擴(kuò)散，但由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境比較封閉，可能會(huì)導(dǎo)致熱量散發(fā)過慢，不利于實(shí)驗(yàn)的高效進(jìn)行。在后續(xù)的發(fā)展中，仍需要制定更加完善的策略改善此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)弊端，確保實(shí)驗(yàn)過程能夠更加順利穩(wěn)步的進(jìn)行。

2.2產(chǎn)生煙塵造成空氣污染

鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)主要在高溫狀態(tài)下進(jìn)行，其反應(yīng)速率極快，能夠快速產(chǎn)生大量的熱能，通過持續(xù)的高溫融化金屬。在實(shí)驗(yàn)過程中，如果實(shí)驗(yàn)裝置處于開放狀態(tài)反應(yīng)因熱能所產(chǎn)生的煙塵就會(huì)快速擴(kuò)散，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)境被煙霧籠罩，不僅會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的觀察效果，這種含有化學(xué)物質(zhì)的煙塵更會(huì)對實(shí)驗(yàn)人員的身體健康造成極大危害。同時(shí)，煙塵持續(xù)飄散在空氣中難以擴(kuò)散，也會(huì)對環(huán)境造成一定污染，不利于綠色環(huán)保目標(biāo)的達(dá)成。

2.3新型方式存在顯著弊端

在此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的操作過程中，曾有學(xué)者開創(chuàng)出多種實(shí)驗(yàn)方式，上文所提到的封閉式的硬質(zhì)玻璃管實(shí)驗(yàn)，雖然能夠有效阻止污染性煙塵，但熱量散發(fā)過慢，不利于實(shí)驗(yàn)的高效進(jìn)行。而開放的實(shí)驗(yàn)環(huán)境又會(huì)產(chǎn)生大量煙塵，造成嚴(yán)重污染。此外有學(xué)者曾提出用棉花作為引燃方式，但棉花的反應(yīng)時(shí)間較長，需要更多時(shí)間等待其熄滅，也不利于后續(xù)實(shí)驗(yàn)效果的呈現(xiàn)。因此，現(xiàn)存的許多新型實(shí)驗(yàn)方式雖然在不斷改善實(shí)驗(yàn)弊端，但仍然無法完全改善其負(fù)面因素，仍然需要進(jìn)一步發(fā)展革新。

3鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的綠化環(huán)保創(chuàng)新策略

3.1建立新型引燃劑

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)形式多采用明火等傳統(tǒng)形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的煙霧更多，對環(huán)境危害性較大。而通過后期改進(jìn)，采用高錳酸鉀與甘油反應(yīng)作為引燃劑，能夠有效減少實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的煙塵數(shù)量。并有效避免鎂帶燃燒產(chǎn)生的光污染。通過這種新型實(shí)驗(yàn)形式，能夠進(jìn)一步提升鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的安全系數(shù)，減少實(shí)驗(yàn)過程中可能存在的安全隱患，同時(shí)減少煙塵，營造更加良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。在未來的冶金過程中，采用這種實(shí)驗(yàn)新方式，將會(huì)很好的提升實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，推動(dòng)實(shí)驗(yàn)效果更好的實(shí)現(xiàn)。

3.2提升實(shí)驗(yàn)安全系數(shù)

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)操作方式存在諸多劣勢，不利于實(shí)現(xiàn)更好的實(shí)驗(yàn)效果，還會(huì)造成環(huán)境污染。而新型的實(shí)驗(yàn)操作步驟中，將礦泉水瓶蓋作為容器，并在瓶蓋外套人易拉罐，有效阻止其中可能出現(xiàn)的火星與煙塵，使實(shí)驗(yàn)過程更加綠色環(huán)保。同時(shí)，為應(yīng)對實(shí)驗(yàn)過程中散熱慢的問題，新型實(shí)驗(yàn)裝置在反應(yīng)裝置外罩一個(gè)礦泉水桶，并在頂端留下空隙散熱，有效解決了實(shí)驗(yàn)裝置散熱慢的問題。相比于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程，新型實(shí)驗(yàn)裝置的操作過程簡便，實(shí)驗(yàn)人員只需要從上方用膠頭滴管滴人即可，減少了引燃過程中可能存在的安全隱患。同時(shí)，應(yīng)用易拉罐和礦泉水瓶，能夠加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程中的安全性，起到雙層保護(hù)的作用。

3.3促進(jìn)資源循環(huán)再利用

新型的實(shí)驗(yàn)方式主要應(yīng)用生活中常見的固體廢物，搭建實(shí)驗(yàn)裝置，不僅操作更加簡單易懂，而且能夠使日常生活中常見的物品獲得全新用途，即使是生活中看起來是廢物的物品，也能夠完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)形式，使原本具有一定污染性的實(shí)驗(yàn)，具環(huán)保結(jié)合在了一起，實(shí)驗(yàn)裝置的應(yīng)用以廢品為主，能夠有效提升資源利用率，將廢棄的物品帶來全新用途，促進(jìn)化學(xué)與環(huán)保能夠共同推進(jìn)。此外，這些環(huán)保性物品相較于其他實(shí)驗(yàn)物品在生活中更易找到，很大程度上有助于減少實(shí)驗(yàn)成本。在后續(xù)的鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，還需進(jìn)一步創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式，減少其可能對環(huán)境造成的污染，提升實(shí)驗(yàn)效率，達(dá)到良好的使用效果。

結(jié)論：鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)作為冶金過程中重要的實(shí)驗(yàn)種類，其實(shí)驗(yàn)方法還需要進(jìn)一步革新。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方式會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，可能對實(shí)驗(yàn)人員的身體健康造成負(fù)面影響，因此，構(gòu)建一種更具創(chuàng)新性、更加環(huán)保的鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)形式尤為重要。優(yōu)化鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)設(shè)備操作，有助于減少實(shí)驗(yàn)可能帶來的環(huán)境污染問題，提升實(shí)驗(yàn)效率，助力實(shí)現(xiàn)更加良好的冶金成果。同時(shí)，新型實(shí)驗(yàn)裝置能夠有效減少實(shí)驗(yàn)煙塵，并緩解傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)弊端，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)人員能夠在更加健康的環(huán)境下完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提升整體的實(shí)驗(yàn)成果，在后續(xù)的發(fā)展過程中還需要進(jìn)一步應(yīng)用該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置，以便于營造良好實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

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