工业结晶论文篇(1)

关键词：工业萘 精萘 熔融结晶

中图分类号：TQ241.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）01（b）-0000-00

第一章 实验部分

1.1药品与设备

1.1.1实验药品

由鞍钢化工总厂精萘车间生产的工业萘

1.1.2实验设备

1.2实验步骤及工艺流程

1.2 1实验步骤

将工业萘加热至85℃，全部熔融后装入结晶器内。将结晶器水套（超级恒温水浴）温度升高，控制在85℃。恒温30分钟后开始以一定的降温速度进行降温。当达到所需要的温度后继续进行恒温。若干小时后开始放出液体，装入接受瓶内。然后再继续升温升至85℃，将剩余物料放出，装入另一个接受瓶内，进行熔点测定。

1.2.2工艺流程图

1.3实验结果分析方法

1.3.1测定熔点的方法

本次实验采用的是对熔点进行测定，利用测得的熔点来分析精萘产品的纯度。

1.3.2测定熔点的步骤

1.将热台放置在显微镜底座上，并使放入盖玻璃片的端口位于右侧。

2.取两片盖玻片（干净、干燥的），在一片上放适量的待测物品（不大于0.1mg），并使药品均匀分布，盖上另一片载玻片，轻轻压实，然后放置在热台中心，盖上隔热玻璃。

3.调整好显微镜，直到目镜中能清晰看到热台中待测物体的象为止。

4.打开电源开关，仪表上显示出热台的即时温度值。将开关拨向自动控制。

5.观察被测物料的熔点过程，纪录初熔和全熔时的温度值，用镊子取下隔热玻璃和盖玻片，即完成测试。

1.3.3原料的熔点与纯度的关系

根据资料查得原料的熔点与纯度关系表如下表1.2。

1.4实验结果分析

1.4.1原料纯度的测定

原料纯度对结晶操作起着重要的作用，根据纯度可以确定熔融结晶的操作温度。萘的纯度测定采用熔点法，鞍钢工业萘的纯度见表1.3。

1.4.2.结晶时间对产品的影响

试验采用不同的结晶时间对工业萘进行第一步纯化处理，其实验结果见表1.4。

1.4.3.降温速度对产品的影响

试验控制原料工业萘初始温度在85℃，结晶温度为78℃，结晶时间为20h时，采用不同的降温速率，对工业萘的第一步纯化进行了考察，实验结果如表1.5所示。

对于降温过程中，降温速率增大，结晶率也增大，晶体的纯度就会降低。

1.4.4.恒温时间对产品的影响

试验在原料工业萘初始温度在85℃，结晶温度为78℃，结晶时间为20h时，降温速度为2℃/h时，采用不同的恒温时间，考察工业萘第一步结晶的效果，结果见表1.6。

通过上表可以得出，恒温时间越长，纯度越高。但是它收率就会降低。在生产中，一定要严格控制恒温时间，才能得出相对较高的收率和纯度。

1.4.5.结晶步骤对产品的影响

试验在原料的初始温度在85℃，第一步结晶温度为78℃，第二步结晶温度为78.5℃，结晶时间为20h时，降温速度为2℃/h时，恒温时间为16.5h，采用两步结晶工艺，第二步的结晶原料为第一步的结晶产品，考察工业萘的两步结晶的效果，结果见表1.7。

经过分析发现，第一步的纯度比第二步的纯度高，可以发现随着操作步骤的增多，产品的纯度就越高。由此表明在相对稳定的条件下，经过多次重复操作能得到较高纯度的萘，完全可以达到工业生产的目的。

结论

通过本次实验，得出以下结论：

1.用熔融结晶法从工业萘中提取精萘的方法可行。此操作方法工艺简单，操作方便，能耗低、不需要溶剂等优点。

2.实际操作时应采取多部结晶工艺，经过多次结晶，这样可以使产品的纯度提高。

3.对于纯度为95%的工业萘，在原料的初始温度在85℃，第一步结晶温度为78℃，结晶时间为20h时，降温速度为2℃/h时，恒温时间为16.5h，在这种条件下，纯度可以提高1个百分点。

工业结晶论文篇(2)

关键词：人工晶体；专业课；教学方法

中图分类号：G642.0?摇 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）33-0076-02

人工晶体是高等工科院校材料学专业开设的一门专业课，主要讲授各类人工晶体合成工艺、晶体的形成和生长机理等内容。人工晶体是近代晶体学的重要分支学科，也是材料科学的一个重要组成部分和无机功能材料的发展前沿。通过本课程的学习，学生将熟悉和掌握人工晶体生长方面的基础知识，了解常见的人工晶体合成技术工艺、应用领域、发展前景，拓宽专业知识面，完善专业知识结构，有助于将来的升学和就业。笔者在授课过程中发现，人工晶体课程和其他专业课一样，概念内容多，记忆内容多，各章内容无多少联系，学生学起来感到很枯燥且内容庞杂。人工晶体课不如基础学科逻辑性强，章节联系密切，公式定理等一环扣一环，有所遵循。如果这门专业课教学也像基础课那样去讲授，势必会让学生感到枯燥和困惑。如何提高人工晶体课程的教学质量，提高学生学习的积极性已成为任课教师亟待解决的问题。因此，笔者针对人工晶体课程特点和教学实际，对本课程的教学方法进行了初步的实践和探讨。

一、增加课程内容的趣味性

在授课之前要针对专业特点和本门课程的总体结构，结合教学大纲和教材，对教学内容进行精心选择。在备课过程中，要把教学内容中的基本概念、理论与著名人物、历史事件和发生的背景结合起来，融会贯通，加以故事性和艺术性的陈述，使枯燥的基本概念和理论融入一个个故事之中，从而增强课程内容的趣味性和艺术性，引起学生学习的探索兴趣。比如人工晶体发展过程的介绍，就可以从讲故事开始。从中国古代“煮海为盐”中最早的人工晶体的利用，到封建社会盛行的“炼丹术”；从国外的人工红宝石、水晶的合成，到现代高科技材料激光晶体的诞生。通过一个个精彩的小故事描绘出人工晶体从古到今、国内外的发展过程。学生在品味故事的同时，掌握了教学知识点，并且印象深刻。再比如，讲述准晶体内容时，可结合准晶体的发现者舍特曼的生平介绍、学术界对准晶结构的质疑、舍特曼对科学的热爱与坚持及2011年所获得的诺贝尔化学奖等相关介绍。在这些故事性的讲述中，准晶体的概念、结构性质、与晶体的差别，伴随着科学巨人严谨执执著的科学态度自然而然地被学生接受，同时也激励了学生树立远大理想攀登科学高峰的斗志。

二、及时更新教学内容

人工晶体课程涉及到无机非金属材料专业的发展前沿，而科学技术和新材料的发展日新月异。与基础课不同，本门专业课的讲授不能仅传授已有的书本知识，必须跟踪本专业领域内的发展动态，广泛收集本专业的最新科技成果，将它们充实到课堂教学中。只有这样才能开阔学生的视野，对学生的创造性思维培养大有裨益。人工晶体课程内容更新主要体现在两方面：一方面要删除课程中已显陈旧和冗杂的内容。因此，课程内容的删减必须根据学科基本结构的要求，在不失其教学意义的前提下加以压缩删减，同时维护课程的系统性和完整性；另一方面，对新内容的选取也要认真加以研究。当前科学知识爆炸性地增长，新技术新产品更新速度非常快，这就要求我们从教学需要、学生知识结构的整体优化等角度出发，合理选取有助于形成和发展的认知结构。教学实践中，内容的更新依赖于国内外新型人工晶体材料的研究成果，众多的科研成果是课堂教学无法完全容纳的。因此，要根据新材料所属的类别（如按应用领域、制备方法划分等），筛选出具有代表性的新型人工晶体材料，将它们引入到传统的课程体系中进行重点讲解，分析其发展趋势，这将有助于学生更清楚地把握人工晶体的发展方向，更新知识储备。

三、多媒体技术的应用

人工晶体课程内容涉及到一些经典的晶体生长理论，这部分的讲授，理论内容较多，枯燥难懂，对于高年级学生来说，经历了初入高校时新奇感、成就感和热情的学习阶段，对于理论学习普遍热情不高。因此，针对这种情况，人工晶体的教学应首先激发学生的学习兴趣，启迪他们的科学思维。采用多媒体授课能提高教学效率，将节省的板书时间，充分用在与学生交流和对重点知识的讲解上。在讲授课程时，利用计算机多媒体技术，运用声音、图像及大量色彩鲜明、生动活泼的音响动画，来调动学生的多种感觉，使教学内容生动有趣地展现在学生面前。比如在讲授层生长理论和螺旋位错生长理论时，就可以利用动画模拟手段，动态地描绘质点在晶体表面逐层堆积的形式，有效地加深学生对晶体生长理论的理解和记忆。再如，新型人工晶体材料的讲授更是离不开多媒体技术的支持。大量的生动鲜活的图片、视频资料能让学生更直观地了解科技日新月异的发展过程，极大地增强学生的学习热情和兴趣。

四、课堂教学和实验课的紧密结合

实验课是巩固理论知识、增强实际操作技能的有效手段，特别是对于即将毕业的高年级本科生来说，实践能力亟待提高，对实验教学的环节更应加倍重视。人工晶体教学大纲中规定了一定课时的实践环节，要求学生自己动手培养硫酸铜单晶体，以训练他们的动手能力，帮助理解课堂讲授的理论内容。在完成规定的实验任务后，实验室为学生提供了更多的实践机会，鼓励学生亲自动手设计实验。在人工晶体实验教学过程中，让学生按照个人兴趣组成小组，以组为单位根据所学的知识自我设定题目，结合实验室条件设计一套晶体生长的实验方案，并在课堂上对实验方案进行讨论，最终付诸实践。在方案实行过程中，自己发现问题，解决问题。这不仅能提高学生自主学习能力，在与组员的沟通中，也是一种人际交往能力的提升，有助于团队精神的培养。

五、教学参观的辅助作用

工业结晶论文篇(3)

新材料科学的研究者

陈学安出生于1965年11月，是我国材料科学事业发展的中坚力量。早在上世纪80年代末期，他考入中科院化学研究所求学深造，1991年获得博士学位后留在化学所工作四年，从理论到实践方面都积累了丰富的经验。

从1995年起，陈学安赴国外工作，先后在美国、德国、日本等国家做了将近8年的科研工作，期间曾获得美国Rutgers大学化学系博士后，并获得德国的洪堡基金会奖学金，旅日期间还曾任广岛大学助理教授职位。

国外优越的研究和生活条件没能留住陈学安，在异国他乡求学和工作的经历对他而言是一种磨练、一笔宝贵的人生财富，而他事业的根基在祖国。2003年7月，他毅然回国工作，受聘于北京工业大学材料科学与工程学院，投身在祖国的新材料科学研究事业当中。

陈学安的主要研究方向是新晶体材料的探索及其晶体结构研究，多年来，因为对科学真理的执著探索精神，他在新晶体材料的探索合成、晶体结构、光谱性质以及电子结构计算方面取得了一系列令人瞩目的研究成果。迄今为止，他已在国内外的权威学术刊物上发表学术论文达70余篇，其中被SCI收录的就有大约60篇，因为在科研工作上做出的突出成绩，2006年入选北京市的人才工程“中青年骨干教师培养计划”。

探索创新科研之路

因为材料科学在工业发展、国民经济生产中所具有的特殊地位，对新型晶体材料的探索和研究已在近几十年内成为受到广泛关注的热门学科项目之一，同时因为激光技术的飞速发展，具有非线性光学效应等功能的晶体材料被广泛应用于激光技术、光学通讯、光学信号存储和光数据处理等方面，所以在科学研究中对晶体材料的要求也拓展了新的方面。除了对现有的晶体材料设法继续提高质量或掺质改变性能外，关于晶体组成的研究、晶体结构与性能间的相互关系、探索寻找新型晶体等均是国家重点课题研究项目。

陈学安目前的在研项目――新型硼酸盐氧化物的探索合成和晶体结构研究，是国家自然科学基金项目。因为形成压电、热释电、铁电和非线性光学(NLO)等功能材料的先决条件是化合物具有非对称中心结构，而在众多研究体系中，硼酸盐由于在晶体化学方面广泛的可变性令其有可能产生数目众多、结构各不相同的硼酸盐类型，所以在研究试验中最受青睐。陈学安的项目即是系统地探索合成结构中包含易形成畸变配位多面体的高价态过渡金属离子（或者含有Bi3+,Pb2+等载有孤对电子的离子）的复合硼酸盐，力争得到多个具有非对称中心的化合物，进而探索合成出新型的硼酸盐功能材料。

科学是严谨的，科研工作注定了不可能一蹴而就。经过几年时间的研究探索和上百次反复试验，陈学安的课题组利用高温溶液缓慢降温和固相反应相结合的方法，成功制备并得到了一系列新型硼酸盐化合物，共计有二十多种，并且进行了结构和性能关系的研究。因此课题组的研究不仅丰富和发展了既有的硼酸盐结构化学，而且对新型硼酸盐功能材料的探索合成具有积极的指导意义，也正因为此，陈教授带领的课题组在硼酸盐的合成和结构研究领域内开始获得国际上的认可，拥有了一定的国际知名度。

Bi2ZnB2O7和CaBiCaB2O7由加拿大学者Barbier等人首先发现，陈学安教授带领研究课题组生长出硼酸盐单晶，进行了精确的结构测定和系统理论计算，发现硼酸盐化合物Bi2ZnB2O7具有较强的粉末倍频效应（其强度大约为KDP（KH2PO4）的4倍），在比较宽的频率范围内能够实现相位匹配，UV漫反射光谱表明其吸收边约为360nm；而另一种化合物CaBiGaB2O7的粉末倍频效应相当于KDP的2倍，其吸收边大约为427nm，也能实现相位匹配。Bi2ZnB2O7和CaBiGaB2O7是潜在的新型非线性光学晶体材料，如果能生长成大块晶体，并将其制作成有用的器件应用于激光系统中，能够促进光电技术等高技术产业的发展，产生社会、经济效益。

到目前为止，陈学安和他的团队对硼酸盐体系进行了系统的研究，不仅制得了多类型的硼酸盐化合物，而且已在国际学术刊物上发表了近三十篇论文，在固体化学领域拥有了一定的国际影响力。同时，从2007年起，课题的项目负责人陆续为“Inorganic Chemistry”和“Journal of Solid State Chemistry”等国际著名学术刊物评审论文二十余次,赢得了国际上同行业科学家的认可。

对综合利用矿产资源的技术研究

矿产资源是不可再生资源，但是运用循环经济模式强化废弃物的综合回收利用、对矿产资源进行最大限度的开发、提高利用效率，有利于减少浪费、获得较高的经济效益。总理在视察甘肃省兰州金川科技园时提出来要对矿产资源“吃干榨尽”，金川集团有限公司为了积极响应号召、实现尾矿中资源的综合利用，提高经济效益，将“尾矿酸浸液中铁和镁分离技术研究”作为2010年的重大科研课题，由陈学安负责该项目的研究工作。

在此科研项目中，如何经济除铁以及铁的合理资源化成为能否成功回收金属的关键课题，并且同时还需要对如何从残液中提取、分离硫酸镁，如何利用综合工艺技术开发高附加值产品等问题做系统研究。

陈学安带领研究团队经过将近一年时间的努力，制定出了本项目的技术方案，首先对酸浸液进行絮凝剂法除硅，再进行针铁矿法沉铁。对沉铁所得的滤饼进行煅烧制备粗铁红，用一定浓度的稀酸对粗铁红进行酸洗除杂，最终得到了符合工业氧化铁国家标准的高纯度铁红，实现了铁的回收和产品化。经过陈教授及团队进行的一系列系统的实验室研究，将尾矿酸浸液除铁之后所得的粗制硫酸镁溶液加入氧化剂，令Mn2+氧化成MnO2，使之沉淀除去，然后再通过将溶液蒸发浓缩至硫酸钙析出、趁热过滤去除钙的方法，获得精制的硫酸镁溶液，最后完成蒸发、结晶、干燥等提纯步骤获得符合工业硫酸镁国家标准规定的I类一等品质量指标的高纯硫酸镁产品，又实现了镁的回收和产品化。

工业结晶论文篇(4)

【摘要】 差示扫描量热法(DSC)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)和X-射线粉末衍射(XRPD)研究表明实验室精制得到的头孢曲松钠晶体属单斜晶系，P21/c空间群。在Cerius2工作站SGI IRIX上应用能量最小化法确定了头孢曲松钠的晶体结构；基于BFDH、AE模型预测了头孢曲松钠晶体的晶习，其中AE模型预测的晶习与实际生长晶习相近，呈薄片状。实验定性考察了生长环境对头孢曲松钠晶习的影响。

【关键词】 头孢曲松钠； 晶体结构； 晶习； X-射线衍射

ABSTRACT Studies of differential scanning calorimetry (DSC)， Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy， and X-ray powder diffraction (XRPD) on ceftriaxone sodium purified in laboratory indicate that the ceftriaxone sodium crystal belongs to monoclinic crystal system and space group of P21/c. The crystal structure of ceftriaxone sodium was determined on workstation SGI IRIX of Cerius2 based on the minimizing energy law; the crystal habit was predicted by BFDH law and AE law， respectively， of which the crystal habit predic-ted by AE law was plate， close to the practical habit grown from solution. The effects of crystal growth conditions on crystal habit of ceftriaxone sodium were qualitatively studied by experiments.

KEY WORDS Ceftriaxone sodium; Crystal structure; Crystal habit; X-ray powder diffraction

晶体的微观结构与物质的宏观物理、化学性质密切相关，决定着物质的晶形、密度、熔点等。对物质晶体结构的了解，将有助于在原子尺度上阐明物质各种性能的机制，对研究物质结构与性能之间的关系和规律具有重要意义［1］。晶习是表征晶体外部整体形态的量［2］。晶态有机固体的外形是其固液分离体系设计和操作的一个重要参数，影响下游操作过程(如过滤、洗涤、干燥)的效率和物质的性能(如堆密度、机械应力、润湿性)［2～4］。晶体内部结构特性以及外部生长环境都能影响晶习［5］，如何利用这些信息去预测和控制真实条件下生长晶体的晶习在精细化工领域，尤其是制药业，越来越受到关注和重视［6～8］。 头孢曲松钠(ceftriaxone sodium，C18H16N8Na2O7S3·3.5H2O)，曾译头孢三嗪，是新型、长效、广谱的第三代半合成头孢菌素，属于β-内酰胺类抗生素，结构式如Fig.1所示［9］，1978年由瑞士Roche公司研发成功，1982年首次在瑞士上市，1984年12月21日获得FDA认证，1996年专利到期。自上市以来，产品畅销全世界，2000年头孢曲松钠在世界前200个畅销药中列第43位，在国内的销售额居各抗感染药物之首［10，11］。目前头孢曲松钠的研究热点集中于合成以及药理，鲜有报道其晶体结构和晶习方面的研究。由于头孢曲松钠难以培养出满足测试要求的单晶，本文通过X-射线粉末衍射分析，应用分子设计软件Cerius2(4.6

Fig.1

Structure of ceftriaxone sodium

版本)根据能量最小化方法得到了头孢曲松钠分子空间结构，并在此基础上预测了产品晶习，为头孢曲松钠工业结晶过程的设计、优化提供了理论指导。

1 实验部分

1.1 实验原料

头孢曲松钠粗品由山东瑞阳制药有限公司提供，实验室精制后产品纯度经高压液相色谱(HPLC)检测不小于99.5%。试样再经研磨、筛分，选取粒度范围在38～45μm之间的细晶用于X-射线粉末衍射测试。

1.2 DSC分析

差示扫描量热仪(NETZSCH Thermal Analysis DSC204)：样品置于封口的Al2O3坩锅中，参比物为空的α-Al2O3坩锅；升温速率为5℃/min，升温范围从室温到330℃；载气为N2，流量50ml/min。仪器的热焓采用铟作为标准物校正。

1.3 TG分析

本文采用NETZSCH TG209热重分析仪测试头孢曲松钠的TG曲线，升温速率为10℃/min，载气为N2，流量为18ml/min。样品用量为5.08mg，升温范围从室温到200℃。

1.4 红外分析

本文采用KBr压片法在NICOLET 560型傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)上对头孢曲松钠进行红外光谱分析。

1.5 扫描电镜(SEM)

本文采用Hitachi X650扫描电镜(SEM)表征实验样品的晶习，操作电压15kV，样品放在黏着双面胶的金属片上，在观察前需在氩气保护下间歇喷金。

1.6 X-射线粉末衍射分析

头孢曲松钠的X-射线粉末衍射数据在日本理学(Rigaku)D/max-2500型单色X-射线衍射仪上收集，CuKα射线(λ＝1.5405)，石墨单色器，扫描速率1s/step，工作电压40kV，工作电流100mA，测试温度(25±1)℃。为保证样品表面与测角仪轴心平行共面，装样采用铝板背压法。

2 实验结果与讨论

2.1 DSC曲线

头孢曲松钠的DSC谱图如Fig.2所示，样品在260℃附近存在一个尖锐的放热峰，在放热峰前还存在两个小的吸热峰。头孢曲松钠DSC曲线260℃附近的放热峰是样品热分解放热所致［12，13］，实验测定的热分解峰顶温度TP为262.30℃，接近文献值240～265℃［12，13］。与其他大多数头孢菌素一样［13］，头孢曲松钠的DSC曲线也没有熔点峰，表明头孢曲松钠在熔化前已发生热分解，故无法用量热法来测定其纯度。

2.2 TG-DTG分析

头孢曲松钠的TG-DTG谱图如Fig.3所示，虽然TG曲线没有表现出明显的直角台阶状，但DTG曲线的双峰却说明了头孢曲松钠在室温至200℃之间的失重是分两步完成的。根据TG线的失重百分率计算结果可知，第一步失重约6.30%，第二步失重约3.31%。头孢曲松钠分子中结晶水的理论百分含量是9.53%，参照中国药典(CP2005)附录M水分测定法中的费休氏法测得头孢曲松钠水分含量为9.5%，而实验测得TG失重为9.61%，与理论结晶水含量基本相符。因此可推断头孢曲松钠在室温至200℃之间的TG失重是脱除结晶水所致［14］，Fig.2中DSC曲线热降解放热峰前出现的两个小峰正是头孢曲松钠分两步脱水而产生的吸热峰。而且，头孢曲松钠的DSC曲线并未再出现脱溶剂峰，结合Fig.3所示的TG-DTG谱图，可以初步判定实验精制头孢曲松钠过程中未见形成溶剂化合物。

2.3 红外分析

实验室制备的头孢曲松钠与市售国外产品的红外谱图如Fig.4所示。β-内酰胺与杂环并接产生的特征峰出现在1740cm-1处，在3440～3260cm-1处出现的强而宽的峰是-OH和-NH伸缩振动引起的谱带，-OH和-NH的伸缩振动频率在此区域相互重叠而不易区分，由于分子内氢键，吸收频率向低频方向还存在一定的平移。1610cm-1附近处的强峰是芳核骨架振动的特征峰，1000cm-1附近的特征峰是芳环C-H面向弯曲振动引起的强吸收峰，但Ar-H在3030cm-1附近的特征峰由于-OH和-NH的存在而不明显。1740cm-1处的强峰是羰基伸缩振动的特征峰，而1650cm-1处的强峰则是酰胺的羰基伸缩振动引起的。

2.4 X-射线粉末衍射分析

测试中发现当2θ>50°后，头孢曲松钠的XPRD谱图不再出现明显的衍射峰，因此在Rigaku D/max-2500X射线衍射仪上收集5°

2.5 头孢曲松钠晶体结构的确定

分子的空间结构信息对于确定晶体结构，研究晶体所属空间群和原子位置具有重要作用。因此，在研究晶体结构之前研究分子的空间结构是必要的。分子的空间结构一般可以由两种方法得到：一是通过实验的方法，主要包括X-射线单晶衍射和2D-NMR技术；另一个是通过计算机辅助分子设计的理论计算方法，目前主要包括“原始”机制、半经验机制以及分子机制模型，其中分子机制模型又有能量最小化、网格搜索、蒙特卡罗(Monte Carlo)以及分子动力学模拟等方法［15］。虽然单晶结构分析是诸多固态物质结构分析方法中提供信息最多、最常用的研究方法，已经成为合成化学及其相关学科、晶体工程和超分子化学等研究领域中必不可少的研究手段［16］，但目前X-射线单晶衍射仪对测试晶体的三维尺度(最小维的空间尺度不小于0.01mm)和质地(晶体不能出现缺陷)有严格的要求，由于头孢曲松钠晶体是薄片状晶习，难以培养出合乎单晶测试要求的晶体，有一维的空间尺度小于0.01mm。头孢曲松钠是一种大分子有机盐类，具有离子化合物的特性。因此本论文应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的3D-sketcher环境画出分子结构图，再通过电荷分配，选择Dreading 2.21力场，最后根据能量最小化方法得到可能的头孢曲松钠分子空间结构如Fig.6所示。

头孢曲松钠晶体的晶胞投影如Fig.7所示，晶胞中每2个头孢曲松钠分子和7个水分子按Fig.6所示组成一个不对称单元。由Fig.1可知，头孢曲松钠是一种大分子有机羧酸钠盐，存在钠离子(Na+)与头孢曲松酸根离子(C18H16N8O7S3)2-之间强的离子键；除此之外，每个晶胞中还存在众多既是质子受体又能提供质子的水分子，而且每个(C18H16N8O7S3)2-中还含有2个-NH(与电负性大的N原子形成强极性键的氢原子)和6个-CO-(电负性大且又能提供孤对电子的氧原子)，易与水分子或其它头孢曲松钠分子之间的-CO-和-NH形成氢键，如Fig.7中虚线所示。

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2.6 头孢曲松钠晶习预测

在获得头孢曲松钠晶体结构以及晶胞参数等数据以后，应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的morphology模块，分别选取BFDH模型、AE模型对头孢曲松钠进行晶习预测，结果如Fig.8、Fig.9所示。由于完全基于晶体几何结构理论的BFDH模型没有考虑原子、键型、局部电荷、生长环境等对晶习的影响，当晶体中分子间的键能越大，各向异性越明显时，模型预测的晶习与实际晶习的一致性也就越差［8］。头孢曲松钠是一种大分子有机钠盐，金属钠离子以及分子间氢键的存在，以及生长环境中溶剂极性、杂质的影响，使得采用BFDH模型预测的头孢曲松钠晶习(呈短棒状)与在水-丙酮体系中生长的头孢曲松钠实际晶习(呈薄片状)相差较大(Fig.10)。

较之BFDH模型，AE模型考虑了晶体的内部结构单元以及相互作用对晶习的影响，因而采用AE模型预测的晶习与实际晶习更相近，也呈薄片状(如Fig.10所示)， 这也表明晶体内部结构基元以及相互作用键能对晶体的形态有重要的影响。AE模型预测的头孢曲松钠晶习由10个晶面包围构成，101、101、002、011、011及其对应的等价晶面101、101、002、011、011。应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的surface builder模块中的cleave crystal surface命令，可以展现出头孢曲松钠晶体不同晶面上的分子排列方式和密度，如Fig.11所示。

由Fig.11可见，不同晶面显露出的原子或基团及其排列密度是不一样的，图中小球代表氧原子。虽然晶面氨基和羰基交替显露，但羰基上的甲基基团增加了空间位阻，不利于头孢曲松钠分子之间或头孢曲松钠分子与极性溶剂分子之间形成氢键。101晶面上的氨基以一定角度显露，羰基沿法线方向显露，较101晶面更易形成分子间氢键。002、011、011晶面也都有羰基、氨基显露，而没有甲基显露增加空间位阻，更有利于氢键的形成。因此101及其等价对称晶面101具有较慢的生长速率，表现出较大的显露面，而101、002、011、011晶面较101有更快的生长速率，表现出较小的显露面，导致头孢曲松钠晶体呈片状晶习。

2.7 生长环境对头孢曲松钠晶习的影响

影响晶习的主要因素除了晶体内部结构外，还有晶体生长过程中所处的外部环境， 例如温度、 溶剂体系、杂质等［2～4］。本文定性考察了不同结晶操作条件以及含钠离子添加剂对头孢曲松钠溶析结晶产品晶习的影响。

由于头孢曲松钠的热敏性以及溶解度特性［9，11，14，17～20］，一般采用溶析结晶法分离、提纯头孢曲松钠［11，21］。相同实验条件下分别采用乙醇和丙酮作溶析剂得到的头孢曲松钠结晶产品的电镜照片如Fig.12所示，晶习都呈薄片状。这表明在实验范围内选用不同的溶析剂并未从宏观上改变头孢曲松钠结晶产品的晶习。

相同溶析剂不同溶析结晶温度得到的头孢曲松钠产品晶习的电镜照片如Fig.13所示，在实验选定温度范围内，虽然温度升高会导致晶面生长速率增大，但各晶面的相对生长速率并没有明显变化，所以温度并没有对头孢曲松钠溶析结晶产品的晶习造成明显的影响，只是使得温度较高时得到的产品的平均粒度有所增大。

相同操作条件下，考察了氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对头孢曲松钠溶析结晶产品晶习的影响，结果如Fig.14所示。含钠离子添加剂的加入，头孢曲松钠溶析结晶产品的晶习并没有什么明显的变化，还是呈薄片状，这说明在实验条件下氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对头孢曲松钠晶体各晶面的相对生长速率没有明显的影响。

3 结论

(1)头孢曲松钠溶析结晶产品的DSC、TG、FT-IR和XRPD分析测试结果表明，在实验条件下得到的头孢曲松钠晶体具有相同的晶体结构。

(2)采用JADE 4.0软件对XRPD数据进行指标化、精修，得到头孢曲松钠晶胞参数为a=9.2493，b=15.779，c=20.619，α=γ=90°，β=121.34°，属于单斜晶系，空间群为P21/c。

(3)在Cerius2工作站SGI IRIX上应用能量最小化法确定了头孢曲松钠的晶体结构；基于BFDH、AE模型预测了头孢曲松钠晶体的晶习，其中AE模型预测的晶习与实际生长晶习相近，呈薄片状。

(4)定性实验研究范围内，溶析剂种类、结晶温度、含钠粒子添加剂对头孢曲松钠溶析结晶过程产品的晶习没产生明显的影响。

(5)为获得片状晶习的头孢曲松钠晶体产品，工业上可以采用乙醇或丙酮作为溶析剂，但氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠不宜选作头孢曲松钠结晶产品晶习的改进剂。

【参考文献】

［1］ 梁敬魁. 粉末衍射法测定晶体结构(上、下册)［M］. 北京：科学出版社，2003.

［2］ Myerson A S， Handbook of Industrial Crystallization (2nd) ［M］. Oxford: Butterworth-Heinemann，2001.

［3］ 王静康. 化学工程手册——结晶(第二版)［M］. 北京：化学工业出版社，1996.

［4］ Mullin J W. Crystallization 3rd［M］. Oxford: Butterworth-Heinemann，1997.

［5］ 李小娜，尹秋响，陈巍，等. 溶剂对对苯二酚晶体晶习的影响［J］. 化工学报，2006，57(3)：480～485.

［6］ Tanguy D， Marchal P. Relations between the properties of particles and their process of manufacture ［J］. Chem Engin Rese Design，1996，74(A7):715～722.

［7］ Winn D， Doherty M F. Modeling crystal shapes of organic materials grown from solution ［J］. AIChE J，2000，46(7):1348～1367.

［8］ Winn D， Doherty M F. A new technique for predicting the shape of solution-grown organic crystals ［J］. Aiche J， 1998， 44 (11): 2501～2514.

［9］ 国家药典委员会. 中华人民共和国药典2005年版(二部)［S］. 北京：化学工业出版社，2005.

［10］ 潘杰. 头孢曲松钠结晶过程研究 (硕士学位论文)［D］. 天津大学，2004.

［11］ 张春桃，王静康，王永莉. 头孢曲松钠结晶工艺研究进展［J］. 中国抗生素杂志，2006，31(7):388～402.

［12］ Martin-Gil J， Villa F M， Ramos-Sanchez M C， et al. Studies on beta-lactam antibiotics differential thermal analysis of cephalsporins ［J］. J Thermal Anal，1984，29(6):1351～1357.

［13］ 郑颉，张建芳. 用差示扫描量热法测定头孢菌素类药物的热降解稳定性［J］. 药学学报，1987，22(4):278～283.

［14］ Zhang C T， Wang J K， Wang Y L. Non-isothermal dehydration kinetics of ceftriaxone disodium hemiheptahydrate ［J］. Ind Engineer Chem Res，2005，44(18):7057～7061.

［15］ 郝红勋. 地塞米松磷酸钠耦合结晶过程研究 (博士学位论文)［D］. 天津大学，2003.

［16］ 陈小明，蔡继文. 单晶结构分析原理与实践［M］. 北京：科学出版社，2003.

［17］ Dong H， Fu R， Yan W， et al. Solubility and density of the disodium salt hemiheptahydrate of ceftriaxone in (acetone plus water) at T=(298.15，308.15， and 318.15) K ［J］. J Chem Thermodyn，2004，36(2):155～159.

［18］ Zhu M. Solubility and density of the disodium salt hemiheptahydrate of ceftriaxone in water plus ethanol mixtures ［J］. J Chem Engineer Data，2001，46(2):175～176.

［19］ Fu R， Yan W， Zhu M. Solubility and density，of the disodium salt hemiheptahydrate of ceftriaxone in water plus methanol mixtures ［J］. J Chem Engineer Data，2004，49(2):262～263.

工业结晶论文篇(5)

关键词：五水偏硅酸钠，陶瓷，注浆成形

注浆成形是陶瓷坯料加工所采用的传统方法，对己固定的成形设备和模具，坯体的质量主要由泥浆性质所决定。满足工艺要求的泥浆应具有良好的流动性、一定的稳定性、适当的触变性、过滤性好、含水量适中、形成的坯体具有足够的强度便于脱模和不含气泡等，流动性好的泥浆使用时既要保证能在管道中顺畅流动又容易分布到模具各部份，并且不易聚沉，使坯体各部份组成均匀。泥浆中加入电解质是改善其流动性的主要方法，常用的电解质（又名稀释剂、解胶剂）是水玻璃、碳酸钠、磷酸盐、腐植酸钠、单宁酸钠和聚丙烯酸钠等[1]，水玻璃是用量最大的物质，但使用时存在着成份波动大，不便计量和贮运等问题。

偏硅酸钠是由水玻璃和烧碱深加工而成的模数为1（nSi02／nNa20，下同）的白色粉未状结晶体，分于内含5个结晶水，熔点72.2℃，易溶于水中，l％水溶液pH值为12.5，显碱性。它具有稀释作用的原回是它能增大泥浆中胶团的表面电荷密度，从而增加双电层厚度和乏电位，使粒于之间的排斥力加大；同时，偏硅酸钠所含的硅酸根阴离子能同泥浆中的Ca2+＼Mg2+有害离于生成难溶物，促进Na+的交换作用，使泥浆的粘度减小，而流动性增加。

1 工艺选择

偏硅酸钠合成方法有喷雾干燥法、熔固结次造粒法和溶液结晶法，其中，溶液结晶法工艺具有设备投资少、生产成本低、质量稳定的特点[2]，产品特别适合于陶瓷泥浆注浆成形添加剂，对自度、水不溶物等指标要求低，售价低廉的使用要求，其工艺流程如图所不。

2 结果讨论

2.1 结晶浓度影响

采用溶液结晶法工艺制五水偏硅酸钠从相图[3]上分析，其结晶液浓度（Na20＋Si02）%只要控制在25%~28％间均可生成五水偏硅酸钠。但是，溶液中Na20、Si02含量是相互影响的，Si02含量高，结晶周期长，直接用nNa2O／nSi02比值为1、含固量58％的溶液结晶，加入晶种，结晶周期需72～120h；Na20含量高，结晶速度则快，但较快的结晶速度易造成结晶颗粒细，晶体生长夹带Na20多，产品模数难以达到要求。

表1 不同nNa2O/nSiO2比结晶溶液与结晶时间有关

nNa2O/nSiO2 0.5~0.8 0.95~1.03 1.2~1.8 1.9~2.3 结晶时间h 不结晶 大于72 15~20 4~6 2.2 晶种影响

在偏硅酸钠结晶过程中，为了控制晶体质量，获得粒度均匀的产品，采用向结晶溶液加入合适粒度及数量的晶种，整个过程选用温和搅拌，使晶种较均匀地悬浮在整个溶液中，减少二次成核数量，使被结晶的物质只在晶种表向上生长。

晶种的加入量取决于整个结晶过程可被结晶出来的物质量、晶种粒度和所希望得到产品的粒度。假设过程中无初级成核晶种生成，则成品粒于数等于新加入晶种粒子数

式中：Ms、Mp—晶种、成品质量

Ls、Lp—晶种、成品平均粒度

kv、p—偏硅酸钠物性常数

对于偏硅酸钠自水溶液的结晶过程，按结晶相变分析，由于其介稳区的宽度较窄，容易进入不稳区，一般采用加0.1mm~0.2mm粒度的晶种。如要求成品粒度平均1mm，考虑到不可避免溶液自身成核数量，实际加入0.1mm晶种为理论量的40％～60%。

2.3 温度控制影响

五水偏硅酸钠结晶过程对温度比较敏感，其晶体生长需经过诱导过程，采用在50℃～60℃间向溶液加晶种方法控制晶核总量，之后使晶体在相对恒定的温度和过饱和度下使晶体均速增长。结晶后期，以每分钟1℃度降温，使晶体快速长人，至阴38~8℃趁热分离出料。

表2 偏硅酸钠主要技术指标 指标名称 指标值 外观 白色结晶粉未 碱含量(Na20)% 28.0~30.0 二氧化硅(SiO2)% 27.80~30.00 铁(Fe)含量% ≤0.03 水不溶物% ≤0.3

2.4 其它助剂影响

为了便于分离操作时游离水同晶体分禹，在降温结束前0.5h按总量0.005％~0.15%比例一次性加入十二烷基磺酸类表面活性剂，可降低晶体与水之间的表面

张力，能使湿样游离水降到4%以下，便于干燥和贮存。

3 应用

利用溶液结晶法制备五水偏硅酸钠，产品上要指标如表2。

偏硅酸钠对泥浆的pH值有较强的缓冲能力，其所含的硅酸根阴离子除增大粘土粒于带电荷密度外，还易同泥浆中的有害ca2+＼Mg2+离子作用生成难溶盐，促进Na+离于的交换作用，能生成更多的Na一粘土，也会改善泥浆的流动性.当这种泥浆加入模具中成形时，易同石膏起反应，能快速地发生絮凝、硬化反应，缩短成坯时间。偏硅酸钠一般按粘土量的0.3%-4.5%加入，不仅适于普通注浆成形，也适于压力注浆成形，具有使用方便、价格低廉、稀释性能好的特点。

同时，偏硅酸钠便于同其它常用稀释剂如纯碱、磷酸盐、腐植酸钠等调配成复合稀释解胶剂，比单一解胶剂有更好的解胶性能。目前，各种市售复合解胶剂大多是以偏硅酸钠为上要成份配制的。

此外，偏硅酸钠对脂肪类物质有较强的润湿、乳化和皂化作用，具有较强的去油污性能，广泛用于配制各种洗涤剂。另外，在纺织、造纸和采油等行业也有广泛应

参考文献

1 西北轻工业学院等。陶瓷工艺学，轻工业出版社：1985，199～201

工业结晶论文篇(6)

【关键词】 视屏显示终端；晶状体浑浊

本文将分析视屏显示终端（VDT）作业的操作人员能否引起晶状体改变，为VDT作业相关的眼睛损伤提供科学依据，现将调查分析结果报告如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 暴露组为从事VDT作业5年以上的人员572例（男221例，女375例），对照组为同单位相同工龄条件非VDT作业人员572例（男237例，女335例）。两组人员年龄、工龄、文化程度可比，要求两组人员均不能有眼底疾患及眼外伤病史。

1.2 方法 采用分层—整群抽样的方法，抽样完成暴露组及对照组的选择。对所选择的VDT作业人员及对照组人员进行问卷调查和眼科检查。Excel建库，使用SPSS 11.5软件进行资料的描述性分析，单因素分析以及多因素Logistic回归分析。

2 结果

2.1 晶状体浑浊与VDT作业的关系 通过散瞳后裂隙灯检查，记录晶状体混浊发生的形态及位置，VDT作业组发现晶状体浑浊172眼，患病率为14.43%，对照组发现晶状体浑浊46眼，患病率为4.02%，两组间患病率差异有非常显著性（χ2=74.74，P＜0.01），结果见表1。

2.2 晶状体浑浊的影响因素分析 就年龄、性别、工龄、每周工作时间、屈光状态、眼镜种类、屏幕类型、屏幕位置、视觉环境9个因素引入SPSS 11.5统计软件进行单因素分析，结果表明晶状体浑浊的患病率女性高于男性，且随年龄、工龄、每周工作时间的增长而增长。屈光状态、眼镜种类、屏幕类型、屏幕位置、视觉环境对晶状体浑浊的影响显示患病百分比均有差异，但经检验差异无显著性（P>0.05）。 表1 晶状体浑浊与VDT作业的关系注：χ2＝74.74，P

将单因素分析发现的与晶状体浑浊有关的因素，引入Logistic回归分析模型，在多因素水平筛选中晶状体浑浊的易感因素，结果见表2。由表2可见性别、工龄、每周工作时长3个因素是VDT作业人员的晶状体浑浊的重要易感因素。年龄因素在多因素分析中被筛除，说明存在混杂因子作用。 表2 晶状体浑浊与各影响因素的Logistic回归分析

3 讨论

国外曾有过VDT人员发生白内障的病例［1，2］，Grandjean和日本VDT对策委员会［3］提示VDT作业具有导致白内障的可能性。国内文献报道［4～7］，平均工龄3.9～8.7年的VDT组晶状体混浊检出率在12.8%～73.13%之间。与对照组比较差异均有显著性（P

但亦有相反观点认为CRT辐射的个人剂量是在天然本底之内，尚且不会对晶状体产生危害。其中国外Councilon［1］及WHO［8］的报道VDT操作业白内障发病率并不比对照组高。国内张殿业、孔祥柱等［9，10］等学者通过对VDT作业人员的研究亦得到相同结论。本研究结果为，VDT组晶状体浑浊患病率为14.43%；高于对照组（4.02%），且具统计学意义。

晶状体混浊的原因：VDT操作者晶状体混浊受多种因素的影响，低剂量、长期接触VDT的电磁辐射是一重要原因。而眼睛的过度调节，局部血管痉挛，引起房水成分和晶状体囊渗透压的改变，影响了晶状体的营养供给。这也是导致晶状体混浊的原因之一。郎燕英共调查184例B超医务人员，观察组晶状体浑浊率显著高于对照组。且随年龄和工龄的增长而增加［11］。

VDT的阴极射线管是产生电磁辐射的根源（CRT）［12］，可产生X射线、紫外线、可见光和红外线。VDT的水平偏转系统、电磁线圈、电磁变压器和其他电子电路产生射频（RF）和极低频（ELF），荧光屏存在静电电位。经测试，其剂量X线为容许值的1/10；紫外线、可见光和红外线为容许值的1%；RF为容许值的1/10；ELF虽未建立国际标准，但测量数据在各自容许卫生标准范围之内。但由于多种射线的联合作用及操作者近距离、长时间接触，可能会对人体及人体的某些敏感器官包括视觉器官产生不良影响。

晶状体是多种职业危险因素的靶器官。分析其原因，晶状体不含脂肪而含65%的水分和35%的蛋白质。晶状体本身无血管，缺乏散热功能。以至受热后倾向于热蓄积。导致组成晶状体囊的透明细胞死亡而变浑浊。再者眼睛过度调节、紧张，眼局部血管痉挛或扩张，会引起房水成分和晶状体囊膜渗透性改变。并影响晶状体的营养供给导致晶状体的混浊。

本调查中晶状体浑浊与眼压增高与年龄因素的关系，在单因素中表现为相关，但在多因素分析中被剔除。究其原因主要受工龄的影响，因为工龄与年龄之间存在线性关系，即随工龄的增加年龄也必然增加，所以在工龄存在的情况下年龄的作用被忽视，表明工龄的作用远远大于年龄的作用。进一步证明了暴露对眼睛的损伤大于自然衰老。

4 小结

本调查表明：（1）长期VDT作业可增加眼睛晶状体浑浊的患病率；（2）VDT作业人员晶状体浑浊患病率女性高于男性；（3）VDT作业人员晶状体浑浊患病率随工龄、每周工作时间的增加而增加。

21世纪是信息技术时代，VDT作业必不可少的信息处理工具，在我国将得到更加广泛的使用。VDT作业的劳动保护日益引起人们的关注，晶状体浑浊作为VDT作业相关眼病之一影响着作业者的视觉健康。加强VDT作业相关眼病研究的深度和广度，根据我国VDT作业的临床特点探讨出切实可行的防治办法，为改善作业者的视觉质量作出应有的贡献。

参考文献

1 Council on Scientific Affairs. Health effects of video display terminals.JAMA，1987，257（11）：1508.

2 大石省三.他：VDT作业刃眼科患者匕艺7万.日本灾害医学学会杂志，1985，33（6）：479.

3 自治劳本部コヌヒエタ对策委员会.自治劳VDTイドテイニ自治劳コヌピエタ集会，1985，1508.

4 许昆明，张友武，刘承鉴，等.VDT作业职业危害及健康效应探讨.现代预防医学，1996，23（3）：169-171.

5 许昆明，毛福英，田华，等.视屏显示终端作业健康影响调查研究.铁道劳动安全卫生与环保，1996，23（4）：270-271.

6 朱光华，姜允中，曹钧，等.VDT作业环境对人体健康影响的调查与分析.职业医学，1998，25（3）：21-23.

7 曾明，李佩珊，胡建安，等.视屏显示终端作业与健康的关系.中华劳动卫生职业病杂志，1993，11（6）：341-343.

8 WHO.Visual displav terminal and workers’ health. Geneva：WHO offset publication，1987，22.

9 张殿业.VDT作业职业影响的研究.工业卫生与职业病，1989，15（5）： 268.

10 孔祥柱.视屏显示终端对操作者视觉系统的影响及防护对策的研究.职业与健康，2001，17（6）：2-3.

11 朗燕英.B超作业人员视紧张调查.工业卫生与职业病，1993，19（2）：86.

工业结晶论文篇(7)

心理咨询师 韦学亮：

不平，是不平则鸣的简省吧。你是想控诉朋友遭遇到的不公待遇，还是要谴责朋友的立不起来？

根据来信，可以看到你对自己朋友的关爱与心疼，还有对她不能很好捍卫自身权益的气愤。俗话说关心则乱，晶晶应该是位刚刚参加工作的90后。作为特立独行、注重自我意识的一代，接受奴才命对她来说该是怎样一种束缚和否定！

那么，是什么让晶晶变成了如今的模样？心理学有一个著名的实验――猴子吃香蕉。实验人员把5只猴子和1串香蕉放到笼子里，猴子们看到香蕉上去哄抢。每当猴子接触到香蕉时，喷水装置会被触发并淋湿所有的猴子。

多次被淋的经历，让猴子得出一个结论：去拿香蕉就会被水喷。随后，实验人员换掉了一只猴子，新猴子1号被放进笼子。面对最爱的香蕉，新猴子1号毫不犹豫地冲上去抢，结果遭到其他4只老猴子的阻拦和殴打。几次被围攻后，新猴子1号也不敢去拿香蕉了。实验人员陆续更换完第一批猴子，毫无例外地，新进来的猴子每次想拿香蕉时都会被殴打，新猴子得出一个结论：去拿香蕉会被殴打。

第一批猴子总结出拿香蕉会被水喷的经验，通过阻止和殴打不懂事的新猴子传染开去，使后来的猴子得出拿香蕉会被殴打的结论。从“去拿香蕉就会被水喷”到“去拿香蕉就会被殴打”，群体的知识、经验乃至行为出现了社会化传染。即使到最后第一批5只猴子都不在笼子里了，不能去拿香蕉的经验和教训仍然在群体中起作用。

在人类社会中，群体智慧的传承和发展也是通过社会化传染继承下来的，这其中起重要作用的是文化，包括民族文化、地域文化、行业文化等。在企业中，新员工首先要学习和遵循的就是企业文化，这种群体的意识和行为的社会化传染，对每一个个体员工都有着不可估量的教化作用。

具体到晶晶，在进入大型国企工作一段时间之后，就从敢做敢当的辣妹子变成卑微的服从者，我想这是因为她从同事或前辈那里习得了应对模式。也许在外人看来，晶晶变得渺小了、丧失自我了，但有谁关心过她在这个过程中遭遇过什么，是否如那只新猴子一样遇到了顽强的阻挠？这些只有晶晶自己知道。在这样的氛围下，改变自己适应环境才是她的生存之道，毕竟以个体的力量对抗整个企业文化是需要极大的勇气和魄力的。