高校化学工程学报

Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities

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国际刊号:1003-9015
国内刊号:33-1141/TQ
主管单位: 国家教育部
主办单位: 浙江大学
主    编: 陈 纪 忠
编委会主任委员: 姚 善 泾
编辑出版:《高校化学工程学报》编辑部
地    址:杭州 浙江大学玉泉校区,化学工程与生物工程学院
邮    编:310027
电    话:0571—87951235
电子信箱:gxhgxb@zju.edu.cn
网    址:gxhx.cbpt.cnki.net 

国内发行:《高校化学工程学报》编辑部
国外发行:中国国际图书贸易集团有限公司 (北京市海淀区车公庄西路35号,邮编100048)          

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  • 新型原子力显微镜技术在细胞成像和力学测量方面的应用

    姜雪锋;韩烨;杨海军;杨忠波;汤明杰;王化斌;

    在不同生理状态下,细胞的形态、弹性和黏附性等物化特性会发生改变,这些变化反映细胞复杂的生物学过程。原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)具有原子级成像分辨率和皮牛级力学分辨率,可以在近生理条件下对细胞进行高分辨形貌成像和力学性能测量,因此可以很好地用来研究细胞的上述物化特性。文章首先扼要介绍AFM的基本工作原理和基本工作模式,而后对传统AFM在细胞成像和力学测量相关物化性质方面的应用进行了简要总结,最后重点介绍了新型AFM技术在细胞成像和力学测量方面研究的最新进展。

    2016年03期 497-507页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
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  • 光催化分解水制氢催化剂的修饰与改性

    艾珠玉;赵伟荣;戴九松;朱希;

    光催化分解水产氢是解决能源和环境问题的一种理想途径。传统光催化分解水催化剂存在稳定性差、可见光利用率低、产氢速率低等缺点。通过对催化剂进行修饰与改性,改善其光催化性能,是光催化产氢领域的研究热点。论文简要介绍了光催化反应机理、产氢效率影响因素,系统阐述了目前光催化分解水制氢催化剂的修饰与改性技术,如:离子掺杂、表面修饰、形貌修饰、异质结、固溶体、Z-scheme体系、修饰与改性组合技术等,揭示了其修饰与改性原理及电子转移规律。在此基础上,对未来光催化分解水催化剂的研究工作进行了展望。

    2016年03期 508-519页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K]
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  • 2,4/2,6-二氨基甲苯固液相平衡测定及关联

    王彦飞;赵艳平;杨静;杨立斌;朱亮;赵晓昱;沙作良;

    采用差示扫描量热法测定了2,4-二氨基甲苯、2,6-二氨基甲苯的二元固液相平衡数据,绘制出相应的简单低共熔型二元相图。物系低共熔摩尔分数组成和温度为:2,4-二氨基甲苯(x1)+2,6-二氨基甲苯(1-x1),x1=0.4999,T=336.56 K。分别采用理想溶液模型、Wilson方程、λh方程和Ott经验方程对固液平衡数据进行关联,温度平均标准偏差1.89、0.15、0.21和0.05 K。关联结果表明Wilson方程、λh方程和Ott经验方程对固液平衡数据关联精度较高,均能很好的关联该二元固液相平衡数据,但基于Wilson方程的参数只有两个,所以优先选择Wilson方程进行数据关联。固液平衡的测定和关联为该体系工业生产、回收提纯及理论研究提供重要的固液相平衡数据。

    2016年03期 520-526页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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  • 基于火积理论的螺旋折流板换热器结构优化

    王斯民;王萌萌;顾昕;简冠平;文键;

    首次应用火积理论对螺旋折流板换热器进行优化结构分析。选取50%搭接的18°和27°的螺旋平面折流板换热器和改进的螺旋折面折流板换热器作为研究对象,且分别应用传热性能综合评价(PEC)准则和火积耗散理论对实验数据进行了分析。结果表明:随着有效度和传热单元数的增加,火积耗散数均减小。18°螺旋折流板换热器的性能明显优于27°螺旋折流板换热器,且在有效度或传热单元数相同的情况下,改进后的螺旋折面折流板换热器的性能也均优于螺旋平面折流板换热器。火积耗散理论与PEC准则分析结果的一致性,证明了火积理论对螺旋折流板换热器性能分析的适用性。同时发现,传热火积耗散数的大小是阻力火积耗散数的上千倍,说明传热火积耗散在总火积耗散中占重要地位。这对火积理论应用于螺旋折流板换热器的传热和阻力性能研究具有重要意义。

    2016年03期 532-539页 [查看摘要][在线阅读][下载 401K]
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  • 硬脂酸对纳米ZnO填充聚丙烯流变和结晶行为的影响

    刘晶如;孙振;俞强;

    为了给纳米Zn O/聚丙烯(PP)复合材料的加工及性能优化提供理论依据,采用熔融共混的方式制备纳米Zn O/PP复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、旋转流变仪、差示扫描量热仪(DSC)以及X射线衍射仪(XRD)对纳米Zn O/PP复合材料的结构与性能进行表征,以研究硬脂酸加入前后对复合材料的微观结构、流变性能及结晶行为的影响。结果表明,当纳米Zn O质量分数低于5%时,粒子分散良好,复合材料熔体的复数黏度随纳米Zn O质量分数的增大而减小,但是当纳米Zn O质量分数高于10%后,纳米粒子发生团聚,体系黏度上升。硬脂酸的加入增强了Zn O纳米粒子与PP基体的界面作用,也改善了Zn O纳米粒子的分散性。纳米Zn O质量分数小于5%时,对PP结晶没有明显影响,但是当纳米粒子团聚后对PP起异相成核作用。硬脂酸的加入可以有效抑制复合材料中的PP在升温过程中β晶向α晶的转变。Zn O纳米粒子的团聚对β晶的形成起抑制作用。

    2016年03期 540-546页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K]
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  • 刮膜式分子蒸馏器内传质的数值模拟

    余亚杰;许松林;

    在刮膜式分子蒸馏器中,研究液膜内传质传热特性对改进蒸馏器内流场结构和优化操作参数具有重要意义。今采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件,建立刮膜式分子蒸馏器三维模型,研究了液膜表面温度、浓度、蒸发速率沿三维方向变化,并探究了进料量和加热温度对传质传热特性的影响。结果表明:头波前液膜表面温度随着远离头波沿周向和径向逐渐减小,沿轴向逐渐增加,头波处、壁面附近和液膜表面处温度梯度较大;壁面附近处易挥发组分浓度几乎不变,但沿三维均呈减小趋势;蒸发速率沿三维的变化和温度呈相同的趋势;进料量越小,加热温度越高,液膜表面温度、易挥发组分蒸发速率和液相总传质系数越大,易挥发组分浓度减少的也越快,有利于传质。但较高的加热温度会增加生产成本,且易使物料分解,故应选择合适的加热温度。

    2016年03期 547-553页 [查看摘要][在线阅读][下载 366K]
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  • 三叶孔板换热器周期性充分发展段界定

    古新;潘国华;王珂;

    为了研究三叶孔板换热器壳程周期性充分发展段的范围,利用数值模拟分析对其整体模型的壳程进行流动及传热研究:从定义出发,分别以速度、压降及无因次温度为研究对象在不同Re下界定壳程的周期性充分发展段段。在研究范围中发现:周期段的区间从第二块支撑板开始到最后一块支撑结束;在相同流量下,壳程流体在支撑板处的流体速度明显高于其他截面速度。几何段压力降随着壳程Re的增大而随之增大。

    2016年03期 554-559页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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  • 环路热管烧结毛细芯的抽吸特性

    王野;纪献兵;郑晓欢;杨卧龙;徐进良;

    为提高环路热管毛细芯的抽吸特性,以球形铜粉为原料,Na2CO3为造孔剂烧结制备了不同规格的毛细芯,通过红外成像记录工质爬升过程的方法,研究了造孔剂添加比例和铜粉颗粒直径对毛细芯抽吸特性的影响。结果表明铜粉颗粒直径d对毛细芯的抽吸特性具有显著影响,当不添加造孔剂时,工质在毛细芯中的爬升高度和速度随着d的增大而增大。当添加一定比例(b)的造孔剂后,毛细芯的抽吸特性发生明显改变。在爬升过程初始阶段,工质的爬升高度与速度随着b的增加而增加;随着爬升过程的进行,工质在b适中的毛细芯中的爬升高度逐渐成为最大值。同时,发现随着d的增加,最大爬升高度所对应的造孔剂添加比例不断下降,存在颗粒直径与造孔剂添加比例的最佳匹配关系,并相应地推导出了爬升高度、颗粒直径、造孔剂添加比例之间的实验关联式。

    2016年03期 560-565页 [查看摘要][在线阅读][下载 324K]
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  • 可动泡沫冻胶体系渗流特征及适用性研究

    李宾飞;叶金桥;李兆敏;王弘宇;张习斌;

    将泡沫与弱冻胶相结合,制备了可动泡沫冻胶体系。利用MCR302流变仪测定了可动泡沫冻胶的粘弹性和流变性,通过单管和三管渗流实验研究了可动泡沫冻胶的渗流特征与调剖性能,并采用并联岩心驱替法考察了注入时机和渗透率级差对体系调驱效果的影响。结果表明,可动泡沫冻胶体系在剪切速率180 s?1下表观黏度大于200 m Pa?s,具有较好的抗剪切性和粘弹性,且在多孔介质内能自由运移;与普通泡沫相比,可动泡沫冻胶能更好地改善高、中、低渗岩心分流量的差异,且耐冲刷性强,其残余阻力因子10倍于普通泡沫;与刚性泡沫冻胶相比,可动泡沫冻胶的选择性更强,能逐步运移至地层深部,实现深部调驱,避免了对地层的过度伤害;可动泡沫冻胶调驱体系适用于水驱开发中期含水率60%(wt)左右的油藏,同时对渗透率级差在2~13.7的非均质油藏具有较好的调驱增产效果;当渗透率级差达到18.1时,调驱效果变差,低渗岩心采收率大幅度降低。

    2016年03期 566-574页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
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  • LSCF-GDC氧电极固体氧化物电堆高温蒸汽电解制氢性能研究

    刘同乐;王诚;付志强;王建龙;毛宗强;王蔚国;

    为研究基于LSCF-GDC氧电极的固体氧化物电解池堆的电解性能,自制了30单元(10 cm×10 cm)的平板式电解电堆,通过改变固体氧化物电解池堆的操作温度、水蒸气含量、气体流量等条件,记录不同条件下电解的极化曲线。分析操作条件对高温电解水蒸气极化的影响,并计算电解制氢的系统效率。结果表明较高的温度、水蒸气含量、水蒸气流量,以及氧电极空气的通入有利于降低过电位;在800℃,通入6 L?min?1 90%湿度的氢气,电解电压为1.27 V时,系统效率达到最大值80.8%,此时电堆的产氢速率为4.57 L?min?1。

    2016年03期 575-581页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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  • 高温液态水中卵磷脂水解反应动力学与机理

    王元聪;张恬;傅杰;吕秀阳;

    考察了浓度、反应时间和反应温度等工艺条件对高温液态水中卵磷脂水解反应的影响,探究了高温液态水中卵磷脂的水解机理,并得到相关动力学数据。结果表明,初始浓度对卵磷脂水解反应影响不大,随着反应时间延长和温度升高,卵磷脂转化率、甘油产率、选择性均随之增加。卵磷脂水解过程分两步进行,第一步水解生成磷脂酸、胆碱,第二步中间产物磷脂酸进一步水解生成脂肪酸、甘油、磷酸。同时,胆碱与磷酸在水相体系中发生酸碱成盐反应。采用一级连串反应动力学方程对实验数据进行拟合,得到卵磷脂水解的表观活化能为68.3 k J?mol?1,磷脂酸水解生成甘油的表观活化能为131.4 k J?mol?1。

    2016年03期 582-587页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
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  • 硫化钙磷石膏固固反应的热分析动力学

    杨秀山;邓少刚;黄鹏辉;王辛龙;杨林;张志业;钟本和;

    磷石膏是湿法磷酸的副产物。化学法分解磷石膏制硫酸技术被认为是解决磷石膏巨量堆积严重污染环境问题的有效途径之一。但几乎所有化学分解磷石膏制备硫酸和氧化钙的工艺都不可避免地存在中间分解产物硫化钙与磷石膏的固固反应,研究该反应机理对化学法分解磷石膏的应用具有重要指导意义。今对硫化钙磷石膏固固反应过程进行了热分析动力学研究,考察了反应机理。结果表明该反应的表观活化能E为159.0 k J?mol?1,指前因子A为186727,最概然机理函数为G(α)=?ln(1?α),f(α)=1?α,反应机理为晶体成核与生长控制过程,描述硫化钙磷石膏固固反应过程的动力学方程为dα/dt=1.87×105exp(?1.91×104/T)(1?α)。

    2016年03期 588-596页 [查看摘要][在线阅读][下载 451K]
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  • CuCl_2/FeCl_3催化氧化制备2,3,5-三甲基-1,4-对苯醌反应网络研究

    尹红;李倩;陈志荣;袁慎峰;

    以Cu Cl2/Fe Cl3水溶液为催化剂,氧气为氧化剂,正己醇为溶剂进行2,3,6–三甲基苯酚(TMP)气液液三相催化氧化制备2,3,5-三甲基-1,4-对苯醌(TMQ)的反应。通过对反应产物进行结构鉴定和定量分析,推测反应途径;同时考察反应时间、反应温度、催化剂用量、Fe Cl3加入量对反应产物组成的影响。结果表明反应过程中会生成2,3,6-三甲基-4-氯苯酚、2,3,5-三甲基-1,4-对苯二酚和2,2,3,3,5,5-六甲基-4,4-联苯二酚等多种中间产物和副产物。在Cu Cl2催化体系中加入助催化剂Fe Cl3可使主产物TMQ的选择性由70.39%提高到82.91%。研究最后提出了一个包含平行和连串反应的反应网络。

    2016年03期 597-603页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
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  • 两种金属盐对稻壳热解生物油的影响

    赵娜;李宝霞;华美玉;

    利用固定床反应器对稻壳进行热解实验,研究操作条件及金属盐催化剂对稻壳热解生物油的影响规律。结果表明,稻壳单独热解时,在热解终温550℃、升温速率20℃?min?1的条件下,生物油产率最高为53.81%。Na2CO3和Ca CO3两种催化剂均能提高生物油的产率和品质,但Na2CO3的催化效果优于Ca CO3。随着两种催化剂添加量的增加,生物油产率增加幅度逐渐减小,在Na2CO3和Ca CO3添加量为2.5%(wt)时,生物油产率分别可达到60.92%和57.67%。随着Na2CO3添加量的提高生物油酸值减小和热值增加的幅度均增大;Ca CO3则使得生物油酸值减小幅度先下降后升高,而热值增加幅度较小。GC-MS对生物油组成进行分析可知,催化剂的添加改变了生物油的组成,促进了生物油中酚类、醇类和芳烃类化合物的生成,抑制了酸类和糖类化合物的产生。

    2016年03期 604-610页 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
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  • CO_2气氛下褐煤还原磷石膏的TG-FTIR研究

    张云鹏;杨勤勤;刘永卓;郭庆杰;

    为了实现磷石膏的资源化利用,采用热重-傅里叶红外光谱联用技术(TG-FTIR),在CO2气氛下对曲靖褐煤还原磷石膏的反应特性进行了研究。通过热重-红外联用技术分别对固体产物和气体产物的生成规律进行分析。结果表明,CO2气氛下褐煤的加入可以明显降低磷石膏的还原分解温度,褐煤还原磷石膏主要经过三个过程:水分析出过程、褐煤热解过程、褐煤和CO与磷石膏的还原过程,且第三个过程的反应产物随Ca/C摩尔比的不同而变化。当Ca/C=0.5时,主要固体产物为Ca S,气体中SO2的释放较少;当Ca/C=2时,褐煤与磷石膏反应生成Ca S,此后生成的Ca S又可与磷石膏发生固-固反应生成Ca O,气体中SO2释放量较高,为分解磷石膏制硫酸联产水泥提供一定的可能。

    2016年03期 611-617页 [查看摘要][在线阅读][下载 515K]
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  • 苯乙烯聚合反应热失控及其紧急抑制的数值模拟

    周丹;张勇;蒋军成;江佳佳;喻源;

    为实现对反应热失控行为的在线监控与紧急抑制,采用计算流体力学方法(CFD)结合苯乙烯热引发本体聚合反应的热动力学模型,建立苯乙烯热聚合反应的三维非稳态模型,并对该反应体系热点分布及发展历程进行研究,分析冷却稀释剂注入位置对反应热失控的抑制效果及热点消除的影响规律。结果表明:随着苯乙烯聚合反应的进行,物料黏度迅速增加,减缓了远离搅拌桨区域内物料的对流传热,造成该区域内热点集聚。反应抑制方面,在桨叶区注入冷却稀释剂时反应器内平均温度最低,而在热点集聚区域注入可以更加有效地控制热点的形成,减缓失控速率。研究通过反应器内温度分布与系统散度判据相结合的方法,为反应器传感器的优化布置、热失控反应的预防与控制提供了理论依据。

    2016年03期 618-625页 [查看摘要][在线阅读][下载 616K]
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  • 一种新型内切-β-葡聚糖酶基因在里氏木霉中的重组与表达

    夏颖;赵杰;夏黎明;

    刺糙青霉(Penicillium echinulatum)可产生一种耐热、耐碱的新型内切-β-葡聚糖酶(EGL1),具有重要的工业应用价值。鉴于野生型刺糙青霉的产酶水平低,将该菌的内切-β-葡聚糖酶基因经过密码子优化后,在里氏木霉(Trichoderma reesei)中进行重组与表达,采用里氏木霉强启动子Pcbh1(纤维二糖水解酶I)及其信号肽,以p CAMBIA1300为载体骨架构建重组质粒p CB-PET,并采用根瘤农杆菌介导转化技术将重组质粒p CB-PET导入里氏木霉的分生孢子中,在潮霉素抗性平板上筛选获得5个优良的重组转化子。将5个转化子重复传代培养10个批次后,分别提取染色体DNA进行PCR验证,均可检测到目的基因Egl1n(密码子优化后的Egl1)条带,说明该基因已稳定地整合到里氏木霉基因组中。采用SDS-PAGE蛋白电泳对转化子培养液进行检测,获得了与目的基因表达产物相符的蛋白条带(约41 k Da),表明Egl1n已在重组里氏木霉中成功实现了胞外表达。重组转化子在30℃,摇瓶转速200 r?min?1条件下培养48 h,取发酵上清液在p H8.0,60℃条件下,测得内切-β-葡聚糖酶活力为382.6 U?m L?1,是出发菌株的22.5倍。酶学性质研究结果表明:该酶耐热性能较好,在70℃以下性能稳定,其最适催化温度为60℃;该酶在p H 5.0~10.5稳定性较好、具有明显的催化活性,其最适p H为8.0,属于碱性纤维素酶。从而成功地实现了刺糙青霉内切-β-葡聚糖酶基因在里氏木霉中的重组与胞外表达,有关研究结果在里氏木霉纤维素酶的定向进化及其工业化应用中具有重要的促进作用。

    2016年03期 626-632页 [查看摘要][在线阅读][下载 381K]
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  • BMMSCs在温敏性玻璃微载体上的培养及收获

    宋克东;杨延飞;武爽;李丽颖;闫新宇;刘天庆;

    贴壁型种子细胞的培养和收获,常在二维静态的培养环境下进行,而后采用酶解法或机械刮刀法来进行收获,但是其存在着一定的弊端,细胞扩增数量有限且在收获时细胞易受到损伤,同时也会失去一定的干性。论文研究整合了具有较大比表面积和三维立体环境的微载体,及温敏性材料无损收获细胞的优点,采用表面自由基共聚合方法,用3-丙基三甲氧基硅烷甲基丙烯酸TMSPM为偶联剂,在微载体表面接枝上N-异丙基丙烯酰胺NIPAAm(N-isopropylacrylamide)及甲基丙烯酸羟基丙基酯(Hydroxypropyl methacrylate,HPM),制备出P(NIPAAm-co-HPM)-g-TMSPM-g-微载体。其次,将骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMMSCs)接种在制备的温敏性玻璃微载体上,通过细胞的培养与降温收获考察制备的温敏性微载体是否适宜细胞的降温脱附及其细胞相容性。扫描电镜及能谱分析表明温敏材料NIPAAm可成功地接枝到含硅羟基的玻璃微载体表面。BMMSCs的粘附和生长曲线测定结果证明材料具有较好的生物相容性,降温收获后细胞的活性对比及再培养实验表明细胞可很好的从载体上脱附,并保持良好的生长活性。

    2016年03期 633-640页 [查看摘要][在线阅读][下载 593K]
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  • Iniferter自由基聚合法制备谷胱甘肽分子印迹聚合物及其吸附性能研究

    宋任远;胡小玲;管萍;王巧丽;高博;杨龙飞;

    以谷胱甘肽(GSH)为模板分子,4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用Iniferter自由基聚合法成功制备了谷胱甘肽分子印迹聚合物(L-MIPs)。利用计算机分子模拟和紫外光谱分析对模板分子和功能单体形成的复合物进行了系统研究,结果表明GSH与4-VP之间的相互作用力为氢键作用,其最佳配比为1:6。研究了溶剂种类对L-MIPs的结合性能和印迹因子的影响,发现二甲亚砜为制备L-MIPs的最佳溶剂。对比研究了L-MIPs与传统自由基聚合法制备的谷胱甘肽分子印迹聚合物(H-MIPs)的静态吸附性能、动态吸附性能及选择识别性能。结果表明,L-MIPs对GSH分子具有高度亲和性、快速结合性能和良好的选择识别性能。

    2016年03期 641-647页 [查看摘要][在线阅读][下载 609K]
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  • 利用荧光光谱法研究脲和盐酸胍诱导谷氨酸脱羧酶的去折叠

    胡升;黄俊;柯丕余;赵伟睿;吕常江;王进波;尚龙安;梅乐和;

    利用荧光光谱法研究了盐酸胍和脲诱导的谷氨酸脱羧酶野生酶和突变酶K413A的去折叠过程,以探索与酶稳定性相关的构效关系。以盐酸胍为变性剂时,野生型酶和突变酶K413A在激发波长为280 nm的荧光图谱中色氨酸的最大发射峰均发生红移,色氨酸荧光强度呈现先上升再下降的趋势;以脲为变性剂时,两种酶荧光图谱中色氨酸的最大发射峰同样发生红移,但色氨酸荧光强度持续下降。无论是以盐酸胍还是以脲作为变性剂时,野生型酶和突变酶K413A的去折叠过程都符合“三态模型”,说明随着变性剂浓度的增加,野生型酶和突变酶K413A先从天然态转变为部分折叠中间态,并最终转变为去折叠状态。此外,考察了变性剂对谷氨酸脱羧酶活力的影响,当以盐酸胍为变性剂时,野生型酶和突变酶K413A半失活的盐酸胍浓度分别为0.4 mol?L?1和0.7 mol?L?1,而半失活的脲浓度分别为1 mol?L?1和2 mol?L?1。研究表明,突变酶K413A的热力学稳定性比野生型酶更强,K413位点与GAD的结构刚性有重要联系。

    2016年03期 648-654页 [查看摘要][在线阅读][下载 458K]
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  • 脂肪酶Candidasp.99-125催化羟基酸甲酯缩聚合成脂肪族聚酯

    孙芹;方正;郭凯;

    采用游离脂肪酶Candida sp.99-125为催化剂,无溶剂体系中成功地将几种羟基酸酯转化为脂肪族聚酯。选取单体6-羟基己酸甲酯作为缩聚反应模板体系,考察了包括酶量、单体纯度、温度和表面活性剂等条件对反应的影响。结果表明,纯度大于95%的单体即可在无溶剂条件下合成脂肪酶族聚酯。吐温40和吐温80有使分子量分布变窄和提高重均分子量的能力。脂肪酶催化剂重复利用能力优异,经5批次反应后,其相对活性保持在90%以上。在最优条件下,脂肪酶对长链单体表现出很高的选择性。通过改变单体的碳链长度,可使脂肪族聚酯的重均分子量从3200到10000。

    2016年03期 655-660页 [查看摘要][在线阅读][下载 334K]
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  • 香草醛分子印迹膜的制备及识别性能研究

    孙智纯;王兵;皇甫风云;单娟娟;

    以香草醛(VAN)为模板分子,?-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂,二甲基亚砜(DMSO)为溶剂,采用沉淀聚合法合成了香草醛分子印迹聚合物微球(MIPMs)。通过紫外光谱(UV)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)研究了模板分子与功能单体之间的相互作用和最佳配比,利用透射电子显微镜考察了聚合物微球的微观形貌;结合膜技术的优点,进一步制备了香草醛分子印迹共混膜,通过扫描电子显微镜(SEM)考察了共混膜的形态特征,并研究了分子印迹共混膜的结合性能及选择性透过能力。结果表明,MAA与VAN之间通过氢键相互作用,分子印迹共混膜对模板分子香草醛表现出高度识别性。

    2016年03期 661-667页 [查看摘要][在线阅读][下载 572K]
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  • TEA混合胺液脱碳性能实验研究

    穆德龙;刘广鑫;余云松;张早校;

    针对吸收法捕集二氧化碳开发新型高效吸收剂对于提高吸收性能意义重大。目前国内外普遍采用以一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)为主体的复配胺液为吸收剂,但对以三乙醇胺(TEA)为主体的混合胺研究较少。TEA的吸收容量大,解吸效果好,经济性优良,其不足在于吸收速率较低。为此,本文在TEA反应机理的研究基础上,保持总胺浓度3 mol?L?1不变,分别添加乙醇胺(MEA)、哌嗪(PZ)、羟基乙基哌嗪(AEP)、羟乙基乙二胺(AEEA)进行混合胺液的吸收解吸性能分析,对比优选出综合表现较好的混合胺液,并进一步考察其不同配比下吸收、解吸效果,完成配比优选研究。结果表明:开发的混合胺相对于纯TEA溶液,吸收性能均显著提高;相对于纯TEA溶液,只有添加了AEP的混合胺液解吸效果有所提高,其余几种均有所下降;TEA+AEP吸收和解吸性能均显著优于其余几种混合液;经实验验证,TEA+AEP的优选配比为1.5 mol?L?1:1.5 mol?L?1,综合效果最佳。

    2016年03期 668-672页 [查看摘要][在线阅读][下载 392K]
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  • 预脱硅-Na_2CO_3焙烧-酸浸工艺提取粉煤灰中的氧化铝

    祁光霞;梁振凯;雷雪飞;孙应龙;徐辉;李磊;袁超;王毅;

    通过“预脱硅-Na2CO3焙烧-酸浸”工艺实现从粉煤灰中高效回收氧化铝。按照1:2固液质量体积比(m/V)添加150 g?L?1的Na OH溶液于130℃预脱硅1 h,粉煤灰脱硅效率可达30.0%。脱硅粉煤灰按照1:0.7的Na2CO3与Si O2质量比与Na2CO3混合并于900℃焙烧2 h,焙烧熟料再经水洗和4 mol?L?1 H2SO4浸出1 h,Al的浸提效率可达93.1%,尾渣量仅为初始粉煤灰的20.4%。通过XRD谱图体现的粉煤灰矿相变化揭示了Al的可能浸提机理。相较于工业上应用的石灰石烧结和碱石灰烧结,以及在研究发展中的方法如加压酸浸法,该工艺焙烧温度低、尾渣量少、设备腐蚀小,因而具备实际工程化应用前景。

    2016年03期 673-679页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K]
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  • 基于异步PCA的故障识别方法

    张汉元;田学民;

    针对传统的主元分析(PCA)方法仅考虑变量间同步相关性的问题,提出一种基于异步PCA的故障识别方法。该方法首先利用导数动态时间规整(DDTW)从待识别故障数据集的关键变量序列和历史故障数据集的故障变量序列中获得最优规整路径,将最优规整路径上的元素扩展为反映关键变量序列和故障变量序列之间异步相关性的新序列,然后对新变量序列的协方差矩阵进行特征值分解获得负荷矩阵,最后根据负荷矩阵中关键变量序列和故障变量序列的低维表示向量之间的相似性识别故障。在连续搅拌反应器(CSTR)过程上的仿真结果表明所提出方法的故障识别性能优于传统的PCA相似系数法。

    2016年03期 680-685页 [查看摘要][在线阅读][下载 212K]
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  • 典型石化工艺装置换热网络模型的全局优化策略

    雷杨;范宝安;曾丹林;王光辉;

    在石化节能的工程实践中,由于冷物流分流限制,石化工艺装置中存在一类单一冷物流被多条热物流加热的问题。针对这类典型的石化工艺过程换热流程优化模型存在陷入局部最优解或无解的困境,提出利用凸化非凸项技术,将非线性规划问题转化为凸规划问题。通过逐段线性化的方法松弛原有可行区间,并依据上下界差异确定分段数值,最终得到目标函数的全局最优解。以延迟焦化装置的换热网络为例,计算结果显示采用全局优化策略计算的结果更优,减少约3.4?106 CNY?a?1。

    2016年03期 686-692页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]
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  • 硅凝胶包覆三聚氰胺焦磷酸盐阻燃改性聚乙烯醇薄膜

    纪少思;周万立;刘鹏清;姜猛进;徐建军;

    将三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)用硅凝胶包覆制备了MPP的微胶囊(Si MPP),采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对微胶囊的结构进行了表征。将该微胶囊(Si MPP)和PVA共混制得的薄膜(Si MPP-PVA)进行极限氧指数(LOI)测试发现与添加相同比例阻燃剂的MPP-PVA(LOI=34.1%)、Si O2-MPP-PVA(LOI=32.1%)相比Si MPP-PVA的LOI为37.1%,阻燃性有了明显提高。热重分析(TGA)结果表明Si MPP-PVA薄膜燃烧后残炭率比MPP-PVA、MPP-Si O2-PVA高。此外,由于硅凝胶良好的耐酸性,使得Si MPP-PVA复合薄膜在5%(wt)硫酸溶液中处理30 min后氮流失率大大降低。采用扫描电镜(SEM)观察经硫酸溶液浸泡后的薄膜表面、截面未发现明显的缺陷和孔洞。

    2016年03期 693-699页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K]
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  • 基于燃煤烟气污染物深度处理的电厂系统生命周期评价

    张莉;王俏丽;潘淑萍;李素静;李伟;

    利用生命周期评价(life cycle assessment,LCA)方法分析燃煤烟气污染物深度处理下的超超临界(ultra-super critical,USC)典型发电厂系统不同生产子过程的环境影响。建立清单时,将污染物排放追溯到直接排放的子过程中,而输入负数表示各烟气处理单元污染物的去除。分别应用Eco-indicator 99和IPCC GWP 100a方法评价系统的环境综合影响和气候变化影响。结果表明,电厂对环境影响最大的为气候变化,温室气体(greenhouse gas,GHG)排放因子为0.786 kg CO2-eq?(k Wh)?1,其中99.9%来自燃煤的直接排放。烟气处理单元的脱硝装置、除尘装置和脱硫装置分别减少电厂对环境3.5%、83.0%和6.5%的综合损害作用,但对气候变化仅有少量的损害影响。敏感性分析表明厂用电和煤耗与评价结果基本呈正比关系,且两者敏感性相当。烟气处理单元对LCA结果呈现负相关的影响,一般处理下的3个烟气处理单元分别高出深度处理效率下的烟气处理单元19.5%、3.7%和7.1%的环境影响。案例电厂不仅在环境方面具有竞争性,而且在经济成本方面也具有一定优势。

    2016年03期 700-708页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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  • ZnS/DFHMA-co-MAA纤维复合材料的制备及光催化性能研究

    范文娟;常会;邹敏;蒋志强;

    使用静电纺丝的方法制备了羧基含氟聚合物(DFHMA-co-MAA)纳米纤维毡,以该纤维毡为载体,采用水热法在不同的反应时间下制备了Zn S/DFHMA-co-MAA纤维复合材料。利用扫描电镜(SEM)和全自动比表面积测试仪分析了水热反应时间对复合材料形貌和比表面积的影响,表明反应时间为8 h制备的复合材料中Zn S的粒径最优,分布最均匀,比表面积最大;再利用X射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱仪(UV-VIS)对复合材料的理化性能进行了表征;通过紫外降解实验与红外光谱分析表明制备的Zn S/DFHMA-co-MAA纤维复合材料具有很好的耐紫外光降解性能,X射线光电子能谱分析显示复合材料中Zn S与DFHMA-co-MAA纤维之间产生了配位作用,热失重分析表明复合材料中Zn S的含量约为31.7%。光催化降解亚甲基蓝实验表明:在紫外光辐照180 min后,复合材料对亚甲基蓝的降解率为99.68%,较相同条件下纯粉体高出45.6%;循环光催化7次,复合材料仍表现出很高的光催化活性,说明其具有良好的重复光催化稳定性。

    2016年03期 709-715页 [查看摘要][在线阅读][下载 1029K]
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  • 氨基化改性壳聚糖磁性树脂的原位制备及其对UO2~(2+)的吸附性能

    黄志伟;周利民;黄国林;邹洪斌;王云;

    利用Na OH/Fe2+反应体系生成Fe(OH)2,同时通入低浓度O2使Fe(OH)2氧化成Fe3O4,在壳聚糖基质内部均匀生成磁性物质;并利用三聚磷酸钠交联,原位制备氨基化改性磁性壳聚糖树脂(TETA-MCR)。考察了不同p H、吸附时间、初始浓度及温度对TETA-MCR吸附UO22+性能的影响。FT-IR分析表明氨基是UO22+主要吸附位,通过配位络合吸附UO22+。吸附动力学符合拟二级动力学模型,并且为自发吸热过程。吸附等温线符合Langmuir模型,298 K时最大吸附容量达166.6 mg UO22+?g?1。TETA-MCR对UO22+吸附具有吸附容量较高、易于磁分离、可重复使用的优点,可作为UO22+分离的新型磁性吸附剂。

    2016年03期 716-722页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K]
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  • 基于PLIF的水平三向撞击流径向流型的研究

    张建伟;王诺成;冯颖;张学良;

    利用平面激光诱导荧光技术(PLIF)测量了水平三向撞击流反应器内液体混合时变化的二维浓度场,发现了其内部存在两种不同的径向流型:漏斗径向射流和自由径向射流。借助径向射流偏转角β对两种流型的变化规律进行了探索,实验结果表明等效喷嘴间距L*=1D时,偏转角变化范围Δβ很小;L*增大到2D时,Δβ急剧增大,出现峰值。当L*继续增大到3D、4D和5D时,Δβ略微下降,最终趋于稳定。流速u的变化对Δβ的影响较小。小喷嘴直径D工况下,最佳喷嘴间距为L*=2D或L*=3D;中等喷嘴直径D工况下,最佳喷嘴间距为L*=2D。通过计算离析度IOS得到完全混合所需时间t,发现Δβ越大,混合所需时间t越短,混合效果越好。

    2016年03期 723-729页 [查看摘要][在线阅读][下载 444K]
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  • 叠层法制备宽阻尼温域梯度交联聚合物及其性能

    赵立英;刘平安;

    以二氨基二苯甲烷(DDM)、D400和环氧树脂(E44)为原料,通过叠层法制备了梯度交联聚合物材料。用扫描电镜、拉力试验机和高级扩展流变仪研究了固化剂组份对制备的梯度交联聚合物材料结构、力学性能和阻尼性能的影响规律。结果表明,调整单层聚合物的交联密度可得到用于不同使用温度范围的宽玻璃化转变温度,且力学性能优异的无微相分离结构梯度交联聚合物材料。梯度交联聚合物的玻璃化转变温度范围最大可达130℃且峰值半高宽为81°C,有效阻尼温域(tanδ>0.3)为61.57℃,处于中温温度范围内。

    2016年03期 730-733页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • 酸性红B高效降解耐盐菌株BY-2的分离鉴定及降解特性研究

    杨阳;胡翔;

    从已运行一年的三相内循环好氧生物流化床系统中分离筛选出一株降解酸性红B的高效耐盐菌株BY-2,通过对菌株的理化形态特征及16s r RNA序列分析,初步确定菌株BY-2为Pseudomonas sp.属。考察了初始p H、盐度、染料浓度以及接种量等条件对酸性红B降解与菌体生长的影响。结果表明:初始p H为7,盐浓度为50 g?L?1,酸性红B初始浓度为500 mg?L?1,接种量2%,反应18 h时,酸性红B的降解率可达90%以上。降解中间产物的紫外-可见光光谱和GC-MS分析说明菌株BY-2对酸性红B有良好的降解作用,菌株BY-2在实际染料废水处理中具有潜在应用价值。

    2016年03期 734-740页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 三元体系 NaBr-Na_2SO_4-H_2O 和 KBr-K_2SO_4-H_2O 398 K 相平衡研究

    王攀;桑世华;刘乾;崔瑞芝;

    采用等温溶解平衡法研究了三元体系 NaBr-Na2SO4-H2O 和 KBr-K2SO4-H2O 在高温 398 K 的相平衡关系,测定 了 398 K 条件下平衡溶液的溶解度。研究发现:两个三元体系均为简单共饱和型,无复盐及固溶体生成。根据溶解度 数据绘制了相图,相图中均有一个共饱和点,2 个平衡固相结晶区和 2 条单变量曲线。三元体系 NaBr-Na2SO4-H2O 所 对应的平衡固相为 NaBr 和 Na2SO4;KBr-K2SO4-H2O 体系对应的平衡固相为 KBr 和 K2SO4。对比了上述两个三元体系 在不同温度条件下共饱点的液相组成,实验结果表明,NaBr 和 KBr 分别对 Na2SO4 和 K2SO4 有较强的盐析作用。

    2016年03期 527-531页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 新型原子力显微镜技术在细胞成像和力学测量方面的应用

    姜雪锋,韩烨,杨海军,杨忠波,汤明杰,王化斌;

    在不同生理状态下,细胞的形态、弹性和黏附性等物化特性会发生改变,这些变化反映细胞复杂的生物学过程。原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)具有原子级成像分辨率和皮牛级力学分辨率,可以在近生理条件下对细胞进行高分辨形貌成像和力学性能测量,因此可以很好地用来研究细胞的上述物化特性。文章首先扼要介绍AFM的基本工作原理和基本工作模式,而后对传统AFM在细胞成像和力学测量相关物化性质方面的应用进行了简要总结,最后重点介绍了新型AFM技术在细胞成像和力学测量方面的物化性质研究的最新进展。

    2016年03期 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
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  • 两种金属盐对稻壳热解生物油的影响

    赵 娜, 李宝霞, 华美玉

    壳单独热解时,在热解终温 550℃、升温速率 20℃ min 1的条件下,生物油产率最高为 53.81%。Na2CO3和CaCO3两种催化剂均能提高生物油的产率和品质,但 Na2CO3的催化效果优于 CaCO3。随着两种催化剂添加量的增加,生物油产率增加幅度逐渐减小,在 Na2CO3和 CaCO3添加量为 2.5%(wt)时,生物油产率分别可达到 60.92% 和 57.67%。随着 Na2CO3添加量的提高生物油酸值减小和热值增加的幅度均增大;CaCO3则使得生物油酸值减小幅度先下降后升高,而热值增加幅度较小。GC-MS 对生物油组成进行分析可知,催化剂的添加改变了生物油的组成,促进了生物油中酚类、醇类和芳烃类化合物的生成,抑制了酸类和糖类化合物的产生。

    2016年03期 [查看摘要][在线阅读][下载 407K]
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