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当期目录

    2010年 第10卷 第4期    刊出日期:2010-08-20
    流动与传递
    氧气射流作用下的电弧炉熔池两相流数值模拟
    王广连 朱荣 何春来
    . 2010, 10(4):  625-31. 
    摘要 ( )   PDF (1487KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    建立了单氧枪供氧强度为3000 m3/h时炉壁氧气射流冲击电弧炉熔池的三维两相流数值模型. 流体动力学数值模拟结果表明,在超音速射流作用下,熔池中形成的涡流促进了钢液循环流动,涡流中心位置处于液面下0.3 m、距熔池中心1.6 m处,位于氧枪轴线上、涡流中心以下的钢液流的速度呈分段线性分布. 竖直方向每降低1 cm,熔池中下部的钢液速度降低0.0015~0.002 m/s,靠近炉底的钢液速度降低0.006~0.007 m/s. 熔池表层钢液直接受射流的冲击作用,在喷吹初期钢液速度即可达0.1~0.5 m/s,之后基本不变;熔池中下部和偏心炉底区钢液速度最低,速度随喷吹时间增加而增加.
    双层翼型桨搅拌槽内流动特性的PIV研究
    郭欣 李志鹏 高正明
    . 2010, 10(4):  632-637. 
    摘要 ( )   PDF (328KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在直径0.476 m的搅拌槽内,采用粒子图像测速技术对双层三叶CBY翼型桨搅拌槽内的流场进行了研究,考察了层间距、浸没深度和离底高度等参数对流场分布的影响. 结果表明,层间距H2≤0.6T(T为搅拌槽直径)时,槽内可形成整体的轴向循环流动,H2≥0.7T时槽内将产生分区流动现象. 浸没深度对桨叶排出流区域的速度影响很小. 降低下层桨的离底高度能加强下层桨的径向流动,并增大上层桨叶轮区和循环区流体的轴向流动.
    T型撞击流混合器内流动特性的PIV研究
    王端 李志鹏 高正明 黄家琪
    . 2010, 10(4):  638-643. 
    摘要 ( )   PDF (475KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用粒子图像测速技术对入射管直径为3 mm、混合腔直径为16 mm的T型撞击流混合器内的流动特性进行了研究,考察了不同流速比和撞击轴线上方空间条件下混合腔内的速度和湍流动能分布. 结果表明,在相同入射管直径和流速下,撞击驻点位于混合腔中心处,无因次化的速度和湍流动能分布趋势基本一致. 高湍流动能区主要集中在撞击点附近区域,其无因次化数值是传统Rushton涡轮搅拌槽叶端处的3倍. 流速比对撞击驻点位置影响显著;减小撞击轴线上方空间可增加高湍流动能分布区域,利于物料混合.
    螺旋半圆管夹套内湍流流动与传热的数值模拟
    李雅侠 吴剑华 龚斌 战洪仁
    . 2010, 10(4):  644-649. 
    摘要 ( )   PDF (641KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    应用CFD分析软件Fluent,在简化模型的基础上对螺旋半圆管夹套内的三维湍流流动及换热进行了数值模拟. 结果表明,夹套内与螺旋线垂直的横截面上,切线方向的时均速度等值线呈鞍状分布,弯曲外壁侧的速度梯度远大于直内壁侧;二次流为稳定的两涡结构,二次涡的中心位置在半圆形截面的2个尖角附近. 由于二次流的作用,换热壁面上局部努塞尔数Nulocal分布不均,最小值在壁面中心点处,最大值在中心点两侧,研究范围内,最小值为平均值的0.8~0.85倍,最大值为平均值的1.15~1.25倍. 螺距对夹套内充分发展段的流体流动及换热的影响很小;增大曲率,夹套的换热能力增强,同时流动阻力也增大.
    混沌转速搅拌混合及实验研究
    楚树坡 周慎杰 栾德玉 刘孝贤
    . 2010, 10(4):  650-654. 
    摘要 ( )   PDF (241KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    将混沌映射与脉冲宽度调制(PWM)技术相结合,开发了一种混沌转速搅拌混合技术. 该技术基于一维逻辑斯蒂映射获得混沌数值序列,然后将该数值序列赋予PWM占空比,经全桥驱动电路转变成混沌电压信号,从而使搅拌轴驱动电机转速呈混沌状态. 采用酸碱中和脱色法对甘油溶液进行了搅拌混合实验研究. 结果表明,在最大转速相同的条件下,为使甘油溶液完全混合均匀,常规匀速搅拌需近9 min,而混沌转速搅拌仅需20 s,后者所用时间仅为前者的5%.
    60 t钢包浇注过程中汇流旋涡形成机理
    蔺瑞 颜正国 刘涛 于景坤
    . 2010, 10(4):  655-659. 
    摘要 ( )   PDF (489KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    依据相似原理,通过水模拟实验,对某钢厂60 t钢包浇注过程中钢水旋涡产生及卷渣过程进行研究,考察了初始液面高度、水口直径、水口偏心率和渣层对产生旋涡临界高度的影响. 结果表明,产生旋涡的临界高度随水口直径增大而增大,随水口偏心率增大而减小,初始液面高度对产生旋涡的临界高度影响不大,渣层在一定程度上可抑制旋涡的产生和发展,但其厚度对旋涡没有明显影响. 得到了钢包浇注过程中产生旋涡的临界高度h与钢包浇注水口直径d及水口偏心率e之间的关系式h=65.276+1.427d-76.778e.
    反应与分离
    碱性介质多元体系中钒酸钠结晶分离
    张燕 王少娜 邹兴 杜浩 郑诗礼 张懿
    . 2010, 10(4):  660-666. 
    摘要 ( )   PDF (273KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    测定了NaOH-NaNO3-Na3VO4-Na2CrO4-H2O五元体系各盐在碱中的相平衡浓度,根据所得数据对该体系中的Na3VO4进行了冷却结晶分离. 通过研究NaOH浓度、NaNO3浓度、结晶终点温度、降温速度、搅拌速度、晶种对钒酸钠结晶分离的影响,得到的最优实验条件为:结晶液中NaOH浓度200~250 g/L,NaNO3浓度200 g/L左右,搅拌转速200 r/min,80~40℃自然降温,添加晶种量1%(w),该条件下Na3VO4结晶率为61%,晶体纯度可达95%,且晶体颗粒大(147 mm),沉降分离速度快(<10 min).
    熔盐法活化处理含铬红土镍矿浸出液的铬铝分离及碱液循环
    李莉 曲景奎 齐涛 王京刚 李洁
    . 2010, 10(4):  667-672. 
    摘要 ( )   PDF (237KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    基于Na2CO3, Na2CrO4, NaAlO2在NaOH溶液中的溶解度及NaAlO2的性质,采用蒸发结晶、碳化沉铝、苛化等方法对浸出液中铬、铝进行了分离,并实现了碱液循环. 结果表明,采用分步结晶,一次蒸发排盐终点控制碱液浓度在40%(w),结晶相中为大量NaAlO2和少量Na2CrO4;二次蒸发碱液浓度控制在50%(w),结晶相中为大量Na2CrO4和少量Na2CO3. 一次排盐结晶相溶解后通过碳化方式将铝分离,深度碳酸化后NaAlO2分解率达90.8%;二次排盐结晶相溶解后在90℃、苛化1 h、加钙量为理论量的1.2倍时,苛化率达79.2%,苛化液蒸发后过滤得到较纯的Na2CrO4晶体.
    石煤灰渣二次焙烧稀酸浸出提钒工艺条件
    余德麒 施正伦 肖文丁 李戈跃 骆仲泱 岑可法
    . 2010, 10(4):  673-678. 
    摘要 ( )   PDF (256KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为获得石煤灰渣二次焙烧稀酸浸出提钒工艺的优化条件,对该工艺钒浸出率的影响因素进行了实验研究. 结果表明,二次焙烧温度、二次焙烧时间、熟料粒径、酸浸温度、硫酸浓度5种因素对钒浸出率的影响较大,酸浸液固体积质量比、酸浸时间的影响较小. 最佳工艺条件为:二次焙烧温度850℃,二次焙烧时间1 h,熟料粒径180 mm以下,常温(18℃)酸浸,硫酸浓度0.36 mol/L,液固比2~2.5 mL/g,浸出时间0.25 h. 在此条件下,石煤灰渣钒浸出率可达81%以上.
    铀矿石化学浸出与细菌浸出沉淀产物的比较
    刘玉龙 丁德馨 李广悦 胡南 王永东 王有团 王清良
    . 2010, 10(4):  679-684. 
    摘要 ( )   PDF (715KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为了研究细菌在铀矿石细菌浸出中的作用及产物,设计了Fe2+浓度分别为2.01和4.63 g/L的化学浸出和细菌浸出4种矿粉实验与Fe2+浓度为4.63 g/L的化学浸出和细菌浸出2种矿块实验. 监测了矿粉浸出体系中pH值、Eh值及铀浓度随时间的变化,并对铀矿石化学浸出和细菌浸出的矿块表面形貌、元素及矿物组成进行了分析. 结果表明,在4种矿粉浸出体系中,Fe2+浓度分别为2.01和4.63 g/L的化学浸出铀矿石浸出率分别为64.86%和69.13%,细菌浸出浸出率分别为94.35%和92.80%. 试块化学浸出后表面主要为硅酸盐类矿物,细菌浸出后表面主要是黄钾铁矾类矿物. 细菌浸出体系中含适量铁可有效降低沉淀量,提高浸出率.
    金属掺杂二氧化钛介孔材料对葛根素的吸附行为
    唐文华 刘少友 冯庆革 王翔 龙步明
    . 2010, 10(4):  685-690. 
    摘要 ( )   PDF (324KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以葛根素为探针分子,研究了pH=4.5、初始浓度8 mg/L、不同时间与温度下TiO2及金属铝、镍、锌单掺杂TiO2介孔材料对葛根素的吸附行为. 结果表明,葛根素在该介孔材料上的吸附行为符合Freundlich等温单层吸附模型;其准一级吸附速率常数k=(0.30~0.58)′10?2 min-1,且kZn-TiO2
    乳状液膜法提取红土矿浸出液中镍
    姜承志 翟秀静 张廷安
    . 2010, 10(4):  691-695. 
    摘要 ( )   PDF (181KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用Span-80-TBP-NH3×H2O体系乳状液膜法提取红土矿浸出液中的Ni(II),研究了膜相组成、内水相试剂浓度、膜相与内水相体积比(油内比)、乳水体积比对镍离子提取效果的影响. 采用微分法测定并比较了反应的浓度级数nC和时间级数nt. 结果表明,膜相组成为Span-80:TBP:石蜡:煤油(体积比)=5:4:2:89、内水相氨水浓度为2 mol/L、油内比为1:1、乳水体积比为1:3、外水相硫酸浓度为0.3 mol/L的条件下,经过二级提取后,红土矿浸出液中Ni(II)去除率可达80%;由浓度级数(nC=1)小于时间级数(nt=2.8)可知,该过程为化学反应控制过程.
    振动筛板鼓泡塔中NaCO3-CO2-H2O体系的反应速率
    安钢 安以弘 孙波 钱美华 许庆
    . 2010, 10(4):  696-700. 
    摘要 ( )   PDF (233KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研究了不同CO2流量、筛板振幅、筛板振动频率下,反应时间对振动筛板鼓泡塔中NaCO3-CO2-H2O体系的NaHCO3浓度和NaHCO3生成速率的影响,测定了振动筛板鼓泡塔、鼓泡塔和筛板鼓泡塔在相同条件下的反应速率. 结果表明,在振动筛板鼓泡塔中反应20~25 min时,CO2高流量与低流量下的NaHCO3浓度比为1.39. 反应进行5 min时,NaHCO3生成速率在筛板振幅为0.5 cm时是1.5 cm时的1.76倍,振动频率为120 min-1时是60 min-1时的1.46倍. 振动筛板鼓泡塔比筛板鼓泡塔节省反应时间10%,比鼓泡塔省时26%.
    CaCl2-NaCl混合助剂分解钾长石提取钾的实验研究
    胡天喜 于建国
    . 2010, 10(4):  701-705. 
    摘要 ( )   PDF (256KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    CaCl2和NaCl按一定比例混合作助剂焙烧分解钾长石提钾,对产物的物相组成及分解反应过程进行了研究. 结果表明,混合助剂能缩短分解反应达到平衡的时间,在较低的焙烧温度和较短的焙烧时间下获得较高的提取率,且温度越低或时间越短效果越明显,在焙烧温度800℃、焙烧时间60 min的条件下,混合助剂的钾提取率为93.65%,比CaCl2高22.57%,比NaCl高39.56%. 超过700℃后,体系进入快速反应阶段,混合助剂有效降低了分解反应温度,适宜的焙烧温度为800~890℃.
    过程与工艺
    冷轧Q195L钢带鱼鳞状掉皮缺陷成因分析
    赵新凯 孙本良 胡进 韩朝霞
    . 2010, 10(4):  706-713. 
    摘要 ( )   PDF (756KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    结合SEM及EDS、金相分析、数值模拟方法研究了冷轧Q195L钢带冷轧过程中出现的鱼鳞状掉皮现象. 试样检测表明,非金属夹杂物和氧化铁共同作用导致这种缺陷,前者来源于钢水夹杂驱除不净或保护渣卷渣,后者根源在于连铸坯内部裂纹发生脱碳氧化,最终在冷轧中暴露于表面. 数值模拟表明,铸坯角部裂纹发生在结晶器内,钢水开始浇注的前6 s内铸坯角部降温速率为124.9℃/s,凝固收缩速率达0.07 mm/s. 凝固前裂纹指数呈增长趋势,在凝固末端达0.75,伴随疏松与缩孔形成中心裂纹;凝固坯壳内从近表面到距离边部41 mm处裂纹指数均出现过大于1的情况,中间裂纹形成于此,铸坯二冷II段内回温会导致中间裂纹沿弱化的柱状晶晶界扩展.
    微量硫酸催化环氧大豆油的合成
    孙晓英 赵雪冰 杜伟 刘德华
    . 2010, 10(4):  714-719. 
    摘要 ( )   PDF (1089KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在无溶剂条件下,以甲酸为载氧体合成了环氧大豆油. 通过正交实验确定了甲酸自催化合成环氧大豆油的优化工艺条件. 为进一步提高环氧值和缩短反应时间,添加微量硫酸作为催化剂,并优化了其用量. 结果表明,当大豆油、88%甲酸、30%双氧水和硫酸的质量比为1:0.13:0.7:0.004时,在65℃下反应3 h,产品的环氧值为6.2%,残留碘值<6.0%. 采用红外光谱和核磁共振对产品进行了表征.
    葡萄糖和蔗糖热分解过程的动力学分析
    陈颖钦 何晗冰 刘畅 陆小华
    . 2010, 10(4):  720-725. 
    摘要 ( )   PDF (238KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    对葡萄糖和蔗糖的热分解过程进行了TG-DTA研究,采用Kissinger法、Friedman法及非线性拟合法获得了分解过程的反应机理和动力学参数. 结果表明,葡萄糖比蔗糖更易分解. 葡萄糖的分解过程分别为二级和一级反应,蔗糖的分解过程分别为n级和一级反应. 利用非线性拟合法给出了葡萄糖与蔗糖热分解过程的完整反应途径和动力学参数,葡萄糖三阶段的活化能分别为132, 150和253 kJ/mol,指前因子分别为11.6, 11.1和19.6 s-1;蔗糖两阶段的活化能分别为105和229 kJ/mol,指前因子分别为8.2和18.6 s-1.
    预煅烧铜渣对生物质催化热解动力学的影响
    赵鲁梅 胡建杭 王华 刘慧利 卿山 李磊
    . 2010, 10(4):  726-731. 
    摘要 ( )   PDF (648KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用热重分析仪考察了预煅烧铜渣对生物质催化热解动力学的影响. 结果表明,催化剂的使用可明显降低生物质热解的活化能;随煅烧温度提高和1000℃下煅烧时间延长,催化剂活性先增强后减弱. 不同预煅烧条件下铜渣矿物的表征显示,由于Fe2SiO4、硫化物和磷化合物的氧化,铜渣质量先增加后降低;预煅烧使Fe从铜渣的Fe2SiO4中脱出,以Fe3O4和a-Fe2O3形式存在;随煅烧温度提高,Fe2SiO4的特征峰逐渐减弱直至消失,Fe3O4先增强后减弱,a-Fe2O3增强. 由此推断,Fe3O4的形成是预煅烧铜渣催化活性提高的原因.
    炼铜反射炉水淬渣工艺矿物学
    黄自力 陶青英 耿晨晨 马丰 何舔辉 刘缘缘
    . 2010, 10(4):  732-737. 
    摘要 ( )   PDF (550KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用XRF, XRD, SEM-EDS, M?ssbauer及金相显微分析等对炼铜反射炉水淬渣进行了工艺矿物学研究. 结果表明,渣中含铜1.06%(w),主要以冰铜存在;全铁量为36.41%(w),Fe2SiO4占53.5%(w),Fe3O4为32.5%(w),Fe2O3为14.0%(w),且铜、铁、硅矿物紧密共生,呈细粒不均匀嵌布. 热力学分析表明,在CaO和O2存在条件下,硅酸铁转化为磁性氧化铁的趋势较大. 采用浮选回收铜-高温脱硅-磁选分离铁的选冶工艺处理炉渣,当磨矿细度-0.074 mm含量从75%增加到95%时,一次粗选铜回收率从18.6%增至39.02%,粗选精矿铜品位为4.6%. 炉渣在CaO/SiO2摩尔比0.9、1350℃氧化30 min、10 K/min缓冷速度下脱硅后,经破碎、磨矿、磁选,铁回收率为71%,铁精矿品位达62%.
    辣椒碱在不同溶剂中溶解度的测定与关联
    雷超 常志东 刘会洲
    . 2010, 10(4):  738-742. 
    摘要 ( )   PDF (197KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    应用平衡法,以辣椒碱晶体(含辣椒碱50.4%,二氢辣椒碱37.1%,降二氢辣椒碱7.9%)为原料,在262~333 K温度下测定了辣椒碱在甲醇、乙醇、正丁醇等9种溶剂中的溶解度曲线,分别采用理想溶液模型、Apelblat模型和多项式经验方程对实验数据进行关联. 结果表明,9种溶剂中,辣椒碱的溶解度均随温度升高而增大,辣椒碱在正丁醇中的溶解度最大,在水中的溶解度最小. 计算表明,乙醚适合作为辣椒碱的冷却结晶溶剂,产率为51.23%. 模型关联结果为理想溶液模型的误差较大,多项式经验方程的误差最小.
    生化工程专栏
    静电纺丝制备苯乙烯马来酸酐共聚物纳米纤维及其固定化b-D-半乳糖苷酶
    郑国建 张松平 张羽飞
    . 2010, 10(4):  743-749. 
    摘要 ( )   PDF (484KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用静电纺丝技术制备苯乙烯-马来酸酐共聚物纳米纤维,最佳电纺条件为:聚合物浓度0.35 g/mL、针尖到接收板距离25 cm、电纺液流量250 mL/h、电压21 kV. 该条件下获得了直径约300 nm且分布均一的纳米纤维. 利用该纳米纤维固定b-D-半乳糖苷酶,固定化反应的最适pH值为4.0,此时酶负载量为(15.1±0.5) mg/g. 固定化酶催化2-硝基苯酚-b-D-半乳吡喃糖苷水解反应的米氏常数Km=2.7 mmol/L,略大于游离酶的Km值(2.2 mmol/L);最大反应速率Vmax为97.2 mmol/(min×mg),为游离酶的47.8%. 固定化酶在37℃下重复操作21次后活性损失仅为15%. 在连续搅拌式反应器中将固定化酶用于催化乳糖的水解反应,连续使用17 d仍能稳定运行.
    稀土元素对2-酮基-L-古龙酸发酵过程的影响
    郑巧双 周景文 陈孚江 刘杰 刘立明 陈坚
    . 2010, 10(4):  750-755. 
    摘要 ( )   PDF (301KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用普通生酮基古龙酸菌(Ketogulonigenium vulgare)与巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)混合菌系,研究了不同稀土离子及其配合物对发酵生产维生素C前体物质2-酮基-L-古龙酸(2-KLG)的影响. 结果表明,各稀土离子对2-KLG合成的最佳促进浓度均约为5 mmol/L,且具有低浓度促进、高浓度抑制的作用规律. EDTA镧、柠檬酸镧均抑制2-KLG的合成,而1 mmol/L草酸镧对其合成代谢有促进作用,使其产量提高6.4%. 摇瓶中添加5 mmol/L La3+,发酵中后期菌体生长状况得到显著改善的同时提高了2-KLG最终产量并缩短了发酵周期. 3.6 L发酵罐中添加5 mmol/L La3+进行分批发酵,平均山梨糖消耗速率和2-KLG生产强度比对照分别提高12.4%和14.8%,发酵周期缩短11.1
    酸枣仁抗氧化成分提取及其活性
    马琦 袁其朋 丁轲 崔志云
    . 2010, 10(4):  756-761. 
    摘要 ( )   PDF (238KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    通过活性跟踪测试,结合正交实验与响应面设计Box-Benhnken实验,对不同提取方法、提取溶剂、提取次数等条件下的酸枣仁提取物进行了体外抗氧化活性测定,以提取率、总还原力、羟自由基清除率、DPPH清除率和总抗氧化能力评价了酸枣仁的抗氧化活性. 结果表明,提取物抗氧化活性最优的提取条件为:76.5℃下回流提取1次、提取时间4.5 h、提取溶剂60%乙醇含量为59.1%(j)、液固比为10 mL/g. 由提取物的紫外及红外图谱判断酸枣仁中抗氧化活性成分为黄酮类物质.
    扩张床吸附分离丙酸耦合维生素B12发酵
    李凌云 王鹏 王云山 马润宇 苏志国
    . 2010, 10(4):  762-766. 
    摘要 ( )   PDF (269KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用扩张床吸附丙酸与维生素B12发酵相耦合以解除丙酸对维生素B12发酵的抑制. 选用弱碱性阴离子交换树脂330对发酵液中的丙酸进行了扩张床吸附和解吸工艺研究,丙酸浓度10 g/L (pH 5.0)、树脂量为发酵液体积的1/10、上料流速710 mL/min时,湿树脂动态吸附量为57.73 mg/g;解吸剂NaOH 3 mol/L、流速1.32 mL/min时,解吸率为93.2%. 将此工艺用于发酵过程中丙酸的原位吸附分离,构建了一种新型原位分离发酵系统. 通过降低发酵液中丙酸的浓度,有效缓解了丙酸对细胞生长的抑制作用,提高了细胞发酵密度,维生素B12及丙酸产量相对于补料分批发酵分别提高了26.6%和39.4%.
    酿酒酵母转化生成2-苯乙醇分批补料工艺优化
    王航 董清风 孟春 石贤爱 郭养浩
    . 2010, 10(4):  767-771. 
    摘要 ( )   PDF (249KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    对酿酒酵母转化生成2-苯乙醇过程的碳氮源进行优化,选择葡萄糖为碳源,1 g/L脲为氮源,8 g/L L-苯丙氨酸为前体,以呼吸商达1.1±0.1为补糖控制依据,在5 L发酵罐水平建立分批补料工艺,2-苯乙醇终浓度达4.39 g/L,生成速率达0.314 g/(L×h),L-苯丙氨酸摩尔转化率为0.8,L-苯丙氨酸残留浓度仅为0.634 g/L.
    废液全循环工艺中副产物积累对自絮凝酵母生长和乙醇发酵的影响
    张春明 孜力汗 赵心清 赵大伟 白凤武
    . 2010, 10(4):  772-776. 
    摘要 ( )   PDF (293KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在单级搅拌式生物反应器中,以双酶法制备的玉米糖化液为底物,进行了废糟液全循环条件下自絮凝颗粒酵母乙醇连续发酵实验. 每隔3 d将收集到的发酵液集中精馏处理,得到的废糟液直接用于玉米粉调浆. 实验装置连续运行25 d. 结果表明,乙酸、乳酸、丙酸、糠醛和2-苯乙醇随废糟液循环不断积累,其中丙酸积累最明显,浓度可达2.7 g/L,是唯一超过临界抑制浓度的副产物. 通过摇瓶添加实验测得上述5种副产物对酵母细胞生长和乙醇发酵的最小抑制浓度分别为3, 20, 1.5, 2和1.5 g/L,丙酸与2-苯乙醇及糠醛与2-苯乙醇之间的协同效应最强.
    全细胞催化合成医用纺织新材料聚g-谷氨酸
    杨革 王宁 张超
    . 2010, 10(4):  777-780. 
    摘要 ( )   PDF (284KB) ( )  
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    在3.7 L生物反应器中研究了反应条件对固定化地衣芽孢杆菌催化合成聚g-谷氨酸的影响. 结果表明,添加赖氨酸与谷氨酰胺都可加强产物的合成,反应体系温度37℃及pH值7.0、催化剂用量4%(w)、通气量4 L/min时,搅拌转速达300 r/min即可满足细胞的基础代谢和聚g-谷氨酸合成对溶解氧的需求. 以溶氧水平作为L-谷氨酸代谢指标控制L-谷氨酸限制性流加,既可维持一定的固定化菌体的基础代谢,又不会发生反应体系中残余谷氨酸及有害代谢产物阻遏作用,聚g-谷氨酸转化得率最高可达92.74%. 全细胞生物催化剂反应5次后聚合得率可保持在81%以上.
    材料工程专栏
    用于低温液相合成甲醇的Cu/MgO/ZnO催化剂
    李源 张香平 王蕾 李春山 刘龙 张天龙 张锁江
    . 2010, 10(4):  781-787. 
    摘要 ( )   PDF (530KB) ( )  
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    采用并流共沉淀法制备了不同Cu:(Mg+Zn)及Mg:Zn摩尔比的铜基催化剂Cu/MgO/ZnO,用于低温液相甲醇的合成,并对比了Cu/ZnO及Cu/MgO催化剂,分析了催化剂中载体MgO的作用. 结果表明,MgO的引入有利于催化剂中Cu+的生成并均匀分散在载体中,可提高催化剂的催化活性. 以合成气CO+H2为原料,在443 K和5.0 MPa条件下,采用液体石蜡作溶剂,考察了催化剂的催化性能. 结果表明,Cu/MgO/ZnO催化剂的活性优于Cu/ZnO和Cu/MgO催化剂,且当Cu:Mg:Zn=2:1:1时催化性能最好,此时合成气中CO的转化率为63.56%,甲醇的选择性为99.09%,时空收率为5.413 mol/(kg×h). 分析了Cu/MgO催化剂在高温反应条件下的失活现象,认为铜烧结是其失活的主要原因.
    磁性离子液体1-甲基-3-烷基咪唑四卤化铁盐的合成及其物性表征
    李小华 杨富明 周清 张锁江
    . 2010, 10(4):  788-794. 
    摘要 ( )   PDF (259KB) ( )  
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    合成了4种1-甲基-3-烷基咪唑四氯化铁盐[Cnmim]FeCl4(n=2, 4, 6, 8)及3种1-甲基-3-丁基咪唑四卤化铁([C4mim]FeX4, X=Cl, Br)磁性离子液体,光谱结果表明,[Cnmim]FeCl4及[C4mim]FeBr4中阴离子单一,而[C4mim]FeClBr3及[C4mim]FeCl3Br中的阴离子为FeBr4-, FeBr3Cl-, FeCl2Br2-, FeCl3Br-, FeCl4-的混合物. 测定了其密度、粘度、电导率,磁性离子液体密度较大,25℃时为1.25~1.94 g/cm3;粘度较小,25℃时为21~65 mPa×s;电导率较大,30℃时为0.23~1.37 S/m. 并研究了其物性随温度及结构的变化规律.
    碳化合成纳米SiO2颗粒比表面积的控制机理
    古明远 林荣毅 郭占成
    . 2010, 10(4):  795-801. 
    摘要 ( )   PDF (690KB) ( )  
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    以Na2SiO3为前驱物,研究了碳化合成纳米SiO2颗粒比表面积的控制机理. 正交实验结果表明,影响其比表面积的次序为Na2SiO3浓度>PEG6000添加量>反应温度>CO2/N2混合气流量. 当反应温度80℃、Na2SiO3浓度40 g/L、PEG6000 4 g/L、CO2/N2混合气流量1.2 L/min时,所制SiO2颗粒的比表面积为318.9 m2/g. 随Na2SiO3 浓度增大,SiO2胶粒在pH>7的碳化液中Ostwald凝聚生长过程相对延长,颗粒的一次粒径增大,比表面积却随之减小. 由于温度对SiO2溶解度和胶粒Brownian运动的影响,降低反应温度可促进SiO2成核、减少Si(OH)4和≡SiOSi(OH)3的聚合,SiO2颗粒的比表积增大. 添加剂PEG6000的空间架构效应抑制纳米SiO2颗粒团聚,从而促进SiO2颗粒比表面积增大;但当其浓度大于7 g/L时,Na2SiO3分子进入缠绕着的PEG长链架构内部,所得SiO2颗粒比表面积有所降低.
    表面渗铝氧化处理后8407钢的抗熔损性能
    孙健 王晓鸣 邹宗树
    . 2010, 10(4):  802-808. 
    摘要 ( )   PDF (460KB) ( )  
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    将表面经冷喷涂铝处理的8407钢样在550℃下扩散处理4 h,并在2.5 A/dm2电流密度下常温硬质阳极氧化处理60 min,使试样表面形成Fe3O4×Al2O3氧化膜. 采用失重法评价了静置和旋转条件下,表面渗铝氧化处理和未处理试样在620℃的ADC12铝液中的熔损性能. 利用光学显微镜观察熔损后试样横截面组织,利用SEM观察分析了表面未处理试样熔损后铁-铝界面组织和局部成分,探讨了8407钢的熔损机理及氧化膜抗熔损机理. 结果表明,8407模具钢经渗铝氧化处理后形成的氧化膜隔绝了钢基体与铝液的直接接触,降低了钢与熔融铝液间的润湿性能,提高了钢的静态和动态熔损抗力,且动态熔损抗力提高得更显著.
    Preparation of TiO2 Nanoparticles Coated Cotton Fibers at Low Temperature and Their Photocatalytic Activity
    石中亮 卢昌岁 王海波 潘永娥 姚淑华
    . 2010, 10(4):  809-814. 
    摘要 ( )   PDF (389KB) ( )  
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    TiO2 nanoparticles coated cotton fiber composite was successfully prepared by using a sol-gel method at low temperature (about 100℃) using tetrabutyl-titanate [Ti(OBu)4] as raw material. The preparation of the TiO2 colloid and the composite were described. The properties of resulting materials were characterized by SEM and XRD, the photocatalytic degradation performance was tested using methylene blue (MB) as the target pollutant in aqueous solution. The results showed that the amorphous TiO2 nanoparticles were distributed evenly on the outer surfaces of cotton fibers, which shows efficient photocatalytic properties when exposed to UV light, the degradation rate of MB reached 95.35% under the conditions of catalyst dosage 2.5 g/L, MB concentration 50 mg/L, irradiation time 120 min, and pH 10, and the photocatalytic activity of TiO2/cotton fibers remained above 90% of its activity as-prepared after being used four times, the degradation rate of MB could reach 88.78% when irradiation time was 120 min. The photocatalytic degradation of MB could be properly described by the first-order kinetic law. By comparison of the removal rates of MB with and without UV light, it could be affirmed that the disappearance of MB was due to photodegradation rather than adsorption on cotton fibers.
    综述
    电子纸显示器中电泳颗粒制备的研究进展
    温婷 孟宪伟 任湘菱 唐芳琼
    . 2010, 10(4):  815-825. 
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    分类综述了近年来白色、黑色及彩色电泳颗粒的制备及包覆修饰方法,评价了各种制备或包覆修饰方法应用于电泳颗粒制备中的优劣. 相比机械法,化学法,尤其是高分子包覆法在制备电泳颗粒上具有优势. 此外,还介绍了国内在制备白色、黑色和彩色电泳颗粒方面的部分最新进展,为各色电泳颗粒的制备提供了新思路. 最后,概括了电泳型电子纸显示器中电泳颗粒的现状及制备技术中存在的问题和发展方向.
    电子纸显示器及组装工艺研究进展
    李政远 孟宪伟 唐芳琼
    . 2010, 10(4):  826-832. 
    摘要 ( )   PDF (457KB) ( )  
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    综述了电子纸显示器的发展过程及电泳型电子纸显示器件的组装工艺研究进展,比较评价了E-ink公司微胶囊型电子纸与SiPix公司微杯型电子纸在原理结构、显示质量、组装工艺等方面的优劣. 在相关研究的基础上,对进一步控制成本以求产业化发展的工艺改进方向作了预测,介绍了掩膜光刻法及光固化法制备微杯型电子纸的组装工艺,并对其广阔的应用前景进行了展望.