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期刊基本信息
创刊:2001年 月刊
名称:过程工程学报
英文:The Chinese Journal of
   Process Engineering
主管:中国科学院
主办:中国科学院过程工程研究所
出版单位:科学出版社
主编:张锁江
副主编:陈运法 葛 蔚 巩金龙
马紫峰 齐 涛 张香平 朱庆山
朱为宏
ISSN:1009-606X
刊号:CN 11-4541/TQ
电话:010-62554658
邮箱:gcgc@ipe.ac.cn
地址:北京中关村北二街1号过程大
厦A811
邮编:100190
定价:30元/期
  当期目录
 
2008年 8卷 6期
刊出日期:2008-12-20

过程与工艺
材料工程专栏
流动与传递
生化工程专栏
反应与分离
 
       流动与传递
1041 La(III) Transport in Dispersion Supported Liquid Membrane Including PC-88A as the Carrier and HCl Solution as the Stripping Solution
裴亮 姚秉华 付兴隆 王理明
DOI:
The transport of La(III) through a dispersion supported liquid membrane with polyvinylidene fluoride membrane as the liquid membrane support and dispersion solution including HCl solution as the stripping solution and 2-ethylhexyl phosphonic acid mono-2-ethylhexyl ester (PC-88A) in kerosene as the membrane solution, was studied. As a result, the optimum transport conditions of La(III) were obtained as that concentration of HCl solution was 4.0 mol/L, concentration of PC-88A 0.16 mol/L, and volume ratio of membrane to stripping solution 30:30 in the dispersion phase, and pH value 4.0 in the feed phase. Ionic strength had no obvious effect on the transport of La(III). Under the optimum conditions, when initial concentration of La(III) was 0.8′10-4 mol/L, the transport rate was up to 96.3% during the transport time of 125 min. The kinetic equation was developed based on the law of mass diffusion and theory of interface chemistry. The diffusion coefficient of La(III) in the membrane and the thickness of diffusion layer between feed and membrane phases were obtained as 3.20′10-7 m2/s and 3.22′10-5 m, respectively. The calculated results were in good agreement with experimental results.
2008 Vol. 8 (6): 1041-1050 [摘要] ( 2495 ) HTML (0 KB)  PDF (178 KB)  ( 761 )
1051 提升管-环流床耦合反应器环流床内的固含率分布
王德武 卢春喜
DOI:
针对催化汽油辅助反应器改质降烯烃技术,在提升管-环流床耦合反应器大型冷模实验装置上,研究了上部环流床内局部固含率分布及操作条件的影响,采用径向不均匀指数分析比较了提升管上端耦合环流床及耦合常规流化床的流化质量. 结果表明,环流床内固含率随表观气速增加而减小,导流筒底部固含率随外循环强度增加而增加,中上部固含率受外循环强度影响较小,环隙内固含率随外循环强度增加略有降低. 当导流筒内表观气速Ug,d<0.85 m/s时,固含率径向分布的均匀性沿轴向向上逐渐变好,当Ug,d≥0.85 m/s时,则沿轴向向上先变好,在导流筒出口处又变差;环隙内固含率分布趋于均匀的程度依次为环隙中部>环隙下部>环隙上部. 相同条件下,环流床内固含率分布的径向不均匀指数小于常规流化床.
2008 Vol. 8 (6): 1051-1056 [摘要] ( 2357 ) HTML (0 KB)  PDF (243 KB)  ( 792 )
1057 网格尺度、时间步长和颗粒堆积率对射流床CFD模拟的影响
裴培 王其成 张锴 文东升
DOI:
采用欧拉-欧拉双流体模型,在CFX4.4软件上增加用户自定义子程序模拟了高2.0 m、宽0.3 m的二维射流床内空气和玻璃珠体系的流体动力学特性. 考察了网格尺度、最大颗粒堆积率和时间步长对射流的形成及发展过程、射流穿透深度及射流频率的影响,并与实验数据进行了对比. 结果表明,对于本研究的气固体系,当床层下部纵向网格数为100、时间步长0.0005 s时,不仅可以满足网格尺度和时间步长的无关性要求,而且模拟的射流穿透深度和射流频率与实验测量值的误差分别为5.7%和3.8%. 最大颗粒堆积率在本研究范围对模拟结果的影响可以忽略.
2008 Vol. 8 (6): 1057-1063 [摘要] ( 1370 ) HTML (0 KB)  PDF (314 KB)  ( 764 )
1064 偏心搅拌槽固液悬浮特性
杨锋苓 周慎杰 张翠勋 陈莲芳
DOI:
以数值模拟对偏心搅拌时的固液悬浮特性进行了研究,物料选用固相体积分数为15%、粒径为135 mm的球形玻璃珠-水两相体系,采用标准k-e湍流模型模拟液相流动,采用欧拉多相流模型模拟悬浮过程,分析了偏心率对搅拌流型、颗粒浓度分布及能量消耗的影响. 结果表明,偏心搅拌时浓度分布比中心搅拌更为均匀,可改善固液悬浮效果,且具有节能功效;不同偏心率的改善效果不同,偏心率e=0.21时悬浮效果最理想,此时的临界悬浮转速约为中心搅拌时的80%,消耗的功率约为中心搅拌时的90%.
2008 Vol. 8 (6): 1064-1069 [摘要] ( 1348 ) HTML (0 KB)  PDF (475 KB)  ( 699 )
1070 大差异双组分混合颗粒的最小流化特性
刘伟伟 范怡平 卢春喜
DOI:
在一套f260 mm′2000 mm的有机玻璃实验装置中,对大差异双组分混合颗粒的最小流化特性进行了实验研究,得到了混合颗粒的流化曲线,由此给出了其起始流化速度、最小流化速度、临界分离速度、完全流化速度等特征速度. 实验结果表明,流化过程可分为4个阶段,即完全流化、大小颗粒分离、大颗粒静止小颗粒流化、固定床阶段,对应混合颗粒的3个状态:完全混合、部分混合部分分离、完全分离状态;混合颗粒的特征速度随小颗粒质量分率的增加而减小,且在小颗粒质量分率达到0.4~0.5后其减小的趋势减缓;混合颗粒的固定床阶段和完全流化阶段的床层空隙率及混合颗粒的体积收缩比在小颗粒质量分率为0.4时达到极值.
2008 Vol. 8 (6): 1070-1074 [摘要] ( 1244 ) HTML (0 KB)  PDF (314 KB)  ( 681 )
1075 水平圆管内盐析湍流流动特性的实验研究
贾卫东 杨敏官 高波 李辉 顾海飞
DOI:
采用相位多普勒粒子分析仪对圆管内碳酸钠溶液的盐析湍流流动进行了研究. 实验结果表明,随温度的降低,颗粒相的相对数密度及平均粒径值均呈上升趋势,15℃时平均粒径值由30℃时的40 mm增至60 mm以上,表明在过饱和度增加的情况下盐析晶体颗粒不断析出与生长;在相同温度下,液相脉动强度低于颗粒相,在接近壁面处受壁面的影响而减小,但颗粒相却是越接近边壁越大;在盐析流动过程中,湍流具有明显的各向异性;不同温度下两相平均速度沿水平方向基本呈对称分布,且液相平均速度均略大于颗粒相,二者速度差值在主流平均速度值的3%以内,仍可以把这种状态下的流动看成平衡流;同时随温度降低,颗粒相平均速度减小.
2008 Vol. 8 (6): 1075-1079 [摘要] ( 1383 ) HTML (0 KB)  PDF (342 KB)  ( 662 )
1080 Computational Fluid Dynamic Simulation of Liquid-Liquid Mixing in a Static Double-T-shaped Micromixer
E. 王运东 戴猷元
DOI:
The laminar flow structure and mixing performance of T-shaped and double-T-shaped micromixers with rectangular cross-section have been investigated using computational fluid dynamic (CFD) simulation. FLUENT software is used to evaluate the mixing efficiency. The numerical simulation results show that the presented double-T-micromixer is highly efficient over T-shaped micromixer. The performance of double-T-micromixer with and without static mixing elements (SME) is also investigated. The enhancement in mixing performance is thought to be caused by the generation of eddies and lateral velocity component when the mixture flows through these elements. Mixing efficiency as higher as 97% is reached within a mixing length of 320 mm downstream from the first T-junction with the enhancement of three SMEs.
2008 Vol. 8 (6): 1080-1084 [摘要] ( 2872 ) HTML (0 KB)  PDF (248 KB)  ( 744 )
       反应与分离
1085 高硅高铁含铜渣氧压酸浸过程
金炳界 杨显万 沈庆峰
DOI:
对火法炼铅产高硅高铁含铜渣进行了氧压硫酸浸出过程研究. 结果表明,浸出时间、氧分压、酸量、浸出温度和搅拌速度对Cu的浸出率和浸出液中Fe含量有显著影响,溶液初始含Cu2+量对Cu浸出率影响不明显. 最佳工艺条件为:时间2 h,氧分压0.8 MPa,硫酸浓度46.6 g/L,温度(150±2)℃,搅拌速度600 r/min,复合絮凝剂A用量30~100 g/m3. 在该条件下,Cu浸出率>95%,浸出液中Fe<5 g/L,硫转化率20%~30%,料浆过滤速度约0.8 m3/(m2×h).
2008 Vol. 8 (6): 1085-1091 [摘要] ( 1235 ) HTML (0 KB)  PDF (320 KB)  ( 684 )
1092 自然冷却含钛高炉渣中钛的提取与分离
熊瑶 梁斌 李春
DOI:
对自然冷却含钛高炉渣中钛的提取与分离进行了研究,提出了钛的两段富集路线,即先用盐酸浸出含钛高炉渣,初步分离钛、硅与其他可溶性杂质;所得酸浸渣再作高温热处理结晶分离硅与钛. 研究结果表明,盐酸浸出可获得含TiO2约33%, SiO2约36%的一次浸渣,TiO2主要来自钛液水解生成的偏钛酸(H2TiO3)与原渣中未反应的钙钛矿(CaTiO3). 热处理过程中偏钛酸中的TiO2被还原为Ti3O5并从熔体中结晶析出,Ti3O5含量约85%,平均粒径为20 mm. 添加少量锐钛型TiO2可使Ti3O5的晶体尺寸增大,平均粒径达36 mm,因此可以通过重选的方法分离Ti3O5相与富含硅物相. 计算出钛的理论收率约为39%.
2008 Vol. 8 (6): 1092-1097 [摘要] ( 1316 ) HTML (0 KB)  PDF (354 KB)  ( 752 )
1103 木质纤维素甲酸预处理及其组分分离
黄仁亮 苏荣欣 齐崴 张名佳 何志敏
DOI:
以玉米芯为研究对象,提出了常压中温条件下甲酸预处理木质纤维素组分分离的工艺. 在该体系中半纤维素迅速发生水解,大部分木质素被溶解,而纤维素基本不发生水解,经固液分离和甲酸回收实现了玉米芯全组分分离. 考察了预处理温度、时间和甲酸浓度对玉米芯各组分分离效果及水解产物(可溶性糖)含量的影响规律,结果表明,随着反应的进行,甲酸溶液中可溶性糖和木质素量先迅速增大,随后趋于平衡;在50~75℃间对各组分分离的影响不明显. 综合考虑分离效果和成本,选择最佳反应温度为60℃,处理时间为3 h,甲酸浓度为88%(w). 在该条件下,纤维素、半纤维素和木质素回收率分别可达91.4%, 88.5%和63.7%.
2008 Vol. 8 (6): 1103-1107 [摘要] ( 1371 ) HTML (0 KB)  PDF (284 KB)  ( 840 )
1108 油页岩渣制备沸石及其吸附Cr6+性能
刘艳辉 薛向欣 宋海
DOI:
系统研究了油页岩渣合成沸石过程中NaOH浓度、熔融温度、晶化时间、晶化温度对沸石生成及其Cr6+吸附性能的影响. 结果表明,NaOH浓度和晶化时间主要影响沸石的种类;沸石对Cr6+的吸附率随其制备的熔融温度、晶化时间、晶化温度的增加有增大的趋势,但随NaOH浓度降低而增加;沸石对1 mg/L含铬模拟废水中Cr6+的最大吸附量为1.120 mg/g,吸附率达到89.6%. 考虑到成本,最佳合成条件为:NaOH浓度4.6 mol/L,熔融温度400℃,晶化时间72 h,晶化温度140℃.
2008 Vol. 8 (6): 1108-1111 [摘要] ( 1539 ) HTML (0 KB)  PDF (301 KB)  ( 663 )
1112 泡沫分离法提取乙醇水体系中甲基橙
魏宣彪 吴兆亮 卢珂 张芳
DOI:
采用泡沫分离法对含甲基橙的乙醇水溶液进行了提取研究. 考察了乙醇体积分数、气体流量、pH、甲基橙浓度和表面活性剂浓度对提取效果的影响,并对泡沫分离乙醇-水体系中提取中药有效成分的可行性进行了探讨. 结果表明,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,在乙醇体积分数25%的乙醇-水体系中,在pH 6.0、气速80 mL/min、甲基橙浓度35 mg/L及CTAB浓度80 mg/L的操作条件下,甲基橙的富集比为14.38,回收率在98.5%以上. 在一定范围内提高表面活性剂浓度或加入稳泡剂以削弱乙醇的消泡作用,从而将泡沫分离技术应用于乙醇-水体系中中药有效成分的提取是可能的.
2008 Vol. 8 (6): 1112-1115 [摘要] ( 1279 ) HTML (0 KB)  PDF (189 KB)  ( 712 )
1116 泡沫分离法处理结晶紫染料废水的工艺
张晓龙 吴兆亮 郑辉杰 丁红梅
DOI:
以结晶紫模拟染料废水为研究体系,对泡沫分离法脱除结晶紫染料废水色素的工艺进行了研究,考察了以表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为捕收剂时,pH、气体流速、表面活性剂浓度、装液量对脱色效果的影响,利用正交实验确定了优化操作条件. 结果表明,当pH为11.0、气速0.018 m3/h、SDBS浓度450 mg/L、装液量500 mL时,富集比为10.3,废水中结晶紫脱色率为93.5%.
2008 Vol. 8 (6): 1116-1119 [摘要] ( 2254 ) HTML (0 KB)  PDF (196 KB)  ( 768 )
       过程与工艺
1120 Pd/CuO-Ce0.5Mn0.5O2催化剂氧化羰基化合成碳酸二苯酯
邬茂 袁华 杜治平 吴元欣
DOI:
采采用2种CuO引入方法制备了CuO-Ce0.5Mn0.5O2载体,再通过沉淀法负载活性组分Pd得到了0.5%Pd/CuO-Ce0.5Mn0.5O2催化剂,以XRD, SEM, BET等手段对催化剂进行了表征. 将该催化剂用于苯酚氧化羰基化合成碳酸二苯酯的反应,考察了引入CuO对催化剂催化活性的影响. 结果表明,采用溶胶-凝胶法添加不同含量的CuO时,载体的孔结构及活性组分在载体表面的分散都得到了不同程度的改善;在CuO添加量为9%(w)的条件下,反应在温度75℃、压力5 MPa下进行12 h,碳酸二苯酯收率可达17.06%.
2008 Vol. 8 (6): 1120-1125 [摘要] ( 1982 ) HTML (0 KB)  PDF (455 KB)  ( 648 )
1126 酸化污泥膨润土的颗粒化制备
岳钦艳 原爱娟 李倩 贾洪玉 高宝玉 国新毅 李静 于慧 于慧
DOI:
以污泥为添加剂,研究了制备多孔污泥膨润土颗粒及其酸化的最佳条件. 考察了焙烧温度与时间及配料比对颗粒孔隙的影响和酸种类、液固比、酸浓度、活化温度及活化时间对染料脱色效果的影响,并对颗粒的性能指标(比表面积、散失率、吸水率和形貌等)进行了表征. 结果表明,酸化污泥膨润土颗粒的优化制备工艺条件为:污泥/膨润土最佳质量比1:3,焙烧温度700℃,焙烧时间7 h,硫酸浓度6 mol/L,液固比25 mL/g,常温下酸活化4 h. 将其用于活性翠蓝染料的脱色,常温下反应2 h的脱色率可达47%,效果明显优于不规则炭、柱状炭和酸化前颗粒.
2008 Vol. 8 (6): 1126-1131 [摘要] ( 2119 ) HTML (0 KB)  PDF (444 KB)  ( 757 )
1132 Degradation Kinetics of Xylose and Glucose in Hydrolysate Containing Dilute Sulfuric Acid
亓伟 张素平 许庆利 任铮伟 颜涌捷
DOI:
In preparation of fuel alcohol from biomass as feedstock, hydrolysis with dilute acid as catalyst is one way to produce fermentable saccharide, xylose and glucose. However, the acid is also the catalyst in degradation of xylose and glucose and the yield of sacchride is dependent on the kinetic behaviors of saccharide. The degradation kinetics of xylose and glucose in the hydrolysate was investigated under the conventional process conditions of hydrogen ion concentration from 0.05 to 0.2 mol/L and temperature from 150 to 200℃. With a numerical calculation method, the kinetic parameters were estimated, and the activation energy of xylose and glucose in the degradation reaction was obtained. The kinetic equations correlating the effect of hydrogen ion concentration on the rate constants of degradation reaction were established. Comparison between the calculated results from the equations and experimental ones proved that the established kinetic model could satisfactorily predict the degradation behavior of xylose and glucose in the acidic hydrolysate.
2008 Vol. 8 (6): 1132-1137 [摘要] ( 2496 ) HTML (0 KB)  PDF (205 KB)  ( 711 )
1138 含钛矿渣电化学催化降解硝基苯
薛向欣 康艳红 杨合 李维 康泽双
DOI:
以含钛矿渣为催化剂,采用电化学方法对含硝基苯废水进行了降解研究. 结果表明,相同条件下,催化剂的催化能力与矿渣中的钛含量正相关. 使用高钛渣催化剂,采用尺寸不变阳极(DSA),在30 V电压下电化学降解硝基苯废水,25 min后阴阳极降解率均可达100%. 通过COD分析,阳极在30 min后有机物降解彻底,可以实现污染物零排放;随着电化学催化降解时间的延长,阴极降解产物BOD5/COD逐渐增加,20 min后具有可生化降解性.
2008 Vol. 8 (6): 1138-1142 [摘要] ( 1393 ) HTML (0 KB)  PDF (404 KB)  ( 923 )
1143 杉木屑真空热解制备生物油的实验研究
杨素文 丘克强
DOI:
以杉木屑为原料,进行了真空热解制备生物油的实验研究. 考察了体系压力、热解终温、终温保持时间及升温速率等热解参数对生物油产率、生物油组分及其相对含量的影响. 结果表明,热解终温为500℃、体系压力为20 kPa、热解终温保持时间为60 min、升温速率为60℃/min的条件有利于杉木屑真空热解制备生物油的生产,其产率达67%以上. 真空热解过程中,慢速热解可得到较高的生物油产率.
2008 Vol. 8 (6): 1143-1147 [摘要] ( 1246 ) HTML (0 KB)  PDF (193 KB)  ( 723 )
1148 NaOH亚熔盐法处理拜尔法赤泥的铝硅行为
孙旺 郑诗礼 张亦飞 徐红彬 张懿
DOI:
针对拜尔法赤泥铝/硅比偏高的问题,对NaOH亚熔盐法处理拜耳法赤泥过程中的Al, Si行为进行了研究. 考察了溶出温度、碱/泥比、添加CaO等主要因素对终赤泥化学成分和物相结构的影响. 结果表明,溶出温度高、碱/泥比大有利于Al2O3的回收,相应的终赤泥的铝/硅比较低. 在碱/泥比6、溶出温度230℃、时间2 h的条件下,氧化铝回收率可达79.22%,终赤泥的铝/硅比可降到0.39,终赤泥中的硅主要以NaCaHSiO4和Ca3(Fe0.87Al0.13)2(SiO4)1.65(OH)5.4形式存在. 在处理CaO/SiO2>1.2的拜尔法赤泥时继续添加CaO并不能继续提高Al2O3的回收率.
2008 Vol. 8 (6): 1148-1152 [摘要] ( 2642 ) HTML (0 KB)  PDF (454 KB)  ( 819 )
1153 利用铁尾矿合成Si3N4粉
张淑会 康志强 吕庆 薛向欣 黄大威
DOI:
在热力学分析的基础上,以铁尾矿为主要原料,采用碳热还原氮化法合成了Si3N4粉. 研究了合成温度和N2流量对反应过程的影响,利用X射线衍射法、扫描电镜等检测了产物的组成及显微结构. 结果表明,随着合成温度的升高,产物中Si3N4相增多,1450℃时Si3N4相最多,且晶粒多呈等轴柱状或短棒状,此温度是最佳的合成温度. N2流量增加有利于还原氮化反应进行,600 mL/min较适宜. 合成过程中SiO气体的挥发导致试样质量损失较大.
2008 Vol. 8 (6): 1153-1157 [摘要] ( 1265 ) HTML (0 KB)  PDF (721 KB)  ( 637 )
1158 高纯硼酸制备过程中的结晶动力学
龚殿婷 李凤华 樊占国 刘素兰
DOI:
采用HCl气体液相酸化硼砂的中和反应,并结合重结晶法与离子树脂交换法,制备了高纯H3BO3产品. 实验考察了H3BO3-NaCl-H2O体系中溶液过饱和度、结晶温度、结晶时间、搅拌速度及溶液中所含杂质等因素对H3BO3结晶过程的影响. 结果表明,溶液浓度为18.26%、结晶温度为10℃、结晶时间为480 min、搅拌速度为300 r/min,并选取适当的降温方式有利于H3BO3析晶,结晶率大于83%,晶体呈细小颗粒状. 体系中所含的NaCl杂质促进了H3BO3析晶. 由实验数据得到该体系中H3BO3的结晶动力学曲线,并建立了结晶动力学方程,结晶反应级数为2.
2008 Vol. 8 (6): 1158-1162 [摘要] ( 2497 ) HTML (0 KB)  PDF (515 KB)  ( 713 )
1163 电导率法研究W/O微乳液中Pd纳米微粒的化学破乳负载
周永华 叶红齐 钟宏
DOI:
利用水-Tween-80-Span-80-环己烷微乳液合成了粒径为5~10 nm、高度分散的Pd纳米微粒. 结果表明,随着破乳剂用量的增大,含Pd微乳液与破乳剂的混合体系依次呈现微乳液、分层、胶体或微乳液体系. 破乳剂的亲水性与分子结构是影响破乳行为的主要参数. 利用混合物体系分层与再均相的临界区域,在微乳液浸渍a-Al2O3载体的同时,使其中的Pd纳米微粒破乳沉积,实现了Pd在载体表面的均匀负载. TEM及XPS分析表明,Pd的微粒粒径为10~20 nm, 以单质形态结合于载体表面.
2008 Vol. 8 (6): 1163-1166 [摘要] ( 2338 ) HTML (0 KB)  PDF (530 KB)  ( 641 )
       生化工程专栏
1167 固体酸催化麻疯树油酯交换制备生物柴油
孙晋峰 任天瑞 薛思佳
DOI:
采用固体酸催化酯交换方法,研究了由麻疯树油制备脂肪酸甲酯(生物柴油)过程中催化剂类型及工艺条件对生物柴油产率和产品组成的影响. 采用沉淀法制得两种固体酸催化剂ZrO2-SO42-和K4Zn4[Fe(CN)6]3,利用XRD, FT-IR, BET和元素分析仪表征了固体酸结构和性质. 以麻疯树油为原料油,分别比较了原料油的酸值及反应温度对2种催化剂的影响,利用气相色谱-质谱联用分析仪分析了产物的组成. 结果表明,ZrO2-SO42-和K4Zn4[Fe(CN)6]3催化高酸值麻疯树油时,ZrO2-SO42-容易失活,甲酯收率降为84%;以Fe-Zn为催化剂,甲酯收率达到93%,使用5次后甲酯收率仍达90%.
2008 Vol. 8 (6): 1167-1172 [摘要] ( 2408 ) HTML (0 KB)  PDF (214 KB)  ( 733 )
1173 AOT逆胶束体系脂肪酶催化合成油酸乙酯
李伟杰 高静 姜艳军 黄志红 贺莹 周丽亚
DOI:
在二-(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠和异辛烷构建的逆胶束体系中,以Lipex脂肪酶为催化剂,合成了油酸乙酯,考察了各影响因素对其产率的影响,并进行了脂肪酶紫外荧光检测和体系粒度分析. 结果表明,Lipex脂肪酶具有良好的催化活性,反应条件优化选用异辛烷为溶剂,在反应温度25℃、缓冲液pH 6.5、水/表面活性剂(摩尔比)10、乙醇/油酸(摩尔比)20及Lipex脂肪酶浓度0.035 g/L、油酸浓度0.005 mol/L、摇床转速150 r/min、反应36 h的条件下,油酸乙酯产率达到71.25%. 逆胶束粒度和酶构象直接影响酶活性,最适逆胶束粒度约为80 nm.
2008 Vol. 8 (6): 1173-1178 [摘要] ( 2255 ) HTML (0 KB)  PDF (236 KB)  ( 701 )
1179 Preliminary Study on E. coli Microbial Fuel Cell and On-electrode Taming of the Biocatalyst
郗名悦 孙彦平
DOI:
A mediator microbial fuel cell (MFC) was constructed by using E. coli as biocatalyst and new methylene blue as electron mediator. E. coli cells were carried out in anaerobic growth prior to inoculating them into the MFC in order to pre-adapt bacterial metabolism in an anaerobic environment, the electricity generation of MFC was tested, its maximum power density reached 263.94 mW/m2 with the corresponding current density 1287.50 mA/m2, the internal resistance of MFC was 200 W, and capability of the MFC was even better than those reported so far. Moreover, on-electrode taming method was adopted to improve electrochemical activity of E. coli, namely a combination of E. coli taming and electricity generation simultaneously in the same MFC without scraping off the biofilm of MFC, after the 4th on-electrode taming, the tamed E. coli MFC showed a 54% improvement in peak current density, being 612.50 mA/m2, and a 64% improvement in the maximum power output, being 166.67 mW/m2, compared with that of parental E. coli MFC. And the maturation time of tamed biofilm was obviously reduced to 240 min, quickening up 1 times compared with that of parental E. coli biofilm.
2008 Vol. 8 (6): 1179-1184 [摘要] ( 2167 ) HTML (0 KB)  PDF (197 KB)  ( 608 )
1185 丙酮-丁醇发酵生产菌的快速筛选方法
靳孝庆 周华 吴薛明 吴薛明 张赣道 何冰芳
DOI:
建立了高效丙酮-丁醇生产菌的快速筛选方法,采用氮离子注入诱变技术选育丙酮-丁醇发酵生产菌,以2-脱氧-D-葡萄糖作为抗代谢阻遏物,筛选高淀粉酶活性的突变株. 首次根据丙酮-丁醇发酵代谢途径中先产酸后产溶剂及高活力厌氧发酵细胞具有较强还原力的特点,设计了溴甲酚绿和刃天青2种筛选平板,所筛突变株经发酵验证丁醇和总溶剂产生能力均有显著提高,I4-28突变菌株总溶剂产量和丁醇产量分别较出发菌株提高了27.96%和40.66%,丁醇/总溶剂比由63.39%提高到71.94%,突变菌株具有较好的传代稳定性.
2008 Vol. 8 (6): 1185-1189 [摘要] ( 2308 ) HTML (0 KB)  PDF (391 KB)  ( 665 )
1190 溶胶-凝胶法固定化木瓜蛋白酶的活性保护
王红玉 高静 王海鸥
DOI:
选择糖和脂质体作为溶胶-凝胶法固定木瓜蛋白酶(Papain)过程中的保护剂. 研究了蔗糖、葡萄糖、海藻糖、木糖、麦芽糖及构成脂质体的正癸烷溶液中胆固醇含量、卵/胆比等因素对固定化酶活性的影响. 结果表明,80 mL 20 mg/mL Papain溶液与15 mg木糖、500 mL正癸烷溶液[溶有1.5%(w)胆固醇,卵磷脂/胆固醇质量比为4.5:1]充分混合后制备的固定化酶活性最高. 在优化条件下制备的固定化酶包封率为42.0%,活力回收率为61.2%. SEM分析表明,固定化酶形态呈球状且大小均匀,内孔分布呈蜂窝状. 破膜剂对固定化酶活性发挥的影响研究表明,TritonX-100的效果最好.
2008 Vol. 8 (6): 1190-1194 [摘要] ( 1336 ) HTML (0 KB)  PDF (377 KB)  ( 697 )
1195 高强度耐有机溶剂蛋白酶的纯化及性质
姚忠 孙蓓蓓 李霜 何冰芳
DOI:
分离纯化了自行筛选的耐有机溶剂的地衣芽孢杆菌Bacillus licheniformis YP1所产的溶剂稳定性蛋白酶. 发酵液经硫酸铵沉淀、疏水层析及强阳离子交换层析纯化,得到电泳纯的蛋白酶;分子量约为28 kDa,纯化蛋白酶的比酶活达到1.18′105 U/mg,纯化倍数为37.2,酶活回收率为20.8%. 纯化的YP1蛋白酶对50%(j)的多种亲水或疏水有机溶剂具有很高的耐受性,其中50%(j)的DMF和DMSO能显著促进YP1蛋白酶活力. YP1蛋白酶为Zn2+蛋白酶,最适反应温度为55℃,最适反应pH为10.0,pH 8.0~13.0范围内具有高活力. 以酪蛋白为底物,YP1蛋白酶的米氏常数Km为0.048 g/L.
2008 Vol. 8 (6): 1195-1199 [摘要] ( 2386 ) HTML (0 KB)  PDF (229 KB)  ( 669 )
       反应与分离
1198 甘油法制备二氯丙醇反应副产物的鉴别与机理分析
赵镇 乔旭 陈献 汤吉海 崔咪芬
DOI:
以甘油为原料,氯化氢气体为氯化剂,分别在自制无机催化剂和有机酸的催化作用下制取了二氯丙醇. 采用气相色谱-质谱联用分析,对反应副产物进行了鉴别,分析了羧酸催化甘油氯化时副反应的反应历程,发现副产物主要包括羧酸甘油酯、羧酸自聚物、羧酸氯丙醇酯及甘油自聚物. 同时比较了有机酸与无机催化剂的优缺点,结果表明,无机催化剂催化下甘油氯化反应对一氯丙醇及二氯丙醇的总选择性可达99%以上,与有机酸催化相比,提高了4%.
2008 Vol. 8 (6): 1198-1102 [摘要] ( 1294 ) HTML (0 KB)  PDF (216 KB)  ( 706 )
       生化工程专栏
1200 氨基酸强化Torulopsis glabrata发酵生产丙酮酸
许庆龙 许小鹏 刘立明 史仲平 堵国成 陈坚
DOI:
在维生素限量添加的条件下,研究了添加氨基酸对丙酮酸发酵的影响. 在发酵初始添加0.8 g/L谷氨酸、0.6 g/L酪氨酸和0.2 g/L甲硫氨酸使丙酮酸产量分别提高23.5%, 16.4%和11.8%. 动力学分析表明,添加以上3种原料提高丙酮酸生产性能的原因在于用于细胞生长的葡萄糖下降,显著提高了细胞对葡萄糖的产率系数(Yx/s)和丙酮酸对葡萄糖的产率系数(Yp/s). 添加氨基酸导致胞内NADH/NAD+比下降,增加了胞内NAD+可用度,加强了糖酵解速度,从而提高了丙酮酸生产强度.
2008 Vol. 8 (6): 1200-1203 [摘要] ( 2353 ) HTML (0 KB)  PDF (182 KB)  ( 701 )
       材料工程专栏
1204 低温高活性NO氧化催化剂Mn-V-Ce/TiO2的制备与性能
郑足红 童华 童志权 张俊丰 黄妍
DOI:
采用浸渍法制备了新型NO氧化催化剂Mn-V-Ce/TiO2,考察了组分配比、载体种类、焙烧温度等制备条件和反应温度、NO进口体积分数、O2含量、空速等操作条件对其催化活性的影响,对载体和催化剂分别进行了BET和XRD分析. 结果表明,10%Mn-3%V2O5-20%CeO2/TiO2在300℃焙烧6 h得到的Mn-V-Ce/TiO2具有最佳催化氧化活性,NO体积分数500′10-6,O2体积分数10%;空速8000 h-1、温度200℃或空速5000 h-1、温度175℃条件下,出口NOx的氧化度(NO2/NOx)均达到50%~60%,NOx能取得最大的吸收效率;250℃、8000 h-1时,氧化度可达74%;250℃、5000 h-1时,氧化度可达86.6%.
2008 Vol. 8 (6): 1204-1212 [摘要] ( 2234 ) HTML (0 KB)  PDF (391 KB)  ( 726 )
1213 磁性天然沸石的制备及其对Pb2+和Cu2+的吸附性能
袁明亮 闫冠杰
DOI:
采用化学共沉淀法将具有吸附特性的天然沸石与磁性氧化铁颗粒结合,制备了具有吸附特性的磁性沸石复合体. 利用XRD、氮吸附等温线、FT-IR光谱、SEM和振动样品磁强计等手段对制备的磁性沸石进行了表征. 结果表明,与钠型沸石相比,磁性沸石的结构没有发生明显变化而比表面积由25.13 m2/g增大到100.90 m2/g. 对模拟废水中Pb2+和Cu2+的吸附研究可知,磁性沸石对Pb2+和Cu2+的吸附依赖于pH值的变化,且在pH>4.5时去除效率均大于90%;同时,在不同初始浓度的废水溶液中,磁性沸石对Pb2+和Cu2+的最大吸附量分别为19.44和6.20 mg/g.
2008 Vol. 8 (6): 1213-1217 [摘要] ( 1388 ) HTML (0 KB)  PDF (453 KB)  ( 732 )
1218 铋复合盐在乙炔氢氯化反应中的催化作用
魏小波 魏飞 骞伟中 罗国华 师海波 金涌
DOI:
采用浸渍法制备了以SiO2为载体、铋、铜等金属的氯化物和磷酸盐为活性组分的无汞催化剂,并测试了该催化剂在乙炔氢氯化反应中的活性. 结果表明,催化剂中加入PO43-可以显著提高催化活性,其中Bi和Cu的复合磷酸盐比其他催化剂有更好的活性,在200℃的反应温度下,其初始反应活性为工业氯化汞催化剂的1/3,且催化剂有一定的可再生性. 催化剂在反应和再生过程中存在失活,主要是由Bi的流失造成的,积炭则是另一个失活原因.
2008 Vol. 8 (6): 1218-1222 [摘要] ( 1338 ) HTML (0 KB)  PDF (271 KB)  ( 714 )
1223 聚偏氟乙烯-六氟丙烯接枝聚丙烯酸磺酸丙酯制备质子膜
陈义旺 陈义旺 周魏华 张小林 贺晓慧
DOI:
以聚偏氟乙烯(PVDF)-六氟丙烯(HFP)中PVDF的仲氟原子直接引发甲基丙烯酸(3-磺酸钾)丙酯(SPMA)的原子转移自由基聚合,成功得到以PVDF-HFP为主链、侧链含磺酸基团的接枝聚合物(PVDF-HFP-g-PSPMA)质子交换膜. 通过红外、核磁分析方法对PVDF-HFP-g-PSPMA的结构进行表征. 反应不同时间得到的PVDF-HFP-g-PSPMA离子交换容量为0.051~0.59 meq/g,质子传导率为(2.58~30.9)×10-2 S/m.
2008 Vol. 8 (6): 1223-1227 [摘要] ( 1390 ) HTML (0 KB)  PDF (522 KB)  ( 607 )
1228 不同疏松度TA2基材对RuO2-TiO2阳极性能的影响
钟祥华 王欣 邵艳群 唐电
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采用不同疏松度的工业纯钛TA2为基材制作RuO2-TiO2阳极涂层. 对不同疏松度基材进行了金相、物相、密度、硬度和电阻率分析,并对所制钛阳极的组织结构、形貌特征、电催化活性和耐腐蚀性进行了比较. 结果表明,疏松度大(疏松)的纯钛TA2硬度比疏松度小(密实)的高60 Hv,电阻率高将近0.2 W×mm;不同基材对阳极涂层的晶体结构影响不大,采用疏松纯钛TA2所制电极的涂层由于刻蚀程度难以控制,涂层表面结构较粗糙,电极的电催化活性差,电化学性能略差,析氯电位提高了约10 mV,强化寿命比密实基体短100 min左右,且容易剥落失效.
2008 Vol. 8 (6): 1228-1232 [摘要] ( 1275 ) HTML (0 KB)  PDF (820 KB)  ( 614 )
1233 六棱柱和空壳结构锐钛矿相TiO2的过程控制合成
张森 刘春艳 刘云 张志颖
DOI:
以钛酸四丁酯为钛源,经回流过程合成了草酸氧钛盐微晶,热处理后得到六棱柱和空壳结构的锐钛矿相TiO2. 通过调整升温程序控制反应过程的气泡生成过程以影响产物的形貌. 无气泡持续产生时,得到六棱柱结构锐钛矿相TiO2;有气泡持续产生时,以气泡为模板,得到空壳结构锐钛矿相TiO2. XRD分析表明,产物草酸氧钛盐和锐钛矿相TiO2 均具有较高的纯度和较好的结晶度. SEM和TEM分析表明,六棱柱状TiO2的直径约为2~2.5 mm,柱长约为4~6 mm,空壳状TiO2的壳厚约为200 nm.
2008 Vol. 8 (6): 1233-1236 [摘要] ( 1317 ) HTML (0 KB)  PDF (767 KB)  ( 601 )
1237 La掺杂Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体的制备与微波吸收性能
武小娟 赵海涛 张罡 马瑞廷
DOI:
采用高分子凝胶法制备了Ni0.5Zn0.5LaxFe2-xO4 (x=0, 0.05, 0.1)铁氧体,采用XRD, TEM和HP8510网络分析仪对其结构、形貌、电磁和微波吸收性能进行了研究. 结果表明,当煅烧温度为600℃时,立方晶系尖晶石结构的Ni0.5Zn0.5La0.05Fe1.95O4相初步形成,La在尖晶石结构中固溶量有限. 与Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体相比,掺杂La的Ni-Zn铁氧体的tandm值降低,tande值升高. 与Ni0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体相比,x=0.1样品的吸波性能降低,而x=0.05样品的吸波性能提高,其电磁波反射率小于-10 dB的频宽可达2.7 GHz,最小反射率为-15.6 dB.
2008 Vol. 8 (6): 1237-1240 [摘要] ( 1390 ) HTML (0 KB)  PDF (409 KB)  ( 660 )
1241 氯化钠和六偏磷酸钠对氧化铈抛光ZF7玻璃的协同增强作用
危亮华 傅毛生 李艳花 周雪珍 周新木 焦晓燕 李永绣
DOI:
研究了添加NaCl或(NaPO3)6的氧化铈浆料对ZF7光学玻璃抛光的材料去除速率(MRR)及对应的粒子表面Zeta电位和悬浮稳定性的影响. 结果表明,加入NaCl使CeO2浆料的抛光速率下降,而(NaPO3)6则可有效提高MRR;同时添加NaCl和(NaPO3)6对MRR值有明显的协同增强作用. 用原子力显微镜测定了最大MRR值(351.26 nm/min)时抛光玻璃的表面粗糙度Ra为0.799 nm,完全可以满足高质量玻璃抛光的要求,比未加添加剂的MRR(199.36 nm/min)和Ra(0.754 nm)分别提高了76.2%和5.97%. MRR与粒子表面Zeta电位呈线性关系,证明可通过合理构筑粒子表面双电层来提高表面电性,进而提高抛光效果.
2008 Vol. 8 (6): 1241-1244 [摘要] ( 1279 ) HTML (0 KB)  PDF (368 KB)  ( 668 )
1245 树枝状大分子/聚(N-异丙基丙烯酰胺)纳米粒子的制备
刘虎 朱严瑾 易昌凤 徐祖顺
DOI:
使用溴乙酰溴对第四代聚丙烯亚胺树枝状大分子 (DAB-32)进行改性,成功合成了树枝状大分子引发剂DAB-32-Br。以DAB-32-Br/CuBr/Bpy为催化引发体系,分别在水和水/乙醇反应介质中,实现了N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的原子转移自由基聚合(ATRP),得到粒径在60-150 nm范围内的树枝状大分子/聚(N-异丙基丙烯酰胺)纳米粒子。与水介质中ATRP相比,在水/乙醇介质中所得聚合物纳米粒子更加规则,而且粒子间聚集程度较低。
2008 Vol. 8 (6): 1245-1248 [摘要] ( 1294 ) HTML (0 KB)  PDF (417 KB)  ( 594 )
 
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