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玻璃钢/复合材料  
 
2007年 7卷 6期
刊出日期 2007-12-20

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
1055 董强;聂毅学;张华芹;高正明
连续高速分散混合器内的流体力学性能I-实验研究
针对3种不同结构的定子,采用不同粘度的牛顿流体及假塑性非牛顿流体作为工作介质,对连续高速分散混合器(CRS)内的流体力学性能进行了系统的实验研究,着重对CRS的功率特性、流体的表观Kolmogorov尺度进行了测定和分析. 结果表明,3号定子操作条件下的功率准数最大,为5.44;CRS的Metzner-Otto常数远大于普通搅拌桨;CRS内流体的表观Kolmogorov尺度比传统的搅拌反应器小一个数量级,因此CRS内的微观混合时间远小于搅拌反应器. 研究结果可为连续高速分散混合器的优化提供参考.
2007 Vol. 7 (6): 1055-1059 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 249KB] ( )
1060 张华芹;董强;李志鹏;高正明
连续高速分散混合器内的流体力学性能-II. 数值模拟
采用计算流体力学(CFD)方法研究连续高速分散混合器(CRS)的流体力学特性. 采用FLUENT 6.2软件,选用标准k-e模型和滑移网格(SM)法,对CRS进行三维流动场的数值模拟. 功率消耗的预测值与实验结果吻合良好,随雷诺数的增大功率准数NP基本不变,其模拟值为5.99,与实验的误差为13.7%. 在中小流量下,水力学性能的模拟值与实验值吻合较好,但较高流量下由于液沫夹带而无法准确预测. 模拟结果表明,CRS的最大泵送效率仅为13%,其功率消耗主要用于物料高效剪切混合;混合腔内的宏观流动场、剪切速率及湍流耗散率均呈非对称分布;对应转子不同的几何位置,定子槽内产生流型不同的漩涡,模拟结果与文献数据相吻合. 研究结果可为工业CRS的优化设计提供参考.
2007 Vol. 7 (6): 1060-1065 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 375KB] ( )
1066 刘会娥;郭庆杰;陈爽;张建;王铭华
粒径及声场对SiO2超细颗粒流化行为的影响
采用内径为56 mm的玻璃管流化床,考察了平均粒径分别为5~10 nm(1#), 0.5 mm(2#)及10 mm(3#)的SiO2超细颗粒在无声场及声场存在下的流化行为. 无声场时,1#和2#颗粒可在较高的气速下形成稳定聚团,单位质量颗粒团间作用力与原生颗粒相比显著下降,因而可实现稳定的聚团流化,3#颗粒因颗粒间粘性力较大,无法实现稳定流化. 40~60 Hz的声场对3种超细颗粒的流化行为均可起到一定的改善作用,在此频率范围外,声场的作用不明显. 提高声压级,可以使1#和2#颗粒团发生一定程度的破碎,聚团尺寸减小,最小流化速度降低. 在实验范围内,添加声场无法使3#颗粒实现稳定流化.
2007 Vol. 7 (6): 1066-1070 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 444KB] ( )
反应与分离
1071 赵有华;刘振宇;贾哲华
CuO/Al2O3吸附SO2后的氢再生及一体化回收硫磺:表征与机理
吸附SO2饱和的CuO/Al2O3可在400℃下的尾气循环过程中用还原剂H2对其再生. 在热重仪上进行程序升温还原再生实验,以考察尾气循环过程中吸附剂上Cu和S的相态变化. DTG曲线上分别于280和330℃处出现失重峰,表明吸附剂上的CuSO4在H2气氛中依次被还原为CuO和Cu. XPS表征结果则显示吸附剂上CuS由SO2和Cu反应生成. 在400℃、进口气H2/SO2摩尔比为1.5时的硫磺制备过程中,以H2再生后的CuO/Al2O3作催化剂,可获得50%以上的硫磺产率,表明在吸附剂的H2再生过程中生成的CuS是硫磺制备过程的催化剂.
2007 Vol. 7 (6): 1071-1076 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 311KB] ( )
1077 郑文钗;辛宝平;甘雅玲;李长平
草酸青霉Penicillium oxalicum菌体吸附活性染料的性能及微观过程
研究了草酸青霉(Penicillium oxalicum)在模拟染料废水中以边生长边吸附的方式对活性翠蓝KN-G, M-GB, K-GL,活性黑K-BR、活性艳蓝M-BR、活性红紫K-3R和活性深蓝K-R 7种水溶性活性染料的脱色性能及吸附过程. 结果显示,生长菌体对7种活性染料具有良好的脱色性能,染料初始浓度为200 mg/L时,平均脱色率可达93.0%;染料初始浓度为400 mg/L时,活性翠蓝KN-G和M-GB的脱色率仍达到了99.7%和99.9%. 上清液的紫外光谱图及染料分子中铜离子浓度的检测结果表明,染料通过吸附方式从废水中去除. 通过SEM, TEM观察发现,生长菌体在吸附过程中,菌丝发生肿胀膨大,细胞壁发生结构重组,厚度增加10~15倍. 细胞壁的结构变化是生长菌体吸附染料的重要机制,为染料吸附提供位点和进入细胞内部的通道.
2007 Vol. 7 (6): 1077-1082 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 394KB] ( )
1083 马江华;李玉平;李会泉;张懿
[EMIM]HSO4离子液体的合成及其在氧化铝电解中的应用
以N-甲基咪唑为原料合成了[EMIM]HSO4离子液体,采用红外光谱、核磁氢谱和热分析对产物进行了表征,并测定了与电解相关的物理性质,如密度、表面张力、粘度和电导率等,通过研究Al2O3在[EMIM]HSO4离子液体中的溶解度和电化学行为,探讨了其直接电解的可能性. 结果表明,[EMIM]HSO4在加热至270℃前比较稳定,密度和粘度均随温度升高而减小,在100℃时摩尔电导率为2.890 S×cm2/mol,满足电解质要求. 20℃时测得Al2O3在[EMIM]HSO4中的溶解度为3.81 g/L,满足直接电沉积对溶解度的要求. Al2O3在Pt电极上能发生电沉积,在-0.26 V发生铝的欠电位沉积,-0.54 V发生铝的沉积,电解过程受扩散控制.
2007 Vol. 7 (6): 1083-1088 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 281KB] ( )
1089 粟海锋;孙英云;文衍宣;童张法;裴锐南;薛敏华
废糖蜜还原浸出低品位软锰矿及其影响因素分析
采用废糖蜜作还原剂,在硫酸介质中直接浸出低品位软锰矿,通过正交实验和单因素实验,考察了反应温度、反应时间、硫酸浓度和废糖蜜浓度等因素的影响,并对浸出机理进行了初步的探讨. 实验结果表明,通过控制浸出工艺条件,可获得较高的Mn浸出率和较低的Fe, Al浸出率. 由于废糖蜜中胶体等物质的存在,Mn浸出率高于相同条件下用纯糖作还原剂的结果,但Fe和Al的浸出率不受影响. 相关的浸出影响因素优化为:H2SO4 2.35 mol/L,废糖蜜75 g/L,反应时间2 h,反应温度90℃. 在此条件下,Mn浸出率达到96.7%,而Fe为34.4%,Al仅为25.5%.
2007 Vol. 7 (6): 1089-1093 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 291KB] ( )
1094 张延强;张建敏;陈玉焕;张锁江
Quality Control of 1-Alkyl-3-methylimidazolium Ionic Liquid Precursors with HPLC
A high performance liquid chromatography (HPLC) method was proposed to monitor the synthesis and purification of the 1-alkyl-3-methylimidazolium ionic liquid precursors from alkylation of 1-methylimidazole with alkyl halides and determine the purity of final products. The results showed that separation of 1-methylimidazole from the precursors could be obtained under the HPLC performance conditions such as cation exchange column, acetonitrile/KH2PO4 aqueous solution and 209 nm wavelength. The content of unreacted 1-methylimidazole in the precursors could be easily calculated from their corresponding HPLC peak areas with the calibration curve of 1-methylimidazole. The retention times of the 1-alkyl-3-methylimidazolium ionic liquid precursors decreased with their increasing alkyls, and the ionic liquids with the same cation and different anions had almost the same retention times.
2007 Vol. 7 (6): 1094-1098 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 130KB] ( )
过程与工艺
1099 王钰;王希;曹维良;沈志洵;吴言;王长松;张伟刚
三氯环硼氮烷及其衍生物的制备与表征
以三氯化硼和氯化铵为原料,以氯苯为溶剂,采用Schlenk技术合成并提纯出高纯度三氯环硼氮烷(TCB)晶体,利用二甲胺与TCB进行反应,得到TCB的衍生物烷基胺环硼氮烷,为获得高质量BN材料作了原料准备. 采用NMR以及单晶衍射方法对合成样品进行了分析,对反应条件、反应装置及反应路线进行了考察. 研究结果表明,合成反应为均液相反应,加入催化剂Hg, TCB产率可达89%以上;不加催化剂,适当延长反应时间,TCB产率可达87%以上. 在提纯TCB的步骤中,精馏塔理论塔板数为6时较佳. 采用B3LYP/6-31G*计算水平对取代反应过程进行模拟计算,结果表明,取代反应过渡态包含Cl-B-N-HCl四元环结构,通过计算推测反应有可能生成几种取代衍生物的混合物.
2007 Vol. 7 (6): 1099-1106 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 530KB] ( )
1107 邹献武;姚建中;杨学民;宋文立;林伟刚
喷动-载流床中Co/ZSM-5分子筛催化剂对煤热解的催化作用
在喷动-载流床中考察了Co/ZSM-5分子筛催化剂对煤热解气、液、固产物产率及组成变化的影响,分析了催化剂失活的原因及催化剂的再生使用寿命. 结果表明,在550~600℃的热解温度范围内,Co/ZSM-5分子筛催化剂提高煤热解总转化率达70%以上. 而在650℃时,煤热解正己烷可溶物产率最大,其中酚类、脂肪烃类和芳香烃类的产率比无催化剂时分别增加203%, 51%和78%. 因积碳失活的Co/ZSM-5分子筛催化剂经过500℃焙烧后再生使用6次,活性下降不到5%. Co/ZSM-5分子筛催化剂的结构表征结果说明,Co进入了ZSM-5分子筛骨架. Co的催化加氢活性促进了H·与煤热解焦油片断的结合,减少了焦油聚合成大分子的几率,从而提高了煤热解油品的产率和品质.
2007 Vol. 7 (6): 1107-1113 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 284KB] ( )
1114 吴层;颜涌捷;李庭琛;亓伟
Preparation of Hydrogen through Catalytic Steam Reforming of Bio-oil
Hydrogen was prepared via catalytic steam reforming of bio-oil which was obtained from fast pyrolysis of biomass in a fluidized bed reactor. Influential factors including temperature, weight hourly space velocity (WHSV) of bio-oil, mass ratio of steam to bio-oil (S/B) as well as catalyst type on hydrogen selectivity and other desirable gas products were investigated. Based on hydrogen in stoichiometric potential and carbon balance in gaseous phase and feed, hydrogen yield and carbon selectivity were examined. The experimental results show that higher temperature favors the hydrogen selectivity by H2 mole fraction in gaseous products stream and it plays an important role in hydrogen yield and carbon selectivity. Higher hydrogen selectivity and yield, and carbon selectivity were obtained at lower bio-oil WHSV. In catalytic steam reforming system a maximum steam concentration value exists, at which hydrogen selectivity and yield, and carbon selectivity keep constant. Through experiments, preferential operation conditions were obtained as follows: temperature 800~850℃, bio-oil WHSV below 3.0 h-1, and mass ratio of steam to bio-oil 10~12. The performance tests indicate that Ni-based catalysts are optional, especially Ni/a-Al2O3 effective in the steam reforming process.
2007 Vol. 7 (6): 1114-1119 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 234KB] ( )
1120 黄科;唐黎华;倪燕慧;吴勇强;朱子彬
聚苯乙烯在超临界甲苯中的可视降解及动力学
采用微型可视反应器考察了在超临界甲苯中聚苯乙烯降解的相变过程. 随温度升高聚苯乙烯在甲苯中迅速溶解,体系在略高于甲苯临界点处气液两相界面消失,且伴随着临界乳光现象,随后反应体系呈均相. 考察了聚苯乙烯超临界降解和热降解的反应特性,结果表明,聚苯乙烯超临界降解转化率明显高于热降解转化率;聚苯乙烯超临界降解初期分子量迅速降低的同时转化率也快速上升,而聚苯乙烯热降解初期分子量迅速降低过程中转化率很低. 由于聚苯乙烯在超临界甲苯中降解是均相反应,显著降低了反应体系的密度和粘度,改善了传递效果,因此超临界降解速率明显提高. 聚苯乙烯降解反应为一级反应,在温度为330~370℃时热降解活化能为186.1 kJ/mol,超临界体系改善了降解环境,活化能明显降低,为143.5 kJ/mol.
2007 Vol. 7 (6): 1120-1125 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 302KB] ( )
1126 黄国勇;徐盛明;徐刚;李林艳;陈崧哲
单分散球形镍粉的制备与表征
采用液相化学还原法,以硫酸镍为原料、水合肼为还原剂、氢氧化钠为pH值调节剂制备了超细镍粉,并利用粉末X射线衍射、扫描电镜、热重和X射线光电子能谱对其进行了表征. 实验结果表明,所制粉末为面心立方(fcc)晶型、颗粒粒径范围约100~400 nm、纯度高、分散性好的球状镍粉,并获得优化工艺条件:[Ni2+]=0.35 mol/L, [NaOH]/[Ni2+]=2.5, [N2H4]/[Ni2+]=4.0,反应温度80℃. 镍离子初始浓度决定产品二次颗粒大小,反应温度决定体系的反应速率,氢氧化钠和水合肼用量直接影响所得镍粉的还原率.
2007 Vol. 7 (6): 1126-1131 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 526KB] ( )
1132 马江华;李光强
铁矿石孔隙度对其还原和碳化铁生成的影响
在1023 K温度下用热重法结合XRD和EDX分析研究了70%H2-30%CH4混合气体还原铁矿石制备碳化铁的过程,测定了原矿和还原中间产物的微孔分布. 结果表明,相同反应条件下微观结构不同的铁矿石其还原速率和碳化速率有较大差别,巴西块矿、澳大利亚块矿及南非球团矿在50 min内都可以全部还原,此后生成碳化铁;而南非块矿则需90 min才能基本还原,此后没有碳化铁生成. 疏松多孔的铁矿石较致密铁矿石的还原速率快,生成的还原铁结构疏松,有利于碳化反应的进行. 铁矿石还原后,0.5~3.5 nm微孔孔容积率约提高2倍,分布规律与原矿石相似,3.5~13 nm的微孔孔容积提高显著,这些对还原速率和碳化铁的生成反应有较大影响.
2007 Vol. 7 (6): 1132-1137 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 766KB] ( )
1138 赵奕玲;廖丹葵;张友全;童张法
超声波对木薯淀粉性质及结构的影响
考察了超声波对木薯淀粉理化性质及结构的影响. 结果表明,经超声处理后淀粉表观粘度下降,凝沉增强;经超声处理2 min,淀粉糊透明度提高,抗酶解能力降低;延长超声时间则导致糊透明度下降和抗酶解能力增强. FT-IR和XRD分析结果表明,超声作用未破坏淀粉分子基团,但淀粉结晶结构遭到破坏,结晶度下降. SEM分析显示,淀粉团粒结构减弱,受侵蚀的颗粒数量增多;淀粉-碘复合物分析表明,超声波造成淀粉大量降解,破坏支链结构和淀粉长链,直链淀粉含量增加. DSC分析表明,淀粉经超声处理后糊化焓基本不变,糊化温度升高.
2007 Vol. 7 (6): 1138-1143 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 515KB] ( )
1144 易伍浪;韩明汉;吴芹;金涌
Brфnsted酸离子液体催化废油脂制备生物柴油
采用磺酸类Br?nsted酸离子液体作为催化剂,研究了不同工艺条件下催化废油脂制备生物柴油的过程. 以地沟油为原料,醇/油摩尔比12:1,催化剂用量为油质量的2%,在140℃下反应5 h,产物中脂肪酸甲酯的含量达到86.8%. 在同样的反应条件下,催化剂重复使用9次后其活性无明显变化. 该催化剂对废油脂制备生物柴油具有较高的催化活性和良好的重复使用性能.
2007 Vol. 7 (6): 1144-1148 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 196KB] ( )
1149 王树勇;李刚
不同金属氧化物阳极上甲基橙的电化学氧化降解
分别以Ti/SnO2+Sb2O3和Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极为阳极进行甲基橙的电化学氧化,研究了两种金属氧化物阳极上甲基橙氧化降解过程的反应速率、电流效率及COD的变化.结果表明,两种金属氧化物阳极都能有效氧化降解甲基橙,氧化反应符合一级反应动力学规律,在Ti/SnO2+Sb2O3和Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极上甲基橙氧化降解过程的表观速率常数分别为0.148和2.43×10-2 min-1. 以Ti/SnO2+Sb2O3为阳极电解30 min,甲基橙的浓度从初始时的0.305 mmol/L降至4.89×10-3 mmol/L,甲基橙的转化率达98.4%;在Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极上,相同电解时间下甲基橙的浓度只降至0.14 mmol/L,转化率为55.0%. 对不同电极上甲基橙电化学氧化过程电流效率的研究表明,Ti/SnO2+Sb2O3电极的电流效率明显高于Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极. Ti/SnO2+Sb2O3电极的反应速率大、电流效率高主要源于其较高的析氧电位.
2007 Vol. 7 (6): 1149-1153 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 271KB] ( )
1154 张卉;郭占成;王志;许德平
综合热分析法研究催化剂对煤粉燃烧过程的影响
利用综合热分析仪研究了Ce2(CO3)3, CeO2, CaCO3, CaO 四种化合物对煤粉燃烧过程的影响. 重点研究了稀土金属化合物Ce2(CO3)3在不同添加量和不同粒度时对煤粉燃烧过程的影响. 结果表明,Ce2(CO3)3能够显著促进煤粉的燃烧过程,降低着火点温度. 添加量为1.0%时,煤粉着火温度降低约30℃,助燃性能优于其他3种催化剂. 在添加量小于1.0%时,Ce2(CO3)3添加量越大,着火温度越低. 在Ce2(CO3)3不产生团聚的情况下,催化剂粒径越小,煤粉的着火温度越低.
2007 Vol. 7 (6): 1154-1158 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 407KB] ( )
1159 文高飞;杨祝红;李伟;冯新;陆小华
光沉积法抑制二氧化钛晶须光活性
报道了一种TiO2晶须光活性的钝化方法. 对钝化前后TiO2晶须的稳定性、分散性进行了考察. 结果表明,TiO2晶须经过光沉积方法钝化后,光活性仅为初始值的10%左右,而且其稳定性良好,即使经过超声振荡、有机溶剂清洗及高温煅烧,都不会影响其钝化效果;同时通过光学显微镜观察和沉降实验证实,其分散性也得到了明显提高. 对钝化前后TiO2晶须进行XRD, BET和酸洗液的ICP分析,初步得到钝化机理是碳酸钙沉积在TiO2晶须的表面,降低了其光化学活性.
2007 Vol. 7 (6): 1159-1162 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 240KB] ( )
生化工程专栏
1163 刘朝辉;齐崴;何志敏
地衣芽孢杆菌发酵生产b-甘露聚糖酶的代谢通量分析
基于代谢通量分析理论研究了地衣芽孢杆菌生物合成b-甘露聚糖酶的胞内代谢活动. 首先构建了地衣芽孢杆菌产b-甘露聚糖酶的代谢网络,并依据代谢物质量平衡原则建立了反应网络的代谢流模型;进一步采用线性规划的优化方法分别以b-甘露聚糖酶合成反应通量最大和菌体生长速率最大为目标函数对模型进行求解,由此计算得到b-甘露聚糖的最大理论转化率为57.87%. 最后对代谢网络中的5个关键节点进行了比较分析,得到了2个类似非刚性的代谢节点(5-磷酸核酮糖节点和草酰乙酸节点),为利用基因工程方法提高b-甘露聚糖酶的生产能力提供了理论依据.
2007 Vol. 7 (6): 1163-1168 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 328KB] ( )
1169 郭华颖;唐良华;苏敏;薛建平;许旭萍
高选择性脂肪酶的筛选及其拆分布洛芬
为了实现脂肪酶在有机相中对外消旋布洛芬的高效拆分,筛选得到了一株具有高立体选择性的脂肪酶产生菌-扩展青霉TS414(Penicillium expansum TS414). 实验探讨了水分、温度、有机溶剂、酶浓度、醇结构和醇浓度对酶促拆分反应的影响,确立了酯化反应的最佳反应体系:布洛芬6.46 mmol/L,脂肪酶53.3 mg/mL,正丙醇40 mmol/L,异辛烷15 mL,水0.5%(j),60℃条件下反应50 h. 在此条件下,拆分反应的转化率和对映体选择率分别为42%和429.63. 结果表明,Penicillium expansum TS414脂肪酶是一种较为理想的用于外消旋布洛芬拆分的工具酶,在布洛芬手性拆分方面具有广阔的应用前景.
2007 Vol. 7 (6): 1169-1174 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 196KB] ( )
1175 吴作军;李宝珍;袁红莉
Bacillus sp.W112产生表面活性剂条件优化及其特性
从大庆油田油水混合样中分离得到一株芽孢杆菌(Bacillus sp. W112). 菌株发酵液具有较高的表面活性,而且其表面活性剂具有较好的温度、pH和盐稳定性. 对表面活性剂产生条件进行优化,确定了最佳碳源为30 g/L麦芽糖,最佳氮源为1.5 g/L的混合氮源[硫酸铵+硝酸钠(1:2, j)],培养温度为37℃,在500 mL三角瓶中的装液量为100 mL,pH值为7.0,接种量为10%(j). 通过盐酸沉淀-化学试剂萃取法提取得到浅黄色固体产物,通过红外光谱分析,初步确定为一种脂肽类表面活性剂.
2007 Vol. 7 (6): 1175-1180 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 226KB] ( )
1181 张宏斌;窦文芳;许泓瑜;金坚;李华钟;许正宏
提高重组毕赤酵母表达hIFNb-HSA的碳源控制策略
研究了重组毕赤酵母KM71/IH菌体生长阶段饥饿培养对其细胞相对活性及人b干扰素-血清白蛋白融合蛋白(hIFNb-HSA)表达的影响. 结果表明,在以甘油为唯一碳源的细胞培养后期进行饥饿培养以耗尽培养基中的甘油会导致重组细胞相对活性的降低,进而减少hIFNb-HSA的表达量. 在此基础上,提出了菌体培养后期,即过渡阶段流加甘露醇碳源代替饥饿培养的策略,不仅可以消除培养液中甘油残留对甲醇诱导表达hIFNb-HSA的不利影响,而且能够保持重组细胞培养物较高的相对活性(>97%),从而可以提高甲醇诱导表达hIFNb-HSA的水平,表达量可达37.3 mg/L,最大生产强度为0.78 mg/(L×h),较对照分别提高了92.3%和44.4%.
2007 Vol. 7 (6): 1181-1186 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 279KB] ( )
1187 李环;陈悦;翁秋萍;朱大伟;韦萍
argE基因的表达优化及Zn2+添加时间和浓度的影响机制分析
确定了目的基因argE在重组菌BL21(DE3)-pET22b-argE中的表达位置,研究了Zn2+对重组菌生长及表达产物活性的影响,并分析了影响机制. 结果表明,argE可在重组菌中高效表达,表达产物N-乙酰鸟氨酸脱酰基酶大多以不可溶的包涵体形式存在,只有少量为有活性的可溶性表达. 1.0 g/L的Mg2+对重组菌的生长及酶活有明显促进作用. Zn2+加入时机及加入量不同,影响结果也不同. 发酵起始加入Zn2+严重抑制菌的生长及酶活,而在1.0%乳糖诱导2.5 h后加入则可解除生长抑制并提高酶活. SDS-PAGE电泳及活力测定证实Zn2+参与形成酶的催化中心,对酶的表达量没有影响.
2007 Vol. 7 (6): 1187-1191 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 269KB] ( )
1192 张宜峰;康瑞娟;丛威;马润宇
光生物反应器中光强和Fe3+浓度对铜绿微囊藻生长和毒素合成的影响
在2.5 L光生物反应器中考察了光强、通气量等对铜绿微囊藻生长的影响,确定了最佳生长条件. 在此条件下考察不同Fe3+浓度(0~500 mmol/L)对铜绿微囊藻的生长、叶绿素及微囊藻毒素(MC-LR)含量的影响,同时考察光照强度对铜绿微囊藻产毒素的影响. 实验结果表明,在低铁(Fe3+<0.1 mmol/L)、缺铁(Fe3+<0.01 mmol/L)及高铁(Fe3+>100 mmol/L)环境下,微囊藻生长、叶绿素及毒素合成均受到抑制. 生物量和叶绿素在Fe3+浓度为100 mmol/L时含量最高,毒素在Fe3+浓度为10 mmol/L、光强为30 mmol/(m2×s)时含量最大.
2007 Vol. 7 (6): 1192-1196 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 213KB] ( )
1197 刘远;陈兆安;陆洪斌;刘长发;金美芳;郭祯;张卫
亚心形扁藻培养基的优化及光合特性
以均匀实验设计方法优化亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)培养基,采用U10*(108)均匀设计实验考察NO3--N, PO43--P, 缓冲体系(Tris-HAc)三因素对亚心形扁藻生长的影响,同时也考察了与其光合作用相关的PSII光化学活性、藻液pH、集光色素3个指标的变化. 结果表明,在NO3--N 9.5 mmol/L, PO43--P 0.34 mmol/L, Tris-HAc 6.7 mmol/L的优化条件下,亚心形扁藻生长迅速,15 d藻细胞密度增殖到(8.28±0.51)×106 mL-1. Tris-HAc体系能够维系藻细胞在最优pH条件下增殖,高浓度氮源利于PSII光化学活性保持恒定和集光色素的积累,从而提高了光能利用效率,促进藻细胞生长.
2007 Vol. 7 (6): 1197-1201 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 219KB] ( )
1202 李兴峰;江波;潘蓓蕾;沐万孟;张涛
苯丙氨酸及苯丙酮酸对Lactobacillus sp. SK007合成苯乳酸的影响
从自然发酵泡菜中分离筛选到一株乳杆菌(Lactobacillus sp.)SK007,研究了Lactobacillus sp. SK007利用苯丙氨酸合成苯乳酸的过程,结果发现,在MRS培养基中最高可产生0.55 mmol/L苯乳酸,苯丙氨酸剩余94%,但检测不到中间产物苯丙酮酸,这表明苯丙氨酸的转氨反应是苯乳酸合成的限速步骤. 用苯丙酮酸代替苯丙氨酸作为底物可有效突破这一瓶颈,进一步优化了Lactobacillus sp. SK007利用苯丙酮酸合成苯乳酸的发酵条件. 当苯丙酮酸为18.3 mmol/L, 30℃静置培养24 h,苯乳酸产量可达10.25 mmol/L.
2007 Vol. 7 (6): 1202-1206 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 271KB] ( )
1207 冯小海;徐晓滢;姚忠;徐虹
Kitasatospora sp.MY 5-36中e-聚赖氨酸降解酶的纯化及酶学性质
对Kitasatospora sp. MY 5-36中e-聚赖氨酸降解酶(PLD酶)进行了纯化和酶学性质研究. 通过DEAE-Sepharose, Source 15Q, Mono Q三步阴离子交换层析从细胞中得到纯酶,收率达40.7%,纯化倍数为500倍. 经SDS-PAGE电泳、凝胶过滤层析检测PLD酶由2个同聚亚基组成,亚基和全酶相对分子量分别为43.6和87.0 kDa. PLD酶的最适反应温度为30℃,最适pH值为7.0, 20~40℃保存时酶活力稳定,50~60℃保存时酶活力迅速下降,最大反应速率Vmax=0.112 mmol/(L×min), 米氏常数Km=0.216 mmol/L. PLD酶是一种金属酶,能够被Co2+激活、被Ca2+抑制.
2007 Vol. 7 (6): 1207-1211 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 267KB] ( )
1212 李冬敏;陈洪章
汽爆秸秆膜循环酶解耦合丙酮丁醇发酵
利用新型的汽爆玉米秸秆膜循环酶解耦合发酵系统进行了丙酮丁醇发酵的研究,并对使用该系统所导致的丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum AS1.132)代谢的变化进行了讨论. 在稀释率为0.075 h-1的条件下,丁醇的产量为0.14 g/g (纤维素+半纤维素),最大丁醇产率达到0.31 g/(L×h),溶剂组成为丁醇:丙酮:乙醇65.3:24.3:10.4(体积比),纤维素和半纤维素的转化率分别为72%和80%,使用单位纤维素酶所产生的丁醇量为3.9 mg/IU,是分步水解批次发酵的1.5倍. 利用该系统使酶解和发酵分别在各自最适的条件下同时连续进行,减少了纤维素酶的用量,有效地解除了酶解产物对纤维素酶的抑制作用,并减轻了溶剂产物尤其是丁醇对微生物活性的影响,延长了发酵周期.
2007 Vol. 7 (6): 1212-1216 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 237KB] ( )
1217 李瑞;曾建立;王晓东;赵兵;王玉春
耐盐碱植物牛角瓜产能成分分析
对海南产耐盐碱植物牛角瓜(Calotropis gigantean)产能成分进行了较系统的研究. 采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)研究结果表明,牛角瓜汁液中含有C7~C44的烷烃,其中C21烷烃含量最高,占总烷烃的52.98%左右,C7~C17的烷烃占10.28%左右,C29~C44的烷烃占37.45%左右,汁液中总烷烃含量为0.02%~0.03%,整株中总烷烃含量为0.01%~0.015%. 按煤炭样品的国标分析检测方法检测牛角瓜灰分为8.10%,挥发分含量为68.90%,热值为17.93 MJ/kg,碳氢含量总和达到49.51%,高于已报道的印度白花牛角瓜的46.22%,硫含量仅为0.55%,综纤维素的含量以茎中最高,皮中最低,牛角瓜皮含油脂量最髙,在全株中多糖和蛋白质含量都较高,而在汁液中则含量较低.
2007 Vol. 7 (6): 1217-1220 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 217KB] ( )
材料工程专栏
1221 吴九岭;李增喜;张伟刚
镍/石墨复合粉体及其热喷涂涂层新材料
以中间相碳微球为芯材,采用水溶液加压氢气还原方法制备了镍包覆石墨(Ni/C)复合粉体材料. 对比研究了该粉体及其热喷涂涂层与以普通人造石墨为芯材的Ni/C粉体及涂层的性能差异. 通过研究球形Ni/C涂层的热稳定性能,找到了在涂层工作温度下涂层硬度和质量随时间的变化规律. 另外通过对比研究镍与石墨及其混合粉末的氧化失重,探讨了400℃下镍对石墨氧化的催化作用. 火焰喷涂实验发现,球形Ni/C粉体在较低能耗条件下即能制备出合格的涂层,且喷涂工艺参数易于控制,涂层性能更加稳定,涂层硬度的波动范围比普通Ni/C涂层缩小了70%. 在400℃的大气气氛中,涂层硬度大约在20 h左右出现最大值,然后减小并趋于稳定. 氧化实验发现,镍与石墨的混合粉末在25~28 h之间出现增重最大值(0.25%),这与假设镍对石墨的氧化无催化作用时粉末持续增重的情况不同.
2007 Vol. 7 (6): 1221-1228 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 712KB] ( )
1229 刘树模;尉继英;江锋;左敏;蔡冰
钙钛矿La1-xKxCoO3纳米晶的制备与结构及其对炭烟的催化燃烧性能
采用溶胶-凝胶法制备了K+掺杂的La1-xKxCoO3系列钙钛矿结构柴油车尾气炭烟氧化催化剂,用XRD, TG-DTA及程序升温反应等技术详细研究了K+掺杂量及焙烧温度对催化剂结构和炭烟燃烧性能的影响,初步探讨了催化剂结构与性能之间的相关性. 实验结果表明,以蔗糖为络合剂在600℃下可以得到纯钙钛矿结构的La1-xKxCoO3纳米晶,其中菱方相为LaCoO3系钙钛矿的高温稳定相,升高焙烧温度及增加K+掺杂量都会促进钙钛矿结构由立方相转变为菱方相. K+的掺杂可以降低炭烟的燃烧温度,一定量的K可以提高炭烟的燃烧速率. 700℃焙烧的具有菱方相钙钛矿结构的La0.9K0.1CoO3具有最好的催化性能,对炭烟的起燃点和燃尽温度分别为240及387℃,可以通过柴油车自身的排气热量来实现炭烟的催化燃烧过程.
2007 Vol. 7 (6): 1229-1235 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 404KB] ( )
1236 胡煜艳;钱清华;李伟;刘畅;冯新;陆小华
K2Ti6O13薄膜电极的制备及其光电化学
采用溶胶-凝胶法制备了隧道状结构的K2Ti6O13薄膜电极. 溶胶-凝胶法解决了K2Ti6O13与导电基材间结合差的难题,实现了该电极良好的导电性能. 在此基础上,通过紫外-可见光吸收光谱结合电化学方法确定了K2Ti6O13薄膜的能带结构. 溶胶-凝胶法制备的TiO2薄膜电极用于验证方法的可靠性,并作为K2Ti6O13薄膜结构和性能特征的参照系. 实验结果表明,制备的K2Ti6O13薄膜电极禁带宽度为3.05 eV,小于K2Ti6O13粉体的禁带宽度(3.45 eV)和TiO2薄膜的禁带宽度(3.22 eV),具有可见光响应能力. 同时,K2Ti6O13薄膜电极的导带电位(-0.77 V, vs. NHE)低于TiO2薄膜电极(-0.61 V, vs. NHE),显示其还原能力优于TiO2薄膜电极,具有较强的光解水产氢潜力. 此外,K2Ti6O13薄膜的电化学表征还表明其具有很好的电子-空穴分离能力和材料稳定性. 因此,制备的K2Ti6O13薄膜在可见光光解水制氢领域将有较好的应用潜力.
2007 Vol. 7 (6): 1236-1242 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 372KB] ( )
1243 周建新;徐宏;张莉;刘京雷;戚学贵;彭博
Preparation and Anti-coking Property of SiO2/S Coating on HP40 Tube
SiO2/S coating was prepared on the inner surface of an HP40 tube using dimethyldisulfide and tetraethylorthosilicate by atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) to alleviate catalytic coking on the inner surface of radiant tube for ethylene production in petrochemical plants. The comparative coking experiments with the coated and uncoated HP40 tubes were carried out under the same cracking conditions. SiO2/S coating was compact and had excellent anti-coking property. The coke on the coated HP40 tube was about 22% of that on the uncoated HP40 tube, and only small granular coke was deposited on the coated HP40 tube. However, the filamentous coke formed on the uncoated HP40 tube. The thermal stability of SiO2/S coating was satisfactory at cracking temperature, and the anti-coking property of SiO2/S coating was still over 60% after 3 coking and decoking cycles.
2007 Vol. 7 (6): 1243-1248 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 1676KB] ( )
1249 金康康;程靖;文利雄;陈建峰
多形貌萘普生药物晶体生长的可视化研究
采用毛细显微摄像技术对反应结晶法制备多形貌萘普生药物的晶体生长进行了直观、实时的观察和研究. 实验考察了表面活性剂种类和浓度、药物浓度及反应温度对生成的萘普生结晶颗粒形貌和尺寸的影响,并对颗粒的生长机理进行了讨论. 结果表明,在表面活性剂Tween-80, PVP, Karomic-90或CMC的作用下,可分别得到针状、球状、蝴蝶状及棒状萘普生晶体,药物浓度、表面活性剂浓度及反应温度对萘普生晶体的尺寸均有显著的影响.
2007 Vol. 7 (6): 1249-1253 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 542KB] ( )
1254 赵尹;李春忠;刘秀红;施利毅
气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶的光催化性能
以四氯化钛和乙酰丙酮锌为原料,采用气相火焰燃烧合成锌掺杂TiO2纳米晶,利用XRD, XPS和ICP-AES研究了纳米晶结构,考察了锌掺杂TiO2纳米晶在紫外光辐照下催化降解罗丹明B(Rhodamine B)的活性,探讨了光催化机理. 研究结果表明,掺杂相锌主要分布在TiO2表相,并形成均匀分散的ZnO团簇;燃烧过程中锌掺杂对纳米TiO2的晶相组成及晶粒尺寸影响不大. 当掺杂量为0.21%(mol)时,样品具有最高的光催化活性. 光催化机理分析表明,TiO2与ZnO不同的能带位置使光生载流子能够有效分离,改善了纳米TiO2光催化活性.
2007 Vol. 7 (6): 1254-1258 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 459KB] ( )
1259 魏微;胡浩权;秦国彤;尤隆渤
碳化法制备酚醛树脂基微滤碳膜
以高含碳热塑性酚醛树脂为原料,通过碳化制备了酚醛树脂基微滤碳膜,考察了碳化条件,包括碳化终温、升温速率、恒温时间和保护气流速对膜的平均孔径、孔径分布和气体透量的影响. 对碳膜进行了CO2活化处理,考察了活化条件对碳膜性能的影响. 用热重分析考察了碳膜碳化失重,用泡点法测量了其孔径分布. 实验结果表明,随着碳化终温的升高,碳膜的平均孔径和气体透量均减小,当碳化终温从650℃升高到950℃时,碳膜的平均孔径从0.61 mm下降到0.54 mm,气体透量从1.84′10-5 mol/(m2×s×Pa)下降到1.14′10-5 mol/(m2×s×Pa). 350℃碳化温度得到的碳膜爆破强度最低,随着碳化温度的升高爆破强度增加. 升温速率、恒温时间和保护气流速对碳膜性能影响不大. 活化导致膜孔径变大,当CO2浓度从12.5%增加到50%时,碳膜的平均孔径从1.54 mm增大到1.96 mm,气体透量从7.0′10-5 mol/(m2×s×Pa)增大到1.68′10-4 mol/(m2×s×Pa).
2007 Vol. 7 (6): 1259-1262 [摘要] ( ) [HTML 0KB] [ PDF 356KB] ( )