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    2009年 第9卷 第2期    刊出日期:2009-04-20
    流动与传递
    微小流化床流化特性分析
    徐以泉 郭庆杰 司崇殿 曹长青
    . 2009, 9(2):  209-215. 
    摘要 ( )   PDF (1344KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在内径4.3, 5.5, 10.5, 15.5, 20.5和25.5 mm的6个气固微小流化床中,考察了石英砂和不同粒径的催化裂化催化剂的流化特性. 研究了流化床尺寸、颗粒及流化介质物性对微小流化床床层压降及最小流化速度的影响. 结果表明,不同颗粒及流化介质的微小流化床床层压降实验值均小于计算值. 传统的压降关联式不能直接用于微小流化床. 其最小流化速度随床径减小呈指数增大,在高径比1:1~3:1范围内,最小流化速度随料高增大近似呈线性增大,其增大速度随床径增大而变缓. 基于实验数据得出了微小流化床最小流化速度的关联式.
    振动流化床内双组分颗粒的混合与分离特性
    刘传平 王立 贾敏
    . 2009, 9(2):  216-221. 
    摘要 ( )   PDF (633KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在300 mm′300 mm′20 mm的二维振动流化床中,装入平均粒径2和4 mm的分子筛颗粒,在低于流化速度(u
    双探针电导探头测量气泡参数的信号质量
    韩梅 伍倩 张念 王铁峰 沙作良 王金福
    . 2009, 9(2):  222-227. 
    摘要 ( )   PDF (419KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    制作了一种用于测量多相流气泡参数的双探针电导探头,研究了探针参数、测试电路和采样方法对气泡信号质量的影响,并提出了改进方法. 实验结果表明,探针导通距离越小,信号响应越快,当导通距离小于0.025 mm时,对信号响应影响不明显. 将探针电极与测试电路输入端的负极相连,以保护探针电极,避免其因电氧化腐蚀而减短使用寿命. 选取小阻值探针,并根据其在液相中的阻值大小对外接限流电阻进行优化,可实现采样电路的电阻匹配,从而获得理想的信号响应幅值. 通过对所分析的各影响因素进行控制后,得到了电压幅值变化达3 V、噪音小且响应快的电导探针气泡信号.
    利用颗粒速度标量场确定风口回旋区边界
    罗志国 刘洪华 邹宗树 周渝生
    . 2009, 9(2):  228-232. 
    摘要 ( )   PDF (614KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    利用COREX熔化气化炉半周冷态模型,通过跟踪示踪颗粒的运动信息,得到观察面板处风口回旋区域的颗粒速度场. 通过与目测结果的对比,确定超过0.15 m/s的颗粒速度标量场为风口回旋区域. 实验得到的回旋区边界可为回旋区理论或数学模拟提供准确的边界条件.
    板坯连铸凝固过程动态耦合数值模拟
    金学伟 王长松 张玉宝 薛建国 裴红星 曹军民
    . 2009, 9(2):  233-237. 
    摘要 ( )   PDF (311KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    基于实际生产测得的数据,采用连续动态三维耦合模型对板坯连铸凝固过程的流场、温度场和凝固进行模拟. 结果表明,由浸入式水口进入的钢液在结晶器内冲击形成上下两股回流,凝固促进了流动速度的衰减,提高拉速扩大了回流区域;结晶器内铸坯宽面偏角部100~150 mm处存在局部过热,在结晶器出口,拉速由0.02 m/s增加到0.025 m/s,坯壳厚度减小约3 mm.
    折流式超重力旋转床的液泛
    谢爱勇 李育敏 徐之超 计建炳 计建炳
    . 2009, 9(2):  238-241. 
    摘要 ( )   PDF (186KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在Wallis提出的气液两相逆流液泛关联式的基础上,建立了折流式超重力旋转床的液泛关联式. 以空气-水为物系,对转子直径288 mm、高55 mm的折流式旋转床进行了液泛实验. 旋转床转子采用动圈开单排孔和动圈开多排孔2种结构,用实验数据拟合出这2种结构的液泛关联式参数. 结果表明,随着气液流动参数的增加,折流式旋转床的液泛能力因子减小. 转速每增加100 r/min,液泛能力因子平均减小0.007 m/s. 在相同条件下,多排孔转子液泛能力因子比单排孔高8.5%.
    反应与分离
    Separation, Purification and Characterization of Three Endo-polygalacturonases from a Newly Isolated Penicillum oxalicum
    张春辉 李祖明 彭霞薇 贾月 张洪勋 白志辉
    . 2009, 9(2):  242-249. 
    摘要 ( )   PDF (318KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    Three endo-polygalacturonases (endoPGs) from a newly isolated Penicillum oxalicum (CGMCC 0907) capable of utilizing waste biomass as growth substrate were separated and purified to homogeneity by ultra-filtration, affinity adsorption chromatography, CM-cellulose column chromatography, and Sephadex G-100 gel filtration chromatography with the overall yield of 64.5% from the crude enzyme. The specific activities and recovery rates of endoPG-1, endoPG-2 and endoPG-3 were 1120 U/mg and 21.6%, 1350 U/mg and 25.9%, and 1560 U/mg and 17.0%, respectively. The three purified endoPGs had a close molecular weight to 41 kDa as estimated by SDS-PAGE. The optimum temperature and pH for the function of them were 65℃ and 5.0, 55℃ and 5.0, 50℃ and 5.5, respectively. Their pI and Km values were 5.9 and 0.78 mg/mL, 6.0 and 1.2 mg/mL, and 6.1 and 2.0 mg/mL, respectively.
    活性炭负载Fe(III)吸附剂去除饮用水中的As(V)
    姚淑华 贾永锋 汪国庆 石中亮
    . 2009, 9(2):  250-256. 
    摘要 ( )   PDF (605KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    利用活性炭负载水合铁氧化物制备了复合吸附剂,并用于饮用水中As(V)的去除. 研究了活性炭种类、粒度、溶液pH值、Fe(III)盐浓度和干扰离子等对As(V)去除的影响. 结果表明,煤质活性炭作为基质负载水合铁氧化物比椰壳炭和果壳炭具有更好的除砷效果. 随着炭粒度降低,除砷效率显著增加. 在pH 3~9范围内,活性炭负载水合铁氧化物可有效吸附As(V). F-, Cl-, SO42-的加入对As(V)的去除效率基本无影响,而SiO32-和PO43-则明显抑制As(V)的去除. Langmuir模型比Freundlich模型能更好地描述复合吸附剂对As(V)的吸附平衡. 动力学研究表明,As(V)吸附反应可用二级速率方程描述.
    硫化叶菌对镍钼硫化矿的浸出作用
    陈家武 高从堦 张启修 张贵清 肖连生
    . 2009, 9(2):  257-263. 
    摘要 ( )   PDF (272KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    对金属硫叶菌浸出镍钼硫化矿进行了研究. 结果表明,有菌组镍的浸出率均在90%以上,而无菌组为77.64%;驯化菌比非驯化菌的浸出率高,前者镍和钼的浸出率分别为94.7%和70.2%,后者为93.1%和68.4%;pH为2时浸出效果最佳,镍浸出率达100%,钼浸出率为66.97%;粒径<0.048 mm和<0.077 mm的浸样镍浸出率均达到100%,钼浸出率分别为68.4%和64.5%;低矿浆浓度比高矿浆浓度的浸出率高,5 g/L矿浆镍和钼的浸出率分别达100%和87.29%;在无菌条件下,浸样添加0.5 g/L Fe3+和对照组的镍浸出率分别为92.8%和76.6%,钼浸出率为52.56%和49.34%;嗜热菌(金属硫叶菌)比常温菌(氧化亚铁硫杆菌)的浸出率高,前者镍钼浸出率分别为93.17%和73.52%,后者为67.34%和38.36%.
    从硫酸铵焙烧废旧锂离子电池产物中浸出有价金属
    李敦钫 王成彦 尹飞 陈永强 揭晓武 杨永强 王军
    . 2009, 9(2):  264-268. 
    摘要 ( )   PDF (283KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研究了废旧锂离子电池经(NH4)2SO4焙烧处理后有价金属的浸出行为. 考察了焙烧温度、(NH4)2SO4用量和浸出pH值对焙烧产物中金属元素浸出率的影响,比较了焙烧产物分别在稀硫酸溶液和含氨水与(NH4)2SO4的氨性溶液中的浸出效果. 结果表明,焙烧产物中的Li可被完全浸出,焙烧产物中Cu用氨性溶液浸出时浸出率达97.60%,在稀硫酸溶液中为92.86%,焙烧产物中部分钴以Co3O4的形态存在,浸出率低于68%,当用浓硫酸与水体积比为1:2的硫酸水溶液处理浸出渣时,Co的总浸出率可达99%以上.
    离子液体萃取精馏分离乙醇-环己烷共沸物
    王孝科 田敉
    . 2009, 9(2):  269-273. 
    摘要 ( )   PDF (202KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    在0.101 MPa压力下,测定了不同离子液体对乙醇-环己烷共沸物相对挥发度的影响,研究了溶剂比(萃取剂与原料液体积比)对体系相对挥发度、离子液体加入速率和回流比对萃取精馏的影响,按实验确定的最佳工艺条件进行了重复实验. 结果表明,离子液体作为萃取剂可以消除乙醇-环己烷物系的共沸点,提高该物系的相对挥发度. 采用[bmim]PF6作为萃取剂,溶剂比为0.5,离子液体加入速率为6 mL/min,回流比为3,可得到纯度大于99.8%的环己烷. 釜液采用闪蒸分离回收乙醇和离子液体,乙醇的回收率达99.9%以上. 离子液体的循环使用不影响分离性能.
    米糠对苯胺的吸附行为及机理
    李芳郴 戴友芝 罗岳平 游志敏
    . 2009, 9(2):  274-278. 
    摘要 ( )   PDF (303KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    通过静态吸附实验,研究了米糠粒径、投加量、pH、温度等对米糠吸附苯胺效果的影响,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱探讨了吸附机理. 结果表明,在所研究的条件范围内,米糠对苯胺的吸附能力随着米糠粒径的增大而变小,随着温度的升高而增大,酸性条件有利于吸附进行;在303 K的中性环境下,饱和吸附量qmax可达1.34 mg/g. 米糠对苯胺的吸附遵循Langmuir等温线,吸附过程是自发进行的吸热反应,符合拟二级动力学反应控制的化学吸附过程,存在一定量的氢键吸附.
    Span-20和Tween-80对发酵液中Nisin泡沫分离的影响
    李新涛 吴兆亮 赵艳丽 武亚明
    . 2009, 9(2):  279-283. 
    摘要 ( )   PDF (256KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研究了微量非离子表面活性剂Tween-80和Span-20对发酵液中乳链菌肽(Nisin)泡沫分离的影响. 结果表明,发酵液泡沫分离时泡沫层轴向气泡直径、连续通气过程的泡沫层高度、泡沫层平均持气量等均因添加活性剂而明显变化. 不同体系气泡大小为,含0.2 g/L Span-20发酵液>含0.5 g/L Span-20发酵液>发酵液>含0.2 g/L Tween-80发酵液>含0.5 g/L Tween-80发酵液;Tween-80的加入破坏了气泡表面的网状结构,因而泡沫层持气量较高;连续通气时,2种表面活性剂都会引起泡沫层高度降低,但Tween-80会增加泡沫层的稳定性. 当Tween-80浓度达0.5 g/L时,Nisin的收率大幅度提高,原因是分离过程中Nisin失活率减少.
    铜冶炼熔渣中铁组分的迁移与析出行为
    曹洪杨 付念新 张力 夏风申 隋智通 冯乃祥
    . 2009, 9(2):  284-288. 
    摘要 ( )   PDF (483KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用高温氧化改性方法,以某铜冶炼厂铜冶炼熔渣为原料,研究了渣中铁组分的迁移与析出行为. 考察了氧化时间、氧气流量与温度对铁组分迁移与析出行为的影响,分析了改性前后渣中物相组成及形貌,测定了磁铁矿相的晶体大小和体积分数. 结果表明,延长氧化时间、增加氧气流量及提高氧化温度均有利于渣中铁组分的迁移、富集、析出与长大,优化条件为温度1653 K、氧气流量7 L/min、氧化时间6 min,在此条件下,磁铁矿相的晶粒度由20 mm提高到80 mm、体积分数由20%提高到50%;经磁选分离得到54%(w)的铁精矿,回收率为90%左右.
    石煤氯化钠焙烧水浸液纳滤提钒过程
    王学文 刘万里 张贵清 王明玉 胡健
    . 2009, 9(2):  289-292. 
    摘要 ( )   PDF (199KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用石煤氯化钠焙烧浸出液为原料,研究了驱动压力、料液pH值及钒浓度对钒纳滤浓缩效果的影响,并考察了Cl-在纳滤过程中的行为. 结果表明,在驱动压力10.0~12.5 kg/cm2和pH值5.16~6.15的优化条件下,料液中的钒(V2O5)可纳滤浓缩到35 g/L以上. pH值6.15时,钒的截留率最高,达92%. 浓缩液按沉钒化学计量的2.2倍加入NH4Cl,沉淀得到的NH4VO3经500℃煅烧1 h得到的V2O5产品纯度为98.6%.
    过程与工艺
    镍包石墨(Ni/C)微颗粒镍镀层的均匀性
    陈烨 张登君 张伟刚 张伟刚
    . 2009, 9(2):  293-299. 
    摘要 ( )   PDF (677KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用湿式加压氢还原法制备球形Ni/C微颗粒,着重考察了核心颗粒的粒度分散性及氢气传质过程对石墨颗粒表面镍沉积层均匀性的影响. 结果表明,球形石墨颗粒粒径从30 mm增加到60 mm左右,对应的镍镀层厚度从4.5 mm增加至6.0 mm左右,减小核心颗粒的粒度分散性可以减小镀层厚度的差异,提高包覆均匀性;双叶轮搅拌速率在500~1000 r/min范围内有效强化了氢气在体系中的传质,得到的Ni/C颗粒镀覆均匀性明显改善,搅拌效果优于单叶轮.
    甲醇分解铝酸钠溶液制备大颗粒氢氧化铝的工艺与表征
    张盈 郑诗礼 徐红彬 张懿 张懿
    . 2009, 9(2):  300-306. 
    摘要 ( )   PDF (576KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    对甲醇分解NaAl(OH)4溶液制备大颗粒Al(OH)3进行了工艺研究,考察了分解温度、分子比(Na2O/Al2O3摩尔比)、Na2O浓度、硅量指数(Al2O3/SiO2质量比)、搅拌速度和甲醇用量对产品粒度和形貌的影响. 结果表明,在NaAl(OH)4溶液的Na2O浓度为180 g/L、分子比为1.5~1.6,硅量指数550以上及甲醇与NaAl(OH)4溶液等体积的优化条件下,控制分解温度60℃,可得到平均粒径达80 mm的球形Al(OH)3. 甲醇的加入改变了Al(OH)3生长基元的径向和轴向生长速率,甲醇量越大,径向生长速率越快,生长基元越薄. 当甲醇与NaAl(OH)4溶液体积比为1:1时,Al(OH)3生长基元的厚度在100 nm左右. 随分解温度升高,Al(OH)3由Bayerite型向Gibbsite型转变,热重-差热值与理论值吻合.
    某鲕状赤褐铁矿流化床磁化焙烧-磁选工艺
    周建军 朱庆山 王化军 倪文
    . 2009, 9(2):  307-313. 
    摘要 ( )   PDF (528KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用流化床反应器作为磁化焙烧装置,以高纯N2和CO混合气体作为还原气体,考察了550~800℃下,云南某地区的鲕状赤褐铁矿磁化焙烧-磁选的影响因素. 结果表明,未经过预处理的矿粉采用磁化焙烧-磁选分离,精矿中铁品位可提高至约55%,铁回收率<70%;经过预处理的矿粉,精矿中铁品位可提高至60.18%,铁回收率达85.91%. 预处理矿粉形成了多孔疏松结构,使还原气体易进入铁矿颗粒内部,有利于Fe3O4生成,提高了磁选指标.
    微波辐射强化制备含氟硅丙烯酸酯共聚物乳液
    熊圣东 李鹏辉 颜善银 徐祖顺
    . 2009, 9(2):  314-318. 
    摘要 ( )   PDF (438KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用多步种子乳液聚合法,以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、g-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷和甲基丙烯酸六氟丁酯为原料在微波辐射下制备了核-壳型含氟硅丙烯酸酯共聚物乳液. 并研究了共聚物的结构、乳胶粒的形态和聚合过程中粒径的变化. 结果表明,所得乳胶粒子呈核-壳结构,与常规加热相比,微波的引用能加快反应速率,形成核-壳结构. 壳层富集含氟硅聚合物的核-壳形态有利于含氟硅结构单元在聚合物膜表面的分布,当氟硅单体为6%(w)时,乳胶膜对水的接触角达91.3o. 加入氟硅组分显著提高了聚合物膜的耐水性,当其含量从0增大到18%时,乳胶膜的吸水率从20.1%降低到3.54%.
    KOH亚熔盐法分解钛铁矿
    刘玉民 齐涛 王丽娜 初景龙 张懿
    . 2009, 9(2):  319-323. 
    摘要 ( )   PDF (225KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以KOH亚熔盐为反应介质,研究了KOH浓度、反应温度与时间、搅拌速率和碱/矿比等因素对钛铁矿在KOH亚熔盐体系中分解率的影响. 结果表明,反应温度、反应时间及KOH浓度为主要影响因素,提高反应温度及KOH浓度均有利于钛铁矿在KOH亚熔盐中的分解,但当反应温度超过260℃时,钛铁矿的分解率又随反应温度的升高而降低;在KOH浓度80%(w)、搅拌速度700 r/min、反应温度260℃、碱/矿质量比5、反应时间180 min的条件下,钛铁矿在KOH亚熔盐中的分解率超过95%. 此外,钛铁矿在KOH亚熔盐中的分解符合未反应收缩核模型,受界面化学反应控制.
    RH精炼渣高熔点相作用浓度对粘渣的影响
    梁小平 金杨 王雨 段红玲
    . 2009, 9(2):  324-328. 
    摘要 ( )   PDF (470KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    为抑制RH精炼过程中熔渣中高熔点镁铝尖晶石和铁铝尖晶石相的析出以减轻浸渍管粘渣,基于分子离子共存理论,建立了CaO-SiO2-MgO-Al2O3-FeO-CaF2-MnO七元精炼渣系结构单元作用浓度的计算模型,计算了高熔点相的作用浓度,分析了熔渣组成对高熔点相作用浓度的影响. 结果表明,当RH精炼渣的碱度(CaO/SiO2, w)在4.0~5.0, CaO/Al2O3(w) 为1.5~2.0, MgO含量约10%(w), FeO含量约17%(w), CaF2含量不高于7.5%(w)时,精炼渣中MgO×Al2O3和FeO×Al2O3的作用浓度处于较低水平,不足以结晶析出,因而可以减轻RH浸渍管的粘渣. 模型计算结果与实验结果一致,为减轻粘渣用改质剂配方的设计提供了理论依据.
    EDTA络合高钛渣熔盐反应产物中的Fe3+及TiO2的制备
    冯杨 王丽娜 薛天艳 齐涛 初景龙 王京刚
    . 2009, 9(2):  329-332. 
    摘要 ( )   PDF (226KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    研究了酸性介质中EDTA对高钛渣与NaOH熔盐反应水洗产物中Fe3+的络合作用,考察了EDTA加入量、反应时间、pH值和温度对Ti4+和Fe3+溶出率的影响. 结果表明,增加EDTA量、延长反应时间、减小pH值及升高温度,Fe3+溶出率增大. 将反应后的固相在105℃下水解可制得球状锐钛型TiO2,平均粒径为100 nm,纯度可达99.3%.
    系统与集成
    Simulation of Fuel Ethanol Production from Lignocellulosic Biomass
    张素平 Fran?ois Maréchal Martin Gassner 任铮伟 颜涌捷 Daniel Favrat
    . 2009, 9(2):  333-337. 
    摘要 ( )   PDF (137KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    Models for hydrolysis, fermentation and concentration process, production and utilization of biogas as well as lignin gasification are developed to calculate the heat demand of ethanol production process and the amounts of heat and power generated from residues and wastewater of the process. For the energy analysis, all relevant information about the process streams, physical properties, and mass and energy balances are considered. Energy integration is investigated for establishing a network of facilities for heat and power generation from wastewater and residues treatment aiming at the increase of energy efficiency. Feeding the lignin to an IGCC process, the electric efficiency is increased by 4.4% compared with combustion, which leads to an overall energy efficiency of 53.8%. A detailed sensitivity analysis on energy efficiency is also carried out.
    生化工程专栏
    串/并联微生物燃料电池的性能
    李顶杰 何辉 卢翠香 李浩然 杜竹玮
    . 2009, 9(2):  338-343. 
    摘要 ( )   PDF (385KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    以5个双室直接微生物燃料电池构建串、并联电池组,考察了电池不同运行阶段及不同底物和电子受体对电池组性能的影响. 结果表明,串、并联微生物燃料电池组可以提高工作电压、电流. 以氧气和铁氰化钾作为电子受体时,串联电池组的输出电压(输出功率密度)分别可达1.186 V (18.83 mW/m2)和1.417 V (51.51 mW/m2),并联电池组输出电流(输出功率密度)可达3 mA (22.66 mW/m2)和6.86 mA (65.22 mW/m2). 串联电池组中电池间的差异是出现电池反极的主要原因,内阻较大的电池易在工作电流较大时出现反极现象. 适宜的混联方式可以降低由内阻差异引起的能量损失,外电阻为30 W时,混联电池组输出功率密度(30.3 mW/m2)是串联电池组(6.58 mW/m2)的4倍.
    微生物谷氨酰胺转胺酶对羊毛蛋白纤维改性作用的性能表征
    崔莉 范雪荣 陈坚 堵国成 王平
    . 2009, 9(2):  344-249. 
    摘要 ( )   PDF (956KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用SEM, AFM, FT-IR及SDS-PAGE等技术表征了谷氨酰胺转胺酶(Tgase)对不同预处理的羊毛的改性效果. 结果表明,KMnO4预处理主要引起羊毛红外光谱S?O振动区(1000~1200 cm-1)变化,蛋白酶预处理及TGase的作用没有显著改变羊毛的红外光谱吸收. 与H2O2相比,KMnO4与蛋白酶使羊毛鳞片结构破坏,纤维表面的平均粗糙度由12.5 nm升高至24 nm,TGase的作用未明显改变纤维的表面形态. SDS-PAGE电泳分析显示TGase可催化羊毛蛋白间通过共价交联形成聚合物.
    超临界CO2快速膨胀制备鱼腥草挥发油脂质体
    文震 李琼 李琼 郑宗坤 游新奎 蒲一涛
    . 2009, 9(2):  350-354. 
    摘要 ( )   PDF (435KB) ( )  
    相关文章 | 计量指标
    采用改进的超临界CO2快速膨胀方法制备了鱼腥草挥发油脂质体,并对其进行了表征. 考察了压力、温度、共溶剂乙醇用量等因素对脂质体制备的影响,在压力30 MPa、温度338 K及乙醇用量15%条件下,脂质体包封率为83.2%,载药量为5.2%,平均粒径为332.5 nm. 脂质体包封率、溶出度、稳定性等理化性质均符合中国药典的规定,载药量满足注射剂给药量的要求.
    表面活性剂对麦草同步糖化发酵转化乙醇的影响
    罗鹏 刘忠
    . 2009, 9(2):  355-359. 
    摘要 ( )   PDF (185KB) ( )  
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    研究了5种非离子型表面活性剂(BSA, Tween-20, Tween-80, PEG-4000, PEG-6000)促进麦草同步糖化发酵的效果. 结果表明,5种表面活性剂均能促进麦草同步糖化发酵,以Tween-20效果最为显著. 反应体系中添加Tween-20可降低酶用量而保持乙醇浓度基本相同. 在pH 5.0、温度37℃、底物浓度50 g/L及Celluclast 1.5 l用量25 FPU/g、Novozym 188用量15 IU/g的反应体系中,添加0.03 g/g Tween-20,反应72 h,乙醇浓度达到18.7 g/L,比未添加表面活性剂的体系提高了14.0%,反应时间缩短了12 h.
    材料工程专栏
    新型CuSO4-CeO2/TS催化剂低温NH3还原NO及抗中毒性能
    何勇 童志权 黄妍 黄妍 夏斌
    . 2009, 9(2):  360-367. 
    摘要 ( )   PDF (303KB) ( )  
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    采用共沉淀法制备了载体TiO2-SiO2(TS),用浸渍法制备了CuSO4-CeO2/TS催化剂,研究了制备参数和操作条件对其低温NH3选择性催化还原NO性能的影响及其抗H2O和SO2中毒的能力. 结果表明,在最佳条件下制得的CuSO4-CeO2/TS,在反应温度220℃、NH3/NO摩尔比为1.1、进口NO浓度1000′10-6(j)、空速5000 h-1及O2 4%(j)条件下,NO转化率接近98%. 本催化剂低温下具有良好的单独抗水、硫的能力,且在长达33 h同时抗H2O和SO2的过程中,其活性保持在约95%的高水平,没有中毒迹象,在综合性能上优于目前文献报道的其他SCR催化剂.
    银、氟双元素改性TiO2光催化材料的性能
    孙彤 翟玉春 马培华
    . 2009, 9(2):  368-374. 
    摘要 ( )   PDF (688KB) ( )  
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    以多孔泡沫镍为载体,采用水热合成法制备了Ag修饰和Ag-F共改性多孔TiO2光催化材料,用多种方法对其进行了表征,并评价了其对水中罗丹明B的降解性能. 罗丹明B的光催化降解反应符合零级动力学规律,TiO2中主要成分为锐钛矿型纳米TiO2晶体,经500℃煅烧0.5 h后光催化性能提高. Ag修饰TiO2的光催化性能随Ag修饰量的增加先升高后下降,Ag修饰量大于0.6%时,其光催化性能又提高,最佳Ag修饰量为1.2%. 煅烧处理使样品的光催化性能提高,当Ag修饰量为0.8%时,其光催化性能最优. 1.2% Ag和2.0% F共改性的多孔光催化材料的光催化性能远优于单一Ag修饰材料.
    甲烷部分氧化过程Rh负载的泡沫独石的稳定性
    丁石 程音弘 吴昌宁 金涌 程易
    . 2009, 9(2):  375-380. 
    摘要 ( )   PDF (408KB) ( )  
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    研究了不同孔径的Rh泡沫独石催化剂在甲烷部分氧化过程中的稳定性. 结果表明,长度3 mm、Rh负载量0.3%(w)、孔径0.32 mm的泡沫独石催化剂与长度10 mm、Rh负载量0.3%(w)、孔径0.576 mm的泡沫独石催化剂具有相同的初始催化性能,但小孔径催化剂的失活速率仅为大孔的1/5. 建立了耦合基元反应动力学的计算流体力学模拟平台,模拟了所用的2种催化剂的内部浓度场和催化剂表面温度. 小孔径催化剂具有更大的单位体积催化表面积,使放热氧化反应的反应速率提高了1.1倍,而将吸热的重整反应速率提高了3.7倍. 小孔径催化剂强化催化剂床层内蒸汽重整反应,其热点温度比大孔径催化剂低171℃. 孔径0.576 mm的催化剂将单位体积催化表面积增大8倍,能使催化剂的热点温度降低235℃.
    有机硅烷改性PDMS/Silicalite渗透汽化杂化膜制备及其分离性能
    伊守亮 苏仪 周浩力 陈向荣 苏志国 万印华
    . 2009, 9(2):  381-386. 
    摘要 ( )   PDF (241KB) ( )  
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    采用硅烷偶联剂对全硅沸石Silicalite-1进行表面改性,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,制备了渗透汽化PDMS/Silicalite杂化膜. 用FT-IR, TGA等对改性的效果和杂化膜的热稳定性能进行了表征,并以低浓度乙醇/水体系为研究对象,以渗透通量和分离因子为评价指标,考察了料液组成、进料温度、循环流速、膜下游侧真空度等因素对改性杂化膜分离性能的影响. 结果表明,硅烷改性沸石所制杂化膜对低浓度乙醇/水体系的分离因子比空白膜和未改性杂化膜分别提高136%和45%. 随料液中乙醇浓度从5%增加到69%,膜分离因子从22降低到7,而其他因素对膜的选择性影响较小.
    表面印迹法制备胆红素分子印迹材料及其识别性能
    陈志萍 高保娇 杨晓峰 李延斌
    . 2009, 9(2):  387-392. 
    摘要 ( )   PDF (259KB) ( )  
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    以g-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)为媒介,将功能大分子聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝到硅胶微粒表面,形成了接枝微粒PEI/SiO2. 以胆红素为模板分子,乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)为交联剂,采用分子表面印迹技术,制备了胆红素分子表面印迹材料MIP-PEI/SiO2,采用静态与动态两种方法研究了MIP-PEI/SiO2对胆红素的结合特性. 结果表明,印迹材料MIP-PEI/SiO2对胆红素分子具有特异的识别选择性与优良的结合亲和性,也具有优良的解吸性能,以EDTA与NaOH混合溶液作为洗脱液,11个床体积内解吸率可达99.39%.
    玻璃渗透氧化铝全瓷牙科修复材料的颜色性能
    张丹 朱庆山
    . 2009, 9(2):  393-397. 
    摘要 ( )   PDF (311KB) ( )  
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    以CeO2, Fe2O3, Er2O3为着色剂,制备不同颜色的Al2O3渗透玻璃,并渗透入预烧结的多孔Al2O3坯体,用分光光度计测量渗透后Al2O3-玻璃复合材料的反射光谱和颜色参数,考察了着色剂含量对材料颜色的影响. 结果表明,CeO2能赋予材料黄色品,对降低明度和增加红色品作用较弱;Fe2O3能赋予材料红色品并显著降低明度;Er2O3能增加红色品,对明度和黄色品影响较小. 得到的色度范围为L*(明度)73.5~91.6, a*(红绿色品)-2.84~4.11, b*(黄蓝色品) 15.6~25.3. 对实验数据拟合得到配色模型,以市售核瓷产品为目标进行配色,色差均小于1.5,满足颜色匹配的要求.
    高频热等离子体制备Mn掺杂的棒状纳米氧化锌
    胡鹏 施昌勇 袁方利 李晋林
    . 2009, 9(2):  398-402. 
    摘要 ( )   PDF (393KB) ( )  
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    以锌粉和MnCl2为反应物,在高频感应热等离子体中制备了Mn掺杂的ZnO纳米棒. 通过XRD, FESEM, TEM和HRTEM对产物的结构、形貌进行了分析. 随着Mn掺杂量的增加,ZnO的衍射峰向小角方向移动,证实掺杂的Mn原子进入了ZnO晶体的晶格,ZnO纳米棒的长径比逐渐减小,未掺杂的ZnO纳米棒直径约为30 nm,长度约为2 mm,当掺杂的Mn/Zn摩尔比为4%时,掺杂后的ZnO纳米棒直径约为100 nm,长度约为200 nm. Mn掺杂的ZnO纳米棒显示出了室温铁磁性特征,且随Mn掺杂含量提高而增强,当Mn掺杂量由0.25%增加到4%时,ZnO纳米棒的矫顽力从78 Oe上升到149 Oe.
    Li掺杂对LaNi/Al2O3在焦油重整中催化性能的影响
    孔令华 岳宝华 汪学广 于飞 鲁雄刚 丁伟中 丁伟中
    . 2009, 9(2):  403-407. 
    摘要 ( )   PDF (347KB) ( )  
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    采用浸渍法制备了LiLaNi/Al2O3催化剂,并用XRD, SEM, TPR等对其进行了表征. Li的加入对催化剂的结构、NiAl2O4的结晶度及Ni2+离子还原能力都有较大影响. 以甲苯为焦油的模型化合物,在固定床反应器中对高温焦炉煤气中焦油催化转化反应进行了评价. 结果显示,Li能显著改善LaNi/Al2O3催化剂的催化反应活性,提高产物中H2的含量. 在750℃、水/碳比为2.0的条件下,含0.5%(w) Li的LiLaNi/Al2O3催化剂能将甲苯完全转化为小分子气体,产物中H2含量显著增加.
    铁取代介孔磷铝分子筛的合成、表征及其催化性能
    李新柱 杨树林 任海伦
    . 2009, 9(2):  408-412. 
    摘要 ( )   PDF (274KB) ( )  
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    以水热晶化法合成了Fe取代介孔磷铝分子筛,并用XRD, FT-IR, N2吸附等对其进行了表征. 结果表明,合成的分子筛为缺乏长程有序的介孔结构,具有较高的比表面积. 在焙烧后的分子筛中,Fe3+离子主要以四配位的形式存在于骨架中. 该分子筛能有效催化氧化水溶液中苯酚,在反应温度60℃、苯酚起始浓度3 mmol/L、加入45 mmol/L H2O2、溶液起始pH值4.5的条件下,4 h后苯酚去除率达99.5%,COD去除率达87.9%,且催化剂性能稳定,反应过程中有极少量Fe3+离子流失.
    螺旋纳米碳纤维及聚乙烯醇复合材料的制备与性能表征
    安玉良 刘艳秋 袁霞 左继成
    . 2009, 9(2):  413-416. 
    摘要 ( )   PDF (613KB) ( )  
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    以镍为催化剂,采用化学气相沉积法制备螺旋纳米碳纤维,并通过浓硝酸氧化法对螺旋纳米碳纤维进行处理,在加热条件下,制备了螺旋纳米碳纤维/聚乙烯醇复合材料. 实验考察了螺旋纳米碳纤维含量对复合材料力学性能的影响,当螺旋纳米碳纤维添加量为0.4%(w)时,复合材料的拉伸性能提高32%. 通过扫描电镜对复合材料的拉伸断口进行分析,螺旋纳米碳纤维均匀地分散在基体中,有效增强了复合材料的抗拉性能.