多级逆流电渗析技术用于硫酸铵水溶液脱盐

在恒流操作条件下,分别采用单级和多级电渗析对0.52mol/L硫酸铵水溶液进行脱盐实验.结果表明,采用多级逆流电渗析操作能明显缓解单级电渗析后期的浓差扩散和水渗漏现象.与单级电渗析相比,两级和三级电渗析淡室中盐脱除量分别提高了7.9%和22.5%,浓室中盐浓度提高了1.6%和6.5%,膜通量提高了7.0%和18.5%,能耗分别降低12.0%和32.0%.     

纤维素酶固态发酵环境扫描电镜观察

纤维素酶压力脉动固态发酵周期（60h）比传统固态发酵周期缩短1/3，酶活（2036IU/g）比传统酶活（10.82IU/g）提高了一倍。利用环境扫描电镜观察压力脉动固态发酵与传统固态发酵微观动态过程表明，压力脉动固态培养的料层（9.0cm厚）上中下微生物生长状况均匀一致，且疏松；而传统固态发酵的料层中部几乎没有菌体生长。并且发现微生物产孢初期，其产酶即停止，压力脉动固态发酵在72h开始产生孢子，其产酶达到最高峰；而传统发酵在96h才出现大量的孢子。     

利用小球藻构建微生物燃料电池

利用分离的小球藻(Chlorella vulgaris)构建了光合微生物燃料电池,考察了小球藻加入阴阳极和以废水为底物的电池产电性能及机理. 结果表明,构建的微生物燃料电池是可行的,电能输出主要依赖吸附在电极表面的藻,而与悬浮在溶液中的藻基本无关. 光照是该燃料电池电压变化的主要影响因素之一. 在阴极室中添加铁离子,通过其二和三价间的循环转化,提高电子的传递速率,加快质子和氧气的反应,电池的输出功率密度达到11.82 mW/m2,COD去除率达到40%. 这种电池将化学能、光能转化为电能的同时可处理污水并回收小球藻.     

串/并联微生物燃料电池的性能

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.     

汽爆玉米秸秆羧甲基纤维素的制备

秸秆是自然界中资源丰富的天然木质纤维素原料, 本研究以秸秆为反应原料,采用无污染蒸汽爆破技术活化预处理,然后进行羧甲基化反应,通过反应产物理化性质的不同实现秸秆的组分分离并制备出高附加值的羧甲基纤维素。实验结果表明：制备羧甲基纤维素的最优条件为液固比（ml∶g）18∶1,氢氧化钠∶氯乙酸钠(摩尔比)为4∶3,H₂O/底物（ml∶g）为1∶2,75℃反应2 h。在优化的反应条件下,从羧甲基化产物中可分离得到40.70%的羧甲基纤维素,其取代度可达0.91, 而且具有低黏的性质,并利用红外图谱和¹H NMR进行了分析表征;同时,还可从羧甲基化产物中分离出木质素组分,可进一步拓展其在工业方面的用途。相对于目前工业上普遍采用的α-纤维素含量较高的棉浆和木浆等反应原料,不仅原料和预处理成本大为下降, 工艺流程更为简单,而且还实现了秸秆的组分分离与全利用。     

聚二乙烯基苯微球制备及其在小分子和多肽反相色谱分离中应用

以二乙烯基苯为原料,采用微孔膜乳化法制备了尺寸均一的乳液,在75℃下悬浮聚合24 h,制得均一的聚二乙烯基苯微球,对其表面形态、粒径及其分布进行了表征,并考察了微球的色谱分离性能. 结果表明,微球呈多孔球体结构,粒径约为25 mm,平均孔径为14 nm,比表面积达520 m2/g,且机械强度好(可耐40~50 MPa高压). 利用该微球装填的半制备级高效液相色谱柱(300 mm×10 mm I.D.)分别分离酚类混合物和多肽混合物,分离度均大于1.5,最大理论塔板数分别达13000和21000 m-1,批次间重现性良好.     

基于纳米氢氧化铝颗粒的Pickering乳液制备

以异丙醇铝为原料,采用醇盐水解?水热法制备勃姆石型纳米氢氧化铝颗粒,优化制备条件;以所制颗粒为稳定剂、角鲨烯为油相,通过超声破碎法制备Pickering乳液,考察了颗粒浓度、水相成分、超声时间及功率对Pickering乳液粒径及稳定性的影响。结果表明,水热温度200℃、水热时间2 h条件下,可制得结晶度高且均一的勃姆石型纳米氢氧化铝颗粒,平均粒径为55.70?9.20 nm,多分散性指数(PDI)为0.187?0.011;所制Pickering乳液平均粒径为1870?55 nm,PDI=0.120?0.010,可在室温下稳定储存120 d以上,且生物相容性良好,有望应用于生物医药领域。     

生物3D打印蓖麻油基水性聚氨酯涂层固定化碳酸酐酶

以蓖麻油基阴离子水性聚氨酯为载体,采用生物3D打印技术制备含碳酸酐酶的生物活性聚氨酯涂层,并与传统涂覆法制备的含酶涂层进行对比。通过动态光散射、红外、扫描电镜-X射线能谱、热重、接触角等各种手段对涂层中酶与水性聚氨酯之间的相互作用进行了分析表征。结果表明,在形成生物活性涂层过程中,碳酸酐酶是通过与聚氨酯链段上阴离子基团的静电吸引被固定在聚氨酯涂层中。催化活性结果表明,与传统涂覆法相比,涂层的酶活回收率为50.51%,比传统涂覆法提高了4倍。这可能是由于生物3D打印技术制备的含酶涂层更薄、更均匀,表面更平滑。     

电渗析-真空膜蒸馏集成膜法回收离子液体

为了达到最大限度回收离子液体循环再利用的目的,用电渗析-真空膜蒸馏集成膜法浓缩低浓度质量分数(下同)为1%~5%的离子液体水溶液,实现了有效可操作的膜集成浓缩过程控制。分析了膜集成过程中电渗析施加电压、料液初始浓度和料液体积比等操作参数对优化工艺的影响,获得了此电渗析过程的最高浓缩浓度。当电渗析可浓缩[AMIM]Cl至最大浓度时,即可切换至真空膜蒸馏过程深度浓缩,最终可将[AMIM]Cl水溶液浓缩至48.2%。