基于非均相反应的新型固定化酶的构建及催化合成植物甾醇酯的研究

为提高植物甾醇酯的应用价值,在传统酶催化合成方法基础上,研究一种新型的催化剂。以纳米管为乳化剂,利用异辛烷和含皱褶假丝酵母脂肪酶溶液构建Pickering乳液催化剂(CRL@PE),借助光学显微镜、扫描电镜和共聚焦显微镜对该乳液催化剂形貌进行分析,确定其液滴直径为40μm～60μm的油包水构型。将CRL@PE应用于催化植物甾醇和α-亚麻酸酯化反应合成亚麻酸甾醇酯,采用单因素试验分析含水率、酸醇摩尔比、酶用量、反应温度、反应时间对植物甾醇转化率的影响,得到最优反应条件为含水率4.0%、酸醇摩尔比2∶1(植物甾醇30μmol)、酶用量12 U、温度30℃、反应时间12 h,此时植物甾醇转化率为93.2%。CRL@PE重复使用10次后,甾醇转化率为90.06%;使用15次后,转化率为77.3%,显示了良好的稳定性。此外,CRL@PE还具有良好的热稳定性,但对温度变化较为敏感。     

超音速分离器结构优化与流体流动特性研究

以超音速分离器为研究对象，分别按排液口间隙尺寸δ与喉管直径D之比为0.3,0.4,0.5,0.6,0.7建立了5个模型。采用SST(剪切应力输运)κ-ω湍流模型对分离器内部流体流动特性进行了数值模拟，考察了压力分布、温度分布、激波位置、成核率与液滴半径等参数随δ的变化规律。结果表明：δ=0.5D时超音速分离器扩散段的极低压范围最大，膨胀能力最大，温度场分布更均匀，极低温范围也更大；优化δ值使激波位置下移，可更早产生诱导凝结核而利于液滴生成与增长；在分离器入口压力84.8 kPa、入口温度279.6 K、水蒸气体积分数0.75%条件下，δ=0.5D时分离器的成核率最高为318 kg^-1·s^-1、液滴直径达到996.8 nm,均高于其他模型，有利于提高其分离性能。     

基于二极管泵浦固体激光器的便携式LIBS系统设计

为实现野外或工业现场等环境对钢材中微量元素V的便携化高精度检测，本文采用二极管泵浦固体激光器作为光源，设计搭建了便携式激光诱导击穿光谱系统。基于攀钢生铁标准样品(GSB03-2582-2010系列)中钒(V)437.92 nm谱线强度和信背比对系统进行参数优化，得出最佳脉冲能量为40 mJ,最佳延时时间为4μs。在最优条件下，采用定点打靶对样品中V元素进行定量分析，定标曲线拟合度决定系数分别为0.995,V元素绝对误差的平均值为0.014%,平均相对误差为6.062%。结果表明，采用小型高脉冲能量二极管泵浦固体激光器配合小型CCD阵列光谱仪搭建的便携式LIBS系统对元素进行快速检测，达到传统LIBS系统的精度水平。该研究为野外或工业现场环境作业场合下的元素快速检测提供了一种新的思路。