ZIF-L/PDMS混合基质膜蒸气渗透耦合发酵强化乙醇生产效率的研究

蒸气渗透（VP）膜分离不存在膜污染风险,在生物乙醇生产中具有广阔的应用前景。将聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜和以二维沸石咪唑骨架（ZIF-L）为填充基质制备的PDMS（ZIF-L/PDMS）混合基质膜,分别用于VP膜分离与菊粉水解液发酵制乙醇过程的耦合,分析了二者在耦合过程中的分离性能和发酵性能。探究了不同膜分离方式、不同类型膜及操作条件对膜分离性能的影响。实验结果表明,当料液浓度为5%（质量）、蒸气循环流量为1.5 L·min^-1时,ZIF-L/PDMS混合基质膜的VP性能高于渗透汽化（PV）,归一化总通量达到1148.78 g·m^-2·h^-1,分离因子高达19.14,显著提升了乙醇分离性能。ZIF-L/PDMS混合基质膜用于VP耦合发酵,实现了耦合过程的高渗透性和乙醇选择性,与文献报道相比,乙醇移除效果最优,乙醇产率和时空产率分别达到0.421 g·g^-1、3.07 g·L^-1·h^-1,两个指标明显高于单独发酵,极大地提高了乙醇生产效率。因此,ZIF-L/PDMS混合基质膜在原位分离发酵乙醇方面具有很大的应用潜力。     

HNTs填充PDMS膜的制备及其分离ABE-水体系的研究

埃洛石纳米管(Halloysite nanotube,HNTs)是一种天然的管状材料,鉴于其独特的一维内腔管道,且管道两端为开孔结构,在膜分离领域具有应用前景.本文首次通过物理共混法,将HNTs填充到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中制备混合基质膜(MMMs),用于渗透汽化分离水溶液中丙酮-丁醇-乙醇(ABE)组分,并对膜化学组成及其微结构进行系统表征,重点考察了HNTs填充量、料液温度及操作时间对膜渗透汽化性能的影响.研究表明:HNTs可均匀分散在PDMS基质中,与PDMS之间具有良好的相容性.该纳米管的引入,使得膜的水接触角从110°提高到131°,而其表面自由能显著降低,增强了HNTs/PDMS膜对ABE组分的选择性.同时,HNTs具有开孔的一维内腔(直径为15～25 nm),可在膜内构筑低能垒的快速扩散通道,以实现ABE组分在膜内高效传递.当分离ABE溶液及操作温度为55℃时,所制膜总渗透通量达到1 368 g/(m~2·h),且其丁醇分离因子为38.2.值得注意的是,在从水溶液中回收ABE组分连续操作100 h过程中,所制膜具有良好的分离性和稳定性.     

Ti-B微合金化焊缝金属的韧化机制

针对 5 0 0～ 6 0 0MPa低合金高强度钢的韧化问题 ,研究了夹杂物对Ti-B微合金化焊缝金属针状铁素体形成的影响。钢中的非金属夹杂物 ,对促进晶内针状铁素体的形成 ,提高焊缝金属韧性有显著的作用。通过电镜分析 ,探讨了夹杂物的类型、成分对针状铁素体形成的作用。结果表明 ,Ti、Mn、Al、Si的复合氧化物夹杂可有效地促进针状铁素体形核 ,而MnO·SiO2 夹杂和MnS夹杂对针状铁素体形核作用不大。夹杂物对针状铁素体形核的主要用是 ,在夹杂物周围能形成一个塑性畸变区 ,这个由夹杂物与母相热膨胀系数差引起的塑性区 ,对针状铁素体的形成有一定作用     

低合金钢表面Fe基B4C耐磨涂层组织与性能

目的在低合金结构钢表面制备一层高硬度、高耐磨的铁基陶瓷颗粒增强层,并研究熔覆层的微观结构及性能。方法利用等离子熔敷技术,在16Mn钢基体上熔敷Fe58合金粉与B_4C陶瓷粉的混合粉末。结果在16Mn钢表面成功制备了高硬度、高耐磨的铁基陶瓷颗粒增强层,陶瓷颗粒增强层致密、均匀、无气孔、无裂纹,且与基体结合良好。XRD及SEM结果表明,熔覆层生成了细小、均匀的碳、硼化物增强相,熔覆层与基体的相容性好,界面呈冶金结合,熔覆层的增强相主要有Fe2B、FeB、Cr7BC4、Cr7C3及B_4C相,Fe与B的化合物Fe2B、FeB呈链状沿晶界分布在(Fe,Ni)固溶体上,并与(Fe,Ni)固溶体在晶界形成网状结构。铬的碳、硼化物Cr7BC4和Cr7C3及未完全反应的B_4C陶瓷相,则呈不规则块状和点状在晶内弥散分布。熔覆层断面的显微硬度及表面磨粒磨损测试结果表明,熔覆层断面的显微硬度分布均匀,平均硬度可达11.9GPa,是16Mn钢基体的7.95倍,耐磨粒磨损性能是基体的7倍以上。结论晶内弥散分布的B_4C、Cr7BC4和Cr7C3硬质相与晶界成链状分布的Fe2B、FeB共同作用,使熔覆层的硬度、耐磨性明显提高。     

焊剂组元间交互作用对熔化温度的影响

利用数理统计理论发展起来的混料优化设计方法,建立数学模型,研究了焊剂组成成分间交互作用对熔化温度的影响问题,揭示了埋弧焊陶质焊剂7组元间交互作用,对焊剂熔化温度的影响规律,得到了焊剂组成成分对熔化温度影响的定量描述回归方程.结果表明,MgO-TiO2-CaCO3-Al2O3的交互作用,能在熔渣中形成相当数量的钙钛矿和尖晶石,使焊剂的熔化温度提高,而一定数量的CaF2和SiO2、ZrO2的加入则可使焊剂的熔化温度降低.     

Cr12模具钢快速预冷球化退火工艺

对Cr12冷作模具钢采用快速预冷等温球化退火，通过增加过冷度，提高了球化速度。用该球化退火工艺获得的碳化物颗粒细小，分布均匀，硬度适当，退火时间是传统工艺的1／7～1／10。     

球罐检验中γ射线源的管理及γ射线的防护

简述了辐射防护的基本方法,介绍了使用γ射线应注意的问题。