O-磺化/O-季铵化-N,N-双烷基壳聚糖混合单分子膜及自组装囊泡性质

制备了具有良好油溶性的O-磺化-N,N-双十二烷基壳聚糖(HSDLCS)和O-季铵化-N,N-双十二烷基壳聚糖(QADLCS),研究了HSDLCS/QADLCS混合单分子膜和自组装囊泡性质的关系.结果表明,混合单分子膜的崩溃压(46.14mN/m)和最大压缩模量(C_s,max^-1,98.85mN/m)较相应的单组分大;自组装形成球形囊泡的粒径在200～400nm;以维生素B₁₂ 为模型药物制备HSDLCS/QADLCS复合囊泡的载药量为0.1987mg/mg,包封率为38.25%,药物平衡释放率为23.68%.静电作用使得混合单分子膜的凝聚性和抗形变能力更强,复合囊泡药物通透性降低,结构更紧密.单分子膜的C_s,max^-1与其相应载药囊泡药物平衡释放率呈一定的线性关系.     

介孔氧化铝的结构调控及除氟性能研究

以铝酸钠（NaAlO₂）和氯化铝（AlCl₃·6H₂O）为铝源,分别以葡萄糖、壳聚糖、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为结构导向剂,采用水热反应和高温煅烧技术制备了纳米氧化铝粉体材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、氮气吸附-脱附和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段对产物进行了表征。结果表明,产物均为介孔γ-氧化铝（γ-Al₂O₃）,呈纳米颗粒状形貌,分散较为均匀。其中,葡萄糖调控的γ-氧化铝具有较大的比面积（437 m ²/g）和孔体积（0.60 cm ³/g）。4种γ-氧化铝对氟离子（F ^-）的吸附结果表明,葡萄糖调控的γ-氧化铝除氟效果最好。     

含多官能团Gemini表面活性剂的合成及性能

以氯乙酰氯、间苯二甲酰氯、长链伯胺（碳链长度为8、12、14和16）和N,N-二甲基乙醇胺为原料合成了一系列含多官能团Gemini阳离子表面活性剂目标产物（I₈、I₁₂、I₁₄和I₁₆）。采用红外光谱和核磁氢谱对产物进行了结构表征。通过电导率法测量目标产物在不同温度下的临界胶束浓度（CMC），并计算出胶束的热力学参数（、、）；在298.15K条件下，通过表面张力法测定目标产物的表面张力（γ_CMC），并探讨了目标产物的泡沫性能和乳化性能。结果表明：目标产物有较低的临界胶束浓度值（CMC），在298.15K条件下，最低CMC达到0.05mmol/L；I₁₆的γ_CMC最低为36.14mN/m；泡沫性和乳化性测试结果表明，在298.15K条件下，I₈的起泡能力最好，I₁₂和I₁₄的稳泡性最好，均达到100%；目标产物对苯和二甲苯具有很好的乳化性能，其中I₁₂对二甲苯的乳化性能最好，乳化时间为900s，I₁₆对苯的乳化性能最好，乳化时间为629s。     

纳米γ-氧化铁的制备及其吸附性能研究

以硝酸铁和十二烷基三甲基溴化铵为原料,采用固相法制备了γ-氧化铁纳米粒子。通过X射线衍射、氮气吸附-脱附、磁性测试等手段对γ-氧化铁样品进行了表征。研究了γ-氧化铁对有机染料直接耐酸大红4BS的吸附性能。结果表明,制备的γ-氧化铁样品为γ-氧化铁纳米粒子,平均晶粒尺寸为18.5 nm;γ-氧化铁的比表面积为83.2 m ²/g,孔容为0.25 cm ³/g,最可几孔径为3.8 nm,属于介孔范围;γ-氧化铁的最大饱和磁化强度为63.7 A·m ²/kg;介孔γ-氧化铁对直接耐酸大红4BS的吸附过程符合准二级吸附动力学模型;γ-氧化铁对直接耐酸大红4BS的吸附符合Langmuir吸附等温式,极限吸附量为113.3 mg/g;将γ-氧化铁脱附处理后可重复使用。     

顶空气相色谱法研究柠檬醛+α-紫罗兰酮+β-紫罗兰酮体系的汽液平衡

采用顶空气相色谱法测定了柠檬醛(1)+ α-紫罗兰酮(2)、柠檬醛(1)+ β-紫罗兰酮(2)和α-紫罗兰酮(1)+ β-紫罗兰酮(2)体系在333.15、368.15和403.15 K温度下的等温汽液相平衡数据;采用Redlich-Kister面积检验法和van Ness点检验法进行热力学一致性检验;采用Aspen plus V10.0软件、Britt-Luecke算法回归NRTL和 UNIQUAC活度系数模型参数;采用NRTL活度系数模型计算体系的超额自由焓(G^E)。结果表明,所测体系的p-T-x-y数据均符合热力学一致性;柠檬醛(1)+ α-紫罗兰酮(2)、柠檬醛(1)+ β-紫罗兰酮(2)和α-紫罗兰酮(1)+ β-紫罗兰酮(2)体系的气相组成(y₁)的计算值与实验值的最大平均绝对偏差(AAD)分别为0.0044、0.0060和0.0032;三组二元体系 G^E的正、负偏差最大值分别为0.4002、0.2315和 –0.7143 kJ·mol^-1。     

Lightnin静态混合器内气泡分散流体动力学特性实验研究

以Lightnin静态混合器（LSM）内水-空气气液两相体系为研究对象,在连续相水表观速度U_L=0.071~0.127 m/s和离散相空气表观速度U_G=0.007~0.042 m/s的条件下,研究内径100 mm的LSM内气液两相湍流流动阻力与气泡分散水动力学行为。使用分辨率为1920×1080的高速相机Revealer-2F04M采集混合器内不同轴向窗口的气泡群演化过程。结果表明：当U_L<0.085 m/s和U_G=0.025~0.042 m/s时,LSM内的流型为泡状流。随着气泡群流经混合元件数的增加,气泡群的Sauter平均直径d₃₂逐渐减小。当液体表观速度U_L≤0.085 m/s时,Sauter平均直径d₃₂随气体表观速度的增加先减小后增大;U_G =0.028 m/s时d₃₂达到局部最小值,53%的气泡直径d_B/D₀在0.02~0.05范围内。Sauter平均直径、内径与无量纲停留时间τ之间的关系满足d₃₂/D₀=0.031τ^-0.14We^-0.41。平均气含率α的增大显著增加了单位体积内气泡数量密度,加剧气泡与元件表面碰撞频率,增大旋涡二次流强度,导致摩擦系数显著降低;采用Lockhart-Martinelli方法对实验数据回归,得到气液两相流压降预测常数C的关联式：C=5.26×10⁵U_G^-0.91/Re^0.74。     

不同取代度N,N-双+二烷基化壳聚糖的制备、表征及其单分子膜性能

以壳聚糖和月桂醛为原料、十二烷基磺酸钠为相转移催化剂,制备N,N-双十二烷基化壳聚糖(N,N-DLCS),并进一步分离成两种不同取代度的产物N,N-DLCS-1和N,N-DLCS-2.用FTIR、EA和1H NMR等方法进行表征,并研究其单分子膜性能.结果表明:N,N-DLCS-1的烷基取代度较高,从N-DLCS-2较小.两种样品均可在水面上形成单分子膜,其中N,N-DLCS-1的崩溃压πc较高,极限分子占据面积Aex较小,最大压缩模量Cs-1较大,单分子膜的凝聚性和稳定性更好.单分子膜的致密度和稳定性随着取代度的增加而增大.     

不同晶型纳米二氧化锰制备及对亚甲基蓝吸附性能

以高锰酸钾（KMnO₄）为氧化剂、硫酸亚铁铵[（NH₄）₂Fe（SO₄）₂]为还原剂,用水热氧化还原反应制备了层状δ-二氧化锰和隧道型α-二氧化锰纳米材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮气吸-脱附技术对产物的晶型、形貌及孔结构进行了表征。实验结果表明,δ-二氧化锰呈花状微球形貌,具有介孔结构（平均孔径为3.4 nm）,BET比表面积为219 m²/g;α-二氧化锰呈纳米线束形貌,具有部分介孔结构（平均孔径为35.7 nm和154.6 nm）,BET比表面积为26 m²/g。研究了不同晶型纳米二氧化锰对亚甲基蓝的吸附性能。实验结果表明,在相同条件下α-二氧化锰的吸附性能优于δ-二氧化锰,且在碱性环境下吸附效果较好。当反应时间达到120 min时,α-二氧化锰和δ-二氧化锰对亚甲基蓝的去除率分别为84.4%和82.9%。     

Lightnin静态混合器内气泡分散流体动力学特性实验研究

以Lightnin静态混合器（LSM）内水-空气气液两相体系为研究对象,在连续相水表观速度U_L=0.071~0.127 m/s和离散相空气表观速度U_G=0.007~0.042 m/s的条件下,研究内径100 mm的LSM内气液两相湍流流动阻力与气泡分散水动力学行为。使用分辨率为1920×1080的高速相机Revealer-2F04M采集混合器内不同轴向窗口的气泡群演化过程。结果表明：当U_L<0.085 m/s和U_G=0.025~0.042 m/s时,LSM内的流型为泡状流。随着气泡群流经混合元件数的增加,气泡群的Sauter平均直径d₃₂逐渐减小。当液体表观速度U_L≤0.085 m/s时,Sauter平均直径d₃₂随气体表观速度的增加先减小后增大;U_G =0.028 m/s时d₃₂达到局部最小值,53%的气泡直径d_B/D₀在0.02~0.05范围内。Sauter平均直径、内径与无量纲停留时间τ之间的关系满足d₃₂/D₀=0.031τ^-0.14We^-0.41。平均气含率α的增大显著增加了单位体积内气泡数量密度,加剧气泡与元件表面碰撞频率,增大旋涡二次流强度,导致摩擦系数显著降低;采用Lockhart-Martinelli方法对实验数据回归,得到气液两相流压降预测常数C的关联式：C=5.26×10⁵U_G^-0.91/Re^0.74。     

1-甲基-2,4,5-三碘基咪唑的合成新工艺

为了改进1-甲基-2,4,5-三碘基咪唑(MTII)的合成路线,提高总得率,探索了其新的合成工艺。新工艺以N-甲基咪唑为原料,在CH₃COOH/I₂/HIO₃体系中碘化,然后在丙酮/水中精制,得到MTII。对目标产物进行了红外光谱、质谱、核磁等分析,并推断了反应机理,同时讨论了加料顺序、物料比、反应时间及反应温度对目标物得率的影响。通过单因素实验得到正确的加料顺序和最佳的反应条件分别为:将碘溶解于冰乙酸中,碘酸溶解于稀硫酸中,使两种溶液均匀混合,随后再加入N-甲基咪唑和四氯化碳且n(碘酸)/n(N-甲基咪唑)=1.8,n(碘)/n(N-甲基咪唑)=1.7,反应温度为75℃,反应时间为2.5h。,最高得率为70%。相对于传统合成工艺而言,新工艺在合成路线、反应时间、总得率等方面具有显著优点,有更好的实际应用价值。     

Catalytic decomposition and mass transfer of aqueous ozone promoted by Fe-Mn-Cu/γ-Al2O3 in a rotating packed bed

This study investigated catalytic decomposition and mass transfer of aqueous ozone promoted by Fe-Mn-Cu/γ-Al₂O₃ (Cat) in a rotating packed bed (RPB) for the first time. The results showed that the value of the overall decomposition rate constant of ozone (K_c) and overall volumetric mass transfer coefficient (K_La) are 4.28×10^-3 s^-1 and 11.60×10^-3 s^-1 respectively at an initial pH of 6, β of 40, of 60 mg·L^-1 and Q_L of 85 L·h^-1 in deionized water, respectively. Meanwhile, the K_c and K_La values of Fenhe water are 0.88×10^-3 s^-1 and 2.51×10^-3 s^-1 lower than deionized water, respectively. In addition, the K_c and K_La values in deionized water for the Cat/O₃-RPB system are 44.86% and 47.41% higher than that for the Cat/O₃-BR (bubbling reactor) system, respectively, indicating that the high gravity technology can facilitate the decomposition and mass transfer of ozone in heterogeneous catalytic ozonation and provide some insights into the industrial wastewater.     

耐低温对硝基苯酚降解菌的降解动力学研究

以对硝基苯酚在10℃条件下的微生物降解过程为研究对象,融合单因素实验、细胞疏水性实验、细胞膜通透性实验与降解动力学实验探究菌株Pseudomonas sp. ZL对对硝基苯酚的低温降解特性。实验结果表明,在10℃条件下菌株Pseudomonas sp. ZL能够耐受并降解303.71 mg·L^-1的对硝基苯酚,最佳降解条件为pH=8.0,0.5% NaCl,1 g·L^-1 NH₄NO₃,该条件能够显著促进对硝基苯酚的降解速率并大大缩短降解的延迟时间。在10℃、单因素最佳条件下,对硝基苯酚降解菌的抑制降解动力学拟合符合Aiba模型,其中μ_max（最大比生长速率）为0.205 h^-1,K_s（半饱和系数）为3.40 mg·L^-1,K_i（底物抑制系数）为166.86 mg·L^-1,因此166.86 mg·L^-1即为该条件下菌株的低温降解抑制浓度。与其他降解菌株相比,菌株Pseudomonas sp. ZL的K_i和μ_max/K_s较大、K_s/K_i值较小,说明对硝基苯酚对该菌株的抑制作用较小,菌株的有效利用率更高,在原位修复低温地下水及土壤污染方面具有较高的应用潜力。     

KBaB5O9的两步法制备及其过程动力学研究

本文利用溶液法制备了K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O,并将其进行热处理制备得到了KBaB₅O₉,利用XRD、FT-IR、TG-DTA-DTG对样品进行了表征。分析研究了由K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O热处理制备KBaB₅O₉过程中的物相变化过程,其物相变化经历脱结晶水、脱羟基、重结晶、再分解、熔融再结晶5个阶段,其中结晶水的脱失分两步进行。运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、Šatava-Šesták法对K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O结晶水第二步脱失过程的动力学参数进行了计算,可知K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O结晶水第二步脱失过程的活化能E_s为151.94 kJ/mol,指前因子的对数值lg A_s为21.25 min^-1,机理函数G(α)=(1-2α/3)-(1-α)^2/3(其中α为转化率)。     

Impedance of electrode reactions under dc polarization

The impedance of electrode reactions under polarization with direct current (i_dc) is theoretically analysed for the reaction where a first- or second-order chemical reaction on the electrode surface follows the charge-transfer process: A → νB + n e⁻, B → C. Discussion is developed upon the dependence of impedance on ac frequency and dc cd or electrode potential, for the cases of either of the above steps being rate-determining.

It is shown that the plot of reactance (1/ωC_s) υs resistance (R_s), which are the components of impedance in the series equivalent circuit, gives a semi-circle on the complex plane, irrespective of the rate-determining step in the reaction. The value of RT/nF, the rate constant of the surface chemical reaction, and also the double-layer capacitance, can be determined by analysing the semi-circle. The dependence of angular frequency corresponding to the maximum mf 1/ωC_s on i_dc can be taken as a criterion for the determination of the rate-determining step.     

聚合植物油脂表面活性剂的制备及其结构与性能

采用环氧大豆油(ESO)为原料,乙酸乙酯为溶剂,四氯化锡为催化剂,通过环氧大豆油的开环自聚,制备聚合环氧大豆油(PESO);再将PESO在碱性条件下水解,洗涤纯化后得到水解聚合环氧大豆油(HPESO)。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(¹H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对HPESO的结构及分子量分布进行了表征,并对得到的水解聚合环氧大豆油脂肪酸钾盐表面活性剂(HPESO-K)的临界胶束浓度cmc及其表面张力(γ_cmc)、Krafft点(KP)、液体石蜡/水体系的乳化能力(EP)与抑泡及消泡能力(FP)进行了研究。结果表明:HPESO的数均分子量范围为1056～1156g/mol,重均分子量范围为1255～1374g/mol。在水溶液pH值为9～12条件下,HPESO-K的cmc值为0.13～0.41g/L,γ_cmc值为25.6～31.2mN/m。在水溶液pH=9条件下测得HPESO-K的Krafft点为37℃,液体石蜡/水体系中分出10mL水的时间为130s,亲水亲油平衡(HLB)值范围为10～11。     

LTNE条件下界面对流传热系数对部分填充多孔介质通道传热特性的影响

在多孔介质区考虑局部非热平衡,采用Brinkman-extended Darcy模型结合应力跳跃条件对部分填充多孔介质通道内流体传热特性进行分析。获得了各区域温度分布及Nusselt数解析解,并分析了各参数对温度及Nusselt数的影响。结果表明：界面对流传热系数H_s较小时,界面应力跳跃系数β和Darcy数Da的增加会减小流固两相间温差。而在高H_s下,Da减小也会减小两相温差。在Da、H_s和固流两相热导率之比K较大且空心率S（自由流体区高度与通道高度之比）和Biot数Bi较小时,流固两相间会在接近多孔介质区中部出现最大温差,而该最大温差会随着S增加和Da及H_s的减小向界面区移动。对于不同K与Bi,Nusselt数Nu与S的关系曲线存在不同的类型,与模型A（界面处多孔介质固相和流相根据各自温度梯度和热导率划分总热流）不同的是,采用模型C（界面处固相热流分配与自由流体区流相的热交换相关）所获得的Nu曲线类型与H_s有关。在K较小时,β对Nu的影响大于H_s对Nu的影响;而在K较大时,H_s对Nu的影响要远大于β对Nu的影响,且H_s增加会明显提高通道内的Nu。     

运用粒子图像测速仪研究双层桨搅拌槽内流体流动

The flow fields in a dual Rushton impeller stirred tank with diameter of 0.48 m （T） were measured by using Particle Image Velocimetry （PIV）. Three different size impellers were used in the experiments with diameters of D = 0.33T, 0.40T and 0.50T, respectively. The multi-block and 360° ensemble-averaged approaches were used to measure the radial and axial angle-resolved velocity distributions. Three typical flow patterns, named, merging flow, parallel flow and diverging flow, were obtained by changing the clearance of the bottom impeller above the tank base （C1） and the spacing between the two impellers （C2）. The results show that while C1 is equal to D, the parallel flow occurs as C2≥0.40T, C2≥0.38T and C2≥0.32T and the merging flow occurs as C2≤0.38T, C2≤0.36T and C2≤0.27T for the impellers with diameter of D=0.33T, 0.40T and 0.50T, respectively. When C2 is equal to D, the diverging flow occurs in the value of C1≤0.15T for all three impellers. The flow numbers of these impellers were calculated for the parallel flow. Trailing vortices generated by the lower impeller for the diverging flow were shown by the 10° angle-resolved velocity measurements. The peak value of turbulence kinetic energy （ k/V^2tip = 0.12-0.15 or above） appears along the center of the impeller discharging stream.     

芥酸基表面活性剂的合成及性能研究

合成了两种芥酸基表面活性剂:芥酸胆碱盐(ErCho)和芥酸苄基三甲铵盐(ErBTA).通过核磁氢谱和红外光谱验证了其分子结构.采用Wilhelmy吊板法测量了其表面张力曲线,电导率法研究了其胶束化热力学,荧光光谱法测量了其临界胶束浓度(cmc).同时,对表面活性剂水溶液的泡沫、乳化和增溶性能进行了研究.结果表明,ErC...