秸秆水解液发酵产丁二酸高产菌株的选育及其代谢调控

采用酸解与酶解处理秸秆并对菌株代谢途径进行分析,以软X射线诱变选育乙酸及乳酸代谢阻断突变株,并围绕HMP与EMP流量比调控H还原力以及围绕木酮糖激酶实施五、六碳糖共代谢调控。结果表明200 g秸秆水解得57 g葡萄糖和11 g木糖,出发株代谢流量显示丁二酸、乳酸及乙酸流量分别为2.547、0.726、0.611 mmol•g^-1•h^-1。乳酸脱氢酶突变株HF-1代谢分析显示,其乳酸流量降至0.0296 mmol•g^-1•h^-1,氟乙酸抗性突变株HF-2的代谢分析显示,其乙酸流量降至0.100 mmol•g^-1•h^-1,丁二酸流量有所下降。H还原力代谢平衡调控显示,少量柠檬酸盐的添加使HMP与EMP流量比从1.389∶0.389增至1.684∶0.330时,间接促进丁二酸代谢流量从3.005 mmol•g^-1•h^-1增至3.468 mmol•g^-1•h^-1。酶活调控显示,碳酸镁取代碳酸钙作为中和剂促使木酮糖激酶酶活从76 U•mg^-1增至560 U•mg^-1,进而使木糖代谢流量从0.0444 mmol•g^-1•h^-1增至0.453 mmol•g^-1•h^-1,最终五、六碳糖共代谢产丁二酸达68.7 g•L^-1。     

基于氧碳平衡的重组巴氏毕赤酵母碳源代谢分析

基于氧元素和碳元素平衡对重组巴氏毕赤酵母（Pichia pastoris)的不同碳源代谢进行了分析.结果表明：以甘油为惟一碳源,当比生长速率由0.064h^-1增大到0.257h^-1时,用于细胞生长的甘油代谢比速率由1.36mmol•g^-1•h^-1增大到5.46mmol•g^-1•h^-1,而用于细胞维持代谢流比例降低了10.4%,同时甘油用于合成代谢和分解代谢的比速率均增大,但是分解代谢流比例逐渐下降,而合成代谢流比例却升高了5.9％;以甲醇为碳源进行表达重组人血清白蛋白恒化培养时,当比生长速率由0.019h^-1增大至0.046h^-1时,用于产物重组人血清白蛋白形成的比速率呈先增大后减少的趋势,在比生长速率为0.027h^-1时最大,为0.31mmol•g^-1•h^-1,占甲醇总代谢流的13.2%.     

模板法制备有序中孔炭材料及其性能

以SBA-15为模板,蔗糖为炭源,在不同的炭化温度下合成了不同比表面积的中孔炭材料。利用红外光谱(IR), 小角X射线衍射(XRD), 透射电镜(TEM),N₂吸脱附及循环伏安测试等技术考察了不同炭化温度对中孔炭材料形貌、比表面积、孔体积及比电容的影响。结果表明：最佳炭化温度为700℃,TEM观测表明,700℃炭化所制备的样品孔结构呈二维六角有序分布,N₂吸脱附测试表明,该样品的孔体积为1.88 cm³•g^-1,比表面积为1394 m²•g^-1,具有典型的中孔结构和集中的中孔分布,它的最可几孔径为3.4 nm;采用循环伏安测试电极及电容器的电化学行为,结果显示,该样品单电极在6 mol•L^-1的KOH电解液中,扫描速度为1 mV•s^-1时,比电容可达212 F•g^-1,是一种理想的超级电容器电极材料。     

双电层电容器活性炭电极的优化

通过物理方法对双电层电容器用活性炭电极进行改性实验,探讨了活性炭电极的结构（比表面积、孔径分布、孔容）和性能（比电容、充放电特性）的优化问题.改性后活性炭电极BET比表面积从1739.77 m²•g^-1增至2215.40 m²•g^-1,其中微孔比表面积增幅22％,中孔比表面积增幅35％,孔容积也有20%～30％的增幅量,孔径分布更为合理.优化的活性炭电极结构改善了电极材料的电化学特性,比电容量可达424 F•g^-1,增幅10％.     

H2O2沉淀铝酸钠溶液法制备大孔容纳米γ-Al2O3纤维粒子

采用H₂O₂沉淀铝酸钠溶液和乙醇分散并洗涤沉淀相结合的方式成功地制备出了大孔容纳米γ-Al₂O₃纤维.运用XRD、FT-IR、TG-DSC、TEM、BET和压汞法对比研究了水洗和乙醇分散并洗涤两种沉淀处理方式对产物结构、形貌和织构性质的影响.结果表明,乙醇洗涤产物γ-Al₂O₃纤维的直径约为10 nm,长度约在100 nm以上,孔容和比表面分别为2.23 ml•g^-1和222.0 m²•g^-1,而水洗γ-Al₂O₃的二次粒子无固定形状,孔容和比表面仅为0.37 ml•g^-1和162.3 m²•g^-1.乙醇洗涤时形成的CH₃CH₂O—基不仅使γ-Al₂O₃前驱物拟薄水铝石晶粒定向生长成纤维,还阻止了相邻颗粒表面之间因Al—O—Al键形成而产生的硬团聚.     

负压差立管内的气固两相流

在φ800 mm×12000 mm流化床实验装置上对150 mm×11500 mm负压差立管内气固两相流的轴向压力、空隙率和气体流动特性进行了测量和分析.立管出口无约束淹没在密相流化床内,颗粒质量流率范围G_s<1200 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1.立管内气固两相流态有两种存在形式,当颗粒质量流率G_s<200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时,流态是稀密两相共存形式;当G_s>200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时,流态是浓相输送流态.两种流态之间可以相互转换,主要取决于颗粒质量流率的变化.影响立管内气固两相流的轴向压力、空隙率分布、气相的流动特性和气固流态存在形式的主要参数是颗粒质量流率G_s、旋风分离器入口速度V_i、下端流化床流化速度u_f,质量流率G_s是主要的影响因素.     

甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-丙烯腈共聚物膜的制备及其气体渗透性能

采用水溶液沉淀法合成了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DM）和丙烯腈（AN）的共聚物,用红外光谱、黏度法和X射线衍射分析了聚合物的结构.实验考察了反应条件对共聚物结构的影响.在此基础上,通过溶液浇注法制备了甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DM）和丙烯腈（AN）的共聚物膜,研究了聚合物膜的CO₂、CH₄渗透性能.结果表明,由于共聚物中含有能与CO₂进行可逆反应的叔胺基,共聚物膜表现出较好的CO₂渗透性和CO₂/CH₄选择性,如在25℃、压力为1140 Pa时,CO₂的渗透速率可达 3.53×10^-12 cm³(STP)&#8226;cm^-2&#8226;s^-1&#8226;Pa^-1 , CO₂/CH₄ 的理想分离因子达到104.5.利用膜吸附CO₂和CH₄后红外光谱的变化,分析了膜对CO₂的促进传递机理.     

丙烯酰胺反相微乳液聚合体系及其微观结构

制备稳定的Span80-Tween80/异辛烷/AM-H2O反相微乳液聚合体系;用电导法考察了不同HLB（亲水-亲油平衡）值下电导率的变化规律;研究了正丁醇、氯化钠和乙酸钠对微乳液体系电导率变化的影响规律.采用TEM、AFM、DSC、激光纳米粒度仪等手段测定了聚合前后微乳液的粒子形态、粒度和粒度分布.结果表明：HLB为5.4时,体系的电导率变化较小,正丁醇浓度为25 g&#8226;L^-1时电导率几乎没有变化,形成的微乳液较为稳定,而且增溶的水相也比较多.当氯化钠浓度为50 g&#8226;L^-1或醋酸钠浓度为25 g&#8226;L^-1时会增加体系的稳定性.对该体系聚合,可以得到相对分子质量（M_R）为5.64×10⁶、固含量为32%的聚合物乳液.所制备的聚合物为球形、单分散的准纳米材料,粒径（D）在140 nm左右.反相微乳液聚合的聚丙烯酰胺（PAM）的比表面积为21.684 m²&#8226;g^-1,玻璃化转变温度T_g为193℃.     

微孔陶瓷固定化酶载体的合成

据絮凝沉淀物的三维网状结构成孔的原理,开发了制备微孔陶瓷的一种新方法.该方法工艺简单、环保节能,孔径可在微米级和纳米级之间调节.微米级陶瓷孔径介于10～100 μm范围,气孔率达53%～59%,容重为0.97～1.10 g&#8226;cm^-3,抗压强度达到6.0 MPa以上.用压汞仪对纳米级微孔陶瓷抽样测定,平均孔径为76 nm,比表面积5.90 m²&#8226;g^-1,孔容0.12 ml&#8226;g^-1,孔径呈双峰分布.以脂肪酶为例,考察了块状微孔陶瓷用作固定化酶载体的性能.结果表明,当对微孔陶瓷作适当的表面改性以后,固定化脂肪酶的活性高于其他一些常见的无机吸附剂载体,间歇操作5次后仍然保持其初始活性的60 %左右.     

海藻酸钠改性锌精矿的制备与表征

为了克服锌精矿颗粒在浸出液中的聚团问题,减少有机溶剂的夹带损失,采用表面活性剂海藻酸钠对锌精矿进行表面改性研究.利用分散性实验、测定吸油率、红外光谱（FT-IR）、X射线电子能谱（XPS）等测试方法对改性前后的锌精矿进行了分析和表征.实验结果表明,改性后的锌精矿颗粒在水中表现出良好的分散性.沉降体积由0.85 ml&#8226;g^-1降至0.70 ml&#8226;g^-1,吸油率由0.15 ml&#8226;g^-1降至0.07 ml&#8226;g^-1.对改性前后锌精矿的IR谱和XPS能谱图的分析表明,改性后的锌精矿颗粒表面包覆了一层改性剂,改性剂以化学键结合于矿粒表面,对矿粒产生静电和位阻的复合稳定作用.     

三相机械搅拌反应器气液传质

由空气-水、液体石蜡-细颗粒黄沙、石英砂、催化剂构成三相体系,常压下在表观气速0.10×10^-2～1.5×10^-2cm&#8226;s^-1 、固体浓度为0～0.34 g&#8226;ml^-1溶剂、搅拌转速450～1500 r&#8226;min^-1的实验条件下,采用溶氧仪研究了三相机械搅拌反应器的气液传质特性,考察了操作参数和液体性质、颗粒粒径及密度等物性因素对液相容积传质系数k_La的影响,用改进的高斯-牛顿法进行参数估值,得到k_La与上述因素的量纲1关联式,统计检验表明,所得量纲1关联式与实验值拟合情况良好,可为后续搅拌反应釜中三相淤浆床甲醇合成过程分析与模拟提供传质基础数据.     

HC290含油混合物水平微肋管内的流动凝结压降

实验测定了HC290含油混合物水平微肋管（长2 m,最大内径11.44 mm）内流动凝结过程的压降,实验中所用润滑油是一种制冷系统中广泛应用的润滑油Suniso 3GS,润滑油浓度范围为1.95%～5.28%;所用微肋管为内表面强化管,肋数60,肋高0.25 mm,螺旋角20°,实验所取冷凝温度为40～45 ℃,质量通量范围为40～240 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1.结果显示实验段内冷凝压降(入口质量含汽率为1,出口质量含汽率为0.1～0.25)随工质质量通量的增加而迅速增大,润滑油浓度对冷凝压降几乎没有影响.同时在对Kaushik和Azer压降计算关系式修正的基础上得到了适用于本实验的相应经验关系式.     

真空绝热板的热工性能及其在冷藏集装箱上的应用

真空绝热板是一种超绝热保温材料,其热导率是常规保温材料的1/3～1/10。本文阐述了真空绝热板的隔热机理,通过实验分析了影响真空绝热板保温性能的关键因素——芯材的预处理及抽真空压力,经过预处理的芯材在10Pa真空压力下密封,可以达到并维持显著的绝热效果。我校研制的真空绝热板,其热导率在0.01 W&#8226; m^-1&#8226;K^-1以下,将其应用于冷藏集装箱,可以大大降低冷藏集装箱的漏热量,减少能耗达26.82%以上,同时增加冷藏集装箱的载货量,提高其经济性。     

载铁棉纤维素吸附剂固定床去除地下水砷

用球形棉纤维素作载体,研制成了一种新的吸附剂：载铁（β-FeOOH）球形棉纤维素吸附剂,并应用于地下水砷的去除.柱实验表明,吸附剂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除效果均明显优于相关文献中报道的吸附剂.采用含砷为500 μg&#8226;L^-1的地下水为柱实验进水,空床接触时间分别为4.2 min和5.9 min时,按照世界卫生组织推荐的新卫生标准（10 μg&#8226;L^-1）,吸附剂去除As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的穿透体积分别达2200 BV和5000 BV. 如采用含As(Ⅲ)和As(Ⅴ)各为250 μg&#8226;L-1的地下水为柱实验进水（总砷为500 μg&#8226;L^-1）,空床接触时间5.0～5.2min时,按照现行中国饮用水砷最高允许浓度50 μg&#8226;L^-1的卫生标准,3次过柱穿透点的出水体积分别达7000 BV、6000 BV和6700 BV.吸附剂可以用2 mol&#8226;L^-1NaOH洗脱再生,再生效果良好.     

3,4,5-三甲氧基苯甲酰-3,5-二甲基苯甲酰甲壳素的制备与表征

用共酰化方法制备了3,4,5-三甲氧基苯甲酰-3,5-二甲基苯甲酰甲壳素,获得了一类新型的具有良好溶解性能的高分子紫外线吸收剂.通过元素分析的数据计算了两种酰基的取代度,FTIR表征表明了取代反应的发生,采用X射线衍射和TG等手段对酰化产物的结晶性能和热稳定性进行了研究,通过紫外吸光度的测定计算出两种取代基的摩尔消光系数分别为9329.1 L&#8226;mol^-1&#8226;cm^-1和652.7 L&#8226;mol^-1&#8226;cm^-1,并对产物中的酰基进行了定量分析,结果与元素分析结果基本一致.     

水平直圆管内油气两相流的压降

对水平放置的内径为40 mm的有机玻璃管内的油气两相流进行了详细的实验研究,实验工质为46^＃机械油和空气.油相和气相折算速度分别为0.051～0.612 m&#8226;s^-1和0.024～50.64 m&#8226;s^-1,实验在室温下进行.采用Lockhart-Martinelli关联方法对各典型流型下的实验数据进行了整理,结合流动的具体情况对其中的关联参数C进行了重新定义,提出了基于典型流型的压力梯度计算模型,并对水平管内油气两相流的压降变化规律进行了分析和讨论.理论计算值与实验测量值吻合良好.