磁稳定床及磁性催化剂的研究进展

对磁稳定床及磁性催化剂在石油化工和生物工程等领域的应用进行了归纳总结。磁稳定床已经应用于催化加氢、烟尘净化、干法选煤、生化分离、固定化生物反应器、细胞培养等过程。与传统工艺相比,磁稳定床兼有固定床和流化床的优点,能强化受传质传热限制的反应过程,提高反应效率,在实际应用中显示出独特的优越性。磁性催化剂的设计与开发是磁稳定床应用的关键,目前磁性催化剂以包覆型催化剂为主,其共同特点是具有适宜的磁性和低温反应活性,利于反应操作。磁稳定床及其磁性催化剂的研究开发是催化剂工业发展的一个新方向。     

磁性催化剂反应器耦合磁分离装置

反应磁分离耦合装置兼具化学反应和流固相分离的功能,有助于提高反应效率、降低分离能耗、缩短工艺流程和避免催化剂磨损流失。综述近年来反应磁分离耦合装置的研究进展,流化态耦合磁分离装置包括磁稳流化床反应器和流化床耦合旋流磁分离装置,悬浮态耦合磁分离装置包括磁分离耦合悬浮态光催化反应器和釜式反应器耦合磁分离装置。指出磁性催化剂反应器和磁分离耦合装置应用中需要解决的关键问题是:规范生产适用于磁性催化剂反应器耦合磁分离装置的磁性催化剂以及构建磁性催化剂反应器耦合磁分离装置过程中必须引入磁场发生器。     

Ru/γ-Fe2O3-Al2O3催化剂在磁稳定床中 苯选择性加氢性能

设计建造了磁稳定床加氢实验装置,以磁性氧化铝为载体,通过浸渍法制备了蛋壳型钌基磁性Ru/γ-Fe₂O₃-γ-Al₂O₃微球催化剂,详细考察了磁性催化剂的制备参数、磁稳定床的操作参数对苯选择性加氢的影响。结果表明磁稳定床的链式操作状态提高了环己烯的选择性,证实了所研制的蛋壳型钌基磁性微球催化剂适用于磁稳定床中苯的选择性加氢工艺,具有较好的应用前景。     

磁驱动超疏水海绵制备及油水分离性能

采用浸渍法,以纳米Fe_3O_4和硬脂酸对聚氨酯海绵进行了表面改性,制备了磁驱动超疏水海绵,并对其进行了XRD、FTIR、TG、接触角测试。结果显示:改性后的海绵水接触角高达158?,热稳定性较原始海绵明显提高,弹性性能未遭到破坏,置于高温(热水50～90℃,热空气80～120℃)、强腐蚀溶液(pH=2～13)的苛刻条件下24 h后,水接触角仍然高于148?。将改性后的海绵用于油/水混合物的分离中,表现出了优异的分离能力,且可通过磁铁进行磁驱动和磁回收。     

磁场流化床在生化工程中的应用

磁场流化床（Magnetically Fluidized Bed,以下简称MFB）是将磁场引入普通流化床,采用磁敏性颗粒为床层介质的流固相处理,MFB利用磁场调节颗粒和流体的运动,使流化床具有更宽的操作范围和适应性,其中,在一定磁场和流动条件下形成的磁稳定流化床（Magnetically Stabilized Fluidized Bed,以下简称MSFB）更是瘘有固定床的流固接触特性和流化床的压降低,传热传质效率高的优点,操作范围较普通流化床变宽,磁场流化床在生化工程领域已经地固穹生物反应器,发酵液固液分离,连续亲合色谱,细胸分离,以及植物细胞和酵母细胞培养等过程,本文介绍了磁场流化床的基本原理和特性及其在生化工程中的应用情况,并分析了该技术进一步应用所面临的困难和发展前景。     

超导磁体技术与磁约束核聚变

目的  磁约束核聚变是解决能源问题的有效途径之一。为了实现准稳态运行,超导磁体（特别是高场高温超导磁体）已成为未来托卡马克设计的首选方案。 方法  介绍了EAST的最新实验进展及未来研究计划,并从超导磁体技术方面总结了未来聚变装置CFETR的最新进展。 结果  2021年底,世界首个全超导托卡马克EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）成功实现1056 s长脉冲高参数等离子体运行,创造最长运行时间的世界记录。 结论  中国聚变工程试验堆（CFETR, China Fusion Engineering Test Reactor）的设计已经完成,它将填补国际热核聚变实验堆（ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor）和示范堆（DEMO）间的空白。     

面向微型机器人的无线供电系统变空间尺度问题综述

超磁致执行器(GMA)具有结构简单、位移大以及输出力强、机械强度高等优点,可作为微型机器人的动力装置,其核心元件超磁致伸缩材料可通过电磁场驱动,从而实现微型机器人远程无线供电。在实际应用中,随着微型机器人运动轨迹的变化,GMA与供电系统发射线圈的空间位置关系即空间尺度也实时变化,进而影响无线供电系统的传输特性,包括传输功率和传输效率。基于此,重点论述了无线供电系统在变空间尺度情况下的工作机理及现有问题的解决方案,为实现微型机器人高效稳定供电提供参考和借鉴。     

激光冲击处理对3种新材料力学性能的影响

研究的镍、铬基软磁合金是应用在航天领域的继电器上的材料.以前研究其性能时只是注重磁性能,未研究力学性能.但在应用过程中,由于开关的开合,材料需承受循环应力的作用,所以其疲劳性能就比较重要.通过研究发现,这3种材料的力学性能较差.对材料进行激光冲击处理后发现,材料表面产生了较大的残余压应力,GYT130和GYT170分别提高了280%和170%,而1J36没有明显的提高.1J36、GYT130和GYT170材料的硬度分别提高了40%、25%、24%,耐磨性分别提高了67%、78%、76%.可以看出,激光处理使材料性能有较大的提高.     

微晶软磁合金制备技术的新进展

根据有关文献提供的研究结果,简述了传统软磁合金制备技术的研究现状,重点介绍了深过冷快速凝固技术的最新进展,阐明了深过冷快速凝固技术是制备大体积微晶软磁合金的有效方法.最后给出了采用深过冷快速凝固技术制备微晶软磁合金的研究内容.     

Elastic Energy Storage Enabled Magnetically Actuated,Octopus-Inspired Smart Adhesive

Octopus suckers offer remarkable adhesion performance against nonporous surfaces and have inspired extensive research to develop artificial adhesives. However, most of existing octopus-inspired adhesives are either passive without an actuation strategy or active but not energy efficient. Here, a novel design of a magnetically actuated, energy-efficient smart adhesive with rapidly tunable, great switchable, and highly reversible adhesion strength inspired by the elastic energy storage mechanism in octopus suckers is reported. The smart adhesive features two cavities separated by an elastic membrane with the upper cavity filled with magnetic particles while the lower one empty. The deformation of the elastic membrane can be actively controlled by an external magnetic field to change the cavity volume, thus generating a cavity-pressure-induced adhesion. Systematically experimental and theoretical studies reveal the fundamental aspects of design and operation of the smart adhesive and give insights into the underlying adhesion mechanisms. Demonstrations of this smart adhesive in transfer printing and manipulation of various surfaces in both dry and wet environments illustrate the potential for deterministic assembly and industrial or robotic manipulation.