相分离结构与电场协同作用下微细通道流动沸腾传热

为研究相分离结构与电场协同作用下微细通道内流动沸腾传热特性,以质量分数为30%的甘油水溶液为试验工质,在入口温度为70℃、质量流率为121.25 kg·m^(-2)·s^(-1)、热流密度为90.31~151.23 k W·m^(-2)的工况下,针对0、800、1 600 V不均匀电场,在截面为2 mm×2 mm的不同相分离结构逆流微细通道内开展流动沸腾试验,研究不同电场和不同相分离结构协同作用下微细通道内局部饱和沸腾传热系数及影响规律,结合可视化结果分析相分离结构与电场协同作用下受限气泡长径比变化以及强化机理。利用平均传热综合性能评价指标评估相分离结构与电场协同作用下微细通道的传热综合性能。结果表明,相较于无电场无相分离结构,相分离结构与电场协同作用下,局部饱和沸腾传热系数和受限气泡单位时间长径比变化比率ζ分别最大提高了61.22%、605.5%;平均传热综合性能评价指标最高可达1.50。

旋流器内气泡聚并与破碎行为

为了探究旋流器内气泡聚并与破碎行为的影响因素,采用高速摄像实验研究旋流器内的气液两相流。通过实验分析了气泡在旋流场中的聚并和破碎行为,考察不同工况条件对气泡聚并与破碎的影响,同时运用数值模拟进行验证。结果表明,入口速度提升会导致气泡的破碎频率增加,生成子气泡也越多,但同时加剧了气泡的聚并性能,促使气泡聚并成气核朝着溢流口方向运移,因此入口速度提升对气泡直径变化的影响呈正向作用。气体体积分数提升会导致旋流器内气泡直径和气核长度增大,降低了流场的旋流强度,使更多气泡聚并成气核从底流口流出,故气体体积分数对气泡直径变化的影响呈反向作用。

Fe掺杂对ε-MnO_(2)的催化氧化甲苯性能影响

挥发性有机污染物(VOCs)的治理是环保的重要课题,催化氧化是十分有效的治理技术。为开发高效的催化剂,以甲苯为研究对象,采用简便的共沉淀法制备一系列Fe掺杂的ε-MnO_(2)催化剂。其中,Fe_(1)Mn_(5)对甲苯氧化的催化活性最高,转化率为90%时的反应温度t_(90)为237℃。此外,该催化剂表现出优异的长期运行稳定性和良好的耐水性。通过一系列表征分析,结果表明,Fe的掺杂促进了Fe_(1)Mn_(5)氧化物上氧空位的产生,提升了催化剂表面吸附氧物种比例,从而提高了其低温还原性。同时,原位红外分析结果表明,Fe掺杂所产生的表面吸附氧物种促进了甲苯甲基的快速脱氢过程,并促进芳香环中C═C键的断裂。

系统中水含量对锂介导合成氨的性能影响

针对锂介导合成氨(LM-NRR)过程中存在的水污染问题,通过对比实验及扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征手段,探讨了含水量对LM-NRR体系的性能影响及其在反应界面中的作用机理。结果表明,无水条件下的LM-NRR体系具有较好的氨合成性能,在反应时间为120 min、N2流速为4 m L·min^(-1)、电流密度为3 m A·cm^(-2)条件下的氨合成速率可达0.0124μg·s^(-1)·cm^(-2),法拉第效率为7.05%。含水量对LM-NRR体系的影响显著,会极大地降低体系的氨合成速率及法拉第效率。这主要是由于反应界面上的水会加剧竞争性析氢反应(HER)、促进电解质中Li BF_(4)的水解以及钝化表面活性锂位点,进而降低了体系的氨反应活性。

阳极闭口模式下质子交换膜燃料电池氮气渗透

质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极闭口模式潜力巨大,但该模式下运行会引发氮气从阴极向阳极的渗透,导致阳极氢气的摩尔分数降低,PEMFC性能下降,针对这种情况可通过吹扫恢复PEMFC的性能。搭建了阳极闭口模式测试系统,在不同操作条件下进行阳极闭口模式实验,同时建立数学模型研究不同电流密度、化学计量比和温度下,电压和阳极氢气的下降速率以及传输到阳极的氮气积累量,提出实验与仿真结合的方法深入探究闭口模式下气体的传输规律,结果表明:当氢气摩尔分数为0.75时,电压下降到1.4 V,此时性能明显下降,提出相应吹扫策略:氢气摩尔分数在0.8时吹扫最为有效。

红卡壁骨架化学成分分析与结构表征

通过发酵酶解制备了红卡壁骨架(N-CWS),采用化学鉴别、比色法、高效液相色谱法(HPLC)对其化学成分进行了分析,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、热重-差热分析(TG-DTA)等对其微观结构和热分解性能进行了表征。结果表明,N-CWS主要含有多糖、类脂化合物、氨基酸等成分,其中多糖主要由阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖醛酸等单糖组成;N-CWS粉末易聚集、黏连,单个骨架尺寸为500 nm×300 nm;N-CWS为无定形粉末,其TG曲线只有1个失重台阶,热分解温度在285℃附近,具有较好的热稳定性。

β-环糊精主客体识别抗菌剂及抗菌性能研究进展

细菌污染与人类的生存息息相关,随着多重耐药细菌的增加,提高抗菌剂抗菌性能、抑制细菌传播和感染成为抗菌剂研究领域的热点问题。利用β-环糊精的包结作用与抗菌剂主客体识别改善抗菌剂的理化性质,增强抗菌剂的抗菌性能引起了广泛关注。环糊精具有内疏水外亲水的特殊结构,疏水内腔可选择性地与空腔大小相匹配的疏水客体分子进行主客体识别,将抗菌剂包合,从而改善抗菌剂理化性质,提高抗菌剂抗菌性能。本文综述了β-环糊精及其衍生物与有机抗菌剂、天然抗菌剂主客体识别对抗菌剂理化性质及抗菌性能的影响,分析了主客体识别的包合机理及主客体之间的作用,系统地归纳总结了环糊精主客体识别抗菌剂对不同细菌的抗菌作用及在医药、纺织、食品等领域的应用研究现状,以期为环糊精主客体识别抗菌剂的深入研究及应用提供参考。

基于拉曼光谱技术的聚合物材料制备与组成分布的研究进展

聚合物材料制备过程和聚合物中添加剂的含量及分布决定了材料的性能,拉曼光谱技术为相关研究提供了一种有效的表征手段。基于拉曼光谱的基本原理,介绍了表面增强拉曼光谱、拉曼光谱成像、激光显微共聚焦拉曼光谱等多种拉曼光谱衍生技术,总结了相关技术在聚合物加工和聚合反应过程中的应用,评述了聚合物中添加剂分布的检测,涵盖了乳化剂、染料以及其他添加剂的浓度、分布及迁移规律等,并对拉曼光谱衍生技术进行了展望。

基于压差法的海底气举扬矿装置建模与工作特性分析

气举扬矿装置通过气-液-固三相间动量交换,实现海底矿浆的举升,能长期在泥、水、砂等多相共存的恶劣环境中工作,克服了传统机械泵耐磨性差、密封要求高的缺点,具有极强的市场应用价值和广阔的应用前景。海底气举扬矿装置气-液-固三相力学作用过程极为复杂,传统三相力学平衡方法难以精确建立海底气举扬矿模型,严重影响扬矿装置的设计与过程控制。为了提升扬矿性能,在不考虑气-液-固内部力学作用机理情况下,从气-液-固混合流体整体压降衰减角度建立扬矿装置理论模型。提取扬矿管气-液-固流动单元,分析流动单元与管壁的摩擦损耗特性,建立混合流体的压差模型,并以扬矿管进出口压力为约束条件,形成了扬矿理论模型,突破了常规三相力学建模繁琐难题。在此基础之上,搭建海底气举扬矿实验测试平台,验证了理论模型的可靠性,研究结果表明:1)理论模型与实验值吻合度较高,误差在17.6%范围内;2)增大气体表观速度提高了混合流体压差,却降低了含固率,这可能是因为高进气工况下液流摩擦损耗较大,可采取液流减阻策略提高扬矿性能;3)固体颗粒表观速度随气体表观速度先增加后减小,存在最优气体表观速度使得装置扬矿量最大。研究结论为海底气举扬矿装置多相流动特征分析及装置优化设计提供理论基础与技术支撑。

月桂酰精氨酸乙酯胞内抑菌机制及抗消化道蛋白酶水解研究

本文通过对月桂酰精氨酸乙酯(LAE)的抑菌谱、细菌细胞胞内的抑菌机制以及耐受消化道蛋白酶水解的研究发现,LAE对G+菌、G-菌、真菌均有广谱抑菌活性,且对G+菌的抑菌活性普遍高于G-菌和真菌。LAE在凝胶阻滞实验中可以与菌体基因组强烈结合,随浓度增加阻滞现象更明显。LAE能抑制胞内蛋白的合成,使得碱性磷酸酶、β-半乳糖苷酶表达活性降低。LAE对胃蛋白酶和胰蛋白酶的耐受能力都很差,胃蛋白酶可部分水解LAE,胰蛋白酶能完全水解LAE,证明LAE可被消化道内蛋白酶水解,不会在肠道内保留。

基于代谢组学及分子对接探究雀石蕊抗MRSA的分子机制

雀石蕊具有良好的体外抗菌活性,为明确其抗菌分子机制,本文以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)为指示菌,利用代谢组学获取雀石蕊处理MRSA后其胞内差异代谢物变化,并结合分子对接验证差异代谢物相关蛋白酶与雀石蕊抗菌成分的亲和力,分析雀石蕊抗菌机理。体外抗菌实验显示,雀石蕊甲醇提取物抗菌谱广,且对MRSA表现为高度敏感。代谢组学和分子对接结果表明,雀石蕊作用于组氨酸激酶、青霉素结合蛋白PBP2A、喹诺酮类耐药蛋白NorA和S-腺苷甲硫氨酸合成酶4个潜在不同抗菌靶点,增强与MRSA细胞膜黏附且抑制外排泵NorA作用、干扰组氨酸和甲硫氨酸等代谢而发挥抗菌作用。本文结果为后续深入探究雀石蕊抗MRSA分子机制提供依据。

利用Box-Benhnken响应面法优化苯噻氰的制备工艺及其抗菌性

苯噻氰(TCMTB)是一种应用广泛的杀菌剂,其成品纯度与工艺条件密切相关。在单因素实验的基础上,根据Box-Benhnken中心组合实验原理设计响应面优化实验,优化结果确定最佳实验工艺为t=71.69℃、t=6.63h、n(CH 2ClBr)∶n(2-巯基苯并噻唑)=10.59,TCMTB纯度为71.08%,与模型实验结果基本一致,且具有良好的抗菌性。

抗菌超疏水功能复合型涂料的研究进展

水性涂料是目前占据市场的主要涂料,然而水性涂料以水为溶剂会导致细菌入侵,从而影响涂料的性能。超疏水表面具有较强的自清洁能力,可以降低细菌粘附强度,但不足以杀死细菌,在超疏水涂料中引入抗菌剂,可以利用二者的协同作用更加有效地抑制细菌的生长和繁殖,这种抗菌超疏水涂料在实际应用中具有重要意义。综述了超疏水涂料、抗菌涂料及抗菌剂的分类,进一步阐明了抗菌超疏水涂料的作用机理,重点介绍了金属基型、季铵盐型和N-卤胺型3种抗菌超疏水涂料,及其在医疗卫生、材料防护和海洋防污等方面的应用。最后,对抗菌超疏水功能复合型涂料的发展前景进行了展望。

新型二硫醚蛇床子素衍生物的合成及抗增殖活性

为寻找高效低毒的抗肿瘤先导化合物,依据药物分子设计中的拼合原理,设计合成系列含二硫醚单元的蛇床子素衍生物,利用核磁共振氢谱和碳谱对其结构及性质进行表征和分析。采用MTT法对目标化合物进行体外抗肿瘤活性测试,结果显示目标化合物对各肿瘤细胞均具有一定的抑制活性。其中,对MCF-7细胞最为敏感,化合物的IC50值在10.8~17.1μmol·L^(-1)之间,其中5a的IC_(50)为10.8μmol·L^(-1),强于氟脲嘧啶(20.8μmol·L^(-1))和顺铂(13.9μmol·L^(-1))。初步构效关系表明,目标化合物对各肿瘤细胞增殖的抑制活性随着R直链烷烃上碳原子的增多而逐渐降低,当R为甲基时,目标化合物的抗增殖活性显著提高。

陶瓷含量对BCZT/PVTC复合铁电薄膜的调控及电热强度的影响

针对铁电聚合物材料电热制冷能力弱、需要高电场诱导极化等问题,在聚合物基体中引入高极化纳米陶瓷粉末,利用溶液浇铸法制备了陶瓷-聚合物复合铁电材料。通过微观结构表征、介电与铁电性能分析陶瓷掺杂量对复合材料整体性能的调控机制;利用唯象理论计算锆钛酸钡钙/聚偏氟乙烯-三氟乙烯-氯氟乙烯(BCZT/P(VDF-TrFE-CFE))复合材料在室温下的绝热温变以及电热强度。结果表明:当陶瓷质量分数大于12%时,会影响聚合物基体分散的均匀性,导致纳米颗粒发生团聚,引起漏电流效应。界面电荷的贡献以及陶瓷颗粒分散在聚合物基体中作为电荷核产生局部电场,进一步促进内部偶极子的翻转。在不同的陶瓷质量分数的复合材料中,当陶瓷质量分数为9%时,复合材料的电热性能最优,在35℃、电场强度为48 MV×m^(-1)时表现出4.36 K的高绝热温度变化,其电热强度可达0.091 K×m×MV^(-1)。

基于分子边邻接指数的多氯代二苯并呋喃光解半衰期QSPR研究

收集了42种多氯代二苯并呋喃的光解半衰期的实验值,并随机将样本分为训练集和测试集,训练集和测试集的样本数分别是32和10个。采用Gaussian-16软件中半经验PM6方法对PCDFs分子进行几何优化和频率分析。将稳定分子的几何参数交给Alvadsec软件计算其分子边邻接指数。采用多元线性回归(MLR)方法找到四个分子边邻接指数对PCDFs分子的光解半衰期值有显着影响。相关系数达到0.9456,Fisher值为56.97,1<VIF<10,Drubin-Watson值为2.194,t值大于临界t值,表明模型拟合性能优良。通过留一法交叉验证、留多法交叉验证、外部验证和适用域分析,表明该模型具有内部稳健与对外预测可靠,能够用于预测PCDFs的光解半衰期。

丁香酚及其类似物的农用生物活性和结构修饰研究进展

丁香酚及其类似物是一类存在于多种植物的天然酚类,具有抗氧化、抗癌、抗炎、抗病毒、杀虫和抗菌等广泛的医用及农用生物活性。文中概述了近年来丁香酚及其类似物的农用生物活性研究进展,重点总结了丁香酚及其类似物在结构修饰方面的研究概况,以期为今后更好地开发利用该类天然产物提供参考。

旋风分离器锥体局部磨损对内流场及性能的影响

为了探究局部磨损对旋风分离器性能的影响,采用Oka磨损方程以及计算流体动力学(CFD)对旋风分离器壁面磨损以及内流场特性进行数值模拟,考察旋风分离器内流场等参数随磨损厚度增大的变化规律。结果表明,旋风分离器壁在锥体底部排尘口附近壁面局部磨损严重,形成螺旋形冲蚀磨损带。磨损引起设备几何结构的改变会导致切向速度降低,颗粒所受离心力降低,锥体内局部涡强度及影响范围增大,涡核旋进(PVC)的影响加大,不利于主流的稳定与固体颗粒的分离。与未磨损时相比,当局部磨损厚度为20 mm时,粒径为4μm的颗粒分离效率由100%降低至93%,分割粒径由1.3增大至1.9μm,设备压降降低了约40%。研究工作对保障旋风分离器的长期安全稳定运行具有重要理论指导意义。

新型磁性异质结材料的制备及其光降解染料废水的性能

为了解决光催化剂在光生电子与空穴中分离效率低且难以回收利用的问题,以钛碳化铝(Ti_(3)AlC_(2))为原料,通过LiF+HCl刻蚀法、共沉淀法、溶剂热法和异种电荷静电自组装,获得具有磁分离性能的新型异质结光催化材料AMHNTs/TiO_(2)-Ti_(3)C_(2)T_(x)(H&M),对其进行结构表征,并选取偶氮类染料甲基橙(MO)为污染物模型,考察模拟太阳光下H&M的降污性能及降解机理。结果表明:制备的异质结H&M融合了二维层状与一维管状的结构特征,提高电子的传导输送,具有良好的光催化活性和磁回收性,且对MO有较好的降解性能,为构筑新型磁性无机异质结光催化材料和染料的光降解提供有价值的参考。

低共熔溶剂用于钴酸锂-铜混合粉末的选择性浸出研究

废弃钴酸锂电池中存在的钴、锂等金属具有较高的回收价值。针对工业上电池废料中集流体铜箔在酸液浸出剂中会部分溶解的问题,以聚乙二醇-柠檬酸低共熔溶剂为浸出剂,考察了选择性浸出钴酸锂和铜混合粉末的效果,研究了浸出时间、浸出温度、固液(固体材料与浸出剂)质量比、含水的三元低共熔溶剂中水含量等条件对浸出效果的影响。结果表明,在优化的浸出条件下,浸出温度为100℃、浸出时间为5 h、固液质量比为1:100,锂、钴、铜的浸出率分别为96%、71%、2%,说明该浸出剂对钴、锂具有较好的选择性,为含铜杂质的钴酸锂电池正极粉末的回收处理提供了技术参考。