冷冻扫描电镜制样方法及其在含水样品中的应用

常规扫描电镜要求所观察的样品必须干燥、无水,而一些含水样品在干燥过程中会发生结构变化,无法真实反映样品的结构信息。冷冻扫描电镜无需对样品进行干燥处理,可以直接分析含水样品表面、界面和内部结构,是研究高度含水样品的强有力工具。样品的制样方法在冷冻扫描电镜技术中占有重要地位,它直接关系到样品真实形貌特征的反映和对超微结构的正确解读。本文综述了冷冻扫描电镜的制样方法,并阐述冷冻扫描电镜技术在天然气水合物、微生物、乳液、水凝胶、动植物等含水样品中的应用。

基于多目标粒子群算法的配电网储能优化配置研究

储能技术具有对功率和能量的时间迁移能力,能有效改善可再生能源的输出特性和可调度性,是构建新型电力系统解决可再生能源大规模并网问题及促进资源利用的关键技术。研究不同应用场景下储能优化配置对其在配电网中的有效应用具有重要意义。针对综合考量技术性和经济性指标的配电网储能配置多目标优化问题,提出一种基于多目标粒子群优化(MOPSO)算法的配电网储能优化配置方法。采用MOPSO算法对多目标储能配置模型求解,并在种群更新过程中引入自适应变异策略以扩大粒子对空间的探索能力,有效改善种群多样性的同时保证后期收敛性,在储能配置问题上得到全局最优解,实现技术与经济指标多目标综合优化。通过Matlab仿真验证所提方法的可行性与优越性。该研究成果对探索配电网储能优化配置方案具有重要的理论与工程价值。

微藻培养方法研究进展

微藻是一种有前景的生物柴油原料。微藻培养是微藻生物柴油生产过程的重要环节。本文就微藻培养方法的研究进展进行了阐述。对自养、异养及兼养三种培养方法进行了比较,并对微藻培养提出了建议。

低共熔溶剂对甘草渣的预处理研究

以甘草渣为研究对象,9种氯化胆碱为氢键供体的低共熔溶剂(DES)作为溶剂,对甘草渣进行预处理,研究不同反应温度与反应时间对甘草渣理化特性的影响。醇类DES中,乙二醇/氯化胆碱的预处理效果最好,在150℃,1 h条件下最大木质素脱除率为38.33%。酸类DES中,乳酸/氯化胆碱在100℃,1 h处理条件下木质素脱除率最高为40.87%,纤维素保留率高达95.28%。碱类DES中,乙醇胺/氯化胆碱在4 h,150℃处理条件下木质素脱除率最大为73.02%。物理表征结果说明,DES可破坏纤维素分子内氢键,断开碳水化合物与木质素的酯键,使纤维素可及表面积增大,有利于后续利用。

MoO_3催化剂上苯酚加氢脱氧制取芳烃研究

以(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O为前驱体通过简单的焙烧方法制备非负载型MoO_3催化剂,通过低温N_2吸附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和H_2程序升温还原(H_2-TPR)技术对催化剂特性进行表征,以苯酚为模型化合物进行加氢脱氧实验制备以苯为主要产物的芳烃化学品。重点考察反应温度、反应时间、反应气组成等参数对苯酚转化率、目标产物苯选择性的影响,并就氧化钼催化加氢脱氧反应机制及催化剂的可重复使用性能进行讨论与考察。实验结果表明,在340℃、0.5 MPa H_2与3.0 MPa N_2混合气氛的优化工况下,苯酚的转化率达到98.1%,产物苯选择性达到99.5%。MoO_3催化材料中的氧缺陷位是催化苯酚分子中C_(AR)—OH键直接氢解生成芳烃苯的主要活性位。此外,MoO_3重复使用3次后催化活性仍无明显下降,表明该催化剂的加氢脱氧催化活性具有良好的稳定性。

石墨烯基催化剂用于生物质转化的研究进展

在介绍石墨烯基催化剂的结构和性质的基础上,重点综述了石墨烯基催化剂在催化生物质转化为高附加值化学品方面的最新研究进展,并展望了其在Pickering乳液界面催化体系中的应用前景。

热处理温度对Pt_(3)Co二元金属催化剂氧还原性能影响及泛函密度理论研究

制备低成本、高活性、高稳定性的铂(Pt)基氧还原反应(ORR)催化剂是质子交换燃料电池(PEMFC)大规模商业化应用的关键。以钴(Co)等非贵金属与Pt掺杂制备二元合金PtM催化剂不仅可以减少Pt用量,还可以获得高于Pt金属催化剂的ORR催化活性和稳定性。本研究使用浸渍还原法制备碳载铂钴ORR催化剂,通过控制热处理还原温度来控制纳米颗粒的结构、晶相、尺寸等,从而改善催化剂的ORR性能。XRD、TEM和电化学分析结果综合表明,热处理温度对纳米颗粒合金度和平均粒径有显著的影响,平均粒径和合金度随着热处理温度升高而增大。通过控制热处理温度可以获得粒径与合金度之间的最优值从而提高催化剂氧还原活性,实验表明,800℃是低粒径和高合金度的平衡点,在所有制备的催化剂中有最高的质量活性(0.41 A/mg_(Pt))和稳定性。进一步的密度泛函理论(DFT)计算表明高合金度的Pt_(3)Co结构表面可以降低速控步反应势垒,提高ORR活性。

木质纤维“一锅法”制备生物乙醇的研究进展

木质纤维是地球上最丰富的资源,既可以用于制备生物乙醇、生物氢气等生物能源,同时也可以制备各种化工原料及生物基材料,具有绿色、环保、可再生等特点。"一锅法"制备生物乙醇是将预处理、酶解糖化与发酵中的2个或3个连续过程放在同一反应器中进行,具有节约用水、避免物料损失以及在一定程度上提高乙醇产量等优点。通过对预处理与酶解糖化"一锅法",酶解糖化与发酵"一锅法",酶制备、酶解糖化与发酵"一锅法"和预处理、酶解糖化与发酵"一锅法"4类"一锅法"制备生物乙醇方法的介绍,分析了"一锅法"制备生物乙醇的优越性及存在的问题,为使用"一锅法"制备生物乙醇的相关研究提供一定的参考。

污泥与煤、木屑燃烧过程中重金属排放特性研究

为了考察燃料燃烧过程中重金属的迁移转化规律,对污泥、煤与木屑及其混合物在不同温度下氧气中燃烧灰渣中的重金属元素进行分析。结果表明,燃料中重金属在高温燃烧时表现出不同的挥发特性,大部分元素随着温度的升高挥发率增加,其中Cd、Pb和Zn元素挥发性较强,Cr、Cu和Ni挥发性较弱。污泥与木屑混合燃烧灰渣仍以污泥灰为主,重金属含量与污泥灰相近,污泥中混入煤后使灰中大部分重金属含量有所降低。燃烧过程会改变重金属存在形态,污泥与煤原料中以酸溶态和可还原态存在的重金属含量较高,具有较强的生物有效性和迁移性,而燃烧灰渣中酸溶态和可还原态含量显著下降,混合燃烧灰渣中除As外的其他重金属几乎全部以残渣态存在,其含量达到90%以上,焚烧过程有效降低了燃料灰渣中重金属的生物毒性。

鼓泡器中环戊烷-甲烷-盐水体系水合物的生成动力学

采用鼓泡装置研究了盐水体系中环戊烷(CP)-甲烷水合物的生成动力学,分别考察了进气速率、温度、压力对水合物生成速率和进气速率对气体转化率的影响。结果显示,提高进气速率、压力,降低温度均可提高水合物生成速率。但进气速率对气体转化率有影响,进气速率过大,单位时间内进入到反应器内的气体过多,气体还未参与反应便被排出,导致气体转化率反而减小。通过观察到的实验现象,分析环戊烷-甲烷水合物的生成过程,认为水合物晶体首先在环戊烷-水界面生成,并逐步向内部气相生长,最后水合物壳破裂,气泡逸出。水合物逐渐生长成粒状,并不断聚集在一起。

无定形硅铝催化生物质热裂解气齐聚合成汽油的特性

选取无定形硅铝(ASA)作为生物质热裂解气齐聚反应催化剂,分析了齐聚反应前后ASA的织构性质、酸性和积碳行为的变化规律,并在固定床反应器中评价了ASA在不同反应条件(100~320℃,2.0~4.0MPa)下的齐聚反应性能.结果表明,在不同齐聚反应条件下ASA均有不同程度的酸性损失和积碳,L酸位量损失随着温度升高呈现先降低后增加的趋势,在280℃达到最低;压力的升高则有利于降低L酸位量的损失.催化剂积碳量变化与L酸位量变化趋势一致.在反应过程中,低碳烯烃转化率和汽油段产物收率随着温度和压力的升高逐渐增大,在4.0 MPa,280℃反应条件下达到最优,其乙烯、丙烯和丁烯的反应转化率分别为19.2%,37.3%和58.7%,汽油段产物收率(摩尔分数)为22.9%,C_5^+的烯烃类选择性可达73.5%.

温度对真眼点藻生长、总脂及二十碳五烯酸(EPA)合成的影响

真眼点藻可以积累二十碳五烯酸(EPA)而受到广泛关注,温度是影响多不饱和脂肪酸合成的重要因素。本研究以真眼点藻(Eustigmatos sp.JHsu-01)为材料,设置高温组(30℃)和低温组(15℃)两种培养条件,通过测定生长、脂类积累、脂肪酸组成和甘油酯合成关键基因表达量的变化,探究温度对EPA合成规律的影响。结果表明,低温培养促进了真眼点藻JHsu-01膜脂和EPA的合成,EPA含量最高达到2.78%DW,糖脂是EPA的主要载体,但温度可以改变EPA在糖脂和中性脂之间的分配比例。转录组结果显示,低温条件下,脂肪酸从头合成、三酰甘油(GPAT、plsC、PLPP和DGAT)、糖脂(MGD和DGD)、硫脂(SQD1和SQD2)和ω-3合成途径(Δ5 Des、Δ6 Des和Δ15 Des)中多个关键酶基因表达上调。综上所述,低温可以促进真眼点藻EPA的合成,同时也是一种获得高含量糖脂型EPA的理想培养方式,研究结果为提高真眼点藻EPA产量提供理论和技术依据。

雨生红球藻蛋白酶解产物的制备和抗氧化活性评价

为了高值化利用藻渣,本文展开雨生红球藻藻渣制备抗氧化蛋白酶解物的研究。采用单因素和响应面优化试验,研究了主要反应条件(底物浓度、加酶量、温度、pH和时间)对酶解产物ABTS自由基清除率和水解度的影响,并对最优酶解物进行抗氧化活性评价及氨基酸分析。结果表明,雨生红球藻蛋白的最佳酶解条件为:底物浓度9%(w:v)、加酶量0.7%(w:w)、温度40℃、pH11.5和时间3 h。最优酶解物的ABTS自由基清除率IC_(50)为481.574μg/mL,FRAP能力为19.641μmol FeSO_(4)·7HO_(2)/g(浓度为1000μg/mL),显著优于蛋白非酶解物。抗氧化酶解物的氨基酸种类丰富,必需氨基酸含量达34.4%,营养价值高,且含较多与抗氧化密切关联的疏水性氨基酸。本研究为雨生红球藻高附加值应用提供了参考。