藻胆蛋白生物合成的模型反应 Ⅰ.藻蓝胆素硫醚键的形成

藻蓝胆素二甲酯2a在氢氧化铵的催化作用下可与巯基乙醇发生加成反应,通过UV-Vis,MS和~1H NMR鉴定了加成物的结构,巯基乙醇是加成在A环的3’-C上,得到3-氢-3’-[β-羟基乙硫基]藻蓝胆素二甲酯3,产率为80％.不仅模拟了藻蓝胆素的硫醚键形成,也进一步证明了它是藻蓝蛋白生物合成的最后一步.利用~1H NMR技术对加成物的构型进行了详细的讨论.

以十二烷基苯磺酸钠为模型反应物的Y_2O_3/TiO_2复合催化剂的制备及光降解催化性能

采用浸渍法制备了Y2 O3/TiO2 复合氧化物催化剂 ,并用紫外可见光谱、SEM、BET等手段对其进行了表征 .以水相十二烷基苯磺酸钠 (DBS)溶液的光催化降解反应为实验模型 ,考察了TiO2 掺杂Y2 O3后的光催化氧化活性 ,并探讨了Y2 O3掺杂量、吸附性、焙烧温度及时间对Y2 O3/TiO2 复合氧化物催化剂光催化活性的影响 .实验结果表明 :复合氧化物催化剂Y2 O3/TiO2 存在某一最佳组分比值 ,当两者重量比为 1∶2 0 0时 ,其催化活性是同样条件下前体催化剂TiO2 的 2

食用油与氯化钠模型反应中氯丙醇酯的消长规律

为研究热加工过程中食用油与NaCl反应产生3-氯-1,2-丙二醇酯(3-monochloropropane-1,2-diol ester,3-MCPD酯)和2-氯-1,3-丙二醇酯(2-monochloropropane-1,3-diol ester,2-MCPD酯)的变化规律,分别建立食品和煎炸油2个体系模型,考察食用油种类、NaCl含量、反应温度、反应时间、含水量和pH值等因素对2-MCPD酯和3-MCPD酯的含量影响。结果表明:2种模型反应中,食用油种类、反应时间、反应温度和NaCl含量对2-MCPD酯和3-MCPD酯的含量变化有着较大的影响;通过比较发现,在食品模型中,2-MCPD酯和3-MCPD酯的含量随反应温度的增加(100~190℃)呈现下降趋势,分别下降5%和20%,然而在煎炸油模型中,随反应温度的增加(100~220℃)两者呈现增加趋势,分别增加7倍和8倍。另外,随NaCl含量和反应时间的增加,2个模型反应中的2-MCPD酯和3-MCPD酯的含量变化趋势不完全一致。这说明2-MCPD酯与3-MCPD酯虽然结构近似,但消长规律不同。该研究结果可为有效减少热加工食品中氯丙醇酯的含量提供参考。

模型反应表征长链烷烃异构化催化剂的研究 Ⅰ.乙醇在载体上的脱水反应

以氧化铝(Al2O3)、ZSM-5、Beta和SAPO-11分子筛粉体为原料制备出不同的载体,在不同温度下考察了探针分子乙醇脱水转化反应.根据NH3-TPD方法测定载体的酸量和酸分布,以及载体负载贵金属Pt后C14～24长链烷烃异构化评价结果,探讨了载体表面酸、乙醇转化和异构化性能三者之间的关系.结果表明,载体表面酸与乙醇转化和异构化性能没有直接的关系,但乙醇转化和异构化性能之间有一定关联.载体上乙醇转化的稳定性较差、乙烯选择性低,则对应的贵金属催化剂异构化性能也较差;乙烯选择性高且稳定性好,可制备出性能优异的异构化催化剂.因此,作者提出区分固体酸的酸性和酸性质的必要性.酸性包含酸量、酸强度及分布等概念,酸性质指酸中心在催化反应中的行为,简称为酸功能.前者可由常规的表面酸方法表征,后者只能在反应条件下获得.数据表明了临氢异构化剂的酸功能可以采用乙醇转化反应进行表征.用乙醇转化作为模型反应表征载体的酸作用行为即酸功能,可以为异构催化剂载体的选择提供指导.

单糖与氯化钠模型反应中3-氯-1,2-丙二醇的形成

以"单糖+氯化钠+水"为模型进行热反应,研究3-氯-1,2-丙二醇(3-monochloropropane-1,2-diol,3-MCPD)的形成机理和消长规律。结果表明,在"葡萄糖+氯化钠+水"模型反应中,反应温度对3-MCPD的形成影响最大,其次是氯化钠添加量、反应时间和葡萄糖添加量;在"单糖+氯化钠+水"模型中,6种单糖都生成了3-MCPD,其中核糖和氯化钠反应生成的3-MCPD量最大(30.604μg/kg),果糖生成的量最小(2.498 6μg/kg);在"葡萄糖+氯化钠+水"模型中,反应后生成的挥发性成分5-羟甲基糠醛含量最大,然后是糠醛和2,5-二甲酰基呋喃。根据实验结果探讨3-MCPD的形成机理,提出在单糖模型反应中缩水甘油可能是关键的中间体。

热固性树脂固化的非模型反应动力学研究

利用反应动力学模型对热固性树脂固化特性进行模拟和预测 ,因涉及到机理假设和参数的经验选取 ,所以在处理复杂反应时就有一定的局限性。文中发展的一种非反应模型方法利用动态 DSC的数据 ,得到了表观活化能随反应程度的变化而变化的规律 ,对一种环氧树脂体系进行了等温固化的模拟 。

捕食模型反应扩散方程组的有限差分法

对一个捕食模型的反应扩散方程组建立了一个线性化的二层差分格式,证明了差分格式解存在的唯一性、收敛性、稳定性,并证明了在无穷范数意义下的收敛阶为O(τ2+h2)。

考虑催化剂失活的环氧乙烷反应器机理与数据模型

环氧乙烷是乙烯工业的重要衍生物之一,主要由乙烯在银催化剂作用下直接氧化生产。针对催化剂活性缓慢衰减,需定期调整操作条件以维持产量和高选择性的问题,提出了机理模型和数据模型耦合的方法,以确定催化剂的活性变化和各操作条件的影响。以某工业环氧乙烷反应器为对象,通过阿里云智能制造平台挖掘生产数据,分别使用反应动力学、失活动力学、反应器模型和支持向量回归,建立了各操作条件与反应器出口组成的模型。结果表明,在输入变量中添加机理模型所得的活性变量后,支持向量回归模型较原始模型更加准确,计算的反应器出口组成和选择性在测试集上的平均绝对百分比误差小于3%,为优化选择性提供了基础。

适用于工程仿真的大涡模拟与化学反应模型

针对大尺度气体爆炸工程问题数值模拟的需求,基于层流火焰厚度与初始压力的关系,改进了传统的增厚火焰模型,使增厚因子能够根据当地压力自动调整大小.同时,基于开源程序Canter和遗传算法,提出了能够准确计算层流火焰速度、火焰面厚度及其随压力变化的多组分单步化学反应模型.集成发展的大涡模拟、化学反应模型与多组分反应流有限差分计算程序,开展了封闭管道氢气空气爆炸数值模拟.通过与试验对比,研究了大涡模拟模型、网格大小、化学反应模型对计算结果与效率的影响.结果表明:相比于详细反应模型,新单步氢气空气简化反应模型节省了60%的计算时间,极大提高了气体爆炸三维数值模拟的计算效率.

基于遗传算法的气体爆炸化学反应简化模型及其应用

针对火焰加速和爆燃转爆轰数值模拟中由于总包反应机理的化学反应刚性导致的时间步长小、计算效率低等问题,提出了一种通用的气体燃料爆炸化学反应模型简化方法.建立了基于遗传算法的简化反应模型Arrhenius参数寻优设计方法,使简化反应能够得出与详细反应机理量值相近的火焰特征参数,最大误差不超过5%;在此基础上,将构建的简化反应模型与多组分反应流体Navier-Stokes方程进行耦合,采用大涡模拟方法实现气体燃料爆炸化学反应过程的高效精确模拟.以开敞空间的氢气爆炸过程模拟对提出方法进行验证,仿真及实验对比结果表明,提出的方法能够以较高的效率和精度对实际物理过程进行近似,弥补详细反应机理仿真效率过低的不足,对各类气体爆炸化学反应过程具有较好的适应性.

考虑化学反应模型的CH4非预混燃烧过程数值仿真

为探究化学反应模型选取对甲烷(CH4)燃烧模拟的影响,同时促进天然气能源的高效利用,采用FLUENT软件对甲烷在燃烧器中的燃烧状况进行了数值模拟,分析了5种化学反应模型对甲烷燃烧效率、火焰形态、燃烧残余温度及NO排放等特性的影响。结果表明:组分PDF输运模型和涡耗散概念模型在甲烷的燃烧模拟中更有优势,甲烷的燃烧效率、燃烧残余温度均达到了较高的水平,其中组分PDF输运模型下组分间的反应更为充分,气体出口残余温度可达681.972 K;燃烧域内的火焰峰值温度与NO的排放呈现正相关的特点;涡耗散模型下燃烧反应的火焰峰值温度最高(2 280 K),但其生成的NO有害气体也最多,同时该反应下的燃烧残余温度较低;湍流动能与燃烧温度也呈现出正相关的特点,燃烧域内湍流动能大小在一定程度上影响甲烷的燃烧效果。

具有Dirichlet边界条件的单种群时滞反应扩散模型的稳定性和Hopf分支

该文主要研究了有界区域上具有Dirichlet边界条件的单种群时滞反应扩散模型的动力学行为.通过选取时滞为分支参数并分析模型在空间非齐次稳态解处线性化模型的特征值问题,获得了模型空间非齐次稳态解的稳定性以及Hopf分支的存在性.

2种油脂与氯化钠热反应模型中氯丙醇的生成

以猪脂和鸡脂为原料,分别建立了不同的油脂与NaCl热反应模型,并结合气质联机对模型热反应中生成的氯丙醇进行了分析。通过正交试验,考察了不同油脂用量、NaCl用量、反应温度、反应时间等因素对氯丙醇生成量的影响,并探究了氯丙醇的生成机理。研究表明:温度对氯丙醇的产生影响较大,当高于140℃时可以极大地促进氯丙醇的生成;NaCl的浓度足够大时会使氯丙醇的生成量下降而生成二氯衍生物;随油脂用量的增加,氯丙醇的产生呈下降趋势;随反应时间的延长,氯丙醇的产生呈上升趋势。

具有对流项的单种群时滞反应扩散模型的稳定性和Hopf分支

考虑了Dirichlet边界条件下具有对流项的单种群时滞反应扩散模型.通过分析模型在空间非齐次稳态解处线性化模型的特征值问题,获得了模型空间非齐次稳态解的稳定性以及Hopf分支的存在性.

基于耦合神经网络反应扩散模型的图像增强方法研究

随着人工智能技术的迅速发展,图像处理已经广泛应用于交通、医疗、农林、航空航天等领域,并且对图像质量要求也越来越高。针对图像增强问题,提出了一种利用神经网络模型,将FitzHugh-Nagumo反应扩散模型转变为微分动力系统的方法,来改进耦合神经网络,引入自适应的阈值,得到耦合神经元的非线性动力学模型,利用此模型可使图像对比度得到提升,起到增强图像的效果。该模型的适用面更广,图像对比度拉伸效果更好,视觉增强效果更为明显。

一类时间离散反应扩散对流模型的全局动力学

时间离散空间连续的反应扩散方程模型是描述物种扩散行为的一类重要的研究工具。考虑到物种除了随机扩散外还会存在依赖于局部环境的扩散,文章建立了单个物种关于时间离散空间连续的反应扩散对流模型,然后利用主特征值理论分析了模型平衡点的存在性和稳定性。研究表明,加入依赖于局部环境的扩散对种群的生存是有利的。

Ni_(3)CuSn_(0.3)/SiO_(2)催化剂上的裂解汽油C_(8)芳烃选择性加氢反应本征动力学与固定床反应器数学模型

苯乙烯是石化工业中的重要单体,可通过裂解汽油抽提法制备。为防止微量苯乙炔混入苯乙烯中,导致下游催化剂中毒和产品不达标,工业上普遍采用选择性加氢反应来去除苯乙炔。以裂解汽油C_(8)芳烃为原料,首先采用Ni_(3)CuSn_(0.3)/SiO_(2)催化剂粉末,在搅拌釜式反应器中,研究了60~90℃和0.2~1.0 MPa条件下苯乙炔和苯乙烯的浓度变化规律,得到了苯乙炔→苯乙烯和苯乙烯→乙苯的本征反应活化能分别为46.33 kJ·mol^(-1)和68.95 kJ·mol^(-1)。然后,在固定床反应器中,采用Ni_(3)CuSn_(0.3)/SiO_(2)颗粒,考察了反应温度、压力、进料H_(2)/苯乙炔的摩尔比和苯乙炔浓度对裂解汽油C_(8)芳烃选择性加氢反应的影响,并建立了反应器数学模型来描述该反应过程,分析了各组分效率因子沿反应器轴向的变化规律。实验结果验证了固定床反应器数学模型的准确性,苯乙炔、苯乙烯和乙苯的反应器出口浓度实验值与模型预测值之间的平均相对误差绝对值分别为9.8%、0.3%和0.3%。

一类具有交叉反应扩散的捕食-食饵模型的动态分歧

考虑一类具有Holling-Ⅱ型功能反应函数的交叉反应扩散模型在非齐次Dirichlet边界条件下的动态分歧问题.首先,用谱分析理论得到对应的线性化问题特征值的临界穿越条件;其次,选取环境承载系数为分歧参数,利用中心流形约化和动态分歧理论得到该系统的动态跃迁类型和分歧解的解析表达式.最后,利用有限差分法,在不同的参数情形下给出系统的斑图变化模式.

反应-扩散logistic模型前向欧拉法的数值Hopf分支

利用前向欧拉法研究具有二阶混合时滞和瞬时密度制约的logistic反应扩散种群模型,并对其数值离散系统的动力学问题进行分析。随着时滞的增加,证明了在正平衡点处出现了一系列Hopf分支,分析了不动点的稳定性。最后,通过数值模拟验证理论结果的正确性。

藻胆蛋白生物合成的模型反应——藻红胆素硫醚键的形成

藻红胆素与藻蓝胆素都是藻胆蛋白的发色团,同属于开链四吡咯结构,不过它是胆二烯-a、b类化合物。藻红胆素1和藻红胆素二甲酯1a的结构,如下: