微纳米气泡的气液界面作用在水处理与农业种植及水产养殖中的应用

近年来,微纳米气泡(MNBs)由于其具有比表面积大、水中停留时间长、气液传质效率高、Zeta电位高和能产生大量含氧活性基团等独特物理、化学特性而受到人们的广泛关注。随着对MNBs产生原因及其机理的不断研究,人们发现MNBs在环境修复、医疗、工业、农业等领域具有很好的应用潜能。文中简要介绍了MNBs强化气液传质、高Zeta电位与高稳定性、强化自由基生成等气液界面作用,并对MNBs技术在水处理、农业种植与水产养殖中的应用进行了综述,希望为其在相关领域应用提供理论和技术参考。

重力跳变引起的贮箱内气液界面波传播规律

随着航天技术的进步,航天任务复杂性的不断提高,对液体火箭发动机多次关机重启的要求日益普遍,相应地对推进剂管理系统的要求也越来越严格。关机滑行期间,贮箱内重力水平减弱,毛细力开始成为主导作用力,液体推进剂在毛细力的作用下可能脱离排液口,使得供给发动机的推进剂夹气,导致点火失败。为了确保发动机在经历自由滑行后能顺利重启,就必须考虑贮箱内气液界面如何响应重力和加速度水平改变的问题。针对常用构型和尺寸的空间贮箱,数值模拟了不同Bo数下气液界面波的传播,研究了不同Bo数下界面波传播的机制,发现了贮箱内界面波的传播速度随着Bo数的增加而增大,并得到Bo数从1~5000范围内描述界面波传播规律的Fr数与Bo数之间的标度关系。

阴阳离子组合捕收剂在锂云母浮选气液界面的协同作用机理

以某含Li_(2)O 1.09%的锂云母矿石为研究对象,将三种阴离子捕收剂油酸钠(NaOl)、十二烷基磺酸钠(SDS)和环烷酸钠(NA)分别与阳离子捕收剂十二胺(DDA)进行复配,借助浮选试验、表面张力、泡沫物化性质测试及协同作用参数计算等手段,从气-液界面研究了阴/阳离子组合捕收剂在锂云母浮选中的协同作用机理。浮选结果表明,三种阴/阳离子组合捕收剂对锂云母的浮选效果均优于单一捕收剂,且当DDA与SDS摩尔比为1∶1时达到最佳浮选效果,精矿中Li2O品位和回收率分别为2.24%和61.88%。而此时浮选泡沫的稳定性达到最低,有利于锂云母的浮选,其浮选泡沫层的高度、半衰期和含水量分别为33 mm,86 s和48.72%。结合表面张力和协同作用参数计算结果可知,在阴/阳离子组合捕收剂体系中,由于正、负电荷相互吸引,致使阴离子捕收剂插入到DDA之间的空隙中,两种捕收剂通过静电力和碳链间的疏水缔合作用相互交织。而由于磺酸基较强的电负性,其降低DDA之间静电斥力的能力更强。相比DDA/NaOl和DDA/NA,DDA/SDS在气-液界面的饱和吸附值增加,捕收剂分子所占的平均最小面积减小,因而表现出更高的表面活性,展现出对锂云母更好的捕收能力及选择性。

小鼠原代气道上皮基底细胞分离、增殖与气液界面培养诱导的定向分化

目的探究小鼠原代气道上皮基底细胞分离、增殖和气液界面(ALI)培养诱导定向分化的方法。方法无菌获取小鼠气管,改良酶消化法分离基底细胞,免疫荧光鉴定。细胞传代,倒置显微镜观察细胞增殖生长,免疫荧光检测KRT5表达水平。气液界面(ALI)培养,HE染色、扫描电镜观察定向分化情况。结果改良酶消化法及增殖培养基培养,可分离基底细胞,免疫荧光检测KRT5阳性。基底细胞增殖效果好,已传至第八代(P8),但P5以后,细胞老化增多,免疫荧光强度变弱。ALI培养诱导的定向分化,HE染色观察P1~P3细胞层多、且高,P1~P4游离面可见纤毛;扫描电镜观察P1~P4细胞游离面特化结构数量多,P5~P8细胞游离面特化结构少。结论该方法可分离纯度、活性均高的基底细胞,并可传代增殖培养,P4之前基底细胞增殖和定向分化效果好,为进一步研究体外气道重塑相关实验提供了细胞支撑。

气液界面上阴离子表面活性剂单层膜的分子动力学模拟

用分子动力学方法研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)在气液界面上的结构和动力学性质.选择单分子占有面积分别为0.45和0.68nm2的两个模拟体系,通过径向分布函数表征了单层膜的厚度,并根据疏水链中碳原子与极性头中硫原子之间组成的矢量分布和取向函数,对比了不同界面单层膜的有序排列情况.结果表明在分子占有面积较小达到饱和吸附的情况下,界面上的SDS具有较好的有序性.通过计算气液界面附近水分子的扩散系数发现:由于氢键和静电作用的影响,界面区域内的水分子较本体溶液中的水分子有较弱的迁移能力.

高浓度石墨烯水系分散液及其气液界面自组装膜

通过测试石墨烯分散液的吸光度,比较了几种表面活性剂分散石墨烯的能力。结果表明:聚乙烯吡咯烷酮(PVP)这种"绿色"、低成本的表面活性剂,具有很好的分散能力。通过提高PVP溶液浓度,可以得到浓度高达～1.3mg/mL的石墨烯分散液,这种高浓度石墨烯分散液可以在气液界面自组装得到石墨烯膜,这种无支撑石墨烯膜具有平整的表面和规则的结构,在很多领域都有良好的潜在应用价值。

DNA分子在气液界面的组装相变特性及其LB膜结构研究

对十八胺与DNA在气液界面上组装及其相变过程进行了研究 ,利用AFM观察了不同压力下转移的DNA复合LB膜结构 .发现在低表面压时 ,DNA复合单分子膜表现为枝状发散的分形结构 ;随着压力的升高 ,DNA复合膜逐渐由紧密的网状排布结构变为团聚的块状和团簇结构 .表明通过调节膜压 ,可使膜内DNA分子的构象发生大的变化 ,从而生成具有特定形态的二维纳米图案 .这种具有特殊形态和结构的DNALB膜可望为合成新型生物纳米结构有序功能体系提供模板 .

微纳气液界面水环境修复技术的原理与应用

微纳气液界面水环境修复技术是一种新型的水处理技术,该技术具有使用简便高效、无二次污染的特点。文章介绍了微纳气液界面水环境修复技术处理微污染地表水的基本原理,探讨了该技术的基本特点,介绍了几个地表水环境修复的成功案例。文章还展望了微纳气液界面水环境修复技术在微污染水体修复方面的应用前景。

人气管上皮细胞气液界面无血清培养

用低温酶消化法分离人气管上皮细胞，具有细胞损伤小，活力及纯度高的优点，成纤维细胞污染低。 人胎盘胶原提高了气管上皮细胞的贴壁性。无血清培养基能促进入气管上皮细胞增殖，分化和成熟。气液界 面培养方式更好地模拟了气管上皮细胞的天然生长环境，细胞在膜上呈复层生长，有利于其分化成熟及功能 表达。光镜下细胞形态及免疫组化角蛋白染色阳性证实培养细胞为气管上皮细胞。本文所建立的人气管上皮 细胞体外气液界面无血清培养方法为研究气管上皮细胞的生理和病理提供了一个十分有用的模型。

洗涤冷却管出口处气液界面波动特性实验及模拟

对新型洗涤冷却室洗涤冷却管出口处流体的射流深度进行了实验研究,得到了射流深度随弗鲁德数变化的拟合式。借助Fluent商业软件建立了该过程的数学模型,模型计算值与实验值吻合较好。利用所建模型得到了出口处射流深度随时间变化的数据,用其表征气液界面波动,并用压力信号波动来表征床层内的环流脉动,对两者进行频谱分析。结果表明两者主频一致,出口处液面波动是引起床层内气液两相周期性环流脉动的主要诱导因素。为了减少床层内环流脉动所引起的一系列工程问题,必须改善洗涤冷却管出口气体的分配特性。

PNN测井监测气液界面在马北一号注气油藏中的应用

马北一号油田为底水油藏,注水开发效果较差。为提高采收率,采用顶部注烃气重力驱技术理念,在油田首次开展了2个井组注气实验。及时掌握注气后气液界面移动情况,对于优化射孔生产方案具有较强的指导意义。PNN测井在套管井中监测地层气液界面具有较强的优势,主要通过长短源距探头计数率叠合,在气层出现较明显的离差进行判断和分析。在马北一号油田开展时间推移PNN测井26井次,及时掌握了试验井组气液界面运移情况和受效方向,为进一步优化生产方案提供了科学依据。

气液界面磷脂单分子膜的表面增强拉曼光谱

采用纳米银胶作为成膜亚相,原位获得了十八胺单分子膜、十八胺/卵磷脂复合膜的表面增强拉曼信号.研究表明,增强主要来源于亚相中的银粒子与成膜分子之间较强的作用.通过在磷脂膜内添加十八胺分子辅助增强而获取了卵磷脂的分子振动信息.

Gemini表面活性剂气液界面吸附过程的焓熵补偿

对季铵盐Gemini表面活性剂气液界面吸附的热力学参数进行研究,发现焓变(ΔH)和熵变(ΔS)呈线性关系,表明表面活性剂的气液界面吸附过程与其胶团化过程一样存在焓熵补偿现象,补偿温度为303 K左右,为熵驱动过程。联接链的长度越长焓变越小,即气液界面吸附越稳定。

利用分形理论研究气液界面特性

利用分形理论对Lennard-Jones12-6流体气液界面性质进行了研究。得到了密度分布及温度分布,将表面张力 与气液界面的分形维数进行关联。分形维数是界面层所固有的,它与界面的其它特性有着本质的联系,因此,可以通过测 量界面层的分形维数,再利用此分形维数确定界面的其它特性。这种全新的测量界面特性的方法有望由此产生。

溴化锂水溶液气液界面微观结构的分子模拟

为研究吸收式制冷机中吸收剂溴化锂水溶液气液界面的微观形态,采用分子动力学方法,分别对不同质量分数的溴化锂水溶液不同温度时气液界面的微观结构、密度分布、界面厚度,溴化锂水溶液界面处和液相处离子与水分子中氢、氧原子的径向分布函数以及离子周围水分子取向角的分布函数进行了计算与分析.模拟结果表明:温度一定时,随着溴化锂水溶液质量分数的增加,液相密度逐渐增加,界面厚度逐渐减小;对于质量分数为60%的溴化锂水溶液,随着温度的升高,液相密度逐渐减小,气液界面厚度增加;303.15K时,质量分数为60%的溴化锂水溶液中界面的出现并未影响离子周围水分子的取向的有序性;随着温度的升高或溴化锂水溶液质量分数的减小,近界面处与液相处周围水分子的结构变得相似,离子周围水分子的取向的有序性不再很明显.

基于阵列超声传感器的气液界面检测

利用超声波声束对两相流参数检测的优点,使用阵列超声传感器探究了气液界面下的超声波声束和液面的关系。实现了超声波声束对整个气液界面的参数检测,测量了静态气液界面高度,实现动态超声波声束对分层流气液界面的重构。并在河北大学多相流循环装置进行实验验证,实验结果表明,阵列超声波声束可以实现对气液界面高度检测,可分辨最小2 mm气液界面高度;重构图像的截面含气率和高速相机拍摄得到的截面含气率误差不超过4%。

气液界面形成气体水合物的实验研究

实验观测了静止气液界面气体水合物的形成,通过分析讨论在不同的气相压力和反应釜温度下界面处形成气体水合物的生长形态、诱导时间、生长时间以及生长速率的变化,揭示了气液界面水合物的成核以及生长规律。随着压力的增大和温度的降低,水合物膜的成核时间和生长时间都随之减小,水合物膜平均生长率呈现增长趋势;在一定的压力和温度下,当水合物膜生长到一定程度时生长形态基本无变化。

利用气液界面无血清培养原代兔气管上皮细胞的研究

用低温酶消化法分离兔气管上皮细胞,具有细胞损伤小,活力及纯度高的优点,成纤维细胞污染极低。人胎盘胶原提高了气管上皮细胞贴壁性。无血清培养基能促进细胞增殖,分化和成熟。气液界面培养方式更好地模拟了气管上皮细胞的天然生长环境,在膜上呈复层生长,有利于细胞的分化成熟及功能表达。光镜下细胞形态及免疫组化细胞角蛋白染色阳性证实培养细胞为气管上皮细胞。本文所建立的兔气管上皮细胞体外气液界面无血清培养方法为研究气 管上皮细胞的生理和病理提供了一个十分有用的模型。

气液界面气体传输模型研究进展

气液界面气体传输问题对于科学和工程的许多领域是至关重要的。本文在简述了主要影响气液界面处气体传输的因素后,重点评述了气液界面处气体传输的研究现状和讨论了目前研究热点剪切气液界面附近湍流相干结构及其对界面气体传输的影响,最后指出了今后发展的可能方向。

气液界面光致变色螺吡喃化合物的成膜行为

研究了三种螺吡喃化合物在不同水亚相上的π－Ａ曲线，分析了成膜行为存在差异的原因。