细胞生长和非生长相结合的拟干酪乳杆菌高效生产L-乳酸研究

本研究以拟干酪乳杆菌发酵生产L-乳酸为研究对象,通过对最适初始葡萄糖浓度以及稳定期静息细胞的代谢能力进行研究,开发了基于细胞生长和非生长相关组合的高细胞密度L-乳酸生产策略。研究结果表明,140 g/L初始葡萄糖浓度下,细胞能够快速生长而且将葡萄糖完全耗尽生产L-乳酸。此外,在发酵结束后6~7 h之内,细胞仍然能够维持非常高的代谢活性。最后,在此基础上开发的高细胞密度生产策略,能够使细胞在正常批发酵结束后高密度发酵阶段的产率较常规发酵阶段提升1.4倍,而且L-乳酸转化率也明显提升,达到0.985 g/g。本研究通过过程策略能够有效延长细胞高速率生产L-乳酸的周期,从而提升L-乳酸生产效率,同时也在一定程度上能够有效缩短发酵过程所需的辅助时间,包括种子制备和细胞生长,因此有望应用于工业乳酸的高效生产。

第二十二讲 化学气相沉积(CVD)技术

4.2 MO源MOCVD法是一种利用金属有机化合物热分解反应进行气相外延生长的方法,主要用于化合物半导体气相生长上。在这项技术中,这些可分解的金属有机化合物被用作初始反应物,通常称为MO源。

固相生长碳纳米管小球的制备及其催化降解废水的研究

以阴离子树脂为原料,通过离子交换和固相生长制备了亚毫米尺寸的碳纳米管小球。该碳纳米管具有典型的竹节状结构,含有1.55%的氮元素和2.32%的铁物种。将其用于催化臭氧氧化处理煤化工难降解有机废水,结果表明,其能大幅降低废水中化学需氧量(COD)、总磷和亚硝态氮的质量浓度,催化反应1 h内最高去除率分别达到了82.66%、72.97%和100%。

添加气相生长碳纤维对改善碳纸性能的研究

本研究创新性地提出将气相生长碳纤维(VGCF)添加到燃料电池用碳纸中,探究了不同分散方法对VGCF在碳纸原纸中分散效果的影响,以及添加VGCF对碳纸强度、透气性、导电性能、石墨化度的影响。结果表明,使用无水乙醇和分散剂有效分散的VGCF添加到碳纸中,可以一定程度地提高碳纸的强度和有效提高碳纸的导电性能,但会降低碳纸的透气性。当VGCF的添加量为4%时,与未添加VGCF碳纸的物理性能相比,其抗张强度增加了11.58%,水平向电阻率和透气量分别降低了30.31%和11.27%,石墨化度提高了20.39%。

气相生长纳米碳纤维表面化学镀镍

气相生长纳米碳纤维 (VGCNF)经活化、敏化和催化预处理后 ,用化学镀 (自催化沉积 )的方法 ,在碱性镀液中实施化学镀镍。利用 SEM观察了镀层的形貌 ,并利用能谱分析测试了镀层的组成。在气相生长纳米碳纤维聚集体的内层纤维表面沉积了许多细小 Ni颗粒 ,而外层纤维表面上沉积的是连续、均匀的镍镀层 ,它们是由许多 Ni颗粒相互堆积连结而形成 ,除含磷外几乎不含其它杂质。同时 ,还初步探讨了镍在气相生长纳米碳纤维表面自催化沉积过程。

气相生长纳米炭纤维的研究进展

综述了当前气相生长纳米炭纤维的研究现状，对纳米炭纤维的制备方法、结构特征、性能和应用前景进行了概述，并简述了本研究小组采用改进流动催化剂法制备的纳米炭纤维。

气相生长碳纤维的表面改性及表征

用浓硝酸(65%￣68%)对气相生长碳纤维(VGCF)进行了不同时间的表面化学改性。X射线衍射(XRD)分析表明:改性使得VGCF的石墨晶型结构改变,其改变的程度随改性时间的延长而加深;BET比表面积(SBET)测试表明:改性后的VGCF的SBET有一定的变化,经120min长时间的改性处理后,SBET明显降低;傅立叶变换红外光谱(FTIR)测定得出:改性后VGCF表面上生长了不同类型的含氧基团,其总含量随改性时间的增大而增加;程序升温还原(TPR)得出:改性后VGCF表面上生成有2类以上的热稳定性不同的含氧基团,计算求得含氧基团的氧总含量为2mmol·g-1以上;NH3吸附微量量热测定得出:表面酸性基团的强度和含量随改性时间增加而增大;透射电子显微镜(TEM)结果表明:改性没有明显破坏VGCF的外观结构;吸油值(AOV)实验给出:改性后VGCF的AOV显著降低而亲水性增强;双液法接触角测试给出:改性后VGCF的表面能(SE)明显增大;偶联剂与VGCF作用的FTIR研究表明:改性后VGCF表面含氧基团和偶联剂发生反应,增强了偶联剂在VGCF表面上的结合强度。

气相生长碳纤维对环氧树脂固化反应的影响及其复合物固化动力学研究

用示差扫描量热方法研究了气相生长碳纤维作为填料对4,4′-二氨基二苯甲烷四缩水甘油环氧树脂(TGDDM)/4,4′-二氨基二苯基砜(DDS)等温固化反应的影响.与纯环氧树脂一样,气相生长碳纤维复合物的固化反应也属于自催化反应类型.气相生长碳纤维对环氧树脂的固化反应动力学影响很小.固化反应的过程可以用一种修正过的自催化动力学模型来描述,在整个固化反应过程中纯TGDDM/DDS环氧树脂及其气相生长碳纤维复合物模型拟合得到的结果和实验数据相当一致.

富镉CdSe单晶的气相生长及其电学特性

用改进的垂直气相法生长的富镉 Cd Se单晶 ,其电阻率为 10 7Ω· cm量级 ,电子陷阱浓度为 10 8cm- 3量级 ,且能将注入其中的部分电荷储存起来。分析认为 ,晶体的高电阻率及储存电荷的能力都是由 Se空位引起的 .

SiC纤维的化学气相生长与表征

以一甲基三氯硅烷为气源化合物,二茂铁为催化剂,噻吩为催化助剂,用化学气相生长法直接制备SiC纤维.研究了裂解温度、催化剂及助剂浓度及H2与MTS的配比等因素对裂解产物形态的影响.分别采用SEM,EDX和XRD对产物的组成和形貌进行了表征.结果表明,产物由单一的β-SiC组成.通过改变反应条件,无需高、低压气氛及激光辅助,即可以获得直径为20nm^1.5μm、长度从10μm至数毫米的高长径比SiC纤维.

气相生长纳米碳纤维的形态控制

报道了在浮动催化系统中,催化剂、促进剂以及苯/氢气比例等因素对气相生长纳米碳纤维形态的决定性作用和不同结构形态纳米碳纤维的选择生长.利用控制催化剂前体和促进剂的含量以及苯与氢气的比例等因素,制备了平直碳纳米管、弯曲碳纳米管、碳珠/纳米碳纤维、纳米碳纤维等不同结构的气相生长纳米碳纤维.实验结果表明,在浮动催化系统中,调节催化剂和促进剂的含量以及苯与氢气的摩尔比等关键性因素可以实现对气相生长纳米碳纤维形态结构的控制.

FeCl_3催化生长脱油沥青基气相生长炭纤维(英文)

以脱油沥青(DOA)为碳源,氯化铁为催化剂,在氩气和氢气的混合气氛下利用化学气相沉积法(CVD)制备了不同形貌的气相生长炭纤维(VGCFs)。讨论了在温度为1100℃时,不同的反应时间(分别为10min,20min,25min,30min和40min)对产物形貌和结构的影响。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X-射线衍射(XRD)和拉曼(Raman)光谱,对不同工艺参数下合成的产物进行了结构表征。结果表明:随着反应时间的增加,气相生长炭纤维的形貌由弯曲变得相对平直,进而相互贯穿;当反应时间为10min和20min时,气相生长炭纤维的直径分布在1.0μm～1.2μm之间;当反应时间为25min,30min和40min时,气相生长炭纤维的直径分布范围分别为250nm～300nm,350nm～400nm,700nm～800nm。另外,还观察到了V型的气相生长炭纤维。

热丝化学气相生长金刚石温度场流场模拟计算和反应器设计原理研究

在对于现有金刚石气相生长工艺特点综合分析的基础上，通过对于热丝化学气相生长金刚石工艺过程状态参数的空间场模拟及相应的实验研究，揭示了热阻塞、热绕流等背离反应基本条件的现象，以及状态参数高度不均匀性的场分布，导致偏离金刚石生长所需合理条件。这些正是当前热丝化学气相生长金刚石速率低、成本高、质量不稳定的重要原因。空间模拟及生长实验结果证明，通过选择合理的反应器结构和反应条件，可以控制反应状态参数空间场，使其符合气相生长金刚石要求，达到在保证质量稳定南时，实现大面积高速生长。这些结果为大面积高速度高质量气相生长金刚石明确了新的发展前景和具体实现途径。

石墨烯掺杂气相生长碳纤维中间相沥青基复合材料的性能研究

以鳞片石墨为原料采用Hummers法制备氧化石墨烯。以石墨烯掺杂的气相生长碳纤维(VGCF)、中间相沥青(MP)为原料,经低温热模压、炭化、石墨化处理制备高强度、高密度的石墨烯掺杂气相生长碳纤维中间相沥青基复合材料。采用扫描电子显微镜来观察样品的微观形貌;通过强力机、四探针测试仪等表征复合材料的性能。结果表明,随着石墨烯掺杂量的增加,复合材料的抗弯强度及导电性能先增大后减小。当石墨烯掺杂比例为9.09%时,炭化后复合材料的密度为1.646g/cm^3,抗弯强度为85.7MPa,电阻率为1.27×10^(-5)Ω·m。

气相生长碳纤维的制备

以苯和氢气为原料在石墨、陶瓷等基板表面催化热解制取低成本、高性能的气相生长碳纤维（ＶＧＣＦ）．实验考察了催化剂类型、热解温度、热解时间、苯带入量、载气、基板材料等参数对ＶＧＣＦ生长情况及性能的影响，并提出了碳纤维的生长机理．结果表明，在合适条件下，用直接播种法制得的ＶＧＣＦ直径为０．７～１０μｍ，长度为１～５μｍ；采用金属原子溅射沉积的基板可得到均匀稠密的ＶＧＣＦ，直径为３～８０μｍ；碳纤维的生长过程包括催化剂小液滴形成、碳纤维增长及碳纤维增粗三个阶段．

气相生长炭纤维

本文在参阅大量文献资料的基础上，系统地阐述了气相生长炭纤维的发展方向、制备方法（基极播种法、气相流动法）、生长机理（扩散控制机理、两步生长机理、碳化物机理、三步生长机理）、特性及用途。

气相生长碳纤维

评述了近年来气相生长碳纤维的主要研究结果，介绍了气相生长碳纤维产品的性质、生产过程、生长机理、微观形态等。讨论了此种碳纤维高度石墨化的原因，并介绍了基体法与流动法气相生成碳纤维工艺。

气相生长金刚石膜对衬底金刚石性能的影响

本文以高压合成金刚石为衬底材料,用热解CVD法在衬底金刚石表面生长了金刚石晶体。结果表明,生长金刚石后的衬底金刚石热性能有明显改善。

La、Ce对Al-24Si合金中Si相生长的作用

研究了La、Ce混合稀土对过共晶Al-24Si合金中初生Si和共晶Si形态的影响。采用不同的腐蚀、萃取方法,得到未变质和La、Ce混合稀土变质的过共晶Al-24Si合金中初生Si和共晶Si相完整的立体形貌,借助扫描电镜和能谱仪对其进行形貌观察和物相分析。结果表明,在Al-24Si合金结晶过程中,La、Ce通过在Si/Al界面前沿合金液中的富集作用,一方面抑制了Si相的长大,另一方面通过成分过冷影响Si相的长大方式,使其以非小平面即粗糙界面方式长大,改变初生Si和共晶Si相的形貌;对合金中形成的稀土化合物进行能谱分析表明,化合物中Si的摩尔分数较高,证明在稀土化合物的形成过程中部分消耗了Si原子,使初生Si和共晶Si长大时组织中Si含量减少,有效阻碍了初生Si和共晶Si的长大。

空间微重力汽相生长CdZnTe的研究进展

微重力条件下汽相生长CdZnTe晶体可以克服浮力对流,实现"无接触"生长,获得厚度均匀、结构完整、纯度高的材料。本文综述了国内外空间汽相生长CdZnTe晶体的研究进展。