提高沼气产量的外源添加物筛选研究

目前,大部分农村沼气池存在着沼气产量不高的问题,而一些外源添加物可以通过加速厌氧发酵的水解速率或刺激产甲烷菌的新陈代谢过程提高沼气产量。该文分别以猪粪和产甲烷培养基为底物进行厌氧发酵,筛选出能提高沼气产量的外源添加物,并将其进行优化组合,得出最佳用量。试验结果表明:以猪粪为底物进行发酵时,添加啤酒糟能促进底物水解、提高产气量,前4 d的池容产气率比对照高23.17%;以产甲烷培养基为底物时,蛋白胨氨基酸等混合物(物质M)和微量元素液Ⅱ均可刺激产甲烷菌代谢、促进产气,发酵第23 d的累计产气量分别比对照高51.02%和13.37%;随后将筛选出的三种外源添加物进行以猪粪为底物的正交及验证试验,综合考虑促气效果及经济性得出最优组合为微量元素液Ⅱ10 mL/L,啤酒糟2.5 g/L,物质M 0.05 g/L,该组合在沼气池试验中能提高28.46%的产气量。该试验结果为一种沼气促进剂的研制奠定基础。

苍耳叶挥发油的提取及抑菌和抗氧化性研究

探讨苍耳叶挥发油的提取工艺、抑菌作用和抗氧化能力。采用均匀设计的方法优化苍耳叶中挥发油的提取工艺;以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌(DH5α)、绿脓杆菌、酿酒酵母、黄曲霉和黑曲霉为受试菌株,观察苍耳叶挥发油对各菌种的体外抑制作用;以清除DPPH自由基、羟基自由基、超氧自由基的能力考察挥发油的抗氧化性。当料液比为1∶14,微波处理14次,振荡提取时间为16h时,苍耳叶挥发油具有最佳提取率;苍耳叶挥发油对DH5α、酿酒酵母、金黄色葡萄球菌、黑曲霉、黄曲霉和绿脓杆菌的最小抑菌浓度(MIC)分别是:0.061、0.244、0.488、1.953、31.25、31.25mg·mL-1;苍耳挥发油有较强的消除自由基能力,消除DPPH自由基、羟基自由基、超氧自由基的IC50分别为0.015、0.719、1.289mg·mL-1。

宽温域固体自润滑涂/覆层材料的研究进展

随着国防、航空、热核等高新科技的迅速发展,对润滑材料的研发也提出了更高的要求:不仅要求材料在高温下具有优异的减摩耐磨性能,同时要求材料在室温到高温宽温域范围内均具有良好的摩擦磨损性能.因此研制从室温到高温宽温域内均具有良好摩擦学性能的涂/覆层材料意义重大.在综合国内外大量文献的基础上,对宽温域固体自润滑涂/覆层材料的结构设计和性能研究进行了综述,并提出了未来一段时间内宽温域固体自润滑涂/覆层材料的发展趋势.

黄土高原不同植被覆盖下土壤有机碳的分布特征及其同位素组成研究

土壤有机碳(SOC)含量及其δ13 C值随深度变化的趋势可以反映植物残体的输入及其在土壤中分解累积特征,有助于揭示SOC循环过程及规律。本研究以黄土高原不同植被类型覆盖条件下的黄土剖面为研究对象,通过测定土壤属性、SOC含量和植物优势种、枯枝落叶、土壤有机质的稳定同位素组成,对该区域SOC深度分布和有机质δ13 C值组成差异进行探讨。研究结果显示SOC含量变化范围在1.1～31.2g/kg之间,且随土层深度增加而逐渐降低。SOC主要集中在表层土壤,其含量变化规律为阔叶林地>针叶林地>灌木林地>草地>荒地。但各剖面SOC在不同土壤层次处出现急剧下降。其中,阔叶林地和针叶林地在10cm深度处、灌木林地和草地在20cm深度处和荒地在5cm深度处,SOC含量急剧减少。但60cm深度以下各剖面SOC含量变化均较小。在枯枝落叶转化为表层土壤有机质的过程中,δ13 Csoc值升高了0.5‰～3.2‰,与其它地区相比13 C富集更大。剖面δ13 Csoc值在-26.3‰～-20.8‰之间变化,均随着土壤深度的加深而增加。但不同植被条件下的变化幅度各不相同,这反映了土壤有机质分解过程中碳同位素分馏效应的强弱程度。剖面有机质碳同位素分馏程度的变化规律为阔叶林地>针叶林地>草地>灌木林地>荒地。这可能是由于阔叶林地上生物量大及微生物对有机质的分解作用强,有机质来源较多且组成、结构不同所致。而荒地剖面坡度很大,地上植被来源较单一,表层枯枝落叶很少,故导致其剖面土壤有机质的分馏效应最低。对比研究表明:不同植被类型覆盖条件下土壤有机质的深度分布特征具有明显差异,土壤有机质的稳定同位素地球化学组成具有地域性特征。

温度刺激下栉孔扇贝不同组织热休克蛋白HSP70的表达研究

采用免疫印迹(Western blot)和流式细胞术(flow cytometry,FCM)方法,研究了热激栉孔扇贝不同组织内热休克蛋白70(heat shock protein70,HSP70)的表达变化.免疫印迹结果显示,HSP70的诱导表达有组织特异性,即热休克可以使扇贝鳃组织中HSP70的表达明显升高,但在肌柱、外套膜和性腺组织中,未检测到HSP70 的表达.流式细胞术结果表明:在不同的季节,相同的热刺激对扇贝血淋巴中HSP70的诱导表达存在差异.高温刺激后,栉孔扇贝血淋巴细胞中HSP70的表达量逐渐升高,在诱导7h时达到最高.

等离子喷涂Al2O3／TiO2陶瓷涂层在液态石蜡润滑下的摩擦磨损性能研究

利用纳米和微米结构Al2O3/TiO2喂料制备出2种陶瓷涂层,考察了这2种涂层在液体石蜡润滑下与不锈钢球摩擦副的摩擦磨损性能,并探讨了2种涂层的磨损机理.结果表明:液态石蜡润滑能有效降低纳米Al2O3/TiO2涂层与不锈钢球摩擦副的摩擦系数和磨损率,但是对微米涂层的润滑效果不明显.纳米涂层的摩擦系数仅为微米涂层的1/3,而磨损率则降低了70倍以上.纳米涂层的磨损机制在低载荷下是轻微的黏着磨损,高载荷下则是摩擦抛光,而微米涂层的磨损机制是晶粒脆性断裂.

磷酸酯胺盐离子液体作为钢/铜锡合金润滑剂的高温摩擦学性能研究

以烷基胺盐为阳离子,磷酸酯为阴离子合成了三种磷酸酯胺盐离子液体(磷酸二丁酯单丁胺离子液体,磷酸二丁酯二丁胺离子液体,磷酸二丁酯四丁铵离子液体),并在微动摩擦磨损试验机(SRV)上评价了其作为钢/铜锡合金摩擦副润滑剂的高温摩擦学性能.结果表明所合成的磷酸酯离子液体具有优异的减摩抗磨性能;磷与氮元素之间在摩擦过程中存在协同作用.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析磷酸酯胺盐离子液体的润滑机理.从磨斑形貌对比图与磨损表面特征元素的XPS能谱图可以看出,该离子液体在铜磨损表面形成了一层具有保护作用的边界润滑膜,从而使得磷酸酯胺盐离子液体表现出优异的高温摩擦学性能.

贡嘎山峨眉冷杉成熟林凋落物量动态研究

研究了贡嘎山高山生态系统定位研究站8年(2001—2008年)来对峨眉冷杉成熟林凋落物量监测所积累的资料,分析了该群落凋落物量动态变化及组成特征。结果表明,贡嘎山峨眉冷杉成熟林在8年间的年凋落物量波动范围为125.84～377.17g/m2,平均凋落量为285.77g/m2,年际波动较大,凋落量总体呈逐年上升趋势;叶凋落量占凋落总量的77.99%,枯枝和花果杂物凋落量占凋落总量的分别19.55%和2.46%,叶凋落量高于枯枝和花果杂物凋落量所占比例;与多数森林凋落物一样,峨眉冷杉成熟林凋落物各组分比例由高到低依次为叶、枯枝、花果杂物。

磷酸酯离子液体对钢/铝摩擦副的摩擦性能研究

为解决钢/铝摩擦副润滑困难的现状,合成了1种磷酸酯类离子液体.采用SRV微动摩擦磨损试验机对其在钢/铝摩擦副条件下的摩擦学行为进行了测试;采用扫描电子显微镜(SEM)及X光电子能谱(XPS)对磨损表面进行了分析.结果表明:此磷酸酯离子液体对钢/铝摩擦副具有优良的减摩抗磨性能,优于常见的含氟类离子液体(LB106和LP106)及液体石蜡.SEM和XPS分析结果表明:磷酸酯离子液体在摩擦过程中于金属表面形成了包含有机金属配合物,磷酸铝盐的复合边界润滑膜,从而使其表现出优异的摩擦学性能.

几种合成碳氢油的真空摩擦磨损行为研究

利用真空四球摩擦试验机系统考察了聚α-烯烃(PAO40,PAO10)和多烷基化环戊烷(MAC)2类合成碳氢油在空气、真空(压强小于6.0×10-4 Pa)和高纯氮气条件下的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和非接触式三维表面轮廓仪观察了钢球摩擦表面的微观形貌,探讨2类合成碳氢油在空气、真空和高纯氮气中的润滑机理.结果表明:在空气中,由于连续的边界氧化膜和润滑油膜的存在,2类合成碳氢油的摩擦系数较低且能保持稳定,磨斑直径较小、磨痕表面光滑平整.在真空和高纯氮气中,由于润滑膜失效和剧烈温升,2类合成碳氢油的摩擦系数较高且剧烈波动,磨斑直径较大、表面可见明显的黏着磨损.

两种含氟空间润滑油的真空摩擦磨损行为研究

利用真空四球摩擦试验机系统考察了全氟聚醚(Z25)和甲基氟氯苯基硅油(FCPSO)两种空间润滑油在空气、真空和高纯氮气气氛中的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分别分析了磨损表面的微观形貌及典型元素的化学状态。结果表明:Z25在3种气氛中均表现出低摩擦高磨损的特性,且真空中摩擦系数最低,这主要是由于Z25对摩擦副具有润滑和腐蚀的双重作用;FCPSO在3种气氛中均表现出高摩擦低磨损的特性,且真空中磨斑直径最小,这主要是由于FCPSO在摩擦副表面形成了FeCl2边界保护膜.

多烷基环戊烷/有机硅烷双层膜的制备及摩擦学性能研究

分别在羟基化硅片表面制备了多烷基环戊烷单组分润滑膜(MACs)、(3-胺丙基)三乙氧基硅烷自组装膜(APS-SAMs)和多烷基环戊烷/(3-胺丙基)三乙氧基硅烷双层润滑膜(MACs-APS),对比研究了不同润滑防护涂层的摩擦磨损性能.结果表明:在载荷0.1N、频率1Hz下,与APS-SAMs和MACs单组分膜相比,MACs-APS双层膜在保持较低摩擦系数的基础上,其耐磨性能显著提高,在失效前未发生明显磨损.在所制备的这种双层润滑薄膜体系中,流动性较好的MACs分子镶嵌在固定相APS-SAMs的网络中,因而产生较好的复合摩擦学性能.

莫来石/SiO2复合涂层的制备及微观组织研究

以天然红柱石为原料,采用高温煅烧使其发生莫来石化转变,然后经喷雾造粒、热处理,得到热喷涂用球形莫来石/SiO2复合粉末。采用大气等离子喷涂工艺在1Cr18Ni9Ti不锈钢上喷涂莫来石/SiO2粉末制得涂层,对涂层的微观组织、硬度和相成分进行了分析。研究结果表明:天然红柱石粉末莫来石化后,其相组成主要为莫来石和游离态SiO2;喷雾造粒粉末在1 000℃热处理后,松装密度得到改善;涂层具有良好的微观形貌,表面显微硬度较高,主要由莫来石、石英和非晶玻璃相构成。

a-C:H膜的高真空磨损失效机制研究——应力的影响

采用中频非平衡磁控溅射法沉积了含氢无定形碳(a-C:H)薄膜,利用球-盘摩擦试验机考察了不同载荷下薄膜在高真空中(5.0×10-3Pa)的摩擦磨损行为,通过对磨损表面的分析以及相关的验证实验,探讨了应力(接触应力、薄膜内应力)对薄膜在高真空中摩擦磨损行为的影响.结果表明:在高真空中,随着载荷的增加,薄膜的摩擦系数逐渐降低,而耐磨寿命却急剧缩短;在高真空高接触应力下,无论是摩擦还是静压,薄膜表面均出现了明显的应力释放花样.因此可以认为,薄膜在高真空中的磨损失效与其在高接触应力下的内应力释放有密切关系.

季戊四醇油酸丙烯酸混合酯的合成及性能研究

以季戊四醇、丙烯酸、油酸为原料通过两步法合成一系列黏度可控的混合酯,利用红外光谱表征混合酯的化学结构,考察混合酯的黏温性能、摩擦磨损性能、热稳定性、挥发损失和铜片腐蚀性能。研究结果表明:所合成的混合酯黏度范围宽,40℃时的黏度在73~483 mm2/s之间,黏度指数约180,倾点在-36^-20℃之间;混合酯的分解温度超过400℃,挥发损失低,铜片腐蚀轻微,是一类性能优良的合成酯类油。

LAP晶体二阶NLO响应电子起源理论研究

The properties of excited states and second-order nonlinear optics for supramolecule [(H2N)2+C- NH(CH2)3CH(NH3)+COO-H2PO4-H2O] from L-arginine phosphate monohydrate (LAP) crystals were calculated by using the CIS and finite-field RHF methods, respectively. The results revealed that the second-order nonlinear optical (NLO) response for this crystal originates largely from the contributions of intramolecular charge transfer of arginine, and the intermolecular charge transfer between arginine and H2PO4- plays an important role as well. The conclusion can help to understand the origin of NLO response in the inorganic-organic hybrid materials.

钢/镍钛合金下乙二醇的摩擦化学反应研究

在万能摩擦试验机上采用钢/镍钛合金、钢/铝和钢/钢摩擦副进行乙二醇的摩擦化学反应研究;采用紫外光谱(UV)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振光谱(1HNMR)对摩擦产物进行分析。结果表明:乙二醇在钢/镍钛合金摩擦副表面发生摩擦化学反应,生成含有碳碳双键的化合物,而在钢/铝及钢/钢摩擦副表面不发生摩擦化学变化;在试验条件中,速度是影响摩擦化学反应的主要因素,而载荷对摩擦化学反应影响较小。

三氟乙基氯乙基磷酸酯的摩擦学行为研究

由氯乙醇,三氟乙醇和三氯氧磷合成了三氟乙基氯乙基磷酸酯(FPC),采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对其结构进行了表征;在微动摩擦磨损试验机(SRV)上评价了其作为酯类润滑油添加剂的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了摩擦表面的形貌及化学状态.结果表明:FPC作为添加剂对钢/钢摩擦副具有良好的极压抗磨性能;FPC在钢磨损表面形成了含有氟化物,氯化物及磷酸酯的混合边界润滑膜,从而有效地提高了润滑油的承载能力和抗磨性能.

携带人Ⅰ型а1原胶原基因荷斯坦奶牛胚胎的发育研究

克隆了人Ⅰ型а1原胶原的cDNA基因,将克隆的基因连接到改造后的乳腺特异性表达载体pGC1上,经电穿孔法转染到成纤维细胞中,利用核移植技术获得携带人Ⅰ型а1原胶原基因牛胚胎。最终获得8枚转基因的囊胚,证明用核移植方法获得的携带人Ⅰ型а1原胶原蛋白基因的荷斯坦奶牛胚胎能够正常发育。

南黄海沉积物中氮、磷的生物地球化学行为

于2004年10月采集南黄海4个站位的柱状沉积物和29个站位的表层沉积物,用氧化浸取分光光度法研究了自然粒度下沉积物中的氮、磷分布特征以及控制其分布的生物地球化学机制。结果表明,多数站位随着沉积深度的增加,沉积物中氮、磷浓度趋于稳定。4个站稳定时氮浓度平均约为289μg/g,磷约为329μg/g,平均稳定浓度出现的沉积层次分别为氮>30cm,磷>22cm。氮、磷垂直分布形状的规则性与沉积速率密切相关,沉积速率越小的站位,其氮、磷垂直分布愈规则;海洋沉积物中的氮主要来源自海洋生物的代谢,而磷与陆源碎屑输入密切相关。氮与沉积物粘土含量、浮游动物生物量干重有明显的正相关关系。海水中浮游动物干重每增加1mg/m3,则沉积物中氮浓度增加5.64μmol/g,磷不存在这样的关系。沉积物中氮的早期成岩速率远高于磷,在沉积物海水界面附近氮约为磷的7.4倍。海水浮游生物生物量与沉积物中氮的早期成岩类型密切相关,在所研究的2004年秋季海水中,浮游动物生物量干重19mg/m3是沉积物中氮早期成岩类型转变的界限值,小于这一界限值,水体中的氮趋向于向沉积物中凝聚;大于19mg/m3,则沉积物中的氮趋向于向水体释放。