利用代谢工程与合成生物技术对细胞内复杂的代谢网络和调控网络进行重构和改造,以建立合成新化合物或提高目标产物产量的微生物细胞工厂是当今绿色化工技术发展的方向之一。微生物代谢途径的调控受环境和遗传的双重影响,细胞通过全局转录因子、信使分子和反馈抑制等方式响应环境变化来维持细胞的内稳态;同时细胞还受自身遗传基因线路的调控,在转...
表面张力的大小直接决定着熔盐的热传输能力。基于拉脱法测量表面张力的原理,改进了测量高温熔盐表面张力的实验系统;以化学纯LiNO3进行标定获得了仪器系数,然后分别以NaNO3和Solar salt混合盐验证了实验系统和拉脱法测量高温熔盐表面张力的可靠性。在此基础上,以KBr、LiBr、NaBr、CaBr2为基础配制了4种不同组分的混合溴化盐,测量了4种混合溴化...
制备了具有不同疏水区宽度和面积分率的疏水-亲水间隔规则排列的组合表面。观测常压蒸汽在组合表面上冷凝时疏水区液滴的特性（液滴移除方式和最大液滴半径）,利用格子Boltzmann方法模拟组合表面上凝液的运动。考察疏水区、亲水区宽度和表面过冷度对组合表面强化蒸汽冷凝传热的影响。利用滴状-膜状组合传热模型分析组合表面蒸汽冷凝传热性能的影...
燃气机热泵（gas engine-driven heat pump）是一种节能环保的供热系统。为了研究燃气机热泵的能源利用效率,利用构建的燃气机热泵实验台,通过理论分析和实验测试研究了燃气机转速、冷凝器进水流量、冷凝器进水温度对系统性能[供热总量、制热性能系数（COP）以及一次能源利用率（PER）]的影响规律。结果表明：燃气机热泵系统供热量随着冷凝器进...
对含不凝气体蒸汽射流在冷水中直接接触冷凝现象进行了实验研究,通过测量流场中的温度分布确定汽羽长度,进而推导其传热系数。实验使用直径为1.6 mm的圆形喷嘴,出口混合气体质量流量密度在100~330kg·m^-2·s^-1之间,不凝气体的含量在0~15%之间,冷水温度在300~340 K之间。实验结果表明：不凝气体的加入,使喷嘴出口附近的温度下降减慢;汽羽长度随不...
传统刚性搅拌桨通过对流体的剪切作用实现能量的传递,而刚柔组合搅拌桨可通过其多体运动行为强化能量传递。基于搅拌桨桨叶与流体之间的耦合运动作用,结合ANSYS Workbench仿真平台,采用双向流固耦合方法,模拟计算了刚性搅拌桨与刚柔组合搅拌桨桨叶的等效应力和总变形量,研究了流场的宏观结构;并通过测定混合时间和计算搅拌桨功耗对比分析了两种...
基于混沌对流原理设计了一种布置窄缝和挡板结构的被动式微混合器,并采用三维数值模拟和可视化实验对该微混合器内流体流动与混合特性进行了研究。窄缝和挡板的共同作用使微混合器水平面内形成了扩展涡和分离涡,垂直流动方向的截面内形成了对称的反向旋涡,多维度涡系显著提高了混合效率。窄缝和挡板的结构尺寸对流体流动和混合有重要影响。综合...
在一种新型高效的气液传质设备——水力喷射-空气旋流器（WSA）中,研究了第三相固体粒子对气液传质的影响。分别采用化学吸收法（CO2-空气-Na OH体系）和物理吸收法（CO2-空气-H2O体系）测定了不同固含率cs、进口气速ug、液体喷射速度uL下的有效相界面积a和液膜传质系数kL,并由此得到总体积传质系数kLa和增强因子E。结果表明,随着粒子固含率增大...
为了研究摇摆工况下窄矩形通道内的两相摩擦压降特性,进行了一系列的热工水力实验和理论分析。结果表明,摇摆工况下流体会受到附加惯性力的作用且实验回路的空间位置也会出现周期性的变化,两相摩擦压降梯度的波动振幅随着摇摆角度和摇摆周期的增加而增加;随着通道热通量的增加或者系统压强的减小,两相摩擦压降梯度的波动振幅和时均值逐渐增加。...
从热力学过程出发,通过引入单相及两相流声速计算模型,提出了基于实际气体的圆柱形混合室喷射器设计方法。用该方法计算出的喷射系数能与实验值较好吻合,误差在±17%内。新设计方法预测出必定存在一个使喷射系数设计值最大的最优混合室出口压力,为方便且快速确定该最优混合室出口压力与喷射器设计工况的关系,引入了最优扩压室升压比倒数。分别计...
提出了一种求解对流扩散问题的积分方程法。在这一方法中,首先利用Laplace方程的级数形式的格林函数将对流扩散方程转化为积分方程,然后利用级数的正交性质,把积分方程进一步简化为代数方程组,求解该方程组即可得到对流扩散方程的级数形式的近似解。最后,分别利用Chebyshev多项式和Fourier级数求解了3个典型的一维和二维对流扩散问题。该方法和...
采用微通道反应器制备了铜锌催化剂,并利用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子能谱（XPS）等手段进行了表征。HRTEM和XPS分析表明,微反应器样品中CuO和ZnO之间的相互分散性更好,两者之间的接触更为紧密,液相合成气制甲醇实验表明其活性高于传统共沉淀法催化剂。对比微通道反应器和传统共沉淀法的反应历程表明,微混合器内强烈...
采用共沉淀法制备了WO3/TiO2-ZrO2脱硝催化剂,并用固定床反应器进行活性评价,采用BET、XRD、TPD、氨气吸附漫反射FT-IR进行表征。结果显示,ZrO2掺杂增强了TiO2的Lewis酸性;负载WO3之后,位于3.1~1.7nm之间孔隙的稳定性显著增强;NH3的吸附与活化分别由TiO2-ZrO2载体和WO3完成;WO3中W元素强大的电负性,促进了NH3的N—H键由共价键向离子键过渡,进而...
分别采用浸渍法和共沉淀法制备了负载金属氧化物的固体碱催化剂MnO/Al2O3（M=Na,K,Cs,Mg,Ca,Sr;n=1,2）和C-Cs2O/Al2O3,测定了催化剂的碱量和pKa值,分别采用CO2-TPD、X射线衍射、N2物理吸附表征了催化剂的物理化学性质。以异丁烯与多聚甲醛经Prins反应制备3-甲基-3-丁烯-1-醇（MBO）为体系考察催化剂活性。结果表明,催化剂的碱性和结构直接影响...
采用基于密度泛函理论的量子化学方法研究了气化法制备不溶性硫黄过程中硫黄（S8）的开环裂解机理,建立了可能的反应路径,通过过渡态理论,计算了各个基元反应的活化能与反应速率常数,并对各个基元反应进行了动力学模拟计算,得到气体硫黄产物分布。研究结果表明,硫黄S8优先裂解成·S2·和·S6·,反应能垒为209.45kJ·mol^-1,气态硫黄S8开环裂解后生成...
利用同源氧化锌有利于ZIF-8结构的成核生长原理,采用粒径为1~2mm的负载型Pd/Al2O3微球作为核、ZIF-8膜作为外壳,ZnO诱导生长制备了Pd/Al2O3@ZIF-8核壳催化剂,用XRD、EDX、SEM、ICP等分析手段对其结构进行了表征,并采用不同大小分子烯烃加氢反应对其壳层连续完整性进行了性能测试。结果表明,Pd/Al2O3微球表面预先引入的ZnO纳米粒子层对外层连续ZI...
过氧化苯甲酸叔丁酯（TBPB）对热不稳定,一旦在生产、储运过程中被H^＋或OH^-污染,可能会对其热危险性产生较大影响。采用绝热加速量热仪在＂加热-等待-搜索＂和＂等温＂模式下研究了H2SO4、NaOH存在下TBPB的热分解反应行为,从热分解特性参数、反应动力学参数、最大反应速率达到时间TMR、自加速分解温度SADT四个方面定量表征了H^＋、OH^-对TBPB...
设计合成了纳米、亚微米和微米级晶粒尺寸ZSM-5分子筛,并研究了其在两种反应温度下（510,650℃）对正庚烷催化制低碳烯烃反应行为。结果表明,在反应初始阶段,两种反应温度下晶粒尺寸对正庚烷转化率和产物选择性影响较小。但随着反应进行,纳米和亚微米ZSM-5在510℃下反应性能（低碳烯烃选择性及反应活性稳定性）相近且均高于微米ZSM-5;而650℃下,...
研究了不同物相TiO2对H2O2/O3氧化效能的影响,目标有机物为羟基自由基探针化合物乙酸。结果表明,在初始pH为7.0和10.0时,加入TiO2反而降低了H2O2/O3的氧化效率,其中锐钛矿TiO2比金红石TiO2的减弱作用更为明显。当初始pH为3.0时,金红石TiO2能显著提高H2O2/O3的氧化效率,但锐钛矿TiO2影响不明显。机理分析表明,H2O2浓度及其衰减速率与乙酸的去除效...
活性炭表面物化性质是炭基催化剂催化TeCA脱HCl合成TCE反应性能的重要影响因素。采用酸、碱对活性炭进行调变处理,通过XRF、BET、Boehm滴定、GC-MS等对处理前后活性炭的物理结构、表面基团、无机氧化物种类和数量,以及反应后活性炭的物理结构和表面残留有机物的表征分析,研究了活性炭催化TeCA脱HCl反应性能与其表面物化性质的对应关系。结果表明...
采用静态水热法合成了Me-OMS-1s（Me=Mg,Co,Ni,Cu）分子筛催化剂,对合成的分子筛进行了X射线衍射和电感耦合等离子体发射光谱表征,并系统考察了反应温度（318~338 K）、反应时间（0.5~6 h）和催化剂用量（1.67~8.33 mg·ml^-1）对Me-OMS-1s催化叔丁基过氧化氢分解制备叔丁醇反应性能的影响。研究结果表明,合成的分子筛均为钡镁锰矿型（todorokite...
研究了转炉渣中钴氧压硫酸体系选择性浸出过程的行为及其动力学。通过改变搅拌速度、反应温度、硫酸浓度、氧分压、物料粒度以及反应时间等浸出条件,考察钴浸出率的变化及影响,获得转炉渣中钴的浸出动力学规律。结果表明,钴的浸出率随着温度、酸度、氧分压的增加而增加;硫酸质量浓度大于0.4 mol·L^–1会导致铁大量溶出;浸出过程符合未反应芯收缩...
为了提高CO2分离膜的性能,将接枝了氨基的MCM-41分子筛（MCM-NH2）添加到聚乙烯基胺（PVAm）水溶液中配制涂膜液,并将PVAm-MCM-NH2涂膜液涂覆到聚砜（PSf）超滤膜上制备PVAm-MCM-NH2/PSf混合基质复合膜。复合膜分离层较薄,有利于CO2渗透速率的提高。接枝的胺基提高了分子筛与聚合物的相容性和膜内胺基含量,有利于膜渗透选择性能的提高。使用CO2/...
通过调节铸膜液中聚砜浓度和非溶剂含量,浸没沉淀法制备海绵状结构的支撑膜,并在支撑膜上界面聚合制备聚酰胺反渗透复合膜。分别对支撑膜及反渗透复合膜的结构和性能进行表征,考察聚砜浓度对支撑膜结构和性能的影响,以及不同结构支撑膜对反渗透复合膜结构和性能的影响。结果显示,随着聚砜浓度的增加,支撑膜表面孔径和孔隙率下降,断面结构变致密,...
利用基于聚丙烯中空纤维膜和聚丙烯中空纤维换热管的新型能量回收式膜组件（AGMD-HF）,以70 g·L^-1的氯化钠溶液为研究对象,考察了膜组件长度和膜孔径大小对膜组件脱盐性能的影响。为直接衡量操作条件、组件参数以及温差、浓差极化现象对传质系数的影响,引入总传质系数,并研究进料温度和膜孔径对总传质系数的影响。实验结果表明,总传质系数随着...
氨碱法制碱过程中产生的大量蒸氨废液制约了纯碱工业的发展。本文对反应-萃取-结晶耦合工艺产物碳酸钙的晶型转变和结晶机理进行了研究。结果表明,在此耦合过程中,二氧化碳优先被有机相吸收,然后传递到水相进行反应,首先生成的是碳酸氢钙,之后迅速分解为无定形碳酸钙。温度对碳酸钙晶型影响显著,温度较高时,无定形碳酸钙优先转变为针状文石;温度...
低挥发性有机酸不仅自身污染环境而且显著促进颗粒污染物形成,对其吸脱附性能的研究有助于这类物质的控制。采用程序升温脱附（TPD）技术对乙二酸、苯甲酸在活性炭（AC）上的脱附行为进行了研究。结果表明,吸附主要发生在粗微孔（0.7~2 nm）、细微孔（〈0.7 nm）中,对应TPD曲线中的吸附位Ⅰ、Ⅱ。粗微孔对乙二酸、苯甲酸的脱附活化能为101.63、1...
在多种条件下研究了金属有机框架MIL-101（Cr）对阳离子型染料（亚甲基蓝、罗丹明B）和阴离子型染料（甲基橙、酸性铬蓝K）的吸附性质,主要研究了MIL-101（Cr）对亚甲基蓝和甲基橙的选择性吸附作用。结果表明,中性环境下无论在单组分还是双组分体系中MIL-101（Cr）对阴离子型染料的吸附能力均大于对阳离子型的吸附能力。在p H=3,T=300 K的条件下...
针对隔板塔中隔板两侧气体分配比难以调节的问题,提出了一种新型隔板塔气体调配装置。利用计算流体力学软件STAR-CCM＋对该装置的性能进行了模拟分析,并经实验研究对模拟结果进行验证;对不同塔径下升气槽个数进行了模拟研究。结果表明：该气体调配装置能够有效地调节气体在隔板两侧的分配,并且气体通过该装置后分布较均匀,成功实现了气相在隔板...
针对醋酸与异丁烯加成酯化可逆反应温度低、精馏分离温度高的特点,采用带侧反应器的反应精馏集成过程（SRC）建立了低温反应与高温精馏集成的醋酸叔丁酯生产新工艺。固定塔釜上升汽化量100 kmol·h^-1,规定新鲜醋酸进料的转化率达到99.9%、醋酸叔丁酯选择性达到97.0%,采用过程模拟考察了进入侧反应器的精馏塔采出量、精馏段塔板数、侧反应器进出...
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