直接内重整熔融碳酸盐燃料电池中甲烷蒸汽重整催化剂探索性研究

选择甲烷蒸汽重整催化剂用于直接内重整熔融碳酸盐燃料电池(DIR-MCFC)中,并考察了DIR-MCFC的性能,讨论了电池放电量、气体压力、燃料气进料水/碳比(S/C)等因素对该催化剂性能的影响.结果表明,重整催化剂能够满足电池放电需求;放电量大小影响电池内的H2含量,但对CH4含量影响不大;当气体压力为0.36MPa时...     

Generating Proton Beams Exceeding 10 MeV Using High Contrast 60TW Laser

A prototype of a laser driven proton accelerator is built at Peking University. Protons exceeding 10 MeV are accelerated from micrometer-thick aluminum targets irradiated by tightly focused laser pulse with 1.8 J energy and 30 fs duration. The beam energy spectrum and charge distribution are measured by a Thomson parabola spectrometer and radiochromic film stacks. The sensitivity of proton cut-off energy to the focusing of the laser beam, the pulse duration, and the foil thickness are systematically investigated in the experiments. Stable proton beams have been produced with an optimized parameter set, providing a cornerstone for the future applications of laser accelerated protons.     

激光加速高能质子实验研究进展及新加速方案

利用超强激光与等离子体相互作用来加速高能离子是激光等离子体物理及加速器物理领域的研究热点.经过了近20年的发展,激光离子加速已取得丰硕成果,催生了一批新的应用.本文概述了国内外激光离子加速所取得的标志性实验研究进展,围绕高能质子的产生这一关键问题进行了深入的探讨,介绍了近几年来发展的有潜力的新加速方案.     

基于曲率尺度空间角点检测的交通标志分离算法

针对交通标志出现互连现象导致检测率下降的问题,提出了一种基于曲率尺度空间(CSS)角点检测的交通标志分离算法。使用基于红绿蓝(RGB)归一化的彩色分割算法和区域特征判决准则自动识别多标志互连候选区域,并对提取的目标区域进行边缘平滑和轮廓跟踪。利用基于全局和局部曲率特性的CSS角点检测器对提取的轮廓进行角点检测,并依据角点凸凹性判定准则及分离点对匹配条件,从角点中提取标志间的分离点对。利用Bresenham算法寻求分离点对间的分离线,实现标志的最终分离。实验结果验证了算法的有效性,与现有基于分水岭变换的标志分离算法以及改进的自适应分离算法相比,克服了标志过度分离问题,提高了标志检测整体性能。     

柠檬酸钠对谷氨酰胺转移酶山羊乳凝胶特性影响的光谱学分析

运用多重光散射光谱、多散斑扩散波光谱和动态光散射光谱分析了柠檬酸钠(TSC)对谷氨酰胺转移酶(TG酶)山羊乳凝胶特性的影响。将浓度分别为0,20,40,60和80 mmol·L-1 的TSC加入到脱脂羊乳中,经过TG酶处理后进行酸化凝乳。凝乳形成过程中,动态光散射光谱显示,随着TSC浓度的增加,酪蛋白胶束的直径从(142.0±11.2) nm下降到(24.4±2.1) nm;在凝胶形成的前5 h内,在不同TSC浓度条件下,样品的背散射光强度分别从41.9%±0.3%,35.8%±0.4%,25.3%±0.5%,10.6%±0.3%和5.3%±0.4%,增加到55.8%±0.6%,49.5%±0.5%,41.9%±0.4%,37.8%±0.4%和30.8%±0.3%,表明TSC的浓度越高,凝胶体系中颗粒的尺寸越小,形成的凝胶构筑单元越小;同时,多散斑扩散波光谱的均方位移曲线显示,凝胶的突变时间分别为31,74,98,151和226 min,表明TSC的浓度越高,山羊乳凝胶形成时间越长;凝胶的持水力与硬度值分析发现,TSC将羊乳酪蛋白胶束分解成更小的颗粒,在TG酶作用下形成更多的共价键连接位点,形成的凝胶具有更高的硬度和持水能力。     

利用Turbiscan多重光散射技术评价pH值与钙离子对脱脂乳的热稳定性的影响

热稳定性直接影响牛乳的加工与感官特性，准确判断牛乳的热稳定性对优化液态乳制品的加工条件具有重要意义。然而，当前液态奶的稳定性评价主要是通过加速实验后肉眼观察分层、沉淀等情况，以及动态光散射等手段，尚无快速可靠以及量化的评价标准，严重制约了热处理工艺的选择效率。Turbiscan多重光技术在测试流体的稳定性时，无需对样品进行前处理，可实时检测样品的背向散射光和透射光的强度，计算出体系内部颗粒的迁移速率、沉淀层的厚度、体系的不稳定指数等参数，因此是评价流体物理特性的有效手段。研究以动态光散射测试结果为对照，利用Turbiscan多重光技术测定了脱脂乳经过80 ℃条件下加热30 min后，分别在pH值6.3，6.5，6.7和6.9，CaCl₂的浓度在0，20，40，60和80 mmol·L-1条件下的热稳定性。结果表明，当CaCl₂添加量为20，40，60和80 mmol·L-1时，脱脂乳的z-平均直径从152.7增加到1 284.4 nm，20 h后的不稳定指数值从0.98增加到17.04，样品顶端的背散射光强变化值从-4.3降低到-37.4，底端的背散射光强变化值从2.2增加到14.7；当样品的pH值分别为6.3，6.5，6.7和6.9时，脱脂乳的z-平均直径分别为148.1，152.7，132.4和122.4 nm，20 h后的不稳定指数值分别为1.32，1.02，0.98和1.41，样品顶端的背散射光强变化值分别为-3.1，-4.7，-4.2和-5.6，底端的背散射光强变化值分别为5.7，3.4，4.1和6.8。结果表明，随着CaCl₂添加量的增加，脱脂乳的热稳定性显著降低，pH值对脱脂乳热稳定性的影响较小。同时发现，与动态光散射技术相比，Turbiscan多重光散射技术可更精确、方便、快捷地获得热处理后的牛乳背散射光强值和体系不稳定指数等牛乳稳定性指标，从而明确热处理导致的乳蛋白分散体系的不稳定性发生的机理。Turbiscan多重光散射技术比动态光散射技术测定更方便快捷，该研究对优化乳制品加工工艺具有重要指导意义。     

利用光谱学方法解析具备高“奶油感”发酵乳的关键质构特征

“奶油感”是最受消费者喜好的发酵乳感官属性,反映令人愉悦的特征。为开发无添加但“奶油感”增强型的发酵乳,首先必须明确具备高“奶油感”发酵乳的质构特征。目前关于发酵乳“奶油感”的定义和评价标准尚未统一,关键质构特征尚不清晰。前人研究表明,发酵乳的凝胶网络形成过程及强度、稳定性和表观黏度可能是影响发酵乳感官感知的主要因素。该研究采用多种光谱学手段,解析具有不同强度“奶油感”发酵乳的关键质构特征。以经描述型感官评价得到的五种具备不同“奶油感”强度的发酵乳为研究对象,通过多散斑扩散光谱技术测定发酵乳凝胶网络的形成过程及凝胶强度,通过多重光散射技术来研究发酵乳的稳定性,再辅以流变学分析发酵乳的表观黏度。首先采用多散斑扩散波光谱技术研究具有不同强度“奶油感”发酵乳凝胶过程粒子均方位移的变化,结果显示凝胶的弹性指数突变时间按“奶油感”由弱到强分别为108,115,106,132和143 min,表明发酵乳形成凝胶的时间基本呈逐渐增加趋势;凝胶时间的增加可能是因为酪蛋白充分重排聚集形成了更均匀的凝胶网络,从而增强了“奶油感”的感知;弹性指数的终点值代表发酵乳的凝胶强度,结果显示凝胶强度处于适中水平的发酵乳“奶油感”较强。接着利用多重光散射技术评价了发酵乳的稳定性,“奶油感”由弱到强的发酵乳稳定性动力学指数分别为2.2,2.1,1.9,2.0和1.4,表明发酵乳稳定性与发酵乳“奶油感”的感知强度呈正相关。最后利用流变学方法测定了发酵乳的表观黏度,“奶油感”由弱到强的发酵乳表观黏度分别为(0.362±0.016),(0.271±0.013),(0.251±0.021),(0.479±0.031)和(0.343±0.024) Pa·s,表明发酵乳的表观黏度和“奶油感”感知强度不存在相关性。发酵乳的凝胶时间及凝胶稳定性与“奶油感”的感知密切相关。研究为明确发酵乳“奶油感”的关键质构、开发“奶油感”增强型的发酵乳制品提供理论依据。     

钙离子对酪蛋白胶束结构影响的光谱学研究

综合运用动态光散射光谱、荧光光谱和高效液相-紫外光谱法检测钙离子对酪蛋白胶束结构的影响。外源添加的钙离子的浓度从0增加至12 mmol·L-1的过程中,酪蛋白胶束的外源ANS荧光强度和浊度一直增大,但是其体积平均直径和胶束的多分散指数是一直下降。同时,当外源添加的钙螯合剂(柠檬酸根)离子的浓度从0 增加至12 mmol·L-1的过程中,酪蛋白胶束的外源ANS荧光强度和浊度一直减小,但是酪蛋白胶束的体积平均直径、胶束的多分散指数和胶束的稳定性是增大的。因此,在对酪蛋白胶束的结构影响方面,钙离子和柠檬酸根离起到了相反的作用。研究证实,外源钙离子可以有效地调节酪蛋白胶束的结构,进而改善其功能特性。