基于FeWOx/SiO2载氧体的甲烷化学链部分氧化反应

甲烷具有价格低廉且储量丰富的优点,因此将甲烷转化为合成气(一种H2:CO为2的混合物),从而进一步合成有价值的化学品和液体燃料引起了人们的极大关注.化学链甲烷部分氧化(CLPOM)技术能避免甲烷与空气直接接触而引起爆炸的危险,可以降低后续对合成气与氮气分离操作所带来的费用,因此日益受到关注.CLOPM过程主要分为两步:第一步,CH4被载氧体所携带的氧部分氧化,载氧体被还原;第二步,利用氧化剂(例如空气)将被还原的载氧体再氧化恢复.因此,载氧体在CLOPM过程中起到至关重要的作用.载氧体的选择主要存在两个问题:(1)甲烷被活化所产生含碳产物的能力与晶格氧的给氧能力不匹配所带来的严重碳沉积;(2)金属离子间扩散速率不匹配而造成载氧体在氧化还原过程中结构的不可逆变化.基于上述两个问题,本文设计了FeWOx/SiO2载氧体用于CLPOM.与未改性的WO3/SiO2载氧体相比,甲烷的转化率和合成气的收率都有显著提高.FeWOx/SiO2在900℃、1 atm反应条件下表现出62%的甲烷转化率、93%的CO气相选择性、94%的H2选择性和2.4的H2/CO比值,同时在50个循环中表现出优异的催化活性和稳定性.本工作利用CH4脉冲反应研究了FeWOx/SiO2的甲烷表面反应过程;采用CH4-TPR和H2-TPR相结合探究了甲烷活化速率与晶格氧扩散速率之间的关系;通过XPS和XRD对FeWOx/SiO2在氧化还原过程中的结构稳定性进行了探讨.综合上述实验结果,对FeWOx/SiO2应用于CLPOM的反应机理进行了阐述.H2-TPR结果表明,在FeWOx/SiO2中,相较于Fe2O3/SiO2,Fe-O的活性受到抑制,使其更倾向于与甲烷发生部分氧化反应;相较于WO3/SiO2,W-O的活性得到明显提升,因此更多的晶格氧可以参与到部分氧化反应中来氧化积碳,从而使合成气收率大幅度提升.从CH4-TPR结果可以看出,对于FeWOx/SiO2,CO与H2的生成温度最接近,意味着晶格氧的传输速率较快并且能够与甲烷活化产生含碳中间物种的速率相匹配,将其及时氧化生成CO,避免由于积碳造成的催化剂失活.结合XPS和XRD结果可以得出,在甲烷还原过程中,FeWOx经历一步还原形成Fe-W合金,由于其间存在强相互作用,因而抑制了还原过程中催化剂相分离现象的发生.同时,根据铁钨离子在空气条件下扩散速率的公式计算可以得出,其相近的离子氧化速率也保证了在氧化过程中催化剂结构的稳定性.本工作为进一步构建用于甲烷化学链部分氧化制合成气的复合金属氧化物载氧体提供了研究思路.     

紫外光度法间接测定脱脂乳中的芽孢数量

为了有效控制乳制品生产过程、保证质量,克服芽孢杆菌传统计数方法周期长的缺点,本实验通过分光光度法检测芽孢中特异性物质2,6-吡啶二羧酸(DPA)。根据DPA浓度与芽孢数量的关系,建立了快速检测脱脂乳中芽孢数量的方法。本研究对脱脂乳及其芽孢处理、DPA释放及采用紫外分光光度法检测做了研究。通过准确度和加标回收率检验,建立DPA含量与芽孢数的线性关系,回归方程为y=0.2084x-0.9363,r=0.6998,经验证可有效估测脱脂乳中芽孢数量(P<0.05)。     

叶片扩压器进口安装角对离心压缩机性能影响的数值与实验研究

对不同扩压器进口安装角下离心压缩机的性能进行了实验研究,并详细计算分析了相应的流场分布。分析表明, 不同的进口安装角对压缩机的流动有较大的影响,压缩机的性能曲线也有不同程度的左右偏移;进口处较大的正冲角和负冲角均会在扩压器叶片表面出现大尺度的分离涡团;在给定的流量工况下,应存在一个最佳的进口安装角,使得扩压器效率最高;设计工况下,最高效率所对应的冲角并非为零。     

水下对转螺旋桨流致辐射噪声机理与预报方法*

水下对转螺旋桨流致辐射噪声的预报对于水下目标的特征提取和分类识别具有重要意义。由桨叶的旋转引起的湍流场是水下对转螺旋桨流致辐射噪声的源场。分述了水下对转螺旋桨湍流边界层脉动、旋转干涉效应和空化效应引发的水动力噪声机制和研究进展,比较了目前工程应用中的3种对转螺旋桨流致辐射噪声预报方法的特点。在分析对转螺旋桨流致辐射噪声数值预报难点的基础上,综述了对转螺旋桨流致辐射噪声计算方法的研究进展,指出间接数值模拟方法是工程中进行对转螺旋桨流致辐射噪声预报的有效方法。     

带羟乙基侧臂三脚架多胺Cu(Ⅱ)配合物切割肌红蛋白所得片断的质谱指认

采用电喷雾质谱和串联质谱以及聚丙烯酰胺凝胶电泳技术研究了[CuL(H₂O)](BF₄)₂(L为2-[二(2-氨乙酸)氨基]乙醇)与马心肌红蛋白的键合作用和水解切割。聚丙烯酰胺凝胶电泳研究显示在中性及60 ℃条件下，切割效率与[CuL(H₂O)]²⁺的浓度和温育时间密切相关。电喷雾质谱和串联质谱分析显示，[CuL(H₂O)]²⁺通过与肌红蛋白的氨基酸His36，His93，His116和Arg139侧链的结合，并在羟乙基侧臂的促进下，选择性地水解了肽键Phe33-Thr34，Gln91-Ser92，Ala94-Thr95，His116-Ser117和Asn140-Asp141。     

基础化学教学中从化学视角解释医学知识*——以“龋齿的形成与防护”为例

为解决医学院学生难以运用化学知识联系解释医学内容的问题,以医学案例“龋齿的形成与防护”作为切入点,通过医学现象去揭示其中所蕴含的化学原理,探索将基础化学教学与医学内容相结合。采用化学与医学融合教学模式能够激发起学生学习化学的兴趣,培养学生思考分析解决问题的能力,为培养新时代复合型医学人才奠定基础。     

时频分析在旋转机械状态监测及故障诊断中的应用

本文简要介绍了时频分析方法的发展及其在旋转机械状态监测、故障诊断领域中的应用。并以一个实际监测系统为例，对其检测信号应用时频分析的方法进行了数据处理，对用传统傅立叶变换处理的结果与采用时频分析方法处理的结果进行了对比分析．     

Electronic energy gaps and optical properties of LaMnO3

We investigate electronic structure and optical properties of LaMnO₃ through density-functional-theory calculations with a recent improved exchange potential. Calculated gaps are consistent with recent experimental values, and calculated optical conductivities and dielectric constants as functions of photon energy are in excellent agreement with low-temperature experimental results. These lead to a satisfactory theoretical understanding of the electronic gaps and optical properties of LaMnO₃ without tuning atomic parameters and can help elucidate electronic structures and magnetic properties of other manganite materials.     

Kinetic studies on saponification of ethyl acetate using an innovative conductivity‐monitoring instrument with a pulsating sensor

An innovative conductometric measurement technique using a nonconventional but high‐performance (high‐precision, high‐resolution, rapid response features for online graphic display) in house–built pulsating conductivity monitoring instrument has been deployed to study the kinetic behavior during the reaction of ethyl acetate and NaOH. A laboratory‐made constant temperature reaction bath with the facility of continuous stirring of solution for homogeneous mixing was used to carry out experiments at desired solution temperatures. Rate constants of the saponification reaction in the temperature range at various temperatures (30–55°C) were determined, and the results were compared with the reported values. Although the reported data exhibit wide scatter, our data are in agreement with some of the literature data. From these data, thermodynamic parameters such as activation energy, activation enthalpy, activation entropy, and activation free energy have been evaluated. With the introduction of this novel conductometric measurement technique, the determination of rate constants at various solution temperatures becomes much simpler and faster. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Int J Chem Kinet 43: 648–656, 2011