生物炼制工业过程及产品

生物炼制是人类面对日益枯竭的化石资源和其所产生的严重环境污染的必然选择。本文从生物炼制和石油炼制的比较出发简要介绍了生物炼制的概念、基本分类和理论框架,并重点分析了生物炼制过程工程的相关技术和进展,主要包括生物质原料的预处理、过程相关的酶水解技术以及发酵菌种改良等。本文还概括了生物炼制相关的碳水化合物、脂肪类以及其他类产品的相关产品群,分析了一些重要生物基产品的生产过程、研发趋势以及所面临的机遇和挑战。     

生物炼制工业过程及产品

生物炼制是人类面对日益枯竭的化石资源和其所产生的严重环境污染的必然选择.本文从生物炼制和石油炼制的比较出发简要介绍了生物炼制的概念、基本分类和理论框架,并重点分析了生物炼制过程工程的相关技术和进展,主要包括生物质原料的预处理、过程相关的酶水解技术以及发酵菌种改良等.本文还概括了生物炼制相关的碳水化合物、脂肪类以及其他类产品的相关产品群,分析了一些重要生物基产品的生产过程、研发趋势以及所面临的机遇和挑战.     

耐超高温连续SiC纤维制备过程中纤维结构和取向演变

以聚铝碳硅烷(PACS)为先驱体, 采用先驱体转化技术制备出耐超高温的连续SiC纤维. 研究了制备过程中纤维结构和取向的演变及其对纤维性能的影响. 研究结果表明, 耐超高温连续SiC纤维制备过程中纤维结构的演变随温度变化分为分子间交联(≤600 ℃)、基本无机化(600—800 ℃)、完全无机化(800—1300 ℃)和结晶重排(1300—1800 ℃) 四个阶段; 纤维的取向随着结构的演变而改变, 连续PACS纤维沿轴向具有的微弱取向, 经热分解后演变到1300 ℃的产物中, 1300 ℃后随着结晶重排的发生, 纤维由各向异性转变为各向同性; 结构和取向的转变对于纤维性能具有很大的影响.     

光响应Janus粒子体系的构建与应用

Janus粒子通常由两种或两种以上不同物理或化学性质的部分组成,其结构的不对称性导致了粒子形貌和性质具有不对称性。与“静态”Janus粒子相比,具有刺激响应性的“动态”Janus粒子能够与环境发生相互作用,在外界刺激下表达特殊功能。光响应Janus粒子是一类可以在光刺激下发生特定响应的Janus粒子,其两侧不同的组成不仅可以结合多种类型的光响应性,也能与其他类型的刺激响应进行配合,从而实现对特定体系的精确调控。由于光能易于调节的特性,光响应Janus粒子可以与无机纳米团簇或有机官能团产生特定反应,具有光热效应、色彩调节、光动力治疗等独特特性。它们还可以应用于药物递送、生物传感与成像、微纳米马达和光致发光等领域,为解决生物医学和光学器件相关的问题提供了新的方法。本文主要介绍光响应Janus粒子近期发展的制备方法,并着重阐述其独特调控机理以及其在生物医药、发光材料等领域的突出应用,最后对目前该领域的发展前景做出展望。     

含超微氧化亚钴颗粒Beta分子筛的合成及其催化乙苯氧化性能

杂原子分子筛是指在硅铝分子筛或磷铝酸盐分子筛中含有骨架内或骨架外某种原子或其化合物的分子筛.这些杂原子可以是某些主族元素(如硼、锗、镓)或有变价特性的过渡金属元素(如钛、铁、钴、镍)等.将杂原子或其化合物通过浸渍、离子交换、水热晶化等方式引入沸石分子筛骨架中形成杂原子分子筛,往往可以改变沸石分子筛的骨架结构和理化性能,并赋予沸石分子筛新的催化反应性能.自1983年钛硅分子筛TS-1被发现能够高效催化烯烃环氧化以来,许多杂原子分子筛因其在催化烷烃类及芳烃类氧化、醛酮选择氧化及烯烃类环氧化等领域表现出的优良性能得到了广泛关注.目前,合成含不同杂原子的分子筛已成为分子筛材料开发的一个重要内容.分子筛的微孔孔道结构赋予了被引入其中作为催化中心的杂原子对反应物/产物分子独特的择形选择性;同时,分子筛骨架与杂原子之间往往存在化学键或空间限域作用,使得杂原子在高温高压等反应条件下依然保持高度的分散性,避免由于团聚导致活性降低.钴离子及含钴化合物在烷烃及芳烃类催化氧化反应中表现出很好的活性,能够利用分子氧实现对高碳烷烃及烷基苯的催化氧化.将钴离子及其化合物引入具有合适孔道结构的分子筛,可以提高催化反应的选择性.目前将对含钴分子筛的合成研究主要有后处理法及直接水热法.后处理法包括负载法及离子交换法,用于制备含有钴物种的硅铝分子筛;而直接水热法主要用于制备含有骨架钴的磷酸铝分子筛.目前为止,使用水热法合成含钴的分子筛材料的合成及其催化应用至今鲜有研究报导.这主要是由于传统的分子筛合成体系的高碱性环境会导致钴盐的沉淀,导致其无法被引入分子筛.我们通过优化合成条件,利用含氟体系直接水热法将钴引入Beta分子筛,得到含超微氧化亚钴团簇的Beta沸石分子筛.通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱、透射电子显微镜及H2程序升温还原等表征手段对合成样品的物理化学性质进行了研究,并与使用浸渍、离子交换得到的含钴Beta沸石及水热合成得到的含钴AlPO-5分子筛的相关性质进行了对比.合成得到的含钴分子筛材料中,钴物种以亚纳米尺度的氧化亚钴颗粒形式存在.我们使用分子氧作为氧源,考察了该含超微氧化亚钴的Beta沸石作为催化剂催化乙苯氧化反应的活性.与浸渍、离子交换制得钴硅分子筛及含有骨架钴的磷酸铝分子筛材料相比,含超微氧化亚钴的Beta分子筛表现出更高的催化活性及对苯乙酮/醛的选择性.     

一种结合均相和非均相催化剂优势的聚乙炔纳米颗粒负载的钯（II）催化剂

负载型的金属催化剂虽然分离方便,但在反应活性、选择性以及催化剂的结构表征方面均明显不如相应的均相催化剂。将均相催化剂通过不同的化学键固载于高比表面积载体是实现均相催化剂多相化的重要途径,这样可使催化剂兼具均相和多相催化剂的优势。然而要将均相催化剂锚定于特定载体上,通常涉及较为复杂的合成反应,对载体也有严格的要求。因而该法仅仅适用于实验室研究,难以实现规模生产。因此,提供一种简便有效地制备兼具均相和多相催化剂优势的催化剂合成方法非常必要。本文报道一种简便的制备聚乙炔纳米颗粒负载Pd(II)催化剂(NP-Pd(II))的方法,所制催化剂在水相中的Suzuki-Miyaura偶联反应中表现出极高的活性,同时具有便于分离、容易放大制备的特点。在室温下,将乙炔气通入PdCl42-的水溶液中迅速变得浑浊,静置后容器底部有棕色沉淀,同时溶液变为无色透明。固体产物使用水、乙醇等溶剂进行洗涤;干燥之后收集既得聚乙炔纳米颗粒负载的Pd(II)催化剂NP-Pd(II)。使用透射电子显微镜、红外(IR)及拉曼吸收光谱、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)以及X射线吸收光谱(EXAFS)等手段对NP-Pd(II)进行了详细表征。结果显示,在NP-Pd(II)中Pd并非以Pd纳米颗粒形式存在; XRD中没有未Pd纳米晶的特征衍射峰。 IR等表征证明乙炔在Pd的催化作用下发生聚合作用,生成了聚乙炔。 EXAFS结果表明, Pd分别和氯原子以及C=C双键进行配位;同时,没有观察到Pd–Pd键的生成,进一步证明了Pd未被还原为Pd纳米颗粒。 XPS也印证了Pd(II)的价态。形貌上, NP-Pd(II)为直径2–3nm的颗粒,其中的Pd原子均匀分散于聚乙炔纳米颗粒上,使其在反应过程中能够充分地与底物接触,从而在Suzuki-Miyaura偶联反应中表现出极高的活性。更重要的是,由于“憎水效应”, NP-Pd(II)在溶液中以微米级的聚集体形式存在,因而反应后通过离心或者静置从反应体系中分离出来。因此,在NP-Pd(II)催化剂中,每个Pd原子都是潜在的活性中心,这与典型的均相催化剂相似;同时,其独特的形貌使其具备了多相催化剂便于分离的特点。因此, NP-Pd(II)是一种兼具均相和多相催化剂优点的催化剂且其催化剂的制备方法极为简便。乙炔是常用的工业气体,溶剂采用水,制备在室温下即可完成,我们也成功地制备出克级规模的高活性、稳定性的NP-Pd(II)催化剂。     

葡萄酒中10种多酚类物质的高效液相色谱-四极杆/静电场轨道高分辨质谱测定方法研究

利用高分辨质谱的定性鉴别能力,建立了葡萄酒中10种多酚类物质含量的高效液相色谱-四极杆/静电场轨道高分辨质谱(HPLC-QE HRMS)分析方法。样品经酸化后乙酸乙酯提取,ACQUITY UPLC BEH C18色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.7μm)分离,全扫描和目标离子二级扫描定性,外标法定量。10种多酚类物质的定量下限为0.000 5~0.002 5 mg/L,加标回收率为82.0%~109.1%,相对标准偏差(RSD)小于10%。     

Kr同位素的形状共存

用Woods-Saxon推转壳模型对缺中子Kr同位素^70,72,74,76Kr进行了TRS计算. 结果表明, ^70,72Kr的基态为扁椭球, 同时存在着长椭球形变. ^74,76Kr的基态为长椭球, 并与扁椭球形变共存. 另外, 对⁷²Kr的推转计算结果表明, 随着ω的增大, 它的基态由扁椭球变成了长椭球.     

有界凸域上拟共形映射的Holder连续性

该文利用曲线族的模,得到了n维空间中的有界凸域 D 到单位球 Bⁿ上的 K -拟共形映射f的全局Holder连续性, 且Holder指数α=K^1/(1-n)是最佳的.     

光电双基区晶体管的工作机理

通过分析光电双基区晶体管(PDUBAT)内部载流子的二维传输过程,获得它的物理模型,得出PDUBAT是个新型光控振荡器的结论,并依此模型给出了它的等效电路,利用SPICE程序得到的一系列计算结果与实验结果是一致的.结合这些计算结果,完整解释了PDUBAT产生耦合、负阻、振荡的物理过程.给出了起振电压(输出电流峰值电压)、振荡频率随光强变化的关系式,定性解释了相应的实验结果.