压汞法在氧化铝陶瓷膜制备中的应用

用压汞法测定非对称氧化铝(Al2O3)陶瓷膜从原料粉到支撑体和成品膜制备过程中各阶段样品的孔径及其分布、孔隙率和密度等参数,并与扫描电子显微镜(SEM)的结果进行比较。研究表明,用压汞法测定原料粉体粒子间的孔的孔径及其分布与支撑体中孔的孔径及其分布一致,其最可几孔径与理论计算结果接近,因此可以通过压汞法测定原料粉粒子间的孔的孔径及其分布来预测陶瓷膜支撑体的孔径及其分布。用压汞法测定非对称Al2O3陶瓷膜,可以直观地看出膜中多孔支撑体、过渡层和分离层各层的孔径及其分布。结合SEM的测试结果,压汞法对陶瓷膜生产过程中各样品的孔径及其分布、孔隙率、体积密度等进行了量化,合理解释了陶瓷膜生产中结构与性能的变化规律,可以用于指导陶瓷膜的生产

浆态法制备的MoVTeNbO催化剂上的乙烷氧化脱氢(英文)

采用浆态法在N2 气氛下焙烧制得了MoV0 .3 Te0 .2 3 Nb0 .1Ox 催化剂.在以该催化剂催化的乙烷氧化脱氢制乙烯的反应中,4 4 0℃下乙烷的转化率和乙烯的选择性均在90 %左右,乙烯产率达80 9% .但在空气气氛下焙烧得到的催化剂几乎没有催化活性.用XRD和SEM等方法考察了催化剂的结构

中国物理海洋学研究70年：发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的"普遍风浪谱"和"涌浪谱",发展了第三代海浪数值模式;提出了"准调和分析方法"和"潮汐潮流永久预报"等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了"棉兰老潜流",揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了"南海内波潜标观测网",实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流"边缘不稳定"的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军

Kinetic models and dynamic process optimizations for glycerol production by fermentation

提高甘油产率、降低残糖浓度、加快发酵速度，实现过程放大，是研究发酵法生产甘油面临的难题。为此，本文以“动态”的观点，从反应器操作以及温度、溶氧水平、营养物浓度等工艺参数的调控入手，通过实验并结合数值理论分析，对耐高渗酵母发酵生产甘油的反应器及工艺的优化进行了研究。首先，本文建立了甘油发酵过程的宏观动力学模型，为发酵工艺的优化及探求放大过程的规律提供了理论参考。其次，在前期好氧发酵中，对气升式反应器采用周期性振荡气升操作，并采用变温发酵、热冲击等动态操作，进一步提高了甘油产率；在发酵后期，采用CO_2气提厌氧发酵或真空微氧发酵，进一步降低残糖而不消耗甘油。随后，通过动力学模型的数值模拟，从理论上分析了温度及初始条件对发酵结果的影响及其随反应器的放大和通气量改变的变化规律。最后，根据甘油发酵是一状态时变过程的特点，运用最优控制理论，分析了几种反应器条件下温度、葡萄糖及玉米浆流加速率三参数的动态最优轨迹；在此基础上，进一步提出了在实际生产中易于实施的准最优控制策略。论文的内容包括如下几个方面：1.根据多组不同发酵条件下的平行实验数据，建立了耐高渗酵母进行甘油发酵的宏观动力学模型。并且假定模型的参数可分为只与微生物反应本身特性有关的固定参数以及还与反应器内溶氧、流动混合状况有关的可变参数两部分。仅仅对两个关键的可变参数重新进行估值，可将模型较好地拟合新反应器条件下的发酵过程，为发酵工艺的放大提供了新的理论参考。2.甘油发酵采用前期好氧和后期厌氧或微氧的二步发酵工艺，即通气量控制的溶氧水平整体上是“动态”的。在前期好氧发酵中，对气升式内环流反应器采用周期性振荡气升操作，与传统的稳态中心气升操作相比，振荡气升操作可以显著提高发酵甘油的产率。通过动力学模拟发现，振荡气升操作改善了反应器内的溶氧及流动混合状况。3.采用变温发酵方式和热冲击技术，在保持残糖消耗速率的前提下，进一步提高了甘油产率。变温发酵的技术方案是：在细胞对数生长期内采用较低的温度促进细胞生长；之后采用较高的温度促进甘油的产出；最后在35 ℃以下继续进行厌氧发酵促进残糖消耗。热冲击操作的技术方案是：在细胞指数生长期的中段对细胞进行45 ℃的热冲击，持续时间为30min。4.当好氧发酵后期浓度降到1-4%时，继续采用通气量为0.5vvm以上的CO_2气提厌氧发酵或真空度在0.02MPa以上的真空微氧发酵，可以较快地降低残糖，同时甘油浓度可不下降甚至继续增加。5.通过动力学模型的数值模拟，分析了温度及初始细胞、葡萄糖浓度和磷含量对发酵和种子培养结果的影响，并且发现由小型实验所得的参数优化条件需随反应器的放大作相应的调整，因而优化条件也是“动态”的。6.分析了温度、葡萄糖和玉米浆流加的动态最优或准最优控制策略。首先，运用Pontryagin的极大值原理，选择温度、玉米浆流加体积及葡萄糖流加体积与初始发酵体积之和作为控制变量，将奇异控制问题化为非奇异控制问题，采用交替优化的算法对常规共轭梯度法进行改进，求得了甘油发酵过程中温度、玉米浆及葡萄糖流加速率三个参数在理论中上的动态最优控制轨迹。在此基础上，将发酵过程划分为若干不同的稳态阶段，进一步分析了易于实施且逼近最优控制的准最优控制策略，其中准最优流加可采用多段恒速流加和多段脉冲流加两种方式。最后，温度单参数优化和葡萄糖、玉米浆脉冲流加量两参数优化的准最优控制策略得到了实验的初步验证

在气升式可逆环流反应器中运用振荡气升操作进行甘油发酵（英文）

在耐高渗酵母Candidakrusei发酵生产甘油的过程中 ,为在基本不增加投资或操作强度的基础上进一步提高甘油的产率 ,本文采用了一种气升式可逆环流反应器 ,空气可以通过反应器底部的中心喷嘴或环隙喷嘴交替地进入反应器内 ,从而形成振荡气升操作 .实验表明 ,与最佳的稳态中心气升操作相比 ,周期性振荡气升操作可以显著提高甘油的产率 ,但对残糖消耗速度无明显影响 .图 2表 1参

在气升式可逆环流反应器中运用振荡气升操作进行甘油发酵(英文)

在耐高渗酵母Candidakrusei发酵生产甘油的过程中 ,为在基本不增加投资或操作强度的基础上进一步提高甘油的产率 ,本文采用了一种气升式可逆环流反应器 ,空气可以通过反应器底部的中心喷嘴或环隙喷嘴交替地进入反应器内 ,从而形成振荡气升操作 .实验表明 ,与最佳的稳态中心气升操作相比 ,周期性振荡气升操作可以显著提高甘油的产率 ,但对残糖消耗速度无明显影响 .图 2表 1参

甘油发酵后期的CO2气提发酵及真空发酵

为解决好氧发酵法生产甘油的后期提取问题，在残糖浓度达１％～４％时，继续进行通气量为３０Ｌ／ｈ的ＣＯ２气提厌氧发酵或真空度在０．０２ＭＰａ以上的真空微氧发酵实验研究。结果表明，采用上述后处理工艺，可以较快地降低残糖而不消耗甘油

甘油发酵后期的CO2气提发酵及真空发酵

为解决好氧发酵法生产甘油的后期提取问题，在残糖浓度达１％～４％时，继续进行通气量为３０Ｌ／ｈ的ＣＯ２气提厌氧发酵或真空度在０．０２ＭＰａ以上的真空微氧发酵实验研究。结果表明，采用上述后处理工艺，可以较快地降低残糖而不消耗甘油

甘油发酵后期的CO2气提发酵及真空发酵

为解决好氧发酵法生产甘油的后期提取问题，在残糖浓度达１％～４％时，继续进行通气量为３０Ｌ／ｈ的ＣＯ２气提厌氧发酵或真空度在０．０２ＭＰａ以上的真空微氧发酵实验研究。结果表明，采用上述后处理工艺，可以较快地降低残糖而不消耗甘油