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  • ISSN 1006-3080
  • CN 31-1691/TQ

2016年42卷4期

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高岭土颗粒在聚丙烯酰胺作用下的动态絮凝过程
苏宇峰, 王兴军, 于广锁, 刘海峰, 龚欣, 王辅臣
2016, (4) :439-445. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.001
摘要:
在不同絮凝剂质量浓度和絮凝环境温度条件下,运用马尔文激光粒度仪和聚集光束反射测量仪研究有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(CPAM)对高岭土悬浮液颗粒的动态絮凝过程。结合显微摄像仪和浊度仪,同时运用图像处理技术并基于分形理论考察了絮凝过程中絮体分形维数随外部条件改变所发生的变化。实验结果表明:随着絮凝剂质量浓度的增加和环境温度的升高,絮凝体系中的絮体平均弦长和平均粒径都逐渐增加;当平均粒径达到极大值后,继续增加絮凝剂质量浓度或升高环境温度,体系浊度降低,絮体分形维数增大,在絮凝剂质量浓度为6 mg/L和环境温度为60℃时絮凝效果较好;而后随着絮凝剂质量浓度的增加和环境温度的上升,体系浊度略微升高,絮体分形维数略微减小。体系浊度和絮体分形维数呈现出良好的相关性。
ZrO2/Al2O3复合载体镍基催化剂CO甲烷化反应本征动力学
沈叶婷, 张海涛, 房鼎业, 李涛
2016, (4) :446-453. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.002
摘要:
采用固定床反应器,研究了复合载体镍基催化剂上的CO甲烷化反应。在温度为250~440℃,压力为0.1~2.5 MPa,原料气配比(nH2/nCO)为1.0~4.5的情况下,考察了操作条件对复合载体镍基催化剂甲烷化反应的影响。实验结果表明:CO转化率、CH4的选择性均随着反应温度、反应压力的升高而增加;当反应温度达到340℃时,CO转化率最高;当nH2/nCO=3.0时,具有较高的CO转化率和CH4的选择性。通过正交法设计实验,测定了甲烷化反应动力学数据。以双曲型动力学方程建立了以各组分逸度表示的CH4和CO2反应动力学模型,并用最大继承法对参数进行估值,获得动力学参数。残差分析及统计检验表明动力学模型是适宜的。
钛白酸解尾渣旋流分级数值模拟与实验研究
唐波, 许妍霞, 宋兴福, 孙泽, 于建国
2016, (4) :454-459. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.003
摘要:
针对酸解尾渣旋流分级过程中分离精度较低的问题,采用数值模拟和实验验证的方式对工艺进行优化。模拟研究表明:当进口速度为1.78 m/s时,高钛品位的粗颗粒的回收效率是91.1%,TiO2回收率偏低;当进口速度为2.78 m/s时,杂质细颗粒的分离效率是62.9%,显著降低。为保证高分离精度,进口速度需控制在2.28 m/s。进一步研究表明,当进口速度为2.28 m/s时,分级后溢流产物的体积平均粒径(D[4,3])为9.2 μm,底流产物的体积平均粒径可达43.6 μm,有90.3%的杂质细颗粒得到脱除,二氧化钛回收率可达59.3%。
污泥的正己烷亚/超临界萃取及其产物特征
刘芳奇, 吴诗勇, 黄胜, 吴幼青, 高晋生
2016, (4) :460-466,507. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.004
摘要:
对污泥的正己烷亚/超临界萃取特征进行了研究,发现萃取过程中污泥中的有机质发生裂解和脱O、N、S等杂原子的反应,同时伴随污泥颗粒表面水分的有效分离。同时,分析了产物的分布情况及产物的特征,结果表明:采用正己烷亚/超临界萃取可有效提取污泥中的有机质,正己烷萃取物的产率可达19.5%~24.2%(daf),其O含量较低,N和S含量较高,不适宜直接作为液体燃料燃烧利用,可进一步加氢精制处理后使用;水相产物所含的有机物主要由醇类和羧酸类组成,可作为萃取残渣水热液化的溶剂被循环利用;萃取残渣的有机质中四氢呋喃可溶物总质量分数高达74.1%~84.9%(daf),可用作水热液化制备生物油的原料。
g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNTs复合物的制备及其光催化性能
林启志, 孙秀丽, 陈爱平, 何田田, 李春忠
2016, (4) :467-473. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.005
摘要:
通过简单的快速加热回流本体氮化碳制备了缺陷较少的g-C3N4纳米棒;然后采用缓慢水解法在g-C3N4纳米棒表面负载掺杂镍的TiO2前驱体,经热处理制得g-C3N4纳米棒/TiO2/NiO纳米复合光催化剂;最后以TiO2中的Ni为催化剂,采用化学气相沉积法原位生长CNTs,制备g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNTs纳米复合光催化剂。通过XRD、TG、TEM、FT-IR、UV-Vis等测试方法对催化剂进行表征,考察了样品在紫外光和可见光下对亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性。结果表明:g-C3N4纳米棒/TiO2/Ni/CNT纳米复合物在紫外和可见光下对亚甲基蓝的降解率分别为87%和68%,光催化活性较g-C3N4/TiO2/NiO有明显提高。
一种祖母绿充填用无铅低熔点氟磷酸盐玻璃的性能研究
胡静雯, 王以群, 汪嘉伟, 陈梁
2016, (4) :474-477. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.006
摘要:
设计并制备了一种可替代有机充填材料填补祖母绿裂隙的xNaF-7LiF-9BaF2-7CaF2-7B2O3-(70-x)P2O5x分别为50、45、40、35、30)氟磷酸盐系列玻璃。探讨P2O5与NaF物质的量的相对变化对玻璃折射率、密度、转变温度、软化温度、化学稳定性的规律性影响,结果表明本系列玻璃耐酸耐碱性能优异,当x=30时,玻璃具有最低软化温度353℃,折射率、密度均符合祖母绿充填要求,该无铅低熔点玻璃可作为祖母绿充填处理材质。
离子交联磺化聚(酰亚胺-苯并咪唑)质子交换膜的制备及性能
乐舟莹, 蔡洋奔, 徐世爱
2016, (4) :478-483. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.007
摘要:
通过高温溶液缩聚法,将1,4,5,8-萘四甲酸二酐与6,6’-二[2-(4-氨基苯)苯并咪唑]、3,3’-二(4-苯磺酸)-联苯胺反应,得到一系列相对分子质量较高的磺化聚(酰亚胺-苯并咪唑)。将聚合物制备成薄膜,苯并咪唑单元的引入使得磺化聚酰亚胺质子交换膜中形成了咪唑-磺酸之间的酸碱离子交联结构,提高了膜的力学强度、尺寸稳定性、氧化及水解稳定性。质子电导率测试结果表明,薄膜的质子电导率为0.19 S/cm,高于同等测试条件下Nafion115膜的质子电导率(0.13 S/cm)。
不同来源葡萄糖氧化酶的分离纯化及其生物催化特性
王文婷, 赵伟, 章魁普, 黎亮, 郭美锦
2016, (4) :484-491. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.008
摘要:
采用离子交换层析法对4种不同来源的葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase, GOD,EC 1.1.3.4)进行分离纯化,纯化后酶的相对分子质量约为130 kDu,为双亚基酶。纯化后的4种酶的酶学性质相对稳定,对pH有较宽的响应范围。温度为20~50℃时,随着温度的升高酶活降低且稳定性较好;温度为55℃时稳定性较差;而在60℃时则失活。金属离子如Fe2+、Co2+、Mg2+和Cu2+对4种酶都有较强的抑制作用,Fe2+的抑制尤其明显,而螯合剂EDTA可以激活酶的活性。在30℃、pH为7.0的条件下,以不同浓度(20~100 mmol/L)的葡萄糖为底物分别测定4种酶的米氏常数(Km)和催化常数(Kcat)。通过光谱和色谱对4种葡萄糖氧化酶进行检测,虽然氨基酸组成有明显不同,但二维结构基本一致,而GOD前体goxC和修饰蛋白如过氧化氢酶、过氧化氢酶前体和Pc16g04630等可能是提高GOD催化效率和工业应用的分子基础。
机械搅拌生物反应器的CFD模拟及剪切力对红花细胞悬浮培养的影响
张建文, 刘禹, 夏建业, 郭美锦, 王泽建, 庄英萍
2016, (4) :492-498. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.009
摘要:
采用计算流体力学(CFD)技术模拟5 L机械搅拌生物反应器中不同搅拌转速对流场的影响,分别考察不同搅拌速度下,红花悬浮细胞培养过程中生物量、细胞活力、pH、糖耗、DO(溶解氧)、电容、电导、CER(单位体积发酵液在单位时间释放CO2的物质的量)的变化。结果表明:红花细胞对剪切环境有个适应过程,在搅拌生物反应器中悬浮培养,能够耐受剪切力值εave,CFD≤0.8 W/kg,细胞可以适应剪切环境,细胞活力能够恢复,结束延滞期快速积累生物量;当剪切力εave,CFD>0.8 W/kg时,细胞不能耐受剪切环境,受到较大损伤,导致细胞活力很低,裂解死亡。
盐酸硫胺(VB1)催化合成四氢咔唑类化合物
杨雅琴, 葛松兰, 马磊
2016, (4) :499-507. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.010
摘要:
1,2,3,4-四氢咔唑类衍生物广泛应用于医药领域。在盐酸硫胺(VB1)催化作用下,苯肼盐酸盐和环己酮在乙醇中反应,可以简便、高产率地得到四氢咔唑类化合物。将不同基团取代的环己酮和含有吸电子或供电子基团的苯肼用VB1进行底物扩展,大部分目标产物的产率在90%以上,证实在合成四氢咔唑的反应中,VB1是一种温和、高效、环保型的催化剂。对VB1进行回收再利用,催化效率没有明显降低。
核磁共振氢谱法定性鉴定甘露聚糖肽
夏玮, 沈艳红, 付迪, 张文清, 宛燕飞, 张力
2016, (4) :508-512,551. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.011
摘要:
建立了核磁共振氢谱法定性鉴定甘露聚糖肽的方法,选择异头氢区(δ 4.89~5.90)作为“指纹”鉴定区,以甘露聚糖肽标准品氢谱为参照图谱,将鉴定的样品谱图与其比较,采用相关系数法计算样品谱图与标准谱图的相似度,并对该方法的特异性、重复性及精密度进行验证。经鉴定,9个不同批次的甘露聚糖肽样品的鉴定结果均与标准图谱一致,相似度均大于0.95,该方法具有很好的专属性。核磁共振氢谱法用于甘露聚糖肽的定性鉴定,具有操作简便、重复性好、专属性强等优点。
氧化石墨烯复合磷酸酯交联弹性体的制备及其用于药物缓释的研究
孙黄辉, 徐志珍, 夏玮, 张姝, 张黎伟, 张文清
2016, (4) :513-520. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.012
摘要:
选取亲水性较好的聚乙二醇,通过自身的相转移催化性进行环氧化,制备的环氧化产物与聚四氢呋喃磷酸酯和氧化石墨烯进行混合、交联固化,制备了可降解的磷酸酯交联材料。结果表明制备的交联材料具有良好的力学性能和降解性能,氧化石墨烯的添加影响交联材料的力学性能和降解性能。体外的药物释放测试和细胞毒性研究表明制备的聚合物作为药物释放体系具有较大的应用潜力。
高分散高微细阻燃型氢氧化镁合成工艺的研究
于文强, 乔建江
2016, (4) :521-528. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.013
摘要:
以六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)和氢氧化钠(NaOH)为原料,十二烷基硫酸钠和乙醇为分散剂,采用液相沉淀法制备氢氧化镁(Mg(OH)2)阻燃剂,设计正交试验,研究了投料顺序、分散剂用量、反应温度、反应物浓度及浓度配比对其粒径和吸光度的影响;采用电子扫描显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对其特性进行对比表征。结果显示最佳制备工艺为:投料顺序为向氯化镁和分散剂的混合溶液中滴加氢氧化钠,分散剂用量(分散剂质量与理论所得氢氧化镁质量之比)为6%,反应温度为50℃,反应物氯化镁溶液浓度为0.75 mol/L,氯化镁与氢氧化钠浓度配比为1:2。表明此合成方法的工艺简便、条件缓和,合成的阻燃型氢氧化镁与市售样品相比,具有颗粒均匀、粒径更小、分布更窄的特点,颗粒的极性、分散性、抗团聚性等性能全面优于市售样品。
基于关键变量的OPLS预测方法
罗明英, 王帆, 谭帅, 侍洪波
2016, (4) :529-536. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.014
摘要:
产品的最终质量主要是由生产过程中的关键变量决定的,因此,回归模型的质量预测能力与过程变量的选择密切相关。本文提出了一种新的基于关键变量(CV)的OPLS预测方法(CV-OPLS),用于输出变量较多过程的质量预测。首先,根据关键变量选取准则,为每个质量变量选取建模所需的关键过程变量。为了减少最后需要建立的模型个数,将由质量变量及其相应的关键过程变量组成的数据阵进行重组,并用OSC算法去除重组后的数据阵中与质量变量无关的干扰信息。然后,对校正后的数据阵建立PLS模型,求取相应的模型回归系数,得到最终的质量预测结果。与传统的PLS及OPLS方法相比,该方法能够在保证模型较好预测精度的前提下,有效地简化模型结构。最后,通过Tennessee Eastman(TE)过程的实验仿真验证了CV-OPLS方法的有效性。
基于方差分解的一类非线性串级控制系统性能评估
王雅斌, 孙京诰
2016, (4) :537-544. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.015
摘要:
最小方差下限代表在输出方差方面控制系统所能达到的最优性能。对于一类存在过程非线性的串级控制系统,传统的线性系统评估方法会造成最小方差下限估计值过大。首先证明一类表示为面向块模型的非线性串级控制系统最小方差下限的存在,其仅与若干主、副回路扰动项有关;然后通过系统输入输出数据建立多项式模型近似描述非线性串级控制系统,利用方差分解公式,采用蒙特卡罗方法进行统计模拟实验,估计这些扰动项对输出总方差的贡献量,进而确定最小方差下限估计值;最后通过与线性评估方法的比较,表明了该方法估计此类串级控制系统性能的有效性和正确性。
基于改进的果蝇优化算法的WSN节点部署设计
姚勇涛, 吴雪, 吴喆
2016, (4) :545-551. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.016
摘要:
针对非均匀监测点的节点部署问题,设计并实现了一种简单、实用的果蝇优化算法(WSN-IFOA),构造了适用于节点部署的味道浓度函数。利用果蝇群体的随机寻优性,能够保证部署尽可能少的传感器节点使网络覆盖和连通。实验结果表明该算法在部署效果上优于基本蚁群算法,并证明了算法的可行性和有效性。
基于重叠节点的社会网络最短路径算法
朱恺骋, 程华
2016, (4) :552-556. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.017
摘要:
通过路径发现和分析可以挖掘社会网络中人与人之间的关系及其连接特性,特别是在犯罪网络的应用中具有重要意义。通过社区发现算法获得社区间的重叠节点,并构造目标网络的分层网络模型;基于社会网络的高聚集系数特性及幂律分布拓扑特征,提出了基于重叠节点的分层网络路径发现(HOLN)算法,以核心节点距离代替社区间距,优化路径搜索方向;优先搜索重叠节点,简化对节点的遍历,实现源与目标间最短路径的快速发现。实验结果表明,本文提出的HOLN算法在计算精度和运行效率上都有令人满意的表现。
一种提高错误定位效率的测试用例选择方法
付文豪, 虞慧群, 范贵生
2016, (4) :557-562. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.018
摘要:
为提高错误定位的效率,提出了多种测试用例约简与选择的方法,然而,过度的约简与不适的选择造成了部分测试信息丢失,引起了错误定位有效性的损失。本文提出了一种相似测试用例选择方法,用以约简测试集。该方法能消除偶然测试用例对错误定位准确性造成的偏差,通过为每个失败测试用例选择执行轨迹与其相似的成功测试用例的方式,最大限度地保留测试的全部信息;基于选择出的测试用例信息,利用已有的错误定位方法输出程序语句的可疑值列表。以Siemens程序集作为实验对象,证明了本文测试用例选择方法能显著提高错误定位的有效性。
IaaS云环境下一种能耗和资源损耗优化的虚拟机放置策略
常耀辉, 顾春华, 罗飞, 李小可, 杨泽平
2016, (4) :563-571. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.019
摘要:
为了降低IaaS云中物理服务器的资源开销和能耗,提出了一种资源损耗模型;同时结合服务器能耗模型,提出了一种能耗和资源损耗优化的虚拟机放置策略;设计并实现了一种能耗有效且物理资源损耗优化的多目标虚拟机放置算法。仿真实验结果表明,该算法不仅能有效地降低物理服务器的能源消耗,同时能较好地控制物理资源损耗,从而实现节能减排,具有较强的理论和现实意义。
滚轮与型筒外圆几何误差对离心铸造型筒振动性能的影响
李柳湘, 李正美, 黄龙文, 安琦
2016, (4) :572-579. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.020
摘要:
滚轮支承卧式炉管离心铸造机型筒的振动对炉管最终质量有较大影响,而滚轮与型筒外圆的几何误差是形成铸造型筒振动的主要因素之一。本文通过对铸造机型筒的力学分析,建立了描述滚轮与型筒几何误差的数学模型,给出了计算滚轮与型筒接触点坐标的计算方法,进而得到型筒转子受到支承滚轮的激励力随时间变化的计算模型,再应用传递矩阵法,构建了能够在考虑支承滚轮与型筒外圆几何误差的情况下对型筒振动性能进行计算的方法。通过一个具体的算例进行了计算研究,结果表明滚轮与型筒表面几何误差对型筒转子振动性能有显著的影响。
基于单流道和结构网格的湿式潜水泵数值模拟
李松, 蔡翔, 朱路飞, 周邵萍
2016, (4) :580-586. doi: 10.14135/j.cnki.1006-3080.2016.04.021
摘要:
采用流场模拟软件ANSYS-CFX对BQ1100-425型湿式潜水泵进行数值模拟,在完成网格无关性验证的基础上,分别研究了全流道与单流道模型,结构网格与非结构网格模型的数值模拟结果,如压力、速度等内流场和扬程、效率等外特性。结果表明:全流道数值模拟相比于单流道能更准确地反映真实流场的流动情况,但计算时间较长,计算效率低。单流道数值模拟在一定范围内能较好地反映真实流场的运行情况,且计算时间较短。结构网格与非结构网格都能准确反映实际流场的运行变化情况,但结构网格计算准确性更高,计算时间短,效率高。鉴于湿式潜水泵结构的复杂性,基于单流道结构网格的数值模拟方法能有效地模拟内流场并进行扬程、效率等性能预测。