摘要：放射治疗是癌症的主要治疗策略之一,放疗增敏剂会增强肿瘤细胞对辐射的吸收。直接受到高能辐射或生成局部活性氧会导致细胞DNA损伤,进而诱导肿瘤细胞死亡。随着纳米技术的快速发展,纳米材料实现了对肿瘤细胞的辐射吸收增强与辐射抗性克服。同时,通过合理的设计可以使纳米放疗增敏剂实现精准递送至靶区、改善血液循环时间或增加肿瘤部位的积累量。目前,金属基纳米材料是放疗增敏研究的热点材料之一,同时也是临床推进的主要放疗增敏剂,并在放射治疗的放疗增敏以及与化学动力学疗法、光热治疗等的协同治疗中发挥作用。本文综述了金属基纳米材料的放疗增敏研究进展,特别关注不同金属基纳米材料的功能特征,挖掘其在成像诊断、联合治疗与协同诊疗方面的潜力,希望能给金属基纳米材料在放疗增敏领域的研发与临床推动起到积极作用。

摘要：膜反应器是结合膜技术和反应器,将反应和分离两个单元操作耦合成为一个单元过程的系统,可简化流程、节约成本、提高产品质量并减少环境污染。本文就陶瓷膜连续反应器运行过程中存在的膜与反应过程优化、超细颗粒吸附、膜污染等关键问题作了阐述,并以重要的沉淀反应与非均相催化反应为对象,介绍了连续膜反应器的设计及工程应用进展。

摘要：多孔材料作为催化剂对现代化学工业起到重要推动作用,但其纳米受限孔道造成的界面传递问题不容忽视。直接法合成双氧水(H_(2)O_(2))过程中,揭示H_(2)O_(2)脱附过程传递与反应竞争博弈的介尺度机制是提高产率的关键。线性非平衡热力学为解耦界面扩散及反应提供了统一框架,但缺少合适通量测定方法。因此,本文设计多孔碳与H_(2)O_(2)相互作用的微量热实验,结合分子模拟及孔结构表征实验揭示多孔碳材料的界面传递结构,实现了非平衡热力学的定量传质阻力分析,进一步获取了表界面浓度场的动态变化。研究结果表明:微量热法是定量解耦并揭示扩散-反应机制的有效线性非平衡热力学阻力分析方法;介孔结构、生物骨架结构及担载1%(质量)Pd元素均能增强H_(2)O_(2)在多孔碳中的传质通量,但实现超高通量需要扩散与反应阻力的匹配;非平衡热力学阻力解耦方法是揭示多相反应过程介尺度机制的重要定量描述方法,有望为过程的调控及优化提供理论依据。

摘要：采用自行开发的NY-2催化剂,研究了环氧乙烷(EO)水溶液和CO2制备碳酸乙烯酯(EC)的反应性能。设计了正交实验以确定影响EO转化率和EC选择性的主要因素;探讨了溶剂EC用量、反应温度、反应压力、催化剂用量等因素对合成EC反应的影响。实验结果表明,n(H2O)∶n(EO)是影响EO转化率的最主要因素;温度和n(H2O)∶n(EO)是影响EC选择性的最主要因素;确定了采用NY-2催化剂、以EC为溶剂时,合成EC反应的最佳工艺条件:反应温度100～120℃,反应压力3.0～4.0MPa,催化剂质量分数2%,n(H2O)∶n(EO)=1∶2,n(EC)∶n(EO)=5。在此条件下,EO的转化率达到97%以上,EC的选择性达到93%左右。

摘要：作为新型的化工单元操作,膜分离具有高效、节能等优势,然而相关的传质理论,尤其在限域条件下(如渗透汽化、反渗透、纳滤等),对其传质出现的反常现象普遍缺乏共性传质机制及调控方法的认识,严重制约了相关膜材料的设计开发.针对这一现状,本文首先剖析了经典传质模型在限域条件下存在的挑战;其次,探讨了非平衡热力学线性化方法在限域传质模型建立中的应用;最后,由于影响限域流体行为的因素众多且相互耦合,增加了单因素分析及确定控制因素的难度,为此,系统分析了针对限域传质影响因素的模拟和实验研究进展.

摘要：设计并合成了不同链长、不同阴离子的甜菜碱离子液体对猪胰脂肪酶(porcine pancreatic lipase,PPL)进行化学修饰。所有修饰酶的各项酶学性能都有了明显提高,修饰剂的链长和阴离子对修饰效果有一定的影响;经[BetaineC_(16)][H_(2)PO_(4)]修饰的PPL表现出最佳的酶学性能,其酶活是原酶的3.4倍,在60℃下保存45min后的酶活是原酶的8.7倍,在强极性非质子溶剂二甲基亚砜中储存2h后稳定性提高了1.7倍,催化α-苯乙醇转酯化反应的对映体选择性提高了2.0倍。动力学测试结果表明修饰酶较原酶有更高的底物亲和力。荧光光谱表征表明,随着修饰度的增加,荧光强度逐渐降低。圆二色谱表征表明离子液体修饰剂的引入引起了PPL二级结构的变化,修饰后酶的α-螺旋含量降低,β-折叠含量上升,使酶的活性和稳定性得以提升。证实以甜菜碱类离子液体作为修饰剂可以同时有效提升脂肪酶的各项酶学性能,为酶的化学修饰拓展了一种新型、高效的修饰剂。

摘要：石墨烯是一种具有广泛应用前景的纳米材料,特别是由石墨烯片层自组装形成的二维纳米通道能够应用于物质的过滤分离.本文采用分子动力学模拟方法研究了原态石墨烯/羟基改性石墨烯狭缝孔道中水分子的微观行为,模拟计算了水的界面结构性质和扩散动力学性质,所研究的石墨烯孔宽为0.6–1.5 nm.模拟结果表明,在石墨烯狭缝孔道中,水分子受限结构呈现层状分布,在超微石墨烯孔道(0.6–0.8 nm)中水分子可形成特殊的环状有序结构,石墨烯表面可诱导产生特殊的水分子界面取向.在石墨烯孔道中,水分子的扩散运动低于主体相水分子的扩散运动,羟基化石墨烯孔道可以促使水分子的扩散能力降低.对于改性石墨烯狭缝孔道,由于羟基的作用,水分子可以自发渗入0.6 nm的石墨烯孔道内.模拟所得到的受限水分子的动力学性质与水分子在石墨烯孔道内的有序结构有关.本文研究结果将有助于分析理解水分子通过石墨烯纳米通道的渗透机理,为设计基于石墨烯的纳米膜提供理论指导.

摘要：陶瓷膜具有耐高温、耐酸碱、强度高等优点,在液体分离领域得到了广泛应用。对陶瓷膜进行表面改性,可进一步提升其性能,但基于表面化学反应的改性方法工艺过程复杂,难于控制。原子层沉积(atomic layer deposition,ALD)是基于表面自限制化学反应过程的气固相薄膜沉积技术,可以在纳米尺度精确调控孔道结构,特别适用于多孔分离膜的改性和功能化。目前尚无适用于大尺寸陶瓷膜的ALD设备,需要对ALD过程进行专门的优化设计。通过CFD模型对1 m长的单通道陶瓷膜的ALD过程进行了研究,在数学模型中考虑了两种气体源交替进入腔体中所引发不同的表面反应,并考虑了脉冲边界的影响。模拟计算结果与实验比较平均相对误差为1.69%。在数值模拟的基础上,提出了双向交替旋转脉冲的ALD模式,为陶瓷膜的ALD沉积改性的装备设计和过程优化提供了理论依据。

摘要：采用Euler模型与多孔介质模型对不同结构的柱式膜组件内的流体流动进行了计算模拟。研究了曝气孔数目(开孔率为1.92%保持不变)与膜组件高度对膜组件膜丝填充区域内的气液两相分布、壁面剪应力、湍流黏度以及液相速度场的影响。计算模拟数据与实验结果吻合良好。计算模拟表明:通过减小曝气孔直径,增加曝气孔数目的方式能够促进气液两相流场与液相速度场的均匀分布,以及壁面剪应力与湍流黏度的增强;增加膜组件的高度,有利于增加单支膜组件膜面积的同时充分利用曝气擦洗过程中气液两相流对膜丝壁面进行高效的气擦洗。综合考虑膜组件的安装运输、膜丝通量分布以及能耗等因素,对于直径250 mm的膜组件采用曝气孔的直径为6.32mm,数目为30个,长度在2~2.5 m之间为最优。

摘要：以微尺度过程强化为特征的微流控技术具有传质传热效率高、反应速率快、反应器尺寸小、可控性高以及易于放大等特点,被广泛应用于各个方面。其中,在流体混合领域,微流控技术所采用的微通道能够增强多相流体之间的传质,实现样品的快速混合,从而强化反应过程。常用的增强混合的方法可分为改变各通道结合处的通道类型(如从T型变到同轴流动聚焦)、改变通道内部结构(如从普通微通道变为含内部挡板微通道)以及改变流体的流形(如从层流变为泰勒流)三种。本文主要介绍了近年来微尺度过程强化技术在微流控通道设计方面的研究进展,分析了不同类型微流控通道的设计及原理,简述了不同类型微流控通道的混合增强效果,并介绍了微流控通道在制备纳米颗粒等功能材料方面的应用。未来,精细化、集成化且制造简单的微流控装置将会在过程强化中得到更充分的应用。