摘要：掺氮多孔炭材料在电化学能量储存和转化方面具有良好的应用前景。可控的氮原子掺杂与孔结构设计对提高其性能起着重要作用。本工作利用无溶剂纳米铸造法,以甘氨酸(Gly)为单一前驱体、以SBA-15为硬模板,制备了掺氮有序介孔炭材料(N-OMCs)。甘氨酸在SBA-15孔道内的限域热解对提高碳产率、氮掺杂量以及构筑双介孔结构非常重要。NOMCs具有高比表面积(923~1374 m^(2)·g^(−1))、大孔隙体积(1.32~2.21 cm^(3)·g^(−1))、双介孔分布(4.8和6.2~20 nm)和高氮含量(3.66%~12.23%)。通过改变Gly/SBA-15的质量比和温度,可以调节材料的结构有序性、粒径、孔隙率和氮掺量。N-OMCs作为电极材料在超级电容器中具有较高性能。最佳样品在0.5 A·g^(−1)时具有298 F·g^(−1)的比电容、高倍率性能(在30 A·g^(−1)时保留70%)与良好的循环稳定性。同时,N-OMCs在电催化氧还原反应(ORR)中也表现出良好性能。最佳样品的起始电位和半波电位分别为0.92和0.83 V,极限电流密度为5.06 mA·cm^(-2)。本工作还讨论了N-OMCs的理化性质与其性能的关系。

摘要：肠道菌群对于人体健康具有重要影响。口服足量的活性益生菌,有助于缓解急慢性肠炎、治疗腹泄、改善消化,已在临床治疗中得到一定应用。在食品市场上,益生菌干粉制剂亟需一种生产成本低、制粉简便的生产方法。喷雾干燥的生产能力强、制粉快速,但干燥过程中,雾化液滴经历一个快速升温与脱水过程,对其中的益生菌带来热胁迫、脱水胁迫、氧化胁迫等多种不利因素,造成菌体活性的大量损失。而喷雾干燥塔的结构,使塔内的液滴干燥过程难以追踪,不利于研究益生菌的失活历程以及探索益生菌与载体材料间的相互作用。本文从雾化液滴在干燥塔内的干燥历程着眼,回顾了益生菌活性随液滴干燥动力学变化的趋势,讨论了益生菌在喷雾干燥中经受的亚细胞结构损伤与功能性损伤,并系统总结了目前文献中报道的提升干燥后益生菌活性的主要方法,包括提升菌体耐受性、优化喷雾干燥条件和采用合适的保护性载体,并着重阐述了载体材料与益生菌细胞间的相互作用关系以及干燥历程的重要影响。文章指出为最大程度上保存喷雾干燥粉末中益生菌的活性,应综合微生物、干燥过程与食品化学(材料学)等领域的保护策略,设计一体化统合生产方案。依据微生物-保护载体间的相互作用设计高效保护配方载体,研发统合从微生物细胞培养至粉末储藏的新型生产工艺,是实验室及工业中合理设计工业级喷雾干燥过程、大量生产高活性益生菌制剂的关键。

摘要：锂离子电池注液之前的真空干燥,对于电芯的循环性能、安全性、稳定性有极其重要的影响。电芯结构设计、材料体系、烘箱尺寸等的不同会导致真空干燥过程存在差异。反应工程方法(REA)在常压、高初始水含量的对流干燥模拟预测上已有广泛应用,本研究将REA干燥理论应用于真空、低初始水含量的干燥过程仿真,发现与实验结果匹配良好。同时考虑了电芯气袋与烘箱环境湿度变化对干燥过程的影响,水含量预测偏差小于10%,利用单因子仿真实验所总结的规律能用于指导锂电池真空干燥工艺的改善。介绍了该模型在生产中的应用情况,也表明REA将在锂电池真空干燥预测上有很好的工业应用前景。

摘要：臭氧催化氧化法是一种高效的污水处理技术,是目前污水高级处理的主要手段之一。传统的建模方法无法研究反应器内污水浓度的时空分布和操作条件对反应器的影响,本研究利用计算流体力学(CFD),耦合多孔介质流动与传质和化学反应动力学多物理场模型,研究臭氧催化氧化过程中目标污染物浓度随时间和空间的分布情况,计算结果与实验结果有良好的一致性。进一步研究臭氧浓度和流量、循环水流量、催化剂层高度、催化剂颗粒大小等对臭氧催化氧化处理废水效率的影响,评估出最优的实验方案。结果表明,在不改变当前反应器主体结构的情况下,最优的操作条件是:臭氧浓度30~40mg/L,臭氧进口流量40~60mL/min,循环水量200~250mL/min,催化剂层填充高度600~800mm,催化剂颗粒半径大小为2mm。该研究有助于理解、设计和优化污水处理反应器。

摘要：甘露醇吸入粉雾剂可治疗成人肺部囊性纤维化和作为哮喘引发剂以供哮喘患者的临床诊断,而目前其主流的制备工艺通常为喷雾干燥技术,所得样品的性质性能较单一且不可控,因此围绕配方设计及工艺优化制备体外气溶胶性能优越的甘露醇吸入粉雾剂仍具有挑战。基于此,本研究采用一种新型微流控喷雾冷冻干燥技术制备了一系列甘露醇吸入粉雾剂,重点考察了前驱液溶剂组成与喷雾冷冻温度对甘露醇微粒结构属性的影响规律和调控机制。结果表明,乙醇的加入有助于形成堆积的针状晶体有效提高了其体外气溶胶性能,最优样品的微细颗粒分数可达64%。