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纤维二糖磷酸化酶表达条件的优化及其酶学性质研究

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食品与发酵工业 2024年第16期50卷 125-131页

作者：彭念陈婷婷王璐樊俊萍高玉杉冉小琴刘露露李勇昊重庆科技学院化学化工学院重庆401331

纤维二糖磷酸化酶(cellobiose phosphorylase,CBP)磷酸化裂解纤维二糖为葡萄糖-1-磷酸,它是木质纤维素转化淀粉的关键酶。该研究将来源于Clostridium thermocellum YM4的cbp基因通过表达载体pET-28a(+)构建重组菌Rosetta(DE3)/pET-28a-CBP用于表达CBP。对其诱导表达条件进行优化,结果显示当诱导温度、异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(isopropylthio-β-D-galactoside,IPTG)浓度和诱导时间分别为15℃、0.2 mmol/L和12 h时CBP酶活力最高,为0.47 IU/mL。进一步利用Ni柱分离纯化出带有His标签的CBP,结果表明该重组酶分子质量为95 kDa,比酶活1.03 IU/mg;最适反应温度60℃,最适反应pH 6,半失活时间为60 min;金属离子Cu^(2+)显示出对该酶有强烈的抑制作用,然后依次是Zn^(2+)、Fe^(3+)、Ca^(2+)、Mn^(4+)(P0.05);最后对重组CBP的动力学参数进行了表征,K_m值为19.61μmol/mL,V_(max)值为1.19μmol/(mL·min)且K_(cat)值为21.38 s^(-1)。

关键词：纤维二糖磷酸化酶重组表达大肠杆菌酶学性质生物催化

光学交流量热法同时测量低热导材料的热导率和比热容

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工程热物理学报 2024年第8期45卷 2432-2436页

作者：宋尚智张可欣杨荣贵江普庆华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

传统的交流量热法采用一束经调制的激光周期性加热悬空的薄膜样品,通过热电偶测量样品表面距离加热点不同位置处的交流温升信号,由其幅值随距离的衰减(幅值法)或者相位随距离的滞后(相位法)来提取薄膜样品的面内热扩散率。本文提出新的... 详细信息

传统的交流量热法采用一束经调制的激光周期性加热悬空的薄膜样品,通过热电偶测量样品表面距离加热点不同位置处的交流温升信号,由其幅值随距离的衰减(幅值法)或者相位随距离的滞后(相位法)来提取薄膜样品的面内热扩散率。本文提出新的基于光学的交流量热法可用于同时测定低导热块体材料的热导率及比热容。该方法的可行性通过测量无定形二氧化硅材料的热导率和比热容得到了验证,同时分析了测量误差,还讨论了实验测量应当使用的最佳光斑尺寸和调制频率的选择方法。

关键词：光学交流量热法热导率比热容低热导材料热反射

改进YOLOv5的香菇子实体生育期识别方法

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农业工程学报 2024年第9期40卷 182-189页

作者：杨林曾大鑫边银丙陈红宗望远龚钰华华中农业大学工学院武汉430700 华中农业大学植物科技学院武汉430700 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430700

在香菇栽培中,需要评估其生长发育状态,以便调控栽培环境和采取适当的栽培措施。针对香菇生育期子实体外观特征变化不显著,机器自动采收时部分成熟期香菇子实体易误检和漏检的问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv5的香菇子实体生育期识... 详细信息

在香菇栽培中,需要评估其生长发育状态,以便调控栽培环境和采取适当的栽培措施。针对香菇生育期子实体外观特征变化不显著,机器自动采收时部分成熟期香菇子实体易误检和漏检的问题,该研究提出了一种基于改进YOLOv5的香菇子实体生育期识别方法。首先替换YOLOv5模型中上采样模块,采用一种包含上采样预测模块和特征重组模块的轻量级上采样模块;其次在YOLOv5l模型中添加小目标检测层,增加模型对香菇子实体生育期特征信息的提取,提高模型区分香菇生育期和识别小香菇的能力。试验结果表明,改进的YOLOv5l模型具有较好的检测能力,平均帧率为45.25帧/s,平均精确度均值为92.70%,与YOLOv5相比平均精确度均值提升2.5个百分点。该研究方法能够满足对香菇子实体不同生育期识别的精度与速度要求,为香菇子实体生育期识别提供了一种方法参考。

关键词：图像处理智慧农业深度学习香菇生育期目标识别 YOLOv5

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煤炭掺氨燃烧基础研究与技术应用研究进展

煤炭学报 2024年第6期49卷 2876-2886页

作者：司桐黄骞杨远平马鹏雷小洋李水清清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084 北京石油化工学院机械工程学院北京102617

能源安全和“双碳”目标影响着全球能源产业链供应链,对我国能源电力系统的安全高效和绿色低碳转型提出了迫切的要求。为保障能源安全,煤电在未来相当长一段时间内仍是我国电力供应安全及可再生能源消纳的重要支撑。为实现碳中和,能源... 详细信息

能源安全和“双碳”目标影响着全球能源产业链供应链,对我国能源电力系统的安全高效和绿色低碳转型提出了迫切的要求。为保障能源安全,煤电在未来相当长一段时间内仍是我国电力供应安全及可再生能源消纳的重要支撑。为实现碳中和,能源系统逐渐从主要依赖化石能源转向以可再生能源为主,但可再生能源的间歇性、随机性、波动性特点使得电力系统调节更加困难,系统平衡和安全问题更加突出。在这种情况下,以氨为代表等零碳燃料在处理可再生能源的间歇性方面发挥着不可或缺的作用,其既可作为长时大规模储能的载体来实现可再生能源大规模消纳,又可灵活地用在锅炉等动力设备中直接替代燃用。然而,由于零碳燃料与化石燃料在理化性质上的差异,导致零碳燃料在燃用过程中存在如火焰稳定性差、易生成氮氧化物等问题,给氨燃料的大规模利用带来了挑战。为此,从煤炭掺氨燃烧的可行性、经济性和必要性出发,对氨煤共燃的化学反应动力学、燃烧特性(着火、稳燃)和污染物生成特性(NO_(x)、飞灰颗粒物和碳烟生成)进行了全面综述,并讨论了以无量纲准则数为基础的燃烧器模化放大准则,详细探讨了现有工业级氨煤燃烧器高效稳定燃烧控制策略,C—N燃料分级、空气分级及其联合控制均有效降低NO_(x)的排放,未来融合人工智能、大数据及数字孪生等信息化技术,有望从源头为下一代面向双碳战略的新型绿色动力发电系统的研发提供科学支撑和路径参考。

关键词：氨煤共燃低碳 NO_(x) 分级燃烧模化放大人工智能

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羧甲基壳聚糖-蓖麻油基聚氨酯农药缓释微球的制备及性能

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精细化工 2024年第1期41卷 91-99页

作者：范燕香周红军周新华黄雪仲恺农业工程学院化学化工学院广东广州510225

以羧甲基壳聚糖(CMCS)、蓖麻油(CO)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,通过自乳化法制备了羧甲基壳聚糖-蓖麻油基聚氨酯微球(CO-CMCS-PU),通过分子自组装法负载阿维菌素(AVM)得到载药微球(CO-CMCS-PU@AVM)。采用FTIR、1HNMR、SEM、TGA... 详细信息

以羧甲基壳聚糖(CMCS)、蓖麻油(CO)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,通过自乳化法制备了羧甲基壳聚糖-蓖麻油基聚氨酯微球(CO-CMCS-PU),通过分子自组装法负载阿维菌素(AVM)得到载药微球(CO-CMCS-PU@AVM)。采用FTIR、1HNMR、SEM、TGA对产品结构及形貌进行了表征,并探究了不同药量载药微球的包封率、缓释性能、抗紫外性能、叶面接触角和黏附性能。结果表明,相比AVM分散液,紫外光照射后载药微球中AVM的保留率提高到43%以上,说明CO-CMCS-PU载体的抗紫外性能良好;载药微球溶液比AVM分散液在黄瓜叶面上的接触角降低了21%以上,滞留量提高了40%以上,说明其在叶面上有较好的黏附性和润湿性;载药微球包封率可达82%以上,具有良好的缓释和pH响应释放性能,释药行为符合First-order动力学模型和Korsmeyer Peppas模型,药物释放受Fickian扩散控制。

关键词：羧甲基壳聚糖蓖麻油聚氨酯缓释 pH响应功能材料

Ni-MOF/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S合成及其光催化废水制氢研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第1期52卷 97-104页

作者：蒋灶徐龙君刘成伦重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 重庆大学化学化工学院重庆400044

为了提升Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的光催化产氢性能,采用水热法制备了Ni-MOF改性Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合光催化剂,通过XRD、SEM、TEM、XPS等分析方法对制备样品的结构及光电化学性能进行了表征,并研究了其光催化垃圾渗滤液混合页岩气返排废水... 详细信息

为了提升Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的光催化产氢性能,采用水热法制备了Ni-MOF改性Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合光催化剂,通过XRD、SEM、TEM、XPS等分析方法对制备样品的结构及光电化学性能进行了表征,并研究了其光催化垃圾渗滤液混合页岩气返排废水制氢的可行性及动力学特征。结果表明,Zn_(0.5)Cd_(0.5)S主要呈现为纳米颗粒状结构,Ni-MOF主要由长约为10 μm、宽约为9 μm的超薄方形片构成,当Ni-MOF与Zn_(0.5)Cd_(0.5)S复合时,Zn_(0.5)Cd_(0.5)S纳米颗粒沉积在Ni-MOF方形片的表面,粒径显著降低,减少了Zn_(0.5)Cd_(0.5)S纳米颗粒的团聚,光吸收范围出现了蓝移,但仍然具有优异的可见光响应能力。质量分数为15%的Ni-MOF/Zn_(0.5)Cd_(0.5)S在垃圾渗滤液混合页岩气返排废水中展现出最优的光催化产氢性能,模拟太阳光照射3 h产氢量达1887 μmol,产氢过程遵从零级反应动力学模型,产氢速率为685.9 μmol/h,约为Zn_(0.5)Cd_(0.5)S的5.7倍。

关键词： Zn_(0.5)Cd_(0.5)S Ni-MOF 垃圾渗滤液页岩气返排废水光催化产氢

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异质表面的薄膜沸腾过程

工程热物理学报 2024年第4期45卷 1139-1143页

作者：高山杨俊杰刘志春刘伟屈健江苏大学能源与动力工程学院镇江212013 华中科技大学能源与动力工程学院武汉430074

本文利用非平衡态分子动力学模拟,对薄膜沸腾过程中三相界面和气泡成核的细节进行了捕捉和可视化,并记录了其内部流动和热特性。结果表明不同于宏观尺度的沸腾过程,抑制气泡成核生长使得薄膜沸腾具有非常优异的传热传质性能。总的来说,... 详细信息

本文利用非平衡态分子动力学模拟,对薄膜沸腾过程中三相界面和气泡成核的细节进行了捕捉和可视化,并记录了其内部流动和热特性。结果表明不同于宏观尺度的沸腾过程,抑制气泡成核生长使得薄膜沸腾具有非常优异的传热传质性能。总的来说,粗糙结构缩短了沸腾过程达到稳定状态所需的时间并且提高了过程效率且展现出了在高热流密度散热方面的巨大潜力。表面物理化学性质对沸腾性能的影响本质上归因于对界面热阻的调控机制,增加表面粗糙度、增强表面润湿性和增加亲水区域面积占比均会降低界面热阻进而提高表面的传热传质效率。该工作可为实现快速高效的薄膜沸腾过程提供参考,也可指导设计和优化基于气液相变过程进行传热的固体表面。

关键词：薄膜沸腾气泡成核传热传质界面热阻分子动力学模拟

氨基三乙酸酐改性多孔双网络水凝胶的制备及吸附性能

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化工进展 2024年第8期43卷 4542-4549页

作者：郑云香高艺伦李宴汝刘青霖张浩腾王向鹏山东石油化工学院化学工程学院山东东营257061

设计并合成了氨基三乙酸酐改性的聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/壳聚糖双网络水凝胶,其具有较好的力学性能、吸附性能及较快的吸附速率。十二烷基硫酸钠的加入有助于水凝胶构筑多孔结构,氨基三乙酸酐作为交联剂和改性剂,增强了水凝胶的机械强度... 详细信息

设计并合成了氨基三乙酸酐改性的聚(丙烯酸-丙烯酰胺)/壳聚糖双网络水凝胶,其具有较好的力学性能、吸附性能及较快的吸附速率。十二烷基硫酸钠的加入有助于水凝胶构筑多孔结构,氨基三乙酸酐作为交联剂和改性剂,增强了水凝胶的机械强度、抗溶胀性能和吸附性能。以CrCl_(3)为模型污染物,考察其吸附性能。结果表明,Langmuir等温吸附模型和拟二阶动力学模型更适合拟合Cr^(3+)在水凝胶上的吸附数据,说明改性水凝胶具有非均匀表面和不同结合位点。改性双网络水凝胶对Cr^(3+)的最大吸附容量为570.6mg/g,在pH为4时吸附效果最佳。在经历5次吸附-解吸循环后,Cr^(3+)的去除率为83.3%。改性双网状水凝胶的设计为废水中重金属离子的吸附提供了良好的性能和发展潜力。

关键词：氨基三乙酸酐双网络水凝胶吸附改性

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曳引摇枝式板栗落果装置设计与试验

农业机械学报 2024年第7期55卷 57-66页

作者：宗望远宋宝肖洋轶邓丁霖许欢李茂华中农业大学工学院武汉430070 农业农村部长江中下游农业装备重点实验室武汉430070

针对当前丘陵山地板栗采摘困难、人工收获工作强度大、采收效率低等问题,设计了一种由柔性钢丝绳曳引振动的小型摇枝式板栗落果装置。建立板栗果实-果枝单摆动力学模型,分析果实脱落条件,得到板栗果实振动脱落切向加速度为285.36 m/s~2... 详细信息

针对当前丘陵山地板栗采摘困难、人工收获工作强度大、采收效率低等问题,设计了一种由柔性钢丝绳曳引振动的小型摇枝式板栗落果装置。建立板栗果实-果枝单摆动力学模型,分析果实脱落条件,得到板栗果实振动脱落切向加速度为285.36 m/s~2,得出影响板栗果实脱落的主要因素为果枝振动频率、振幅、振动时间;进行板栗果枝振动特性试验,用Default Shaker液压振动台以0~30 Hz扫频方式确定垂直方向上板栗果枝共振频率,并在频率7~15 Hz段进行驻频试验,得出振动落果较优频率为10~12 Hz。根据果枝振动试验结果,利用ADAMS软件对摇振机构进行仿真,结果表明,摇杆振幅大于95 mm时,果枝末端加速度可满足板栗果振动脱落的加速度条件,确定了落果装置参数设计的合理性。设计了三因素三水平正交试验,试验结果表明,板栗落果最佳作业参数组合为摇振频率11 Hz、振幅135 mm、摇振时间30 s,此时板栗落果率为91.9%,树皮损伤率为8.8%,满足农业机械推广鉴定标准中树皮损伤标准。

关键词：板栗落果装置曳引摇枝曲柄摇杆正交试验

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