Preparation of 3-D porous fibroin scaffolds by freeze drying with treatment of methanol solutions

In this study, silk scaffolds with appropriate porous structures were prepared by adjusting solution concentrations and providing treatment with methanol solutions in the way of freeze drying. The effects of the preparation conditions on the microstructures and properties of the scaffolds were discussed. Fibroin solutions with different concentrations of 4, 6, 8, 10 wt% were used respectively to prepare the scaffolds. The effects of the addition of 20 vol% methanol before or after freeze drying to the 4 wt% fibroin solution were investigated. As demonstrated by Scanning Electron Microscope (SEM), the fib-roin scaffolds prepared without methanol had porous microstructures composed of thin sheets, and the sizes of the pores decreased with the increase of the fibroin solution concentrations, while the scaffolds prepared in the presence of methanol showed porous microstructures formed by fine-particle aggregates. The porosities and mechanical properties of the prepared fibroin scaffolds under different conditions were tested. The crystalline structures and conformations of the fibroin scaffolds were detected by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and X-ray diffraction (XRD).     

生态弹性填料及陶粒在微污染水体处理中的应用研究

生态弹性填料是一种模拟天然水草形态加工而成的新型水处理材料，近年来在污水处理中得到了广泛应用。其具有比表面积大、去除有机物容积负荷高、生物附着性好、空隙可变、不易堵塞、适应性强、操作管理简便等优点；陶粒具有较高的孔隙率及适中的密度，所有这些都有利于微生物的生长。本文采用人工湿地作为构筑物对崇明前卫生态村中心湖的水体进行处理，结果表明，经此工艺处理后的水体，CODCr、TP、TN、氨氮等指标达到或优于国家三类水质标准。并为工程实施提供了科学依据。     

基于流-固耦合的压裂裂缝形态影响因素分析

压裂裂缝形态易受储层物性、地应力、施工参数及压裂液黏度的影响.基于多孔介质流-固耦合的基本方程,根据损伤力学基本理论,利用cohesive黏结单元模拟压裂过程中裂缝起裂、扩展造成的损伤,以此建立水力压裂垂直裂缝扩展的三维有限元模型.模型可以对垂直缝扩展进行动态模拟,定量描述压裂过程中裂缝长度、高度、宽度.通过模拟发现:①储隔层弹性模量差值较小、施工排量过大、储隔层最小水平主应力差值较小均可能造成泥岩穿层,裂缝长度急剧下降,严重影响压裂效率;②渗透率对裂缝长度的影响最大,高弹性模量、低渗透的储层容易造长缝,但是高弹性模量、高渗透或高滤失的储层裂缝长度较短;③弹性模量对裂缝宽度的影响最大.     

气体压迫多孔介质中聚合物凝胶行为

结合盐水冲刷多孔介质中凝胶理论,分析聚合物凝胶分别受气体和盐水压迫的作用机制,计算和对比饱和聚合物凝胶的多孔介质中气相和液相饱和度空间分布曲线,完善盐水冲刷多孔介质中凝胶理论模型的使用范围,探讨气体突破后的两种残余凝胶对气体渗流的影响。结果表明:盐水在凝胶中的微观渗流能力较气体强,而气体在凝胶封堵后的多孔介质中微观渗流能力较差,即在其他条件相同前提下,"侵入区"中处于微观渗流状态的气体较少,气体需长时间累积才能逐渐破坏三维网状结构的凝胶,因此凝胶未被突破前,相比于盐水,气体受凝胶高强度封堵有效期会更长;根据盐水冲刷多孔介质中凝胶理论建立的模型具有普遍适用性,凝胶受流体挤压破坏本体结构是多孔介质中聚合物凝胶抵抗外来流体不至破坏的一种共性,与流体类型和聚合物凝胶体系无关,该模型可用来预测各种凝胶体系在不同环境下的封堵性能。     

论多孔介质中流体流动问题的数值模拟方法

简要介绍了多孔介质中流动问题的数值模拟方法及其发展现状,对各种方法的优劣及适用范围进行了评价。对多孔介质－纯液体耦合流动区域的数值模拟方法及发展现状进行了综合对比。多孔介质模型方法可以用于多孔介质中液体流动问题的数值模拟,并且非常适于进行多孔介质－纯液体耦合流动区域的数值模拟。     

多孔泡沫陶瓷材料内甲烷富燃制氢过程的数值研究

采用一维两相体积平均模型和详细的甲烷化学反应机理GRI3.0,对泡沫陶瓷多孔介质内充分发展的富燃及超富燃甲烷重整制氢过程进行准稳态数值模拟,考察燃烧波波速、进口气流速度及当量比三者之间的关系,分析它们对多孔介质内的温度和组分分布以及对氢气产率、甲烷转化率、氢气选择性和CO选择性的影响.结果表明,燃烧波波速随当量比和进口气流速度的增大而增大;当量比为2－3及燃烧波波速大于0.4mm/s时,氢气产率达50%以上,并随燃烧波波速的增加而增大;当量比大于2时,氢气选择性在50%以上;当量比为1.8－2及燃烧波波速大于0.4mm/s时,CO选择性在80%以上.     

多孔高强度沸石颗粒的制取及对铅离子的交换性能

本文以实验为基础，提出了用天然沸石粉和锯末粉为原料制取多孔高强度沸石颗粒，并将其对铅离子的交换性能进行了初步探讨。     

氧化钴多孔薄膜的电化学制备及其超电容性能

采用恒电流沉积方法,以0.2 mol/L CoSO4 1.5 mol/L H2SO4为电镀液,在阴极大电流密度下,以氢气泡为模板,在石墨基体上成功制备了CoOx.yH2O多孔薄膜.通过扫描电子显微镜、循环伏安法和恒电流充放电技术等对CoOx.yH2O多孔薄膜的形貌及超电容性能进行表征和研究,并对CoOx.yH2O多孔薄膜的沉积机理进行了探讨.结果表明:CoOx.yH2O薄膜呈纳米/亚微米级的多孔结构,随阴极电流密度的增加,薄膜的孔径增大;同时,膜层具有优异的充放电性能和功率特性,比电容达64.8 F·g-1,并具有良好的稳定性.     

双层多孔介质燃烧器表面辐射特性的实验和数值研究

对双层多孔介质燃烧器表面辐射特性进行了实验和数值研究.实验通过改变当量比、预混气质量流量等条件,研究了影响多孔介质燃烧器辐射输出效率的因素;数值模拟采用一维模型和较为详细的化学反应机理,分析了燃烧器内温度分布及辐射通量.实验测得的表面辐射效率在22%左右,同时结果表明,实现贫燃料低流速燃烧可以有效提高表面辐射效率,缩短稳定燃烧区多孔介质也可提高对外辐射效率.     

多孔介质燃烧的二维数值模拟

利用商业软件FLUENT6 2结合用户自定义标量和用户自定义函数,采用二维稳态模型和简单化学反应机理,对堆积床内丙烷/空气预混燃烧进行了数值模拟,并与实验结果进行对比.结果表明,由于壁面粘性和壁面散热的影响,多孔介质燃烧火焰呈现明显的二维结构.所以在实际的燃烧器设计中应考虑壁面带来的影响.