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激光分离液体混合物及植物细胞激光破壁的探索

作　者: 马朋
导　师: 陈良才
学　校: 华中科技大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 激光分离液体混合物分子蒸馏细胞破壁
分类号: TN249
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

量小价值高的分离技术一直是分离理论和分离工程发展和研究的重点。利用激光的单波长和高功率密度,并利用不同物质对光波的选择性响应,可望发展出激光分离液体混合物的新技术。在常压下用10.6μm波长的二氧化碳脉冲激光对无水乙醇、正丙醇和水三种沸点相近的液体及其混合物进行了辐照实验,发现激光辐照混合液的相变传质的量比激光辐照纯物质时大很多。分析表明,当混合液表面张力小于某组分纯物质液体的表面张力,而该物质吸收单波长激光的能力强,则混合液中该组分的相变转移量比纯物质大得多,也比混合液中其它组分大很多。所以对于某些液体混合物,激光辐照可选择性地将某种组分相变转移出来,从而起到分离混合液的作用。在常压下用10.6μm波长的二氧化碳脉冲激光、10.6μm波长的二氧化碳连续激光、1.06μm波长的Nd:YAG脉冲激光对维生素E、卵磷脂进行了激光辐照实验,发现液态混合物受激光辐照后分离效果较好。改进设计了激光分子蒸馏实验装置。在真空条件下用10.6μm波长的二氧化碳脉冲激光及连续激光,对维生素E和卵磷脂进行了激光分子蒸馏实验,发现真空下激光分离效果比常压下的好。综合常压下和真空下的激光分离实验,确定了激光分离的影响因素为:激光功率密度、激光脉宽、激光波长、真空度和物质受激光作用的热弛豫时间。在激光分子蒸馏中还应考虑分子的平均自由程,以确定冷热板间距离。初步提出了对植物细胞激光破壁的方法,选择银杏树叶进行了细胞激光破壁实验。完整的银杏叶和剪碎后的银杏叶经过水、乙醇、四氯化碳浸泡后发现,剪碎银杏叶的浸泡液颜色更绿,这是因为银杏叶剪碎时,剪口处大量细胞破裂。激光辐照后的银杏叶经过水、乙醇、四氯化碳浸泡后,由浸泡液对比得知,激光辐照也可使银杏叶的细胞壁破裂,所以激光对植物细胞具有破壁作用。

激光分离液体混合物及植物细胞激光破壁的探索

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