Methanol synthesis from CO2 using a silicone rubber/ceramic composite membrane reactor

A one-dimensional isothermal pseudo-homogeneous parallel flow model was developed for the methanol synthesis from CO2 in a silicone rubber/ceramic composite membrane reactor. The fourth-order Runge-Kutta method was adopted to simulate the process behaviors in the membrane reactor. How those parameters affect the reaction behaviors in the membrane reactor, such as Damkohler number Da, pressure ratio p(r), reaction temperature T, membrane separation factor alpha, membrane permeation parameter phi , as well as the non-uniform parameter of membrane permeation L-1, were discussed in detail. Parts of the theoretical results were tested and verified; the experimental results showed that the conversion of the main reaction in the membrane reactor increased by 22% against traditional fixed bed reactor, and the optimal non-uniform parameter of membrane permeation rate, L-1.opt ,does exist. (C) 2003 Elsevier B.V All rights reserved.

CO_2和O_3浓度升高及其复合作用对玉米(ZeamaysL.)活性氧代谢及抗氧化酶活性的影响

为了揭示CO2和O3浓度升高及其复合作用对植物活性氧(ROS)代谢及抗氧化酶活性的影响机理,以玉米(Zea maysL.)为研究材料,利用开顶式气室(OTCs)研究了CO2和O3浓度升高及其复合作用下,玉米叶片活性氧产生速率、含量,膜脂过氧化程度,抗氧化酶活性,净光合速率及玉米籽粒产量的变化。结果表明,在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2((550±20)μmo.lmol-1)处理下,玉米叶片净光合速率升高,O2-.产生速率、H2O2含量下降,MDA含量、相对电导率减小,SOD、CAT、POD活性增强,玉米百粒重和穗粒数增加;而在O3浓度为(80±10)nmo.lmol-1的条件下,玉米叶片净光合速率下降,O-2.产生速率、H2O2含量升高,MDA含量、相对电导率增大,SOD、CAT、POD活性减弱,玉米百粒重和穗粒数降低;CO2和O3浓度升高复合((550±20)μmo.lmol-1+(80±10)nmo.lmol-1)处理下,玉米叶片的净光合速率、H2O2含量、SOD活性先升高后降低,MDA含量、相对电导率、CAT活性增加,POD活性减弱,而O-2.产生速率几乎不变化,且玉米的百粒重和穗粒数略低于对照。以上结果说明,CO2浓度升高抑制了玉米叶片活性氧的代谢速率,提高了抗氧化酶的活性,从而增强了光合作用,使玉米籽粒产量增加,对玉米表现为保护效应,而O3浓度升高促进了玉米叶片活性氧的代谢速率,降低了抗氧化酶的活性,抑制了光合作用,使玉米籽粒产量下降,对玉米表现为伤害效应。在CO2和O3浓度升高复合处理下,CO2浓度升高在一定程度上缓解了O3浓度升高对玉米的伤害效应,而O3浓度升高亦在一定程度上削弱了CO2浓度升高对玉米的保护效应。

CO_2浓度倍增对城市银杏(Ginkgobiloba)叶片膜脂过氧化与抗氧化酶活性的影响

以生长在沈阳市区内的银杏为试材,使用开顶箱模拟法对倍增CO2浓度(700μmolmol-1)和正常空气CO2浓度(≈350μmolmol-1)条件下银杏生长参数,超氧阴离子自由基(O2-.)产生速率,丙二醛(MDA)含量,抗坏血酸(ASA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性动态变化进行分析,探讨高浓度CO2对银杏膜脂过氧化与抗氧化酶活性的影响。结果表明,在短期(60d)内CO2浓度倍增使银杏细胞内O2-.产生速率与H2O2含量减少,而ASA含量与SOD、APX、GR活性升高。与对照相比,大多数测定显示出显著差别。但较长期(70d以上)CO2浓度倍增处理则使试验结果发生逆转,活性氧O2-.产生速率略有升高,SOD、APX、GR活性略有下降,ASA含量仍略高于对照(但与对照相比差异并不显著),长期CO2浓度倍增处理可能使试验结果发生逆转。

CO_2浓度倍增对城市油松抗氧化酶活性的影响

利用OTC(开顶箱)法模拟未来CO2浓度,于CO2倍增浓度(700μmol·mol-1)和正常空气CO2浓度(≈350μmol·mol-1)条件下,测定了沈阳市区油松(Pinustabulaeformis)针叶超氧自由基(O2.-)产生速率、过氧化氢(H2O2)含量、超氧化物歧化酶(SOD)与抗坏血酸-谷胱甘肽循环(ASA-GSHcycle)主要酶活性动态变化,探讨高浓度CO2对油松抗氧化酶活性的影响。结果表明:在短期(60d)内CO2浓度倍增使油松超氧自由基(O2.-)产生速率与过氧化氢(H2O2)含量减少,而SOD、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)、脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性升高;植株抗氧化能力增强,对活性氧清除能力提高;但长期(70d以上)CO2浓度倍增处理则可能使试验结果发生逆转。

CO_2浓度升高对春小麦不同生育时期抗氧化系统的影响

利用开顶式气室研究了CO2浓度升高(550μmol/mol)对小麦(Triticum aestivumL)孕穗期和开花期抗氧化系统的影响。结果表明,高浓度CO2下,小麦叶片外渗电导率和丙二醛的含量下降,说明膜脂过氧化程度有所降低;虽然O2产生速率和H2O2含量2个时期相比开花期大于孕穗期,但是两者均低于对照,说明高CO2浓度下活性氧产生减少;SOD,POD,CAT的活性与对照相比有所增加并达到显著或极显著水平;随着CO2浓度的升高,ASA和Car含量也随之增加,但是随着生育期的推移,两者含量均有不同程度的减少;最终生物量和籽粒产量分别增长18%和14%,说明CO2浓度升高有利于减轻小麦的氧化损伤,促进植物生长。

O_3与CO_2浓度倍增对油松针叶抗氧化酶活性的影响

以4年生的油松幼苗为试材,采用开顶箱内气体熏蒸实验,对经高浓度O3(80nmol.mol-1)和CO2(700μmol.mol-1)单一及复合处理3年后,油松当年生针叶内丙二醛(MDA)含量、活性氧自由基和抗氧化酶等逆境生理指标进行了分析。结果表明:超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性经O3处理后显著升高,分别比对照上升了43.1%、18.9%、283.5%和142.6%,而CO2和复合处理仅对APX和CAT活性有明显的诱导作用,但均低于O3处理;O3处理导致MDA含量上升51.8%,而外加CO2则能有效逆转这一趋势;超氧阴离子(O2.-)产生速率和H2O2含量在所有处理组合间均无显著差异。上述结果说明,O3能有效地激活油松当年生针叶内的抗氧化酶系统,而CO2能缓解O3所带来的不利影响,但并非通过提高抗氧化酶活性这一途径。