激光分离液体混合物及植物细胞激光破壁的初步研究

论文摘要

迄今为止，激光分离的研究主要集中在激光分离同位素和激光分离稀土元素上，本文则主要探讨和研究激光分离液态混合物。常压下用10.6μm波长的CO2脉冲激光辐射无水乙醇和水的混合物，辐射正丙醇和水的混合物。辐射后发现，无水乙醇和水的混合物中无水乙醇的比例大大提高，正丙醇和水的混合物中正丙醇的比例大大提高。由水、乙醇和正丙醇的红外光谱可以看出，三种物质对10.6μm处的激光的吸收系数分别是水(50%)>正丙醇(18%)>乙醇(5%)。分析表明，水由于吸收激光能量而产生的逸出量大于乙醇和正丙醇产生的逸出量。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，起到分离混合液的作用。常压下用10.6μm波长的CO2激光对正丙醇、水和无水乙醇这三种沸点相近的液体及其混合物进行了辐照实验，发现激光辐照后混合液的相变传质的量与激光辐照纯物质时相比大很多。分析表明，若混合液的表面张力小于其中某组分纯物质液体的表面张力，并且该物质对单波长激光的吸收能力较强，那么混合液中这种组分的相变转移量比纯物质时大得多，同时也比混合液中其它的组分大很多。常压下分别用不同能量的CO2激光辐照新鲜的菠菜叶。然后分别浸泡在水、无水乙醇及混合液(无水乙醇:石油醚=1:3)中。作为对照，选取同等大小的菠菜叶剪碎，并浸泡在相同的液体中。实验表明，辐照后的菠菜叶的乙醇浸泡液比完整叶片的乙醇浸泡液变得更绿。剪碎菠菜叶的乙醇浸泡液也比完整叶片的乙醇浸泡液更绿，浸泡在乙醇和石油醚的混合液中也有类似的情况。实验表明，9.5J激光辐照过的菠菜叶的浸泡液颜色最绿，5.6J激光辐照过的菠菜叶的浸泡液颜色稍浅。这说明，激光辐照植物叶片的作用相当于把植物叶片剪碎了，因为植物叶片细胞壁吸收了激光能量，从而导致了细胞壁的破裂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 物质对激光的选择性吸收机理
• 1.2 激光与液态物质相互作用机理的研究进展
• 1.3 激光技术与分离技术的结合
• 1.4 目前激光分离的几种常用方法
• 1.5 激光的生物效应
• 2 激光选择性分离液态混合物的研究
• 2.1 实验样品的选择
• 2.2 实验分析
• 2.3 本章小结
• 3 激光强化混合液相变传质定量研究
• 3.1 实验样品的选择
• 3.2 实验分析
• 3.3 本章小结
• 4 常压下激光分离及激光分子蒸馏实验
• 4.1 实验原料的选择
• 4.2 常压下激光辐照液体混合物实验
• 4.3 真空下激光辐照液体混合物实验
• 4.4 结论
• 4.5 本章小结
• 5 激光打破植物细胞壁及其机理探究
• 5.1 现代分离科学与中药、天然色素及香料分离问题
• 5.2 目前常见的细胞破壁方法
• 5.3 叶绿素的分布、性质及其检测方法
• 5.4 激光破壁实验
• 5.5 激光破壁原理
• 5.6 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 课题展望
• 致谢
• 参考文献