纤维素与甲壳素常压酸催化液化生成小分子化学品的机理研究进展

在过去的二十年里,利用常压催化液化法将木质生物质尤其是纤维素转化为小分子化学品的研究已经取得了一定的成果,近年来,常压催化液化法开始被应用于甲壳素生物质向小分子化学品转化的研究,极大地丰富了液化产物的种类尤其是含氮小分子化学品的类型。本文对常压下酸催化的纤维素与甲壳素在不同溶剂中液化生成的小分子化学品进行了总结,并重点对其液化机理的研究进展进行了阐述。提出了纤维素与甲壳素液化制备小分子化学品及机理研究中存在的一些问题及解决途径的建议,并对甲壳素的液化研究进行了展望。     

木质素在聚氨酯合成中的研究进展

木质素是木质纤维类生物质的第二大组分,木质素的高效、低成本转化是木质纤维素类生物质转化工艺实用化的技术关键。本文综述了利用木质素代替部分多元醇制备聚氨酯材料的两种主要途径：直接添加与改性添加。直接添加木质素包括碱木质素、木质素磺酸盐、硫酸盐木质素、溶剂型木质素等;改性添加木质素包括羟基化改性木质素、木质素硝化反应。最后指出了木质素基聚氨酯材料存在的不足和今后的发展方向。     

纤维素与甲壳素常压酸催化液化生成小分子化学品的机理研究进展

在过去的二十年里,利用常压催化液化法将木质生物质尤其是纤维素转化为小分子化学品的研究已经取得了一定的成果,近年来,常压催化液化法开始被应用于甲壳素生物质向小分子化学品转化的研究,极大地丰富了液化产物的种类尤其是含氮小分子化学品的类型。本文对常压下酸催化的纤维素与甲壳素在不同溶剂中液化生成的小分子化学品进行了总结,并重点对其液化机理的研究进展进行了阐述。提出了纤维素与甲壳素液化制备小分子化学品及机理研究中存在的一些问题及解决途径的建议,并对甲壳素的液化研究进行了展望。     

生物质常压催化液化技术研究进展

生物质是种天然可再生资源,近些年来学者们对其加工利用技术做了大量研究工作,常压催化液化技术就是其中之一。对国内外生物质常压催化液化技术的发展和研究现状进行了介绍,分析了液化剂和催化剂对液化过程及产品组成的影响,提出了生物质常压催化液化技术存在的主要问题及未来研究的方向,展望了生物质利用的发展前景。     

木质生物材料苯酚液化及其在树脂中的应用

液化技术是近年来生物质高效增值利用领域新研发的一项技术,能将木质生物材料转化为具有反应活性的液态物质,作为合成高分子树脂的原料,能部分替代来源于石化产品的苯酚。本文综述了木质材料液化技术的发展历程、主要液化方法、发展前景及液化产物在树脂中的利用。     

木质生物质的液化及其产物的高效利用研究进展

对国内外木质生物质原料的液化及液化产物的高效利用研究的现状及进展进行了概述,讨论了木质生物质原料液化及其产物的应用前景,重点讨论了不同木质生物质原料液化过程中的主要影响因素,并分析了具有代表性的液化物结构特点,具体介绍了一些液化产物实际应用特别是在胶黏剂制备方面应用的典型实例。对我国该领域研究存在的问题、产业化发展提出了一些看法。     

木质生物材料液化的研究现状及应用

木质生物材料是固态的天然高分子材料,通过液化可将其转化为具有反应活性的液态分子,进一步可制备新型高分子材料如胶黏剂、注模塑料、泡沫塑料、纤维材料等,具有广泛的应用前景,是木质生物材料化学和木质生物材料利用技术新开辟的研究领域。文章综述了近年来生物质材料液化技术在国内外的研究现状及应用。     

复旦推出生物废弃物综合利用技术

复旦大学近日推出将生物废弃物转化为生物基化学品、生物燃料、生物碳等新产品的综合利用技术。其中,生物质纤维素制备呋喃类及糠醛类化合物、藻类生物质液化制备脂肪酸烷基酯的方法等8项技术已申请发明专利。     

木质生物材料多元醇液化及其在聚氨酯中的应用

液化技术是近年来生物质材料高效增值利用领域的研究热点,用多元醇等有机溶剂能将难溶、难熔的木质生物材料转化为可流动、具有反应活性的液态物质,拓宽了木材的应用领域。液化产物可作为合成高分子树脂的原料,能部分替代来源于石化产品的聚酯或聚醚多元醇。综述了木质材料多元醇的液化方法、液化机理及液化产物在聚氨酯中的应用。     

利用玉米加工废弃物制备PBS类生物可降解材料通过验收

<正>由南京大学生物与制药工程学院完成的生物质替代石油制品制备重要高分子材料技术研究项目——利用玉米加工废弃物制备PBS类生物可降解材料通过验收。该课题组瞄准国际上低耗高效、节能减排的绿色     

Surfactin生物表面活性剂及其驱油研究进展

表面活性素（surfactin）是一类由革兰氏阳性的枯草芽孢杆菌产生的脂肽（lipopeptide）型生物表面活性剂,因其具有优于化学合成表面活性剂的若干优点,如低毒性、高生物降解性、更好的环境相容性,且在极端环境下稳定性好,在提高石油采收率方面有较好的应用潜力,但是目前只有少数的生物表面活性剂可以大规模生产实现工业化应用。本文介绍了surfactin生物表面活性剂的化学结构和生物合成机制,并对其发酵生产过程的影响因素进行分析,为提高其生产经济性探索不同的策略,例如使用更便宜的原材料、优化培养基组分、优化反应器等,系统论述了surfactin生物表面活性剂的驱油机理和其与化学合成表面活性剂的复配研究,同时针对其应用时的不足之处提出研究新思路。     

绿色化工技术研究新进展

当前,我国化学工业面临资源和环境等方面的重大挑战,绿色化工技术对于环境的保护和经济的发展具有至关重要的作用,是化工行业可持续发展的必然选择。本文指出绿色化程度需用原子经济性、综合能耗以及全生命周期低碳等指标进行衡量,总结了实现绿色化的3个基本途径:低碳化、清洁化和节能化,并从生物质低碳可再生资源的化工利用、绿色反应工艺、高效反应与分离设备、绿色溶剂、低温均相催化、绿色制氢以及CO₂利用技术等方面,综述了近年来我国绿色化工技术创新上的主要进展。最后,对我国绿色化工技术发展的未来进行了展望,建议以绿色碳科学理念为基础,应重视直接转化技术、输入端和过程中能量的管理以及输出端CO₂的集中转化技术等方面的研究开发。     

体相超疏水材料及其在大气污染控制领域的应用研究进展

体相超疏水材料因其优异的疏水性能,可广泛应用于工业防锈、管道运输、光电材料、建筑材料、纺织等领域,成为目前功能材料的研究热点之一。本文首先针对体相超疏水材料的结构特性及制备方法进行了综述。其次,针对体相超疏水材料在对挥发性有机物（VOCs）、NO_x和二氧化硫（SO₂）的净化与检测、对二氧化碳（CO₂）的捕集和还原等大气污染检测与控制领域的应用进展进行了概述。在此基础上,一方面对现有典型气体污染物控制技术的特点及其存在的问题以及体相超疏水材料与现有大气污染控制技术相结合所具备的优势进行了阐述;另一方面,对超疏水材料目前存在的耐久性差、制备过程复杂、制备原料昂贵且污染大等缺点,对体相超疏水材料的改进及应用提出了展望。     

10 t/d级氢液化装置流程热力分析与优化

针对10 t/d级氢液化装置研制要求,构建了液氮预冷的连续转化型双压Claude氢液化流程,并开展了氢物性计算方法筛选、连续转化热模型构建以及流程热力设计与参数优化,分析了膨胀机等熵效率、换热器窄点温差以及原料氢沿程阻力等因素对流程参数的影响,给出了不同工况下的流程性能及各关键部件的热力设计参数范围,可为膨胀机、换热器的研制提供设计热力输入参数。该氢液化流程在基础工况下（考虑较恶劣膨胀机运行条件）的最大理论液氢产量12.96 t/d,液氢产品仲氢含量97%;理论总氢液化比功耗为10.50 kWh/kg LH₂ （不含原料氢增压）,对应的流程㶲效率为35.06%;可为连续转化式大型氢膨胀液化装置的研制提供参考。     

氮修饰木质素基超交联聚合物的制备及其放射性碘捕获

开发高效、低成本的放射性碘捕获材料对核能的安全利用和核废料处理具有重要意义。本文针对目前碘捕获材料吸附容量低、成本高等问题,以含有羟基、羧基等活性位点的木质素为基础原料,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为氮源,对氯甲基苯乙烯（VBC）为功能单体,通过自由基聚合接枝与Friedel-Crafts烷基化两步反应,原位构筑一系列氮修饰木质素基超交联聚合物（NLHCPs）,其比表面积最高可达715.8m²/g,且有较高的氮含量（3.95%~4.48%,原子分数）。分别研究了NLHCPs对碘蒸气和碘正己烷溶液的吸附性能,结果表明NLHCP-2的碘蒸气吸附容量最高,可达2.5g/g,吸附作用主要为化学吸附,碘分子在聚合物表面转变成聚碘阴离子的形式。而其对正己烷中碘的吸附等温线更符合Freundlich模型,吸附最大平衡容量可达230.8mg/g,动力学拟合表明其吸附速率主要受扩散过程控制。吸附碘蒸气后的材料,在乙醇中可快速脱附,具有良好循环使用性能。     

石墨烯生物毒性的计算机模拟研究进展

石墨烯是一种由平整的单层碳原子密集堆积成二维蜂窝晶格的碳纳米材料,具有优异的光学、电学、力学等特性,在生物医药、材料学等领域具有重要的应用前景。随着石墨烯在以上研究领域的广泛应用,其生物安全性问题也备受关注。尽管有大量研究表明石墨烯的生物相容性较好,但是部分研究却发现石墨烯具有一定的生物毒性。石墨烯粒径小,容易通过皮肤进入体内,可能与蛋白质、脂质或核酸等生物大分子相互作用。近年来,由于计算机模拟技术具有成本低、安全性高、易获得实验无法获取的动态结构等优势而被广泛用于生物、化学、制药等领域。本文综述了石墨烯与细胞膜、蛋白质和DNA等生物大分子相互作用的计算机模拟研究进展,从而评估石墨烯可能存在的生物毒性,为石墨烯的生物安全性评价和生物医学应用提供了参考。     

不同模式多功能柔性传感器研究进展

柔性传感器能够实现压力、应变、温度、湿度及气体等与人体健康相关信号多功能识别及监测,在可穿戴人工智能设备的开发中展现出巨大的应用前景。本文综述了具有多种模式监测功能的柔性电化学式传感器领域最新研究成果,包括双模式传感器、三模式传感器和多模式传感器;重点介绍了传感器实现多功能监测的途径和传感机理。研究表明,多模式传感性的实现方法主要包括结构设计和多功能材料制备两种。而基于先进功能材料(包括纳米金属、纳米碳及导电聚合物)和柔性基体材料(如水凝胶、气凝胶及弹性聚合物)所制造的柔性多功能复合材料可有效降低多模式传感器的复杂性。最后,对比并指出了不同类型的功能材料在制造多功能柔性传感器中的特点与优势,为多功能柔性传感器的研究提供借鉴意义。     

油水强化分离技术

油水混合物广泛存在于各类工业过程中,其体系性质、强化分离技术一直是化工分离领域研究的重要课题之一。以沉降、旋流、电聚结等常规物理分离技术配合化学药剂破乳的传统分离方法,存在分离效率低、二次污染等问题,近年来以多物理场耦合、新型分离材料等为代表的强化分离技术的发展受到广泛关注。本文以石油工业中大体量的油包水型原油乳状液和水包油型含油污水乳状液的分离为对象,阐述了油水混合物的形成、体系分类及其基本理化性质,通过分析微观界面膜指出打破乳状液的稳定性是强化分离的关键,并从常规分离技术、外场强化、分离材料、耦合强化等方面系统介绍了各类分离技术及其特点,最后对油水强化分离技术的研究和发展方向进行了展望。     

硼基材料催化低碳烷烃氧化脱氢制烯烃研究进展

以氮化硼为代表的硼基材料在低碳烷烃氧化脱氢反应中显示出高的催化活性和优异的烯烃选择性,已在国际上形成新的研究热点。本文主要综述了近年来硼基材料催化低碳烷烃氧化脱氢的研究进展,阐述了不同硼基催化剂（h-BN、SiB₆、BC₄、硼单质等）对氧化脱氢烯烃选择性的影响,结合多种谱学（IR、XPS、NMR、SVUV-PIMS等）、动力学（分压、同位素效应、同位素标记等）证据和理论计算,探讨了硼基催化剂表面三配位的硼氧物种（B—OH/B—O）是引发烷烃氧化脱氢生成烯烃的活性位,主要遵循表面和气相自由基反应机理。总结了硼基催化材料氧化脱氢中存在的机遇和挑战,提升烯烃选择性是材料设计合成的主要方向,并提出后续硼基催化材料理性设计和实际应用的一些参考建议。     

太阳能辅助碳捕集:适用技术、性能比较和发展趋势

太阳能辅助碳捕集系统集合了提高能源转换效率、使用可再生能源和二氧化碳捕集与封存3种应对气候变化挑战的技术,是跨学科研究中的新兴领域。本文综述了燃烧后、燃烧前和富氧燃烧碳捕集技术中太阳能辅助碳捕集的研究现状,并从分离方式、分离技术和太阳能辅助方式等方面进行了深入分析。其后从分离理想最小功和分离热力学效率对不同二氧化碳的分离技术进行了性能评价。最后对太阳能辅助碳捕集技术的发展趋势进行了梳理,分离模型方法不再适合光催化等第二代碳捕集技术,碳捕集理论研究的框架有待拓展;太阳能辅助环节将从碳捕集过程逐步扩展到运输和储存过程;太阳能辅助形式中的梯级利用更加灵活多样。该新兴技术在能效基础理论、太阳能梯级利用和高效集成三方面亟待突破。