木质纤维生物质半纤维素分子模拟应用研究进展

木质纤维生物质资源是重要的可再生生物质资源,主要包含纤维素、半纤维素和木质素。半纤维素含量仅次于纤维素,是一种丰富、可再生的植物资源,其可水解制备重要化学品以及改性制备多功能材料。本文综述了生物质半纤维素分子模拟应用研究进展,从半纤维素大分子形态及其与纤维素结合方式的分子模拟研究和半纤维素制备化学品及材料的分子模拟研究2个方面进行阐述,从模拟结果可以看出半纤维素在细胞壁中与纤维素和木质素的相互作用及其本身的大分子形态对木质纤维生物质三大素的提取利用具有显著影响。分子模拟有利于理解过程机理,对反应效率的提高具有重要理论指导意义。最后对分子模拟在半纤维素研究的发展应用进行了展望,指出目前半纤维素分子模拟的空白领域,主要包括半纤维素液化生产生物油、木糖异构化生产木酮糖、半纤维素与木质素之间的结合方式以及其他的半纤维素基材料等,这些有待进一步的探索与研究。     

木质纤维素生物质水热液化的研究进展

对木质纤维素生物质的模型化合物(纤维素、半纤维素和木质素)的水热液化机理进行了剖析。纤维素和半纤维素降解路径主要是水解成单糖并进一步生成酸类、醛类、酮类等。木质素结构较复杂,液化产物中含有大量苯系化合物,具体木质纤维素生物质的水热液化反应更为复杂,不同的木质纤维素生物质原料水热液化产生的生物油含量不同;分析了原料种类、催化剂、反应温度、反应压力、对水热液化过程以及产品组成和收率的影响;对生物质水热液化制备生物油的研究进行了展望,认为发展木质纤维素生物质水热条件下降解的数学模型,开发新型反应器、研制催化剂,是今后生物质水热液化工程实验的发展方向。     

木质素生物油的生产

使用木材、甘蔗渣和稻草等生物质生产纤维素乙醇首先要水解多糖物质．然后发酵单糖．这两步是目前大部分研究所涉及的内容。最近发现，如果水解时使用蚁酸和酒精，木质素就会很容易被解聚还原。     

秸秆中木质素对其超低酸水解过程的影响

以湖北稻草秸秆为研究对象,研究了超低酸水解木质纤维素的适宜条件,测定了适宜条件下的超低酸法水解15种不同种类秸秆的纤维素及半纤维素的转化率、还原糖得率及结晶度的变化。实验结果表明:秸秆投料量3 g、硫酸投料量45 mL(硫酸质量分数0.05%)、搅拌转速500 r/min、反应温度210 ℃、反应时间10 min为适宜的水解条件。对15种不同种类秸秆的水解结果统计得到,随着秸秆中木质素含量的增大,纤维素和半纤维素的转化率都逐渐降低,还原糖得率逐渐降低;通过SEM和X衍射分析水解前后的木质纤维素结构,得到了木质素影响水解过程的方式:1)木质素含量越大,纤维素的结晶度越大,纤维素的非晶化越困难,从而影响了纤维素的水解;2)原木质素不溶于反应体系且在酸性条件下相对稳定,富木质素层的木质素阻碍反应物与产物扩散,使富木质素层内的纤维素、半纤维素水解速率降低;3)木质素含量越高,木质纤维素的富木质素层越厚、强度越大,水解时难以从颗粒表面脱落,进一步降低水解速率。     

生物质模型化合物在超临界水中的气化

在间歇式高压反应釜中，以K2CO3为催化剂，在450℃，27.5MPa条件下对生物质的三种主要成分纤维素、半纤维素、木质素以及它们的混合物在超临界水中进行了气化制氢的实验研究，初步讨论了气化反应机理.研究结果表明：相同反应条件下，纤维素的气化效果最佳、半纤维素次之、木质素最差;混合物中木质素的存在会抑制H2和CH4的生成，但抑制作用随着其质量分数的减少而减弱.纤维素和半纤维素之间没有明显的相互作用.同时，获得了预测产气量与混合物中纤维素、半纤维素和木质素质量分数之间关系的关联式，实验证明，关联式预测精度在±10%以内.     

生物质稀酸水解动力学及其反应器的研究进展

木质纤维素类生物质经过稀酸水解可制取可发酵性糖,进而形成糖平台,生产纤维素乙醇等能源和化工产品。不同类型和结构的反应器中,原料的水解行为不同,被水解的效果也就不同。本文从稀酸水解反应器和反应动力学两方面入手,综述了近年提出的木质纤维素类生物质稀酸催化动力学模型和反应器。通过比较不同反应器的水解效果,推测出多步处理、逆流过程、动态反应是木质纤维素类生物质稀酸高效水解反应的发展趋势。     

木质素酚醛树脂与木材界面反应的研究

通过差示扫描量热法（DSC）和红外光谱（FTIR）分别研究了木质素酚醛树脂（LPF）与木粉的界面反应的动力学和机理。DSC分析表明,LPF与木粉界面反应的特征温度和活化能均明显低于酚醛树脂（PF）与木粉的界面反应;FTIR分析表明,LPF与木粉界面反应的机理为羟基之间的缩合以及羟基与芳环上氢原子之间的缩合反应,和PF与木粉界面反应机理相似。     

反应温度对木质生物质醇解产物分布和反应过程的影响

在密闭不锈钢反应釜中以酸化的正辛醇作溶剂,考察了木质生物质在90~210℃范围内的醇解反应过程. 结果表明,生物质液化率在130℃达到最大值83%,110℃低温下液化产物中的轻质油产率超过82%,而重质油产率仅有0.11%,随反应温度升高,轻质油产率逐渐降低,重质油产率却逐渐增大,170℃达最大值12%. 轻质油主要由乙酸正辛酯、己酸-4-辛酯、5-甲基糠醛、二辛醚和未反应的正辛醇溶剂组成,重质油是含羟基、甲氧基、羰基和醚键等多种含氧官能团的芳烃或酚类化合物. 正辛醇溶剂与纤维素/半纤维素浓酸水解所得乙酸发生酯化反应促进了生物质液化,纤维素/半纤维素降解所得醛类与木质素降解所得酚类化合物发生二次缩聚反应,降低了生物质液化率.     

生物质化学组分及其液化残渣的热重行为

分别对木粉主要组分（纤维素、半纤维素和木质素）及其在相同液化条件下的液化残渣的热重行为进行了研究。热重实验结果表明,木粉主要组分的热稳定性为：木质素 > 纤维素 > 半纤维素。木粉的热解过程可以认为是这3种主要组分热解行为的综合：木质素的热解比较缓慢,热解温度区间最宽,主要失重温度为250～630 ℃;而纤维素和半纤维素的主要热解温度分别为332～383 ℃和236～333 ℃。在液化反应过程中,木粉主要组分发生降解从易到难的顺序为：木质素 > 半纤维素 > 纤维素。在木粉的液化过程中,快速液化阶段主要与半纤维素和木质素有关,而液化残渣率的高低主要与纤维素液化程度有关。     

离子液体碱溶液脱除秸秆中木质素

生物质是来源丰富的可再生资源,去除生物质中的木质素是提高生物质的糖化发酵效率的关键。本文利用含NaOH的离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑（[Amim]Cl）溶液对玉米秸秆进行处理,从反应温度、反应时间和固液比3个方面研究其脱除木质素的效果,采用单因素实验和Box-Behnken中心组合实验对反应条件进行优化,对比分析处理前后的秸秆的组成和结构变化。结果表明：在反应温度86.8℃,反应时间1.48h,固液比1∶9g/mL时,处理后秸秆中纤维素含量达到83.69%,木质素含量为3.29%,木质素脱除率达81.73%,反应温度对纤维素含量影响最显著。本工作可为玉米秸秆的资源化利用提供参考。     

屋面防水胶板的研制

采用PVC和丁基再生胶混合经高温融炼﹑室温混炼的二阶共混改性工艺生产出高性能﹑低价格的屋面防水胶板。研究了PVC掺量﹑配合剂以及填料的添加量对胶板性能的影响﹐并通过一系列工艺实验和配方试验﹐提出了生产该制品的合理配方以及适当的工艺条件。     

纤维对苯酚的吸附性能研究

研究了自制的纤维对苯酚的吸附热力学特性,测定了不同温度下的吸附等温线,结果显示,纤维对水溶液中的苯酚有较高的吸附能力,吸附过程符合Langmuir和Freundlich方程,吸附焓变为正值,表现为吸热的吸附过程。     

玻璃器皿口部积瘤的研究

玻璃器皿口部积瘤的研究曾孝宇，张建国，徐洪福（天津轻工业学院３００２２２）ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＫｎｏｔｏｎｔｈｅＭａｒｇｉｎｏｆＧｌａｓｓｗａｒｅ￥ＺｅｎｇＸｉａｏｙｕ；ＺｈａｎｇＪｉａｎｇｕｏ；ＸｕＨｏｎｇｆｕ（ＴｉａｎｊｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ...     

纳米ATO浆料分散性能的影响因素研究

采用硅烷偶联剂对纳米掺锑二氧化锡(ATO)粒子表面进行化学改性,将纳米ATO粉体分散于蒸馏水中制备成纳米ATO浆料,研究了分散剂种类,分散剂用量,硅烷偶联剂,硅烷偶联剂用量,分散时间和pH等参数对ATO纳米浆料分散效果的影响。当采用硅烷偶联剂KH560,其用量为浆料总质量的0.8%;嵌段型分散剂3275,其用量为浆料总质量的0.6%;pH=10时,可制备分散性能良好的纳米ATO浆料。     

基于抗风湿作用酒制丝瓜络的工艺研究

目的:优选丝瓜络的酒制工艺方法。方法:以丝瓜络的活性成分群提取率和抗风湿作用药理指标作为综合评价指标,采用正交设计法优选丝瓜络的酒制工艺,确定工艺参数。结果:干净丝瓜络加酒量15%,浸润40 min,微波干燥60 s。结论:该工艺操作简便,稳定可行。     

探讨敲击检测技术在复合材料无损检测中的应用

本文根据纤维增强复合材料的特性,列出了损伤的主要类型和产生原因;对适用于复合材料制品的无损检测敲击技术进行探讨;对敲击技术的基本原理、方法分类、适用范围进行介绍;对传统敲击法和数字敲击法进行比较;总结敲击法的未来发展状况。     

水的硬度对反渗透膜结垢的影响研究

当反渗透进水硬度过高时,容易污堵膜,需要采用预处理进行软化,文章研究了进水在经过双碱软化之后,硬度下降60％,但产水电导率和COD与没有经过软化时相比较没有大的变化,都能够达到很高的去除率.最重要的是膜的污堵状况得到了很大的改善,使得膜的清洗周期延长到没有软化前的三倍.     

用于热熔胶的聚酰胺树脂合成组成与性能关系的研究

采用二聚酸、共聚酸、乙二胺与哌嗪合成出可用于热熔胶的二聚酸型聚酰胺 (PA)树脂 ,研究了上述合成组成与PA树脂基本性能 ,如软化点、拉伸强度、玻璃化温度与熔融粘度等之间的关系 ;同时也探讨了合成组成对PA树脂用作热熔胶时的剪切强度、剥离强度等的影响。     

浅谈切粒机系统故障对产品的影响

在常规PET生产过程中,切粒机作为工艺控制产品外观品质的最后一道关卡,承载着重要使命。介绍了切粒机基本结构、工作原理和工艺控制流程。分析了切粒机存在问题,如切片外观粒径不规则,切片结晶度差异对内在品质的影响。并提出了一些改进预防措施。有效保证设备高效、长久、稳定运行。     

苯酚在介孔材料上的吸附性能的研究

采用软模板剂方法分别合成了二维六方（p6mm）结构的有序FDU-15介孔聚合物和硅基介孔材料SBA-15。通过XRD、SEM、氮气吸脱附等测试手段对材料的结构、孔笼等进行了表征。考察了FDU-15和SBA-15吸附水溶液中苯酚的吸附行为,研究了不同温度下水溶液中苯酚的静态吸附,随着温度的升高吸附量增大。Langmuir和Freundlich方程能够对苯酚在FDU-15上的吸附性能进行很好的拟合。