超高压环境下离子液体微乳液预处理对水稻秸秆的影响

以水稻秸秆为原料,对比了中低温条件下单独超高压（UHP）、单独离子液体微乳液（ILM）和超高压环境下离子液体微乳液（ILM+UHP）3种预处理方法,系统分析了预处理前后样品的化学组成、晶体结构、表面形貌以及酶水解的变化规律。结果表明,采用1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐/环己烷/TX-100/正丁醇微乳液处理水稻秸秆,在压强为500 MPa、温度为50℃下处理4 h后,样品中木质素去除率为61.5%,纤维素结晶度指数下降17.3%,微观表面粗糙多孔,酶水解48 h的还原糖产率达75.3%。     

超高压环境下离子液体微乳液预处理对水稻秸秆的影响

以水稻秸秆为原料,对比了中低温条件下单独超高压(UHP)、单独离子液体微乳液(ILM)和超高压环境下离子液体微乳液(ILM+UHP)3种预处理方法,系统分析了预处理前后样品的化学组成、晶体结构、表面形貌以及酶水解的变化规律。结果表明,采用1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐/环己烷/TX-100/正丁醇微乳液处理水稻秸秆,在压强为500 MPa、温度为50℃下处理4 h后,样品中木质素去除率为61.5%,纤维素结晶度指数下降17.3%,微观表面粗糙多孔,酶水解48 h的还原糖产率达75.3%。     

稀碱-Fenton试剂预处理对云南苦竹酶水解得率的影响

利用响应面法对稀碱-Fenton反应预处理竹粉的条件进行优化,确定最佳的Fenton预处理条件为:1 g 稀碱预处理后竹粉底物加入质量分数30 %的 H₂O₂ 溶液3.4 mL,Fe²⁺浓度15.8 mmol/L,反应时间12 h,获得的 72 h 酶水解得率为49.98%。与原料和经2%NaOH 预处理后的样品相比,经2%NaOH-Fenton 预处理后的样品中纤维素含量升高,半纤维素和木质素含量降低,72 h酶水解得率为48.24%,分别提高了47.79和37.44个百分点。当纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的用量分别为32 FPIU/g和16 IU/g(以纤维素质量计)时,72 h 酶水解得率为76.64%,比单独使用纤维素酶时的酶水解得率提高了22.80%。     

氢氧化钠预处理对甘蔗渣酶解和发酵性能的影响

采用氢氧化钠预处理甘蔗渣,通过单因素和正交试验考察了不同预处理条件对甘蔗渣酶解和发酵性能的影响,并进一步分析了比表面积和木质素含量对酶解性能的影响。结果表明：预处理温度、氢氧化钠质量分数及预处理时间对酶解和发酵效率影响较为显著,最佳的预处理条件为：温度85℃、时间11 h、NaOH质量分数4.5%,在此优化条件下预处理的甘蔗渣,含纤维素56.46%,与原料相比提高了46.16%;半纤维素20.30%、Klason木质素5.79%,与原料相比分别降低了15.77%和72.87%,酶解36 h的还原糖得率为0.69 g/g（以甘蔗渣质量计）。经过氢氧化钠预处理后的甘蔗渣比表面积显著增加（由原料的0.07 m²/g最大可增加到1.07 m²/g）,木质素显著降低,有利于提高酶解和发酵效率。当比表面积超过0.30 m²/g时,酶解初始速率和酶解效率达到平衡;当木质素低于11%时,酶解效率达到平衡。     

四乙基氢氧化铵改性对HMOR分子筛结构及二甲醚羰基化性能的影响

合成气经二甲醚（DME）羰基化合成乙酸甲酯（MA）,MA进一步加氢制备乙醇是一种新型高效的煤基合成气制备乙醇路线。采用温和的后处理方法改性DME羰基化分子筛,进一步提高DME羰基化效率,对其工业应用具有重要意义。本研究利用四乙基氢氧化铵（TEAOH）对HMOR分子筛改性处理,探讨了有机碱改性处理对HMOR分子筛的结构和DME羰基化催化性能的影响。研究发现,TEAOH浓度为0.3 mol/L时,HMOR分子筛介孔孔容增大约26%,外比表面积增大约10%,DME的转化率增幅达68%。TEAOH水解产生的OH^-能够温和脱除HMOR分子筛中的骨架硅,获得介-微多级孔结构,提高DME羰基化反应过程中的传质速率。此外,水解的TEA⁺在分子筛表面富集,抑制了OH^-的过度脱硅,保护分子筛基本骨架结构不被更深层次破坏。     

环糊精基活性炭的制备及其电化学性能

以环糊精为原料,采取先炭化后活化的方式,制备了具有高比表面积和丰富孔道结构的活性炭材料。本文通过改变KOH与环糊精炭化样品之间的碱炭比,研究了KOH用量对环糊精基活性炭结构及其电化学性能影响。在活化时间、活化温度等因素不变的情况下,活性炭的比表面积、总孔容及比电容随着碱炭比的提高,均呈现先增大后减小的趋势。当碱炭比为3时,活性炭的比表面积为1672m²/g,总孔容为0.75cm³/g,具有最佳的电容性能,在1A/g电流密度下比电容可达165F/g,优于同等条件下的商业炭21KSN（145F/g）,50000次循环后的比电容保持率为98.7%。     

NaOH-Fenton试剂预处理桑木的纤维素酶分段酶水解研究

采用分段酶水解木质纤维原料的方法,以NaOH-Fenton试剂预处理桑木为原料,通过在反应过程中及时移除葡萄糖和纤维二糖,减轻产物的抑制作用,最终达到提高酶水解得率和缩短酶解反应时间的目的。实验结果表明：纤维素酶用量为15FPIU/g（以纤维素计,下同）时,在三段（8+8+8h）水解过程中,经第一段水解,纤维素酶反应速率从1.25g/（L·h）提高到2.21g/（L·h）,第二段水解后,酶反应速率为1.54g/（L·h）,比未分段水解的酶反应速率提高了73%;当纤维素酶用量为40FPIU/g时,三段（8+8+8h）水解得率增至88.08%;三段（8+8+8h）水解充分利用了酶解残渣上的结合酶进行后续水解。对纤维素酶在预处理桑木上的吸附情况进行研究,发现桑木经NaOH-Fenton试剂预处理后,对纤维素酶的最大吸附量为8.08mg/g,预处理增加了纤维素酶与桑木间的吸附位点。     

碱溶透析和酸析处理对碱木质素物化性质和Pb2+去除性能的影响

采用XPS、静态接触角、颗粒表面电荷、扫描电镜、官能团分析等方法来研究碱木质素经过碱溶透析和碱溶酸析处理后的物化性质的差异，探讨碱木质素分子聚集程度对Pb²⁺去除性能的影响。结果表明，碱溶透析木质素的比表面积是碱溶酸析木质素的4.77倍，碱溶透析样品较酸析样品的表面氧含量高48%、水/木质素薄膜的静态接触角低13°，反映出碱溶透析处理后的木质素比碱溶酸析处理后的木质素分子聚集程度低、分子链疏松、羧基和羟基等含氧官能团裸露程度增加。碱溶透析处理后的木质素与Pb²⁺的静电作用增强，对Pb²⁺的去除能力显著提高。Pb²⁺浓度为100 mg·L^-1时，碱溶透析木质素对Pb²⁺的去除量达136 mg·g^-1，去除率为81.8%，且去除性能受体系pH的影响小。与化学改性和表面功能化相比，利用碱溶透析处理以提高木质素对Pb²⁺的去除性能具有操作简单、无毒、能耗低的优点。     

活性炭改性对催化剂脱砷性能的影响

以K₂CO₃对活性炭进行化学改性,考察K₂CO₃加入量对活性炭比表面积、孔容及孔径等物化性质的影响。随K₂CO₃与活性炭质量比（碱炭比）的增大,活性炭的比表面积呈现先增加后减小的趋势。当碱炭比为6∶1时,活性炭比表面积由初始的653.3m²/g上升至1333.6m²/g。以小分子砷化物三乙胂和大分子砷化物三苯基胂为模型化合物,配制高砷催化裂化汽油,测定催化剂的砷容和脱砷效率。实验结果表明,改性后的催化剂具有丰富的中孔-大孔多级孔结构,表现出更加优异的脱砷性能：微孔保证催化剂具有大的比表面积,使得活性组分能够高效分散;中孔-大孔有利于液态石油烃介质的扩散,从而增大砷化物与活性相的作用,提高催化剂脱砷效率。     

预处理对泥炭孔结构的影响

以草本泥炭为原料,进行酸、碱、超声波和微波预处理,然后生物发酵产生甲烷,对预处理及生物发酵产生甲烷前后的泥炭进行N_2-吸附孔结构测定和SEM测定。结果表明:碱预处理泥炭甲烷产气量最高为44.73 mL/g(原料挥发性固体质量),与未预处理组相比增加200.20%;碱、酸、超声波和微波预处理后泥炭的比表面积和总孔容增加,平均孔径减小,其中碱预处理泥炭比表面积达4.43 m~2/g,总孔容为0.016 2 m~3/g,平均孔径为14.64 nm;预处理泥炭生物发酵产生甲烷后,比表面积和总孔容减小,平均孔径增大,其中,碱预处理泥炭比表面积降为2.02 m~2/g,总孔容减小为0.012 3 m~3/g,平均孔径增加至24.20 nm;酸、碱、超声波和微波预处理会对泥炭物理结构中的孔结构产生影响,提高甲烷产量,促进泥炭生物甲烷转化。     

离子及表面活性剂对甜高粱秆渣酶解的影响

为了提高纤维素酶水解经高温液态水处理后的甜高粱秆渣的效率,探讨了多种阴离子、阳离子以及吐温80(Tween 80)对纤维素酶活力的影响,并初步探讨了Tween 80影响甜高粱秆渣酶解的机制。酶激活试验表明,Br^-、I^-、NO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺和Co²⁺对纤维素酶有激活作用,但对甜高粱秆渣的水解效率提高不明显。添加Tween 80发现,随着浓度的增加,它对纤维素酶的抑制作用增强,而Tween 80添加量为0.175 ml·(g甜高粱秆渣)^-1时,甜高粱秆渣的酶解效率由16.6%提高到37.9%。吸附试验表明,甜高粱秆渣对纤维素酶和Tween 80的吸附达到一定限度后不再上升,Tween 80能显著降低甜高粱秆渣对纤维素酶的吸附。红外光谱分析发现,木质素对Tween 80的吸附要强于它对纤维素酶的吸附。     

核桃壳炭的制备及其对氨氮废水的吸附性能研究

为解决当前氨氮废水污染问题，以自制核桃壳炭为吸附剂，以NH₄⁺为模型吸附分子，考察了核桃壳预处理方式、焙烧温度、焙烧时间和铵根离子初始浓度等对氨氮废水吸附的影响，并采用多种手段对核桃壳炭进行表征。研究结果表明：经H₃PO₄预处理后于700℃焙烧2 h制备的核桃壳炭对低浓度的NH₄⁺具有优异的吸附能力；当铵根离子初始质量浓度为8 mg/L，100 mL NH₄⁺溶液中加入核桃壳炭2 g，吸附时间为240 min时，NH₄⁺去除率达93.41%；核桃壳炭吸附氨氮符合准二级动力学模型。比表面积和孔径分析结果表明：经H₃PO₄预处理后制备的核桃壳炭的比表面积为269.18 m²/g，总孔容积为0.173 6 cm³/g，微孔容积为0.125 cm³/g，平均孔径为5.46 nm。FT-IR、XRD和SEM分析表明：经H₃PO₄预处理制备的核桃壳炭为石墨碳晶相，表面呈现石墨片层结构，从而使其具有良好的NH₄⁺的吸附性能。     

改进的颗粒溶胶工艺制备高性能ZrO2-TiO2复合纳滤膜

以水为溶剂,采用改进的颗粒溶胶工艺,通过溶胶制备参数的调控优化,制备得到平均粒径为3 nm的ZrO₂-TiO₂复合颗粒溶胶。采用浸浆法,在平均孔径为5 nm的管式α-Al₂O₃底膜上,经过一次涂膜制备得到完整无缺陷的ZrO₂-TiO₂复合纳滤膜。ZrO₂-TiO₂复合纳滤膜的平均膜厚约为200 nm,纯水渗透率约为23 L·m^-2·h^-1·(0.1 MPa)^-1,对PEG的截留分子量为600。在pH 3,压力0.9 MPa的条件下,该膜对低浓度的Co²⁺、Sr²⁺、Cs⁺的截留率分别达到99.6 %、99.2 %和75.5 %。     

氨水沉淀-胶溶-EISA法合成介孔氧化铝

以廉价且无毒的无机铝盐为铝源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,结合氨水沉淀-胶溶-溶剂挥发自组装(EISA)方法,合成介孔氧化铝。考察胶溶过程中n(HNO3)∶n(Al~(3+))及n(CTAB)∶n(Al~(3+))对合成介孔氧化铝的孔径、孔容及比表面积等结构的影响。结果表明,加入HNO3胶溶和CTAB模板剂均可以提高合成介孔氧化铝的孔道有序度。当n(HNO_3)∶n(Al~(3+))=0~0.5时,氧化铝的有序度随着n(HNO_3)∶n(Al~(3+))的增加而增加。而有序度随着n(CTAB)∶n(Al~(3+))先增后降,当n(CTAB)∶n(Al~(3+))=0.1时有序度最好。n(CTAB)∶n(Al~(3+))过高,导致孔径分布范围变宽。氧化铝的孔径、孔容和比表面积主要受n(CTAB)∶n(Al~(3+))的影响。     

过氧甲酸预处理对甘蔗渣酶解和发酵的影响

以甘蔗渣(SCB)为原料, 经过氧甲酸(PAP)预处理后加入酶进行水解, 并以水解液发酵产乙醇, 考察预处理时过氧化氢(HPP)浓度变化对甘蔗渣酶解和乙醇得率的影响。实验结果表明: 在甘蔗渣PAP预处理过程中, HPP与甲酸(FAP)体积比为1∶1时, 预处理甘蔗渣(PAP-SCB-1)的木质素脱除率达84.30%;在纤维素酶用量为10 FPIU/g(以预处理后的甘蔗渣质量计)时, PAP-SCB-1水解72 h葡萄糖得率为98.71%, 较单独过氧化氢预处理甘蔗渣(HPP-SCB, 葡萄糖得率9.11%)和单独甲酸预处理甘蔗渣(FAP-SCB, 葡萄糖得率7.06%), 分别提高了9.84和12.98倍; PAP-SCB-1水解液经24 h发酵后, 乙醇得率为84.06%, 比HPP-SCB(76.20%)和FAP-SCB(75.15%)均有增加。对预处理前后物料的化学成分变化、比表面积和结晶度进行测定, 结果显示: 经PAP预处理后可以显著脱除甘蔗渣中的木质素, 木质素的量由未经预处理的21.27%降低到10%以下; 比表面积和结晶度都有提高, PAP-SCB-1的比表面积和结晶度分别为13.01 m²/g和54.18%, 是HPP-SCB的10.66和1.11倍, FAP-SCB的11.39和1.15倍。     

Enzymatic hydrolysis pretreatment for mechanical expelling of soybeans

Mechanical expelling of soybeans with enzymatic hydrolysis as pretreatment was investigated, and the process parameters were optimized by means of response surface methodology. Enzyme pretreatment enhanced both the amount of extractable oil in soybeans and oil extractability. A second-order response surface model was developed to predict the expelled oil as a function of the six process parameters investigated. The optimum was found at: Moisture content during hydrolysis, 23.00% wet basis (w.b.); enzyme concentration, 11.84% vol/wt; incubation period, 13.24 h; moisture content during pressing, 9.36% w.b.; pressing pressure, 75 MPa; and pressing time, 5.36 min. The parameters had no interactive effects on expelled oil. Pressing pressures above 75 MPa caused extrusion. Under the optimal conditions, oil expelled from dehulled cracked soybeans by static pressing at room temperature (18°C) was 63.5% of the total extractable oil. Much higher oil recovery would be expected in actual screw expellers due to dynamic pressing and higher operating temperature. Oil recovery could be further increased by adding one or more conventional pretreatments to the enzymatic hydrolysis pretreatment investigated in this study.     

木屑生物炭的制备及其对Pb2+的吸附特性研究

以松木（SM）和楠木（NM）木屑为原料，分别在300、450、600℃下制备了6种木屑生物炭，通过扫描电镜、孔径与比表面积分析仪、傅里叶红外光谱仪和热重分析仪对生物炭的理化性质进行了表征，并探讨了金属离子（Na⁺、K⁺、Ca²⁺）和pH值对生物炭吸附Pb²⁺的影响，同时研究了其吸附动力学。研究结果表明：在相同制备条件下，随着热解温度升高，生物炭的比表面积和孔容积增大，其最可几孔径呈下降趋势，楠木生物炭的比表面积（23.2~311.4 m²/g）均大于松木生物炭（17.6~210.6 m²/g）；FT-IR分析表明，热解温度的升高使生物炭芳香化程度增强，有助于生物炭与Pb²⁺形成稳定的结构。楠木生物炭对Pb²⁺吸附量（46.92~77.12 mg/g）高于松木生物炭（34.90~62.79 mg/g）；溶液中的Na⁺和K⁺不利于生物炭对Pb²⁺的吸附，Ca²⁺有利于Pb²⁺的去除。生物炭对Pb²⁺的吸附均符合准二级动力学方程，颗粒内扩散模型分析表明吸附受多种因素共同影响。     

皇竹草稀硫酸预处理研究

研究了中低温稀酸预处理对皇竹草化学组成变化、纤维素酶水解得率与总糖得率的影响,并采用扫描电镜(SEM)对皇竹草纤维结构变化进行了分析.结果表明,随着硫酸浓度的增大、温度的升高和时间的延长,半纤维素含量大幅度降低,且预处理后纤维素酶水解得率也逐渐增大.较好的预处理条件为100 g皇竹草原料,在固液比1:5(g:mL)条件下,用质量分数4.0%硫酸在温度110 ℃下,经过8 h预处理后,纤维素保留率为87.48%,半纤维素水解率为93.68%,所得固体渣经纤维素酶水解72 h后得率为86.3%(纤维素酶用量40 FPIU/g,以纤维素质量计),100 g原料可得到总糖量为54.53 g.预处理后皇竹草纤维表面和细胞壁受到破坏,表面积增大,有利于纤维素酶水解作用的进行.