磷酸丙酮法分离玉米芯三组分的研究

采用一种无机酸/有机溶剂预处理方法,将玉米芯与浓磷酸按照液固比8∶1混合,50℃分别反应0.5,1,2 h;然后用丙酮浸泡,离心提取木质素;残渣用Na2CO3中和后酶解,旨在将已破坏结构的纤维素和可溶聚合木糖降解为单糖。傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)结果显示,回收的木质素特征结构峰明显,说明该法所提木质素官能团变化较小;进一步研究发现,磷酸1 h处理得到的木质素特征谱图最清晰完整。用扫描电镜观察(SEM)玉米芯原料和预处理残渣的微观结构变化,原料呈现沿径向条状纹路,残渣放大500倍和5 000倍都观察不到任何纤维条结构。残渣中和后酶解,24 h酶解率就达到90%左右,72 h酶解率基本达到100%。降低丙酮用量并使过程可循环是工业应用的前提条件。     

生物质下吸式气化炉气化制备富氢燃气实验研究

以制取富氢燃气为目标,在自热式下吸式气化炉反应器内,进行了生物质下吸式气化炉富氧/水蒸气及空气气化的制氢特性研究。实验结果表明,与空气气化相比,富氧/水蒸气气化可显著提高氢产率和产气热值。在实验条件范围内,最大氢产率达到45.16 g/kg;最大低位热值达到11.11 MJ/m3。在富氧/水蒸气气化条件下,燃气中H2+CO体积分数达到63.27%—72.56%,高于空气气化条件下的52.19%—63.31%。富氧/水蒸气气化条件下的H2/CO体积比比值为0.70—0.90,低于空气气化条件下的1.06—1.27。实验结果证实:生物质下吸式气化炉富氧/水蒸气气化是一种有效的制取可再生氢源的工艺路线。     

衣康酸产业的现状与展望

衣康酸具有活泼的聚合特性,因此,是一种用途广泛的化学制品。目前,我国已经成为衣康酸生产的超级大国。该文拟对衣康酸菌株选育和发酵工艺的研究进行概括性的总结和讨论,以期为菌株选育和发酵工艺优化提供有益的参考。     

我国生物质液体燃料发展现状与前景分析

一前言随着社会的进步,人类对石油的依赖越来越强烈,石油供应与消费的平衡关系制约着各国乃至全世界的经济发展。历史表明,每次石油危机的出现,都引起了各国对未来能源供应不足的担心,从而寻求各种替代能源,以避免国家经济遭受打击。     

微波辅助组合离子液体直接制备微藻生物柴油

采用小球藻、甲醇为原料,离子液体组合物作为提取催化剂,微波辅助原位一步法催化制备微藻生物柴油。考察微波功率、离子液体类型、离子液体用量、反应温度、反应时间、醇油物质的量之比等因素对酯交换率的影响,并与传统水浴加热机械搅拌法比较。结果表明:微波和离子液体对生物柴油的制备有协同促进作用,离子液体具有催化、提取与增溶的作用,能较好地消除醇油界面接触,微波的引入可强化传质传热过程,与传统加热方式水浴加热机械搅拌法相比,可缩短酯交换反应的时间,降低反应温度,减少离子液体、甲醇用量。离子液体[BMIM][HCOO]为提取剂,微藻油脂提取率最高;酸性离子液体催化效果明显高于碱性离子液体,离子液体[SO₃H-BMIM][HSO₄]为催化剂,微藻油脂转化率最高。在甲醇用量和藻粉质量比为6∶1,离子液体组合物和藻粉质量比为5∶1,[BMIM][HCOO]与[SO₃H-BMIM][HSO₄]体积比12∶1,微波功率400 W,反应温度为60℃,反应时间40 min条件下,生物柴油转化率可达93.3%。该方法将离子液体溶解提取性能、催化性能及微波的热效应相结合,将油脂的提取与油脂的酯化合二为一,能够实现微藻生物柴油的一步转化制备。     

生物柴油标准及质量评价

生物柴油是一种可再生清洁能源，受到世界各国青睐。许多国家纷纷成立了专门的生物柴油研究机构，投入大量人力、物力，推广生物柴油的生产和应用，全球生物柴油产业发展迅速。与此同时，生物柴油标准也在规范生物柴油生产、提高产品质量及提高企业竞争力等方面体现出越来越重要的作用。文章介绍了国内外生物柴油产业发展的现状和制定生物柴油质量标准的意义，分析了质量标准中各个评价指标对生物柴油储存稳定性以及生物柴油作为燃料时对发动机的影响。     

生物质能源开发与应用现状和前景

简要分析了生物质能资源及其特点,回顾了国内外生物质能及其转换技术的发展与应用现状,分析了我国生物质能开发中存在的问题与障碍,描绘了生物质能利用的中远期前景.     

酶促合成生物柴油反应动力学

以Candidasp.99-125脂肪酶为催化剂,甘油三油酸酯和甲醇为底物,采用有序机制模型对酶促合成生物柴油的酯交换反应动力学进行了研究,并与经典乒乓机制模型进行了比较。研究结果表明,反应初速率的实验值与有序机制模型方程的计算值吻合很好。对于固定化Candidasp.99-125脂肪酶催化合成生物柴油的酯交换反应机理进行研究,采用有序机制模型比经典乒乓机制模型更为精确。反应过程中,醇抑制为竞争性抑制,在甘油三油酸酯浓度较小的范围内,醇抑制作用较为显著,醇浓度越低反应初速率越快。该有序机制模型可用来预测生物柴油的生产批次或连续反应器中酯交换反应的速率,确定最佳底物油脂和醇的浓度。     

小球藻对奶牛场沼液处理能力及生物质生产的探究

为资源化处理奶牛场沼液、探究小球藻Chlorella vulgaris NIES-227对奶牛场沼液的处理能力以及生物质利用潜力,在柱式光生物反应器中利用小球藻处理沼液占比分别为25%、50%、75%和 100% 4种不同浓度的未灭菌污水。研究结果显示,各浓度污水中总氮、总磷和COD的去除率分别为36.0%～92.5%、42.8%～100%和6.9%～32.2%。在沼液占比为25%的污水中氮磷的去除率最高,氨氮、总氮和总磷的去除效率分别可达99.9%、91.0%和100%。微藻在低浓度沼液（25%～50%）中生长状态良好,在沼液占比为50%的污水中可获得最高生物质产率393.6 mg/(L·d)。但是在高浓度沼液（75%～100%）中微藻生长受到一定抑制,导致氮磷的去除效果变差。培养期间细菌的数量增长显著,促进了COD的去除。各浓度沼液生物质中总脂、总糖和蛋白质含量分别为13.2%～32.2%、12.3%～27.6%和16.2%～30.9%。实验数据表明,低浓度沼液能产生更多高能量组分的生物质,适合用作生物燃料的开发;高浓度沼液能产生含较多蛋白质的生物质,更适合用作动物饲料。     

响应面法对磁性碳基固体酸催化剂的制备工艺优化研究

为使磁性碳基固体酸催化剂具有更好的催化活性和水热稳定性,利用响应面法对其制备工艺进行优化,以催化玉米芯水解所得的木糖得率为评价指标,选取碳化温度、碳化时间、磺化温度和磺化时间4个显著影响的因素,设计四因素三水平Box-Behnken试验,考察各因素对制备催化剂的影响,并确定最优制备工艺条件。实验结果表明,建立的二次多项式数学模型显著性较高(p=0.0003),相关系数R~2=0.8839,对实验结果具有较好的预测性。在优化的基础上确定磁性固体酸催化剂的最佳制备工艺条件为:碳化温度455℃、碳化时间4.8 h、磺化温度107℃和磺化时间10.0 h。在此条件下制备的磁性固体酸催化剂催化水解玉米芯所得木糖的得率为39.35%,与模型预测值38.73%有1.60%的误差,说明用此模型来优化磁性固体酸催化剂的制备工艺是合理的。同时,将制备的磁性固体酸催化剂与SBA-15、HZSM-5、Amberlyst-15这3种常见固体酸催化剂对催化玉米芯水解的木糖得率进行比较,结果表明,磁性固体酸催化剂的活性最高,研究价值突出。通过研究,明确制备过程中各因素对磁性碳基固体酸催化剂催化活性和水热稳定性的影响情况,可为后续催化剂设计、改性、载体选择等方面提供理论依据和实验基础。