AHP/碱木质素聚氨酯泡沫的阻燃性能

对精制后的碱木质素进行羟甲基化改性,再利用改性后的羟甲基化碱木质素部分替代聚醚多元醇,采用一步发泡法与聚合MDI制备了羟甲基化木质素基聚氨酯泡沫材料。将次磷酸铝(AHP)作为阻燃剂添加到泡沫中制备了阻燃碱木质素聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了羟甲基化木质素基阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。利用热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究制得泡沫的热降解行为、成炭性能和残炭形貌。实验结果表明,当羟甲基化碱木质素替代聚醚多元醇的量为60%,次磷酸铝的添加量为30%时,碱木质素聚氨酯泡沫材料的极限氧指数(LOI)值达到了27.5%。因此,羟甲基化碱木质素和次磷酸铝使泡沫在燃烧时能更好的形成炭层,从而有效地隔绝空气,降低热传递,提高了材料的阻燃性能。     

铁酸铜催化双氧水氧化降解碱木质素

采用双氧水、铁酸盐复合氧化体系,在碱性条件下,探究了麦草碱木质素氧化降解制备单酚类化合物的工艺条件。结果表明以铁酸铜为催化剂能促进木质素醚键的断裂,显著地提高单酚收率,在一定程度上碱浓度的增大以及双氧水量的增加,有利于提高单酚收率。     

碱木质素羟基化改性的研究

以Fe(OH)3作为催化剂,用过氧化氢对碱木质素进行羟基化,探讨了反应温度、反应时间、m( H2O2)∶m(木质素)、m(Fe(OH)3)∶ m(木质素)对木质素羟基化改性的影响,并对反应机理进行了初步探讨.实验结果表明,羟基化最佳反应条件是:反应温度为60℃、反应时间为60 min,m( H2O2)∶m(木质素)=1.2∶1,m(Fe(OH)3)∶m(木质素)=(1％ ～4％)∶1,此条件下的羟基值约为改性前碱木质素的2倍,羟基化改性比较成功.     

制备活性炭负载K2CO3用于催化餐饮废油合成生物柴油

以K₂CO₃为催化剂,工业碱木质素(KL)为活性炭(AC)前体,在管式电阻炉中经一步共混活化(K₂CO₃/KL质量比为0.6、活化温度800℃、N₂流量100cm³/min、活化时间2h)制备K₂CO₃/AC固体碱催化剂,用于餐饮废油与甲醇的酯交换反应合成生物柴油。对制备的固体碱催化剂进行了X-射线衍射(XRD)、BET表面积及扫描电镜(SEM)表征。考察了反应温度、催化剂用量、反应时间、醇油摩尔比等因素对餐饮废油转化为生物柴油产率的影响。结果表明当反应时间2h、反应温度60℃、醇油摩尔比15:1、催化剂为原料油质量的3.0%时,生物柴油最大产率为87.5%。考查了催化剂的循环利用效果,结果表明催化剂能循环利用3次,第3次利用时生物柴油的产率仍达到80.7%。     

木质素基二氧化硅复合纳米颗粒的制备及在高密度聚乙烯中的应用

针对目前木质素基SiO₂复合纳米颗粒聚集严重及木质素负载量低,难以应用的现状,以碱木质素为主要原料,先通过磷酸化改性制备磷酸化碱木质素,再利用酸析共沉法将1.2份磷酸化碱木质素与1份纳米SiO₂(均为质量份)复合制备了木质素-SiO₂复合纳米颗粒,并探究复合颗粒对高密度聚乙烯(HDPE)力学性能的影响。FT-IR、XPS、TEM、TG和静态接触角测试结果表明,木质素主要以氢键作用与SiO₂结合;与原料二氧化硅相比,复合颗粒的粒径从25 nm增加到40 nm,聚集程度明显减弱;复合纳米颗粒中木质素占47%(质量分数);表面的疏水性增强,有利于复合颗粒在高密度聚乙烯中均匀分散,显著提高了HDPE的拉伸强度。与碱木质素/HDPE复合材料相比,木质素-SiO₂复合纳米颗粒/HDPE复合材料的拉伸强度和断裂拉伸率分别提高了48.68%和73.57%。     

聚乙烯醇/改性碱木质素发泡材料的制备与性能

以改性碱木质素与聚乙烯醇(PVA)为原料,甲醛为交联剂,采用无机发泡原理,制备了聚乙烯醇/碱木质素发泡材料(PLFM)、聚乙烯醇/环氧化碱木质素发泡材料(PELFM)和聚乙烯醇/羟甲基化碱木质素发泡材料(PHLFM),并利用红外光谱、扫描电镜、DSC及TG对发泡材料进行了测定及分析。结果表明, PVA用量为5 g时,环氧化碱木质素用量为50%(以PVA质量计,下同),甲醛用量24%,硫酸用量54%,固化温度120 ℃制备的PELFM拉伸强度最大,为17.26 MPa。FT-IR分析显示, PLFM和PHLFM的苯环5位均发生取代,而PELFM没有发生取代;SEM图片显示发泡材料的孔径不规则,孔隙率较大;与另两种发泡材料相比,PELFM拉伸性能低,表观密度较低,吸水倍率也较低。从DSC和TG分析可知,3种发泡材料中PELFM具有较低的玻璃态转变温度,但其生物相容性最好,PELFM失重率最高峰对应的峰值温度最大且介于碱木质素与PVA之间,烧失后残余量也最大,表明PELFM的耐热性更好,热稳定性更强。     

碱木质素基多孔炭材料的制备及其在超级电容器中的应用

以碱木质素为原料,按照其与NaOH质量比(简称碳碱比) 1∶1、1∶3、1∶5进行混合,利用实验室小型管式炉热裂解制备碱木质素基多孔炭材料,对多孔炭材料进行了场发射扫描电子显微镜、粒径、有机元素和傅里叶变换红外光谱分析;并采用自制碱木质素基多孔炭材料制备超级电容器,通过循环伏安测试和恒流充放电测试分析其电化学性能。结果表明,碱木质素基多孔炭材料形貌都呈球状或半球状,有大量孔结构,表面粗糙有起伏,碳碱比从1∶1变化到1∶5,平均粒径分布逐渐减小。碳碱比为1∶1时,碱木质素基多孔炭材料制备的超级电容器电化学性能最优,随着电流密度从0. 1 A/g增加到1 A/g,其比电容从71 F/g下降到62 F/g,下降13%左右;在1 A/g的超大电流密度下充放电循环500次,比电容依然维持在62 F/g,循环性能良好。     

添加剂氢化钙对碱木质素热裂解特性的影响

针对碱木质素热裂解产物种类分布复杂、单一组分含量偏低等问题,以还原性强的氢化钙作为添加剂,利用热裂解气质联用分析法考察了添加不同质量分数氢化钙对碱木质素热裂解产物组分构成、转化及分布的影响。结果表明:氢化钙的加入使得碱木质素热裂解组分种类从51种减少到20种,促进了组分的富集;氢化钙的加入大幅度促进了碱木质素热裂解主产物愈创木酚和甲醇的生成,分别提高了70%和100%以上;氢化钙在碱木质素热裂解过程中起到加氢还原和催化转化双重作用,促进了热裂解中间产物酮类、酸类、醛类等含不饱和官能团物质的还原和转化,羧基、羰基等官能团被还原为酚羟基和醇羟基,酚羟基的增加提高了碱木质素热裂解产物反应活性,醇羟基的增加提高了热裂解产物的稳定性。添加剂氢化钙可显著改善碱木质素热裂解产物的组分分布、品质和稳定性。     

离子液体[BMIm]Cl对碱木质素在室温水中溶解特性的研究

通过紫外光谱考察了造纸黑液中碱木质素在离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIm]Cl)作用时在水中的平衡溶解度及其对碱木质素的助溶作用。实验结果表明,水中碱木质素的平衡溶解度在不同浓度[BMIm]Cl作用时分为两个阶段,当[BMIm]Cl浓度>0.0005g·L-1时,碱木质素平衡溶解度与[BMIm]Cl浓度呈指数上升趋势,反之则呈指数下降趋势。对[BMIm]Cl助溶作用的考察发现,当[BMIm]Cl浓度大于0.023mmol·L-1时,其电解质特性才得以显现,可对碱木质素起到助溶作用,且[BMIm]Cl浓度并非越高越好。     

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。