烟草废弃生物质热解实验研究

采用热重分析方法,以氮气为载气对不同粒径烟梗、烟杆和玉米秸秆等生物质进行不同升温速率下的热解实验,分析出烟梗在不同条件下的失重情况,并与烟杆和玉米秸秆进行对比分析。研究显示:烟梗热解主要由水分析出,低沸点化合物析出,半纤维素、纤维素热解析出挥发分,木质素热解和生物炭的形成五个热重阶段组成。升温速率的提高会导致挥发分析出困难、峰值向高温区移动、而析出量增大;在相同的热解条件下,烟梗的热稳定性最好;随着粒径的减小,烟梗在低温区的热解持续时间缩短,热解能力变差,析出挥发分减少。     

碳酸钙对纤维热解特性与产物形成规律的研究

探讨了添加20%碳酸钙的纤维素的热解特性与产物形成规律。结果表明,添加20%碳酸钙的纤维素热解最大失重温度增加,热解速率降低,热解出现滞后现象。随着热解温度的升高,热解气以及热解油的产量会随之增加,热解焦炭产量降低。对纤维素的热解产物分析可知:热解焦炭和热解气占比较小,但碳酸钙促进热解气的生成同时减少热解焦炭的生成;热解油的占比较大,其中脱水糖类产物含量较高且碳酸钙有助于纤维素热解生成脱水糖类物质尤其促进生成左旋葡萄糖的同分异构体3,4-脱水阿卓糖。通过研究碳酸钙对纤维热解特性与产物形成规律分析提出废纸资源化、无害化的高效利用方式。本工作为多次回用的废纸纤维进一步高效利用提供理论基础。     

纤维素热解的实时快速逸气分析/傅里叶变换红外光谱法研究

1　引言一般认为 ,纤维素热解产生两类主要初级反应产物 :脱水形成的脱水纤维素和解聚形成的左旋葡聚糖。脱水和解聚反应相互竞争活化纤维素 :在低温 (低于30 0℃ )和慢的加热速度下有利于脱水 ,而在高温 (高于30 0℃ )和快的加热速度下 ,有利于解聚。在二级反应时 ,脱水纤维素和左旋葡聚糖会进一步分解 ,形成炭、永久气体和其它挥发性物质。纤维素热解研究用的技术有多种 ,其中有热重量分析法 (ＴＧＡ)、扫描差示量热法 (ＤＳＣ)、热解 -气相色谱法、热解气相色谱 /质谱法和逸气分析法 (ＥＧＡ)。本研究建立了一种快速加热逸气分析 /傅里叶…     

涤纶的DOPO与不饱和硅氧烷反应物耐久阻燃抗熔滴整理

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为含磷组分,乙烯基三甲氧基硅烷(VTS)为不饱和含硅前驱体,制备出磷硅杂化阻燃剂DOPO-VTS。采用溶胶-凝胶法,将DOPO-VTS用于涤纶织物整理上,整理织物的极限氧指数(LOI)可达28.5%,燃烧无熔滴,且具有较好的耐洗性。采用热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)分析整理织物的热稳定性及残炭形貌,结果表明,DOPO-VTS可增加整理织物的残炭量,所形成的炭层致密连续。     

废纸造纸污泥制备泥质炭吸附材料及其特性研究

通过热解法探究了废纸造纸污泥制备泥质炭吸附材料的工艺条件,并对其热解固体产物特性进行了分析,发现造纸污泥经过研磨过筛预处理、ZnCl_2活化、中低温热解炭化、盐酸洗涤、研磨干燥后可制备出内部孔隙结构发达和比表面积高的优良吸附材料。结果表明,热解温度500℃,活化剂ZnCl_2浓度3mol/L,热解时间30 min,固液比为1∶2时可制备出碘吸附值达610.3 mg/g、固体泥质炭得率为73.3%。泥质炭比表面积可达310.81cm~2/g,高于商品活性炭的159.58cm~2/g,中孔和大孔的比例较大,呈蜂窝结构,吸附性能大大增强,可替代商品活性炭用于工业废水的处理。     

桉木化学机械浆碱木素热解特性初步研究

采用酸析法分离桉木碱性过氧化氢法(APMP)制浆废液中的碱木素,应用热重红外联用(TG-FTIR)分析方法对碱木素的热解特性进行初步研究,并对热解过程中挥发性产物释放规律进行追踪。热重分析(TG)结果表明,热解主要分为玻璃态转化、主要热解、残留物质缓慢分解3个阶段;傅里叶红外光谱(FTIR)分析结果表明,热解阶段可挥发性产物有H2O、CO2、CO、CH4、酚醇类化合物和醛酮类化合物,反应时间在2000 s以后的高温阶段热解产物主要为CO和CO2。其中,CH4、醛酮类化合物、酚类和醇类化合物释放主要集中在300～600℃之间,且产率均较高。     

工业碱木素裂解技术研究与经济分析

采用自行设计的高温裂解床研究了工业碱木素在不同温度下的热解产物分布规律;利用色谱仪和气质联用仪分析了热解的液相产物(热解油)的主要组成。研究结果表明:在550℃下热解,工业碱木素的热解油产物比较高,工业碱木素的热解油化学组分繁多,不同温度下的热解产物组成变化较大,同时产物中发现未被彻底裂解而保留的分子量较高的物质,热解液相产物主要组成是分子结构简单的酚类、菲类、酮类、有机酸等物质。经过对裂解技术与传统燃烧技术进行粗略经济分析可见,通过裂解工艺将碱木素进行高值化利用,其价值超过传统燃烧工艺。     

基于PY-GC-MS技术对沉香挥发性成分的研究

本次实验着重分析沉香热解挥发组分,同时研究不同热解温度下热解挥发组分含量的差异来确定最佳热解温度。本文采用PY-GC-MS法对沉香热解成分直接进行在线分离检测,并用峰面积归一化法测定了各化学成分占总热解组分的相对含量。最终得出低温沉香热解产物较少,高温热解产物明显增多,这可能因为低温条件下沉香热解不充分挥发组分少,高温时沉香中的纤维素和木质素热解导致的。热解温度220℃时共鉴定出23种物质,其中主要组分有醛、酸和酮,除此之外基于PY-GC-MS快速检测到咖啡因、5-羟基-6,7,8-三甲基-2,3-二甲基色酮、可待因、3,5-二甲氧基-4-羟基肉桂醛、2,6-二甲氧基-4-(2-丙烯基)苯酚等物质。由此得出使用PY-GC-MS技术可在线快速检测分析沉香热解组分,并且采用不同的热解温度对其热解挥发性组分有很大的影响,在此次实验条件下沉香最佳热解温度为220℃。     

生物质环保阻燃剂PD的制备及其阻燃性能

为解决纯棉织物的阻燃及其耐洗性问题,以生物质植酸和双氰胺为原料,制备了无卤生物质环保耐洗阻燃剂PD,并应用于棉织物的阻燃整理。借助傅里叶红外光谱仪和X射线能谱仪等分析表征了PD化学结构和元素组成,并对整理织物的表面形貌、热稳定性、阻燃及耐水洗性等进行了分析。结果表明:阻燃剂PD为多活性磷氮型阻燃剂;纯棉织物阻燃整理时,阻燃剂PD质量分数为35%;PD处理样在800 ℃热解残炭量为13.32%(氮气气氛),垂直燃烧的损毁长度为4.5 cm,极限氧指数达43.6%,且阻燃织物经40次标准洗涤后,极限氧指数仍能达到29.1%;制备的阻燃剂PD是一种阻燃效果和耐水洗性能优良的生物质环保阻燃剂。     

小麦麸皮水不溶性阿拉伯木聚糖提取及其酶解产物分析

以小麦麸皮为原料,采用碱提法对小麦麸皮中的水不溶性阿拉伯木聚糖进行提取。以水不溶性阿拉伯木聚糖得率为响应值,采用单因素试验和响应面分析法对其提取工艺进行优化,并利用不同木聚糖酶对其进行酶解,采用薄层色谱（TLC）法对酶解产物进行分析。结果表明,水不溶性阿拉伯木聚糖的最佳提取工艺为料液比1∶193（g∶mL）、提取温度61 ℃、提取时间5 h。在此最优提取工艺条件下,水不溶性阿拉伯木聚糖的得率为51.61%,较优化前提高20.71%。用不同种类木聚糖酶对提取的水不溶性阿拉伯木聚糖进行酶解,TLC分析结果表明,链霉菌10904来源的木聚糖酶A对水不溶性阿拉伯木聚糖有较好的底物特异性,酶解产物丰富且以木二糖为主,为阿拉伯低聚木糖的制备提供理论依据。     

木质素基碳纤维研究进展

木质素是自然界中储量最丰富的天然高分子之一,也是造纸工业中的主要副产物。其可再生性和优越的理化性能是制备低成本民用碳纤维的理想原材料,既实现了木质素的高值化利用,又可以降低碳纤维的成本。本文对国内外木质素基碳纤维的研究进展进行了归纳总结。     

纺织品中生物质碳材料的制备与应用

近年来,来源广泛、可再生性强的生物质碳材料由于具有高比表面积、孔隙丰富等特点受到各界的关注。综述了生物质新兴碳材料的常用制备方法,着重介绍了目前纺织品中的生物质碳材料在废水吸附、电化学储能等领域的应用情况;对生物质碳材料在纺织行业的应用前景及研究动向进行了展望。     

Preparation and Adsorption Properties of Biomass Activated Carbon from Ginger Stems

Biomass activated carbon(BAC) was produced from ginger stems by carbonization and activation presented high specific surface areas and mesoporous structures. The carbonization temperature of the ginger stems were controlled within 500～900℃. The optimal carbonization condition is as follows: carbonization temperature of 700℃, carbonization time of 6 h. The determined optimum activation condition is: temperature of 800℃, activator of KOH and carbonized product/alkali ratio of 1:4(w/w). The carbonization yield, BAC yield and Brunauer-Emmett-Teller(BET) surface area were measured and the adsorption performance of BAC to nitrogen was investigated. The results showed that the nitrogen adsorption isotherm curve was as type I isotherm. It was finally determined that the BET surface area was 660 m~2/g under the abovementioned optimal conditions of carbonization and activation. The FESEM analysis indicates that the obtained BAC is of micropore structure.     

不同碳源对粘性红酵母WP3生长及类胡萝卜素产量的影响

研究了不同碳源及含量对粘性红酵母（Rhodotorula mucilaginosa）WP3生长及类胡萝卜素积累的影响。结果表明,在所研究的碳源中,葡萄糖有利于生长,而果糖有利于类胡萝卜素积累。在碳源含量为40 g/L,果糖和葡萄糖比例为7∶1,果糖含量为35 g/L,葡萄糖含量为5 g/L时,粘性红酵母WP3的生物量为7.94,类胡萝卜素产量达到556.84 μg/L,对粘性红酵母生长及类胡萝卜素合成有利。     

马勃液体培养条件的研究

试验以马勃发酵液中菌丝生物量为指标研究了碳源、氮源及无机盐对马勃在液体培养条件下生长的影响,并采用正交试验优化了马勃液体培养的培养基。结果表明：玉米粉为最佳碳源,黄豆粉为最佳氮源,优化培养基配方为：玉米粉3.0%、黄豆粉1.5%、磷酸二氢钾0.1%、硫酸镁0.1%。最适合马勃菌丝体生长的液体发酵条件是：培养温度26℃,pH值6.5,摇瓶装液量为250ml装80ml,摇床转速130r/min,接种量15%。     

秸秆生物炭对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响

为探讨秸秆生物炭在植烟土壤的应用效果,通过盆栽试验研究了不同生物炭添加量对烤烟生长发育、土壤有机碳及酶活性的影响。结果表明,土壤中添加适量生物炭（0.2%~1.0%）有助于烤烟的生长发育,表现为株高、叶面积及地上部茎、叶生物量的增加,而较高的添加量（5.0%）则有抑制作用;但烟株根系发育与此不同,其根系生物量与根冠比随生物炭添加量的增加而增加,其中以添加量5.0%时烤烟根系生物量及根冠比最高。此外,随生物炭添加量的增加,土壤有机碳及活性有机碳含量均呈增加趋势,但活性有机碳的增加效果没有总有机碳明显。土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性均随生物炭添加量的增加有不同程度提高,过氧化氢酶活性则下降或变化不大。因此,生物炭施用对烤烟生长发育及土壤生物活性具有重要影响,由于生物炭与土壤的相互作用是一个长期过程,后续还需通过长期定位试验来系统研究其对烟草生长发育的正负效应及其内在机理。     

Carbon balance in grapevines under different soil water supply: importance of whole plant respiration

Background and Aims: Net carbon gain commonly estimated from leaf photosynthesis measurements often overestimates grapevine production. This is usually attributed to canopy complexity and a lack of plant respiration data. The present study evaluates the significance of plant respiration in correcting this overestimation. Methods and Results: Non‐grafted and non‐productive young plants of four grapevine varieties were grown either under irrigation or controlled water stress for 30 days. Daily time courses of leaf photosynthesis and transpiration were determined along with measurements of leaf, stem and root respiration, from which whole plant carbon balance was estimated. Up to 30–60% of carbon obtained by photosynthesis is used in respiration, with root respiration being the largest user of fixed carbon (up to 75%). Conclusions: Whole plant respiration represents a significant part of total carbon balance and accounts for the largest part of the discrepancy between photosynthesis‐based estimates of plant production and actual plant production. Significance of the Study: The present study presents a quantitative evaluation of the importance of plant respiration in grapevine carbon balance and biomass production, highlighting that gas exchange studies aiming predict plant production should include estimates of respiration, especially of roots.     

兔毛基中空碳纤维在锂硫电池中的应用

为开发高性能、低成本的锂硫电池正极储硫材料,利用天然生物质纤维兔毛为前驱体,经预处理和炭化制备了具有杂原子掺杂的兔毛中空碳纤维(RC),并采用热熔融法制得硫/兔毛基碳纤维(S/RC)复合材料。探讨了不同炭化温度对碳纤维形貌结构、S/RC复合材料晶型结构与电导率、锂硫电池的电化学性能及循环充放电稳定性的影响。结果表明:预处理温度为300 ℃,炭化温度为800 ℃时,制备的兔毛基中空碳纤维的形貌结构最好,用其作为正极材料制备的电池首次放电比容量达899 mA·h/g,在0.5C倍率下300次循环后放电比容量为598 mA·h/g,仍保持原始比容量的66.52%;在高倍率条件下该电池仍具有较高的放电比容量,1C和2C倍率下放电比容量分别为543.8和505.4 mA·h/g。     

培养基对复合菌液质量的影响

以老窖泥为材料,通过对富集、筛选的复合菌液的研究与应用发现：第6天培养菌液菌体浓度最大。在生产中应用效果最好;同时,不同培养基的C：N比值,对复合菌液的菌体浓度及代谢产物有重要的影响。