大连化物所木质纤维素平台化合物制备可再生JP-10燃料研究取得新进展

<正>近日,中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究中心李宁研究员、张涛院士团队,开发了两条通过木质纤维素平台化合物——糠醇制备可再生JP-10高密度燃料的新路线。以木质纤维素为原料合成可再生航空燃料是国际生物质催化炼制的研究热点。目前,国内外已有的木质纤维素航空煤油报道主要集中在合成普通航空煤油。JP-10燃料(挂式四氢双环戊二烯)是一种经典单组份高密度航空燃料。与普通航空煤油相比,JP-10燃料在密度、冰点、热安定性等方     

木质纤维素类生物基材料研究进展

木质纤维素类生物质作为重要的可再生资源,不仅可以转化为能源及化工品,还可以合成相关的生物基材料。本文综述了以木质纤维素类生物质各组分为原料合成的生物基材料的种类、方法和应用,发现生物质是很好的化石材料替代品。直接将生物质各组分进行生物基材料合成会缩小其应用范围,运用化学改性方法对生物质各组分进行化学改性后再合成生物基材料,可以优化材料的一些性能,其中,基于生物质绿色、可降解和无污染的天然特性,在污水处理和替代相关石油基材料的原料方面其将发挥更重要的作用。     

水热炭化法制备生物质基碳纳米材料研究进展

碳纳米材料因具有良好的吸附、电化学、催化以及气体贮存性能,被认为是材料科学研究中的热点明星.碳纳米材料大致分为富勒烯、碳纳米管、石墨烯、碳微球、碳纳米杂化材料等.碳纳米材料的研究重点是探索简易、环保、低能耗、过程可控的制备方法.现在主要的研究手段是利用可再生的木质纤维原料衍生物、纤维素、半纤维以及构成这些聚糖的结构单糖等碳水化合物作为碳源,进行水热炭化反应.本文详细介绍了生物质水热炭化过程中所发生的降解及炭化反应,着重介绍了水热炭化制备生物质碳微球以及生物质碳包覆纳米颗粒过程中涉及的成核生长机理.在此基础上,还分别论述了碳微球、碳包覆纳米复合材料的合成工艺.同时对上述碳纳米材料在水污染治理、电化学、催化、生物及传感器领域等方面进行了全面的概括.最后,本文总结了前人研究工作中存在的几点问题并提出了相应的建议.     

离子液体预处理木质纤维素的研究进展

预处理是木质纤维素生物炼制工艺中不可缺少的重要环节,但传统的预处理技术存在成本高、污染严重和效率较低等缺点。由于离子液体有熔点低、化学稳定性和热稳定性高、环境友好、可设计性等优势,被视为可替代传统试剂的新型绿色溶剂,近年来广泛应用于生物质预处理的研究中。介绍了离子液体在木质纤维素预处理中的研究现状,并通过分析、总结离子液体预处理中存在的问题,展望了离子液体预处理技术的发展前景。     

国内外纤维素乙醇技术进展

木质纤维素生产乙醇技术难度大，目前世界上还尚未实现工业化生产。主要有酸法和酶法两种工艺，与酸化水解等其他工艺相比，酶化水解具有反应条件温和、降解产物毒性低、糖得率高及设备投资低等优点。目前酶解纤维索乙醇面临三大技术瓶颈：①高效生物质预处理技术；②低成本纤维酶生产技术；③高耐受性的代谢C5产乙醇的微生物菌种。中国的纤维素乙醇技术在与国外合作的基础上，也有很大的突破。     

生物质制取液体燃料技术发展趋势与分析

叙述了利用生物质制备液体燃料的4种技术及其原理、工艺过程；着重介绍了近年来各种技术发展中出现的新趋势，如选择性快速热解、直接液化藻类植物、选择性超临界萃取、模拟生物功能处理木质纤维素；列举了包含新趋势的实验例子；最后对各种技术做了分析。     

木质粉末高密度滑动轴承无胶温压成形结合机理研究

按照木质粉末高密度滑动轴承制备工艺(160℃,70 MPa,保温、保压30 min),对小于350μm的杨木粉末的三级抽提物纤维素-木质素-半纤维素复合体、纤维素-木质素复合体和纤维素实施无胶温压成形,分析温压前后各样粉的微观结构、物相、官能团、纤维素结晶度等的变化情况。结果表明,木质粉末中的纤维素、半纤维素、木质素在无胶温压成形过程中均发生了化学反应,产生了化学链接。温压成形可改善各级抽提物的化学结构,提高其化学结合程度与纤维素结晶度,使其一体化、致密化、塑化程度与热稳定性明显提高。综合温压成形工艺成本与温压材料特性表征,以杨木粉末为基材制备生物质功能材料(如滑动轴承)宜采用一级抽提物或原粉。     

纳米材料

<正>德用纳米纤维素3D打印移植用的人造耳朵据报道,最近,德国联邦材料测试和研究所利用木质纳米纤维素,通过3D打印技术制成了移植用的人造耳朵,可以作为先天性耳廓畸形儿童的植入物。据研究人员迈克尔·豪斯曼介绍,制造人造耳朵的原料是可生物降解的木质纳米纤维素。借助生物绘图仪,具有黏性的纳米纤维素可以完美塑造复杂的构造,固化后的结构仍然非常稳定。他们研究了纳米纤维素水凝胶的特性,并进一步优化稳定性和3D打印工艺,制成了可用于移植的人造耳朵。这种人造耳朵     

新能源材料

正新发现有助生物燃料制取技术创新法国研究人员最新发现,木腐菌分泌的一类酶能够提升植物废料中木质纤维素的降解效率,有助于推动生物提炼技术创新,降低使用植物废料制取生物燃料的工业生产成本。木质纤维素是植物细胞壁的主要组成部分,它是一种丰富、廉价的可再生资源,大量存在于秸秆、木屑等农业废弃物中,是制备生物燃料的重要原料。木质纤维素由纤维素、半纤维素和木质素构成,自身结构特点导致其难以被木质纤维素     

农林废弃生物质资源精深加工技术进展

农林废弃生物质主要由木质素、纤维素等组成,来源广泛、可再生,通过对其进行精深加工,可获得具有高附加值的产品,是一种潜在的化石资源替代品,对绿色可持续发展具有重大意义.在生物质资源化产品中,生物质炭材料可通过热解和水热两种炭化方法获得,功能性炭材料的设计与制备是近年来的研究重点.生物质合成气可通过气化、热解、水热气化等方法获得,主要含有H2、CO等气体,可直接作为燃料,或者作为合成生物质油及其他化学品的原料,目前的研究主要致力于提高生物质合成气的产率和质量.生物质油则可通过热解、水热液化等方法得到,或以生物质合成气为原料经费托合成获得,生物质油主要含有烷烃、烯烃、芳香族化合物等,通过精炼可作为汽油、柴油的替代品,提高生物油的产率及选择性是近年来的研究重点.本文根据生物质深加工产物形态的不同,将生物质精深加工技术分为固相、气相、液相等三类,从生物质利用技术的原理、工艺条件、最新进展等角度,对农林废弃生物质资源的精深加工研究进展进行了梳理和系统总结,列举了部分代表性研究成果,旨在进一步理解生物质农林废弃物资源化精深加工技术发展的前沿动态、前景与潜力,为探求绿色可持续发展提供新的工程化思路与方法.     

基于半纤维素和木质素的水凝胶研究进展

作为“生物炼制”的原料,木质纤维素中的纤维素成分可为人类生产生物燃料和化学品,但其中的半纤维素和木质素成分未能有效利用.由于高分子骨架上含有大量亲水性基团,半纤维素和木质素可以转化为用途广泛的水凝胶材料.这样不仅可消除环境污染,减少资源浪费,还可以有效地降低纤维素生物燃料或者化学品的成本.综述了基于半纤维素和木质素的水...     

生物质衍生石墨烯和类石墨烯炭用于能源储存与转换的研究进展（英文）

石墨烯和类石墨烯炭材料(G炭)具有高比表面积、优异的导电性和导热性等性质,很多原料可以被用来制备石墨烯和类石墨烯炭材料。该文介绍了近年来多种自然资源作为碳前体合成高质量G炭的方法,包括高温处理、基底上生长、模板辅助合成、无模板的自生催化、g-C_3N_4衍生、等离子体辅助合成、激光诱导等,分析了生物质合成石墨烯量子点的特点,讨论了G炭在电化学储存与转化、灵敏传感器等领域中的应用。这篇综述将有助于研究人员理解生物质高效利用并制备G炭,有利于大规模工业化生产的研究。     

德用纳米纤维素3D打印移植用的人造耳朵

<正>最近,德国联邦材料测试和研究所利用木质纳米纤维素,通过3D打印技术制成了移植用的人造耳朵,可以作为先天性耳廓畸形儿童的植入物。据研究人员迈克尔·豪斯曼介绍,制造人造耳朵的原料是可生物降解的木质纳米纤维素。借助生物绘图仪,具有黏性的纳米纤维素可以完美塑造复杂的构造,固化后的结构仍然非常稳定。他们研究了纳米纤维素水凝胶的特性,并进一步优化稳     

沙生灌木基生物质材料研究进展与发展趋势

沙生灌木是我国西部干旱、半干旱地区丰富的生物质资源，以其抗旱、抗寒、生长快等优点在防风固沙和水土保持方面对生态保护与荒漠化治理具有重要意义。基于此，围绕沙生灌木资源的生物质资源属性，系统总结了近年来沙生灌木资源在木质复合材料、生物质活性炭材料、木质资源液化物和生物质炭材料等领域的研发现状。结果表明，现有丰富的研究成果已充分证实了沙生灌木资源在上述生物质材料领域应用的巨大潜力。然而在纳米纤维素、生物质炭材料等领域尚存在研究成果不够丰富、研发技术不够成熟，相关技术水平不够先进的现实问题。最后，在拓宽沙生灌木资源种类、提升沙生灌木基生物质材料附加值以及加大沙生灌木基生物质材料高附加值关键科学技术转化进程等方面提出了研究展望，旨在为进一步提高沙生灌木资源的高效利用提供科学依据。     

木质纤维素-g-丙烯酸/蒙脱土水凝胶制备及吸附性能研究

以原位插层共聚法合成木质纤维素接枝丙烯酸/蒙脱土三维网络水凝胶(LNC-g-AA/MMT),探讨了丙烯酸与木质纤维素的质量比、丙烯酸单体浓度、中和度、引发剂用量和交联剂用量等因素对三维网络水凝胶吸附亚甲基蓝性能的影响,吸附量高达1994.38mg/g,并对最佳条件下吸附饱和的LNC-g-AA/MMT进行解吸研究,脱附率高达83.4%。用XRD、TEM和TG等方法对三维网络水凝胶的形貌和结构进行了表征。结果表明,木质纤维素接枝丙烯酸三维网络水凝胶(LNC-g-AA)插层进入蒙脱土层间,蒙脱土结晶结构在反应过程中被破坏,形成剥离型纳米复合材料,LNC-g-AA/MMT的热稳定性较LNC-g-AA有所改善。     

ASTM航空燃料标准规范生物衍生成分

最新版ASTM D7566-11含有合成烃类的航空涡轮燃油规范颁布,据规定,可再生燃料现可与传统商用和军用喷气(或燃气涡轮)燃料相调合。修订后的标准已于2011年中期被批准,且在一个月后出版发行。根据包括在ASTM D7566中的新规定,多达50%的生物衍生的合成调合组分可添加到传统的喷气燃料中。     

新型固体酸碱催化法生物柴油生产技术

技术简介 随着石油资源的枯竭和改善生态环境的需要,生物柴油已成为当今世界新能源研制和开发的热点,发展极为迅速。目前生物柴油普遍采用均相催化法合成工艺,制备生物柴油的酯交换过程可以在催化剂作用下进行,也可以在无催化剂作用下进行。     

德国大学:利用微生物将木质素转化为生物表面活性剂

<正>石油仍然是最重要的燃料和基础化学品资源。工业生物技术的一个重要命题就是研究可再生生物质作为化石原料替代品的使用,并不断减低其生产成本。基于玉米等粮食作物的第一代生物基燃料引起了人们对粮食安全问题的担心。第二代生物基原料以不可食用的麦秆、草和木材等为主,然而木质纤维素分解过程耗时且昂贵。Frontiers in Chemistry近日报道,德国卡尔斯鲁厄理工     

业界资讯

全球首个万吨级生物质燃油生产线投产——1月20日,随着3个生物油火炬点火成功,阳光凯迪生物质燃油燃气厂在武汉未来科技城正式投产。这是全球第一条投入生产的万吨级生物质燃油生产线,将对秸秆、树枝,谷壳等农林业废弃物进行加工转化,每年生产1万t航油、汽油及柴油。     

只耗费83％能源的乙醇转化工艺

布罗茵公司，一个领先的美国乙醇生产厂家称于2007年2月初投资2亿美元将其位于伊梅茨堡的乙醇工厂改建成以纤维素加工成乙醇的生物制造厂，工期定于2009年完成。该工厂将采用先进的、纤维素生物质资源分离工艺。[第一段]