生物质快速裂解油水蒸气催化重整制氢研究进展

可再生的氢能源作为化石资源的替代品是一个非常重要的途径,水蒸气催化重整生物质快速裂解获得的液体产物生物油是一种可行的制取可再生氢气的过程.本文介绍了生物油水蒸气催化重整反应机理与热力学分析,介绍了催化重整制氢过程催化剂、制氢工艺条件、代表性的反应器及工艺流程.指出水蒸气催化重整生物油制氢反应的主要约束条件是由于碳的沉积导致的催化剂失活.研究开发具有高活性、高选择性,寿命长、机械强度高容易再生的催化剂与制氢反应器是当前及今后研究的重要方向.     

温度敏感型淀粉基聚合物载体的制备、表征及性能分析

本研究以木薯淀粉为原料制备了温度敏感型聚合物载体(PEG-St-R),并用于探究缓释机制和一定的温度响应性。首先以异丙基缩水甘油醚作为疏水基团和温敏性基团,制备了疏水性木薯淀粉聚合物(St-R),然后将聚乙二醇(mPEG)作为亲水基团,通过酯化反应成功制备了温度敏感型木薯淀粉基聚合物(PEG-St-R)。并利用芘的荧光探针法对聚合物的自组装行为进行了表征,发现聚合物的临界胶束浓度(CMC)为0.339 mg/mL。用透射电镜辅助观察其形貌特征,能明显的观察到聚合物组装形成球形结构,并进一步测定胶束的粒径,粒径集中分布在28和122 nm附近。此外,通过负载功能性成分姜黄素以探究其负载性能,当材料投入100 mg,姜黄素投入量为14 mg时,胶束有最大负载量,负载量为18.47%。在不同温度下磷酸缓冲溶液(PBS)中探究累计缓释量的变化,通过缓释曲线可以较明显地观察到负载胶束在60 h内,37 ℃环境中的胶束累计释放量达到了43.9%,25 ℃环境中的负载胶束累计释放量只有34.7%,展现出良好的温度敏感性能。为木薯淀粉功能化和纳米胶束载体的制备提供了理论基础,并为制备温度敏感型淀粉基聚合物载体提供了良好平台。     

响应面法优化圆弧青霉(CICC-4022)产右旋糖酐酶的培养条件

为了提高圆弧青霉菌(CICC-4022)发酵合成右旋糖酐酶的产量,对发酵培养条件进行优化。采用单因素实验,研究装液量、发酵温度、培养基初始pH、摇床转速对发酵产酶的影响;在单因素实验的基础上,采用响应面实验对圆弧青霉产酶培养条件进行优化,确定培养条件的交互作用及最优组合。结果表明,最适培养条件为:装液量为60 mL/250 mL、发酵温度为30℃、培养基初始pH为6.0、最适转速为160 r/min,此时右旋糖酐酶酶活力达到(53.68±0.12)U/mL,比优化前提高30.10%±0.08%。     

木薯淀粉水凝胶的微波合成表征及性能测试

以木薯淀粉为原料,丙烯酰胺为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,采用微波辐射技术辅助制备木薯淀粉基水凝胶。探究单体、交联剂、引发剂用量等因素对水凝胶溶胀性能的影响。当淀粉与丙烯酰胺用量比为1∶3,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为0.02 g,过硫酸钾0.05 g时,微波400 W,60 s制得的木薯淀粉水凝胶达最高吸水倍率。通过傅里叶红外光谱仪(fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electronic microscope,FESEM)等分析测试手段对其进行表征,结果表明已成功制备木薯淀粉基水凝胶。该水凝胶溶胀平衡比在35℃时达到最大,且在室温条件下保水性良好。该研究为淀粉水凝胶的制备应用提供了实验依据,提高了木薯淀粉的附加值。     

强酸性阳离子交换树脂催化制备乙酸苄酯的研究

以苯甲醇、冰醋酸为原料,强酸性阳离子交换树脂为催化剂,催化合成乙酸苄酯,通过正交实验,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、酸醇摩尔比对合成乙酸苄酯的影响,在选定的实验条件下,乙酸的转化率为84.23%,提纯后产品的收率为83.41%。     

高性能环氧树脂涂料的研制

以甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯及苯乙烯的聚合为接枝体，在过氧化苯甲酰作用下对E-51环氧树脂进行接枝改性，同时对三乙烯四胺进行曼尼希改性，制得多种改性固化剂，并用其与改性的环氧树脂配制成涂料，实验结果表明，当苯酚、甲醛和三乙烯四胺的物质的量比为3：3：1时固化剂的固化性能最好。     

生物质气一步法合成二甲醚本征动力学研究

采用双功能催化剂,在压力3～6MPa,反应温度220～270℃,质量空速3.0～6.0L/(gcat.h)条件下,在固定床反应器中对脱碳生物质气一步法合成二甲醚动力学进行研究。用单纯形法与遗传算法相结合进行优化拟合模型参数,回归得到对应于甲醇合成、甲醇脱水和水煤气变换反应的反应动力学表达式,经检验该模型可靠,模型计算值与实验数据吻合良好。     

生物质制氢研究进展

在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下,生物质制氢是一项富有前景的制氢技术,已引起了世界各国研究者的普遍关注．主要介绍了目前国内外生物质制氢的研究现状和发展中存在的问题,为我国生物质能的发展和使用提供参考．     

木薯淀粉磁性微球的结构表征及其对溶菌酶的吸附性能

磁性微球是高分子材料与磁性物质通过一定作用复合而成的一类具有特殊功能的磁性高分子微球。以木薯淀粉为原材料,复合共沉淀法制备的改性磁流体Fe₃O₄,采用两步法(化学交联法)制备木薯淀粉磁性微球。利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、同步热分析仪、扫描电镜、激光粒度仪、磁天平等对其性能及结构进行表征并研究其对溶菌酶的吸附行为。通过单因素法考察磁性微球用量、溶液pH值、吸附温度、吸附时间对吸附率的影响,并采用准一级动力学模型和准二级动力学模型研究其吸附动力学。结果表明:制备的木薯淀粉磁性微球Fe₃O₄含量为19.71%,D₅₀(中位径)为15.40μm,磁化率为1.571×10^-3cm³/g,形貌规整;在微球用量为1.25g,溶液pH=10,吸附温度为25℃,吸附时间为80min时,微球对溶菌酶的吸附率最高,达到84.67%。以相关系数R²为参考,准二级动力学模型(R²=0.99993)较准一级动力学模型(R²=0.99174)、颗粒内扩散模型(R²=0.69996)能更好描述木薯淀粉磁性微球对溶菌酶的吸附行为。