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    2024年, 第58卷, 第1期 刊出日期:2024-01-30 上一期   
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    本期目次和封面
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    2024 (1):  0-0. 
    摘要 ( 12 )   PDF(18663KB) ( 46 )  
    相关文章 | 计量指标
    研究报告
    Grubbs催化剂催化油酸甲酯与乙烯复分解反应
    程键, 李世文, 马占芳, 李化毅
    2024 (1):  1-8.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.001
    摘要 ( 17 )   HTML ( 1 )   PDF(1355KB) ( 35 )  

    以生物质油酸甲酯(MO)作原料,与乙烯进行交叉复分解反应,可同时制备1-癸烯和9-癸烯酸甲酯。首先评估了3种常用的烯烃复分解催化剂对体系的影响,筛选出了Grubbs Ⅰ代催化剂为最佳催化剂,以MO的转化率和1-癸烯、9-癸烯酸甲酯的产率以及选择性为评价指标对Grubbs Ⅰ代催化剂的工艺条件进行探索,结果显示:溶剂为甲苯,MO浓度0.1 mol/L,温度40 ℃、乙烯压力0.2 MPa,反应时间2 h,催化剂用量为MO的1%(摩尔分数)时,得到MO转化率为97.4%,1-癸烯的产率和选择性分别为97.4%和100%,9-癸烯酸甲酯的产率和选择性分别为76.4%和78.4%。Grubbs Ⅱ作催化剂的较佳工艺条件为溶剂为甲苯,MO浓度0.1 mol/L,乙烯压力0.5 MPa,温度40 ℃,反应时间1 h,催化剂用量为MO的0.5%,该条件下1-癸烯产率达到76.4%,9-癸烯酸甲酯产率达80.1%,MO转化率为92.7%。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    木材纤维锚定二氧化铈电极材料的制备及其性能研究
    严格, 卿彦, 陈洋羊, 廖宇, 张振, 李蕾
    2024 (1):  9-17.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.002
    摘要 ( 20 )   HTML ( 0 )   PDF(7868KB) ( 38 )  

    利用木材纤维含氧基团的吸附作用锚定生长二氧化铈,成功制备出一维中空管状结构复合电极材料(WF@ CeO2)。通过调控硝酸铈的添加量改善电极材料的电化学性能,并探讨了木材纤维对二氧化铈的增效作用。研究结果表明:当硝酸铈的添加量为2 mmol时,WF@ CeO2-2样品的比表面积可达303.73 m2/g,所制备的电极在电流密度0.5 A/g下表现出高比电容(371 F/g),木材纤维的存在极大地提高了二氧化铈电极材料的电化学性能。以WF@ CeO2-2电极组装的非对称超级电容器的比电容可达34.5 F/g,其峰值能量密度为44.16 Wh/kg,峰值功率密度为4 002.7 W/kg,在经过5 000次充放电循环后电容保持率为91.1%,表现出良好的循环稳定性。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    靛蓝提取物中靛蓝和靛玉红的分析方法比较
    王成章, 颜洋洋, 周昊, 刘丹阳, 商士斌, 张华兴
    2024 (1):  18-26.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.003
    摘要 ( 14 )   HTML ( 2 )   PDF(1256KB) ( 25 )  

    以靛膏为原料,采用盐酸酸化、葡萄糖还原和乙酸乙酯提取3种工艺制备靛蓝酸化物、靛蓝还原物和乙酸乙酯提取物。建立高效液相色谱(HPLC)法、紫外可见分光光度(UV)法和双波长紫外分光光度(dW-UV)法,分析3种靛蓝提取物中靛蓝和靛玉红的含量,并以Kolmogorov-Smirnov检验、Bland-Altman偏差图比较和Spearman检验确定3种样品各自最佳分析方法。结果表明:所建立的HPLC法、UV法和dW-UV法简单、准确、灵敏度高、稳定性好和重复性好。3种靛蓝提取物成分含量检测方法均遵从正态分布,两两测定值存在显著差异。UV法更适于分析靛蓝酸化物、靛蓝还原物中靛蓝含量;HPLC法更适于乙酸乙酯提取物中靛蓝、靛玉红含量分析。

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    高反应性木质素的高效提取及其制备生物聚氨酯泡沫
    陈阳柳, 王邓峰, 龚秀金, 刁梦媛, 刘琳
    2024 (1):  27-34.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.004
    摘要 ( 16 )   HTML ( 1 )   PDF(4328KB) ( 28 )  

    为了解决木质素参与聚氨酯泡沫反应存在结构复杂、纯度低、分子质量大、反应性较低等问题,本研究以天然竹粉为原料,利用氯化胆碱(ChCl)和草酸六水合物(Oad)制备低共熔溶剂(DES)作为提取溶剂,结合超声波辅助技术提取高活性酚羟基木质素,并将其作为反应单体替代部分石化多元醇,通过全水发泡法制备木质素聚氨酯泡沫(LPUF),并对其化学结构、微观形貌和力学性能进行分析。研究结果表明:基于DES超声波辅助处理未破坏木质素的基本结构,LPUF成功制备;较优的提取工艺条件为提取温度80 ℃、超声波作用时间0.5 h、超声波功率70 W,此条件下木质素含酚羟基8.8%、提取率高达87.8%。当木质素与聚乙二醇200(PEG-200),聚乙二醇400(PEG-400)和六亚甲基二异氰酸酯(HDI)的质量比为1∶84∶23∶155,所制备的木质素聚氨酯泡沫LPUF-2,平均孔径261.66 μm,弹性模量3 MPa,经1 000次压缩循环,LPUF-2最大应力为22.26 kPa,仍能保持初始应力的84%以上,显示出优异的力学性能及稳定性。

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    柴油-麻风树生物柴油混合燃油的微爆特性研究
    张璇, 姜根柱
    2024 (1):  35-40.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.005
    摘要 ( 12 )   HTML ( 2 )   PDF(2759KB) ( 25 )  

    为探明柴油-麻风树生物柴油混合燃油的蒸发过程与机理,达到生物柴油与柴油混合用于柴油机缸内稳定燃烧的目的,在723和873 K环境温度下将麻风树生物柴油(JME)和柴油混合,JME所占比例分别为10%、20%和50%(质量分数)。采用热电偶挂滴技术,高速摄像机及Halcon软件代码处理液滴图像,分析柴油-麻风树生物柴油混合燃油(JME10、JME20和JME50)的微爆特性。实验研究得出:不同混合比例的混合燃油与液滴微爆强度大小呈类似于抛物线的函数关系,JME20为最好混合比例的混合油,在此情况下,混合比例的增减都会影响液滴微爆效果,JME20的液滴微爆存在微爆延迟时间最小值,有利于燃油与空气的充分混合。环境温度的提高,对JME10、JME20、JME50的燃油液滴微爆质量的提高均有促进作用,均能缩短蒸发时间。

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    醋酸钾对烟草热解产酚特性的影响
    贝书源, 武荣成, 鹿洪亮, 赵大伟, 陆鹏飞
    2024 (1):  41-48.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.006
    摘要 ( 12 )   HTML ( 1 )   PDF(918KB) ( 23 )  

    为探究醋酸钾(CH3COOK)对废次烟草热解产酚特性的影响及其因素,考察了不同钾盐对废次烟草热解生成典型酚类化合物的影响,并分析CH3COOK对不同蛋白质、纤维素和木质素含量的生物质热解产酚特性的影响。结果表明:废次烟草负载CH3COOK的负载量为5%时,相比于无负载的废次烟草,CH3COOK可显著降低烟草热解产物中苯酚及邻苯二酚占比,提升对苯二酚占比,其中苯酚下降45.63%,邻苯二酚下降67.88%,对苯二酚上升32.80%。CH3COOK可使高蛋白质含量的烟草、桑叶和银杏叶热解产物中苯酚和邻苯二酚占比降低,使低蛋白质、高纤维素、木质素含量的松木屑热解生成苯酚、邻苯二酚、愈创木酚占比提高。苯酚、对甲酚及邻苯二酚在烟草蛋白质热解生成物中占比较为显著,分别为19.99%、3.08%和2.69%,负载CH3COOK后,热解产物中苯酚和对甲酚占比分别降低了77.09%和79.37%,且未检测到邻苯二酚。CH3COOK主要通过抑制烟草中蛋白质热解生成苯酚和邻苯二酚来降低烟草热解产物中相应酚的占比。

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    固体热载体热解中传热行为的Fluent模拟和实验
    张鑫, 全淑苗
    2024 (1):  49-55.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.007
    摘要 ( 16 )   HTML ( 1 )   PDF(1500KB) ( 25 )  

    固体热载体热解(SHC)和外热式普通热解(CP)由于传热方式和热解挥发物经历温度场的不同,其传热行为和热解行为存在较大差异。采用小型密闭固定床反应器,以核桃壳(WS)为原料、石英砂(QS)为固体热载体,在石英砂预热温度800 ℃、QS与WS质量比9∶1条件下研究了传热行为和热解规律。采用实验和Fluent模拟两种方式研究了固体热载体热解过程的传热行为,并将温度场解耦为热解温度(TWS)和挥发物温度(TQS-h)。研究结果表明:相比于模拟所得的TWSTQS-h最大值(490和612 ℃),实验数据(460和508 ℃)更小,实验过程存在散热现象。TWS平均值(${\bar T}$WS)和TQS-h平均值(${\bar T}$QS-h)的温差的实验值和模拟值分别为39和72 ℃,说明低温挥发物在逸出过程中经过高温石英砂层时发生剧烈的二次反应。相比于CP,SHC热解方式下的焦炭得率和气体得率更高,分别为67.42%和12.51%;油得率和水得率更低,分别为8.69%和11.38%。同时,SHC热解方式下的油中极轻馏分(VLO)、轻馏分(LO)和重馏分(HO)含量显著增多,残留分(CR)含量显著减小,油的品质得到提高。

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    综述评论
    木质素及其衍生物在木材胶黏剂中应用研究进展
    霍美玉, 刘贵锋, 霍淑平, 孔振武
    2024 (1):  56-66.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.008
    摘要 ( 32 )   HTML ( 3 )   PDF(1618KB) ( 51 )  

    以天然可再生资源替代传统化石资源开发绿色环保、性能优异的木材胶黏剂是人造板行业研究的热点。木质素来源广泛、价格低廉,且分子结构中含有羟基、甲氧基、羧基等活性基团,易于功能化修饰,是合成木材胶黏剂的理想原料。本文重点综述了木质素及其衍生物在酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚氨酯等合成树脂木材胶黏剂中的应用与研究现状,介绍了化学改性、降解、溶剂分级纯化等预处理方式对木质素化学反应活性及合成树脂胶黏剂力学性能的影响,探讨了木质素基木材胶黏剂目前发展面临的困难和挑战,并展望了未来应用及研究方向,以期为木质素资源的高效、高值化综合利用及高性能生物基木材胶黏剂的开发提供理论与技术参考。

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    生物质水热液化研究进展
    张洪伟, 张顺元, 张克江
    2024 (1):  67-76.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2024.01.009
    摘要 ( 20 )   HTML ( 2 )   PDF(1209KB) ( 43 )  

    水热液化技术可处理高含水率生物质且无需脱水等高耗能环节,具有良好的经济性与工业应用前景,已成为一种极具潜力的生物质能源利用方式。本文综述了生物质组分水热液化的机理,并对其应用生产进行了概述。回顾了生物质水热液化的研究历程,重点阐述纤维素、半纤维素、木质素、脂质和蛋白质等生物质的主要组分结构和水热液化反应机理,以及生物质水热液化反应器的工艺流程,明确了生物质水热液化存在的问题并对其发展方向进行展望。

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