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    2019年, 第53卷, 第3期 刊出日期:2019-05-30 上一期    下一期
    研究报告
    载银介孔SBA-15吸附剂的制备及其对脂肪酸甲酯的吸附研究
    陈博,黄元波,王培燕,刘守庆,宁德鲁,郑志锋
    2019 (3):  1-7.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.001
    摘要 ( 431 )   HTML ( 646 )   PDF(4360KB) ( 435 )  

    以介孔分子筛SBA-15作为载体,在3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTS)对SBA-15表面修饰的基础上负载银离子制备Ag+-APTS/SBA-15吸附剂,采用氮气吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)对吸附剂进行表征,并将吸附剂应用于混合脂肪酸甲酯的分离以考察其吸附性能。氮气吸附-脱附、XRD和TEM分析结果可以看出,制备的吸附剂具有规则有序孔道结构;FT-IR数据显示,介孔SBA-15表面被APTS成功修饰;SEM-EDS结果表明,银离子成功负载到载体SBA-15上;对混合脂肪酸甲酯吸附研究表明,该吸附剂对不饱和脂肪酸甲酯(UFAMEs)吸附效果较好,且随着银离子负载量的增加以及UFAMEs双键数的增多,吸附效果增强;当银离子负载量为25%时,吸附剂对亚麻酸甲酯吸附率高达53.47%。

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    聚乙烯醇-微晶纤维素-六方氮化硼复合膜制备及性能
    葛鑫,程厚富,黄森涛,陈静雯,付甫秀,陈循军,葛建芳
    2019 (3):  8-14.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.002
    摘要 ( 500 )   HTML ( 865 )   PDF(5421KB) ( 484 )  

    菠萝叶通过预酸浸、碱煮,后酸解制备得到微晶纤维素(MCC),探讨了硫酸质量分数、酸解温度和时间对反应的影响,结果表明制备MCC最佳条件为硫酸质量分数64%、酸解温度45 ℃、酸解时间90 min。利用六方氮化硼(h-BN)对MCC进行处理,制备得到h-BN-MCC复合粉体。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)分析对所得MCC进行表征。结果表明:红外光谱图的特征峰与参考文献一致,当温度升高至700 ℃时质量损失率为97%,制得的菠萝叶MCC长度为几到二十几微米不等,直径为2~3 μm。后将复合粉体分散于聚乙烯醇(PVA)制备h-BN-MCC-PVA复合膜。利用万能拉力机、接触角测试等方法对上述产物进行表征。结果分析表明:MCC能够很好地辅助h-BN与PVA复合,使h-BN-MCC-PVA复合膜的力学性能得到改善,拉伸强度和断裂伸长率最大能够分别增加15.1%和122.0%,并且增强了薄膜疏水性,将接触角从34.91°提高至52.28°。

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    介孔氧化硅固载Yb(OTf)3的制备及催化葡萄糖生产乳酸
    王石维,王启宝
    2019 (3):  15-23.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.003
    摘要 ( 437 )   HTML ( 134 )   PDF(3289KB) ( 488 )  

    采用溶剂法和焙烧法制备了SBA-15和MCM-41两类介孔氧化硅,并以此为载体制备固载型三氟甲基磺酸镱(Yb(OTf)3)催化剂。通过小角X射线衍射(SAXD)、氮气吸附/脱附、29Si固体核磁共振光谱(NMR)、透射电子显微镜(TEM)及热重分析(TG)等方法对载体及催化剂进行表征,研究其在葡萄糖制备乳酸反应中的催化性能。结果表明:溶剂法制备的氧化硅表面羟基含量比焙烧法高,负载的磺酸基团和三氟甲基磺酸镱都更多,催化活性更高;SBA-15的平均孔径比MCM-41的大3 nm左右,这使得SBA-15具有更好的传质性能以及Yb(OTf)2-SBA-15具有更好的催化性能。以Yb(OTf)2-SBA-15-S为催化剂,在2 MPa N2压力、190 ℃下反应60 min,乳酸的收率达到42.35%。

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    玉米芯木聚糖的提取及其相对分子质量分布研究
    樊洪玉,卫民,赵剑,蒋剑春
    2019 (3):  24-32.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.004
    摘要 ( 631 )   HTML ( 247 )   PDF(1125KB) ( 675 )  

    通过碱性过氧化氢溶液提取玉米芯半纤维素,单因素试验结果表明:在1% H2O2、5% NaOH的碱性过氧化氢溶液中,反应温度50℃、反应时间16 h、液固比为20:1(mL:g),木聚糖得率可达83.15%。采用梯度乙醇分级沉淀法进行半纤维素的分离实验,考察了真空冷冻和烘干方式对产物性能的影响。采用高效离子色谱测定半纤维素单糖组成,并用FT-IR、TG、1H NMR、13C NMR和GPC对半纤维素进行分析与表征。结果表明:各级分由木糖、葡萄糖、阿拉伯糖等组成,玉米芯中半纤维素主要由L-阿拉伯糖-(4-O-甲基-D-葡萄糖醛酸)木聚糖构成;支化度(w(阿拉伯糖)/w(木糖))为0.17~0.52,且随着乙醇体积分数的增加而变大。干燥方式对产物的相对分子质量影响很大,真空冷冻干燥的木聚糖重均相对分子质量(Mw)为108 533~197 752,真空干燥的Mw为41 231~47 242;2种干燥方式所得12种级分中,分散系数为1.172~1.517,其中11种产物分散系数小于1.5,为分布均一的低分散度木聚糖。

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    热处理对木质纤维素Iβ结构及其力学性能影响的分子动力学模拟
    王巍,王云婷,李新宁
    2019 (3):  33-38.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.005
    摘要 ( 449 )   HTML ( 63 )   PDF(3218KB) ( 564 )  

    采用分子动力学模拟方法对木材主要成分纤维素Iβ在热处理环境下的结构和力学性能进行研究,建立了用于模拟的3×3×3纤维素超胞模型,得到350~550 K的体积、密度及氢键变化图,分析了纤维素微观结构的变化并计算了其力学性能。结果表明:升温过程中晶胞体积逐渐增大,由350 K的11.99 nm3增加至550 K的12.26 nm3,模型密度为1.581~1.617 g/cm3,与实验结果一致。氢键数量总数减小了24%,分子链内氢键部分断裂而形成了新的链间氢键,链内氢键与链间氢键的比值由2.1:1变成1:1.5,进而影响了其力学性能。随着温度的升高,杨氏模量逐渐降低,变化率约为13%。相比于杨氏模量,剪切模量和体积模量受温度影响较小,没有明显的变化趋势。

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    具有各向异性结构的聚乙烯醇水凝胶的制备及性能表征
    张林,汪辉亮
    2019 (3):  39-45.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.006
    摘要 ( 640 )   HTML ( 301 )   PDF(4640KB) ( 529 )  

    首先对聚乙烯醇(PVA)水溶液进行定向冷冻-解冻制备出具有各向异性结构的PVA水凝胶,然后采用60Co-γ射线对其进行辐射交联以提高其热稳定性和力学性能。扫描电子显微镜(SEM)结果显示PVA水凝胶保持了各向异性的微观结构,在平行冷冻方向上具有相对规整的取向结构,在垂直冷冻方向上呈现均匀孔洞结构。热稳定性测试结果表明:辐射剂量在30~70 kGy范围内、定向冷冻次数为1次的PVA水凝胶在60℃热水浴中保持凝胶状态长达10 h以上。对辐射交联PVA水凝胶进行拉伸力学性能测试,凝胶具有各向异性的拉伸性能,且拉伸强度和弹性模量均有提高,辐射剂量为10 kGy、定向冷冻次数为3次的PVA水凝胶(DFT-RC-3-10)在垂直定向冷冻方向上的拉伸强度和弹性模量分别为0.86和0.10 MPa。

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    综述评论
    生物质热解反应装置研究现状及展望
    姬文心,曾鸣,丛宏斌,姚宗路,孟海波,赵立欣
    2019 (3):  46-58.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.007
    摘要 ( 615 )   HTML ( 214026241 )   PDF(1653KB) ( 918 )  

    生物质热解是实现生物质能源化利用的重要途径,对解决日益严重的能源问题有着重要意义。着重介绍了几种典型的生物质热解反应器的研究现状,并列举了近期开发出的几种新型热解反应装置,总结了不同种类的热解反应器的工作原理及各自优缺点和适用情况。对催化热解和生物质原料预处理及反应器进行了综述,指出开发新型高效、高活性热解催化剂和加大对原料预处理技术的基础理论探索力度是未来生物质热解研究的发展方向。

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    热水预水解提取半纤维素及其还原糖的研究进展
    许成功,崔金龙,陈志伟,郭贵宝
    2019 (3):  59-66.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.03.008
    摘要 ( 519 )   HTML ( 3664 )   PDF(829KB) ( 665 )  

    利用热水预水解处理生物质,可有效提取生物质中的半纤维素及其还原糖。半纤维素在各个领域内都能产生重要作用,对近十年来国内外在热水预水解提取生物质半纤维素及其还原糖领域取得的成果进行综述,分析了热水预水解过程中生物质半纤维素的变化规律,介绍了热水预水解生物质的优缺点,详细阐述了热水预水解生物质提取半纤维素及其还原糖的研究现状和发展趋势。

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