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    2019年, 第53卷, 第5期 刊出日期:2019-09-30 上一期    下一期
    研究报告
    改性杏壳活性炭的制备、表征及其吸附乙烯性能
    邓丛静,马欢欢,周建斌
    2019 (5):  1-8.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.001
    摘要 ( 414 )   HTML ( 566 )   PDF(2896KB) ( 470 )  

    以杏壳活性炭(AC)为原料,系统地研究了改性剂(硝酸银、硝酸铜、双氧水-硝酸铜)、改性条件(AC粒度、浸渍时间、焙烧时间、焙烧温度)对改性活性炭吸附乙烯性能的影响。采用ESEM-EDS、FT-IR、XPS等手段对改性活性炭的结构、表面化学成分等进行分析,并初步探讨了改性活性炭吸附乙烯的机理。研究结果表明用15%双氧水先氧化预处理后再用2%硝酸铜作改性剂时活性炭改性效果最好;活性炭改性时,活性炭粒度、焙烧时间和焙烧温度对改性活性炭乙烯吸附性能的影响较大,而浸渍时间的影响较小。在15%双氧水氧化预处理、改性剂为2%硝酸铜、活性炭粒径0.38~0.83 mm、浸渍时间6 h、焙烧温度400℃、焙烧时间4 h条件下制得改性活性炭(H2O2-Cu-AC)对乙烯的吸附量为0.163 g/g,比AC(0.069 g/g)提高了136.23%;H2O2-Cu-AC中活性组分铜能相对均匀地分散在活性炭的表面和孔隙内部,改性剂引起了活性炭孔隙结构和表面官能团的变化,比表面积由AC的1 047.50 m2/g下降到1 012.65 m2/g,总孔容积由AC的0.467 1 cm3/g下降到0.434 7 cm3/g,孔径向较宽方向分布,其中< 10 nm的孔径分布占比由58.16%下降到53.95%,10~20 nm的孔径分布占比由18.01%上升到19.10%,>20 nm的孔径分布占比由23.83%上升到26.94%。其含氧官能团增加,C1、C3、C5降低,其中,C1峰面积占比由77.468%降低到76.827%,C3峰面积占比由6.684%降低到5.675%,C5峰面积占比由0.844%降低到0.749%;C2、C4增加,其中C2峰面积占比由13.514%增加到15.225%,C4峰面积占比由1.490%增加到1.524%。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    协同交联型大豆胶黏剂的流变与固化性能研究
    王广彬,王利军,陈家宝,李玲,王春鹏,储富祥,许玉芝
    2019 (5):  9-14.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.002
    摘要 ( 339 )   HTML ( 22 )   PDF(576KB) ( 345 )  

    利用饲料级大豆粉为原料,通过水性聚酰胺和异氰酸酯对其进行协同复合改性制备出具有良好流变行为和固化性能的大豆胶黏剂。采用旋转流变仪研究了复合改性剂用量对大豆胶黏剂流变行为和固化性能的影响,结果表明:改性后的大豆胶黏剂属于假塑性流体,当水性聚酰胺添加量为10%时,所得大豆胶黏剂的流变性能较优,而异氰酸酯添加量对大豆胶黏剂的流变行为几乎没有影响;运用动态温度扫描模式研究大豆胶黏剂的黏弹性能,异氰酸酯添加量对大豆胶黏剂的储能模量和损耗模量影响较大。水性聚酰胺/异氰酸酯协同交联体系可与大豆蛋白分子间发生交联,当10%水性聚酰胺和4%异氰酸酯协同改性时,所得胶合板的胶合强度可达0.74 MPa,满足国家Ⅱ类胶合板使用要求(≥0.70 MPa)。

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    ZrOCl2催化琼脂糖制备5-羟甲基糠醛和乙酰丙酸
    何欣骏,马娇,王康军,许占威,贾松岩
    2019 (5):  15-20.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.003
    摘要 ( 412 )   HTML ( 395 )   PDF(2004KB) ( 462 )  

    以琼脂糖为原料,分别采用CuCl2、NiCl2、MnCl2、MgCl2、FeCl3、AlCl3、ZrOCl2、SnCl4为催化剂催化转化制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)和乙酰丙酸(LA),筛选适用于琼脂糖转化的优选催化剂,并对制备条件如溶剂含水量、催化剂用量、反应温度以及反应时间等影响因素进行了考察。研究结果表明:以50mg琼脂糖为原料,ZrOCl2为催化剂,二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂,在1 mL DMSO/H2O(体积比为8:2)混合溶剂中,ZrOCl2用量为琼脂糖中单糖物质的量的10%,140℃下反应60 min,5-羟甲基糠醛(5-HMF)的得率为26.9%,乙酰丙酸(LA)的得率为24.7%。对制备机理分析表明:反应过程中琼脂糖首先水解为醛型单糖,然后在催化剂作用下醛型单糖异构化再脱水转化为5-HMF,部分5-HMF在酸的作用下进一步转化为LA。

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    皂荚和美国肥皂荚多糖胶的制备及性质比较
    琚斯怡,郭常酉,朱妙馨,刘彦涛,蒋建新
    2019 (5):  21-26.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.004
    摘要 ( 471 )   HTML ( 260 )   PDF(489KB) ( 499 )  

    以皂荚和美国肥皂荚为原料,先分别进行光波烘烤预处理4、6和8 min,然后进行机械分离,最后采用微水固相法制备皂荚多糖胶,并进行纯化,探讨了不同烘烤预处理时间对2种多糖胶表观黏度和组分的影响。研究结果表明:预处理6 min后,在剪切速率5.1 s-1条件下,2种皂荚多糖胶的表观黏度最高,分别为461.90和703.85 mPa·s;随烘烤时间延长,皂荚多糖胶中的蛋白质含量增加,而美国肥皂荚中的蛋白质含量几乎没有变化;皂荚多糖胶中水不溶物质量分数整体高于美国肥皂荚,烘烤8和6 min分别得到的皂荚和美国肥皂荚多糖胶中的水不溶物质量分数是最低的,分别为32.30%和32.50%。纯化后的多糖胶中半乳甘露聚糖质量分数(79%~83%)明显高于原多糖胶中半乳甘露聚糖质量分数(67%~77%),纯化后的多糖胶中甘露糖/半乳糖(M/G)值在3.0左右,明显低于原多糖胶中M/G值。

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    温度对4种典型生物质成型特性的影响
    李伟振,姜洋,王微,阴秀丽,王明峰
    2019 (5):  27-33.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.005
    摘要 ( 413 )   HTML ( 96 )   PDF(4111KB) ( 393 )  

    以玉米秸秆、桉木屑、竹屑、硬杂木屑4种典型生物质为原料进行成型实验,研究了温度对其成型特性的影响。在差示扫描量热仪上测定了4种原料的热转变特征温度,显示玻璃态转变特征温度Tg在80~100℃之间。40℃时松弛密度(DRS)和径向最大抗压力(MRS)较低,成型比能耗(ESC)较高;70~100℃时松弛密度和径向最大抗压力增大,成型比能耗降低;100~160℃时松弛密度增加,径向最大抗压力无一致性变化规律,比能耗增大;100℃左右接近4种原料玻璃态转化的终止温度,存在比能耗最低点,说明粒子达到最大软化程度,易于发生形变;原料木质素含量越高成型后颗粒的径向最大抗压力越大,成型时的比能耗越高。成型颗粒内部横断面的微观形貌测试结果显示低于原料玻璃态转变温度时,粒子间存在较大缝隙,结合不紧密;高于原料玻璃态转变温度时,粒子间缝隙较少,结合紧密。

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    超声波辅助木片常压浸渍及其漂白
    解存欣,邓拥军,焦健,李红斌,吴珽,房桂干
    2019 (5):  34-38.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.006
    摘要 ( 339 )   HTML ( 464 )   PDF(482KB) ( 568 )  

    采用化学热磨机械浆(CTMP)工艺,以桉木与杨木2种木材为原料,初步研究了超声波辅助木片常压浸渍及其漂白效果。通过监测体系中的残余氢氧化钠的量来探究外部环境体系(温度、时间和用碱量)对超声波辅助木片常压浸渍的影响,结果表明:超声波辅助处理浸渍,桉木为温度75℃,时间30 min,用碱量6%;杨木为温度75℃,时间30 min,用碱量5%,此较优条件下,桉木白度提高2.83%(ISO),残余过氧化氢质量分数提高了4.4个百分点,碱吸收量达41.5 kg/t,较未经超声波处理后的桉木的碱吸收量提高了5.06%;杨木白度无变化,而残余过氧化氢质量分数提高了2.73个百分点,碱吸收量达38.75 kg/t,较未经超声波处理的杨木碱吸收量提高了6.15%。

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    纤维素/超细氧化锌复合气凝胶的制备及抗菌性能研究
    杨嵘晟,朱俊芳,冯树波
    2019 (5):  39-43.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.007
    摘要 ( 332 )   HTML ( 34 )   PDF(6004KB) ( 357 )  

    通过碱法先将纤维素(CE)溶解,破坏其氢键,再通过交联技术和冷冻干燥技术制备得到具有很好成形性和柔韧性的纤维素气凝胶。将纤维素气凝胶与溶剂热法制备的超细氧化锌(ZnO)通过浸泡法进行复合,得到了CE/ZnO复合气凝胶。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和元素能量散射(EDS)技术对复合气凝胶进行了结构表征,证明了两者的复合是成功的。对复合气凝胶的抗菌性能进行研究,结果表明:随着ZnO用量的增加,复合气凝胶的抗菌性能也在提高。当纤维素气凝胶与ZnO的质量比为1:2时,所得复合气凝胶CE/ZnO-020抗菌效果达到最好,抗菌率达到95.25%。

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    没食子酸酯类抗氧化剂对生物柴油氧化稳定性能的比较分析
    张逸水,李法社,王霜
    2019 (5):  44-48.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.008
    摘要 ( 267 )   HTML ( 9 )   PDF(435KB) ( 372 )  

    以没食子酸及醇类物质为原料制备了7种不同酯基结构的没食子酸酯类抗氧化剂并进行了红外光谱表征,同时研究了7种抗氧化剂对22种生物柴油的抗氧化效果。研究结果表明:22种生物柴油的氧化稳定性能差别较大,7种不同酯基结构的没食子酸酯类抗氧化剂对22种生物柴油的抗氧化效果提升明显,其中酯基不同,对生物柴油的抗氧化效果差别较大,如添加没食子酸甲酯(a)后,小桐子生物柴油的诱导期从0.96h提高到9.79h,而添加没食子酸异丁酯(f),诱导期则从0.96h提高到5.92h,两者相差3.87h。a对生物柴油的抗氧化效果最好,在添加a后,22种生物柴油的诱导期均要大于其余6种没食子酸酯类抗氧化剂添加后的诱导期。同一种没食子酸酯类抗氧化剂对不同生物柴油的抗氧化效果有所不同,差别也较大,如a对香薷籽油生物柴油的抗氧化效果最好,使其诱导期时间从0.79 h提高到9.07 h,抗氧化效果提高了10.48倍;对棕榈油生物柴油的抗氧化效果最差,但也使其诱导期时间从7.82 h提高到55.68 h,其抗氧化效果也提高了6.12倍。支链酯基的没食子酸酯类抗氧化剂与直链酯基的没食子酸酯类抗氧化剂对生物柴油的抗氧化效果相差不大。

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    综述评论
    生物质合成气催化甲烷化技术研究进展
    尹航,徐卫,孙云娟,许玉,应浩,宁思云
    2019 (5):  49-56.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.009
    摘要 ( 406 )   HTML ( 148 )   PDF(629KB) ( 450 )  

    天然气因其清洁、高效、使用方便的特点而有着其他化石能源无法比拟的优势。随着天然气需求量的增加,天然气供需矛盾也逐渐凸显,生物质合成气催化制取合成天然气成为解决天然气供需矛盾的技术之一。针对生物质合成气甲烷化过程中存在的问题,从反应过程、催化剂、反应器等方面阐述了生物质合成气甲烷化研究现状;对比了不同催化剂的催化性能,分析得出Ni基催化剂是最适合工业化的甲烷化催化剂之一。列举了国外一些固定床和流化床甲烷化反应器工业化的案例,分析了其各自的生产工艺及优缺点,得出流化床是甲烷化反应器中较为有前景的反应器,并对生物质合成气催化制取合成天然气技术的发展方向进行了展望。

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    纤维素典型热解产物生成机理研究进展
    高子翔,张胜南,易维明
    2019 (5):  57-66.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2019.05.010
    摘要 ( 681 )   HTML ( 968 )   PDF(876KB) ( 639 )  

    利用生物质热解来生产液体燃料和高价值化学品受到广泛的关注,对生物质组分热解机理的研究有助于对生物质热解规律的理解和对热解过程的调控。对纤维素热解及其典型热解产物如脱水糖类、呋喃类以及小分子化合物等的生成机理进行综述,并指出后续的研究应该选用合适的模化物;为实现纤维素的高值化利用,还应对纤维素在不同类型催化剂作用下的催化热解机理进行研究。

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