Please wait a minute...
欢迎访问《生物质化学工程》,

当期目录

    2022年, 第56卷, 第4期 刊出日期:2022-07-30 上一期   
    目录
    本期目次和封面
    请点击下方pdf查看或下载
    2022 (4):  0-0. 
    摘要 ( 41 )   PDF(24092KB) ( 122 )  
    相关文章 | 计量指标
    研究报告
    烘焙预处理对玉米秸秆磷酸法活性炭制备及性能影响
    徐茹婷, 卢辛成, 孙康, 檀畅, 张燕萍
    2022 (4):  1-8.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.001
    摘要 ( 121 )   HTML ( 1752629247 )   PDF(700KB) ( 150 )  

    以玉米秸秆为原料, 研究烘焙预处理对磷酸法活性炭的制备及性能影响。研究结果表明: 烘焙预处理使玉米秸秆碳元素含量和固定碳含量增加而挥发分含量降低, 增加热解焦炭质量, 且烘焙温度影响强于烘焙时间。烘焙处理使玉米秸秆活性炭比表面积先增加后减小, 总孔容和中孔率减小, 而微孔率显著增加。烘焙预处理有助于提高活性炭吸附性能, 当100 g粒径为154~450 μm玉米秸秆颗粒经烘焙预处理, 预处理条件为烘焙温度240 ℃、烘焙时间60 min时, 预处理后的玉米秸秆含C 51.32%, 固定碳27.64%, 灰分4.72%。采用磷酸活化法将预处理后的玉米秸秆制备成活性炭, 制备条件为浸渍比1∶4(玉米秸秆与55%磷酸溶液的质量比), 浸渍温度140 ℃, 浸渍时间90 min, 活化温度400 ℃, 活化时间60 min, 此条件下制备的玉米秸秆活性炭比表面积达1 317.05 m2/g, 碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率分别为876 mg/g、210 mg/g和100%。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    玉米秸秆热解特性及动力学分析
    赵欢欢, 邢文听, 宋香琳, 李亚科, 张利亚, 王留成
    2022 (4):  9-14.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.002
    摘要 ( 117 )   HTML ( 1900544007 )   PDF(553KB) ( 163 )  

    以玉米秸秆为原料, 利用热重分析法研究其热解的特性及动力学。根据TG和DTG曲线, 研究玉米秸秆的热解特性, 采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)两种等转化率法计算玉米秸秆热解的活化能, 并结合主曲线法和Coats-Redfern(C-R)法探讨了玉米秸秆热解遵循的机理方程。研究结果表明: 玉米秸秆热解过程可分为干燥脱水、过渡、主热解和炭化4个阶段, 随着热解升温速率增大, TG和DTG曲线向高温侧偏移; 利用FWO和KAS法计算得到的表观活化能分别为181.7和181.5 kJ/mol; 利用主曲线法和C-R法求解出玉米秸秆热解的机理方程遵循Avrami-Erofeev方程, 当α=0.1~0.5时, n=3, f(α)=1/3(1-α)[-ln(1-α)]-2; 当α=0.5~0.7时, n=2, f(α)=1/2(1-α)[-ln(1-α)]-1

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    玉米秸秆生物炭对水中铅、镉的去除性能及作用机理研究
    赵建兵, 朱俊波, 庄长福, 郑志锋, 李双庆, 李雪梅
    2022 (4):  15-24.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.003
    摘要 ( 100 )   HTML ( 7916543 )   PDF(2311KB) ( 121 )  

    以大宗农业废弃物玉米秸秆为原料, 借助高温焙烧制得了玉米秸秆生物炭, 并通过对水中铅镉的吸附实验, 考察了高热解温度生物炭的重金属脱除性能。结果显示: 800 ℃焙烧所得玉米秸秆生物炭以块状及棒状形态为主, 孔径以微孔居多, 灰分中碱金属及碱土金属占比较大; 在25 ℃、pH值4、960 min、Pb2+、Cd2+初始质量浓度分别为429.24和280.34 mg/L时, 生物炭对Pb2+和Cd2+最大吸附量分别为94.79和24.47 mg/g; 该去除过程满足准二级动力学方程、Freundlich等温线模型, 在铅镉初始质量浓度均为150 mg/L时, 所得平衡吸附容量可达69.0、24.4 mg/g; 热力学分析显示, 该去除过程为吸热熵增过程; 而共存离子吸附实验显示, 铅离子对镉离子存在明显的拮抗作用。高热解温度玉米秸秆生物炭对水中铅镉的去除过程是物理吸附与化学沉淀共同作用的结果。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    过氧化氢-乙酸联合预处理对甘蔗渣酶解和发酵的影响
    孟繁阳, 李宁, 史正军, 杨海艳, 赵平, 杨静
    2022 (4):  25-31.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.004
    摘要 ( 91 )   HTML ( 31604991 )   PDF(2348KB) ( 126 )  

    采用过氧化氢-乙酸(HPAC)对甘蔗渣(SCB)进行了联合预处理。以预处理后的甘蔗渣为原料, 先进行酶水解, 然后将水解液进行乙醇发酵, 探讨预处理对甘蔗渣酶解和发酵的影响。实验结果表明: 20 g甘蔗渣, 加入150 mL过氧化氢水溶液(75 mL过氧化氢(30%)和75 mL水)和150 mL乙酸(99%), 硫酸用量为过氧化氢-乙酸溶液体积的0.5%, 在70 ℃反应2 h时, HPAC预处理脱除了88.85%的木质素, 并使90.10%的纤维素保留在底物中。底物(HPAC/70-SCB-0.5)的酶可及度是80.30 mg/g, 与相同条件下单独过氧化氢预处理(HP/70-SCB)和单独乙酸预处理(AC/70-SCB)相比, 分别增加了38.26%和31.08%, 甘蔗渣木质素的表面覆盖率从原料的0.66降低至0.22。酶解上清液在酶用量为5 FPIU/g(以底物计)条件下水解后, 葡萄糖得率是87.63%, 分别是HP/70-SCB和AC/70-SCB的6.89和20.62倍, 发酵产乙醇质量浓度是7.57 g/L, 分别是HP/70-SCB和AC/70-SCB的7.65和22.94倍。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    玉米秸秆全组分气凝胶的制备及其表征
    李亚茹, 宋晓敏, 徐文彪, 段喜鑫, 时君友, 李翔宇
    2022 (4):  32-38.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.005
    摘要 ( 75 )   HTML ( 24133631 )   PDF(2223KB) ( 111 )  

    以玉米秸秆为原料, 经溴化锂溶液溶解、叔丁醇溶液置换制备得到玉米秸秆全组分气凝胶, 利用单因素试验对制备条件进行优化, 并通过SEM、FT-IR、N2吸附-脱附试验和光学接触角等手段表征气凝胶相关性能。研究结果表明: 不同工况下, 溴化锂溶解玉米秸秆形成凝胶的时间均不超过10 min, 在较优条件(溴化锂质量分数66%、反应温度130 ℃、固液比1∶45(g∶g)、反应时间50 min)下制备的玉米秸秆全组分气凝胶密度可低至0.027 4 g/cm3, 比表面积为98.43 m2/g, 并具有超亲水性和超亲油性, 对去离子水和大豆油的最大吸附倍率分别为15.04和18.78 g/g。SEM分析表明制备的全组分气凝胶具有二维片状和三维网络结构; FT-IR分析表明全组分气凝胶中含有纤维素、半纤维素和木质素成分, 纤维素中的氢键网络被破坏。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    综述评论
    水介质下金属基催化剂催化糠醛加氢的研究进展
    夏海虹, 周铭昊, 陈昌洲, 刘朋, 李静, 蒋剑春
    2022 (4):  39-48.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.006
    摘要 ( 84 )   HTML ( 17713159 )   PDF(721KB) ( 129 )  

    糠醛是连接生物原料和生物炼制工业的桥梁。糠醛在水介质中的还原性转化是制备各种精细化学品的重要途径, 经多相催化剂催化可以得到大量的下游产品, 如(四氢)糠醇、2-甲基(四氢)呋喃、内酯、乙酰丙酸盐、环戊酮、环戊醇等。催化剂的活性主要取决于金属及载体的性质, 以及温度、时间、溶剂和压力等反应条件。本文针对不同的非贵金属(Cu、Ni和Co)和贵金属(Pd、Ru、Pt和Au)基催化剂对糠醛加氢制备环戊酮和环戊醇的研究进展进行了综述, Ru、Pd、Au和Cu基催化剂较其他催化剂有更高的选择性, Cu-Ni双金属催化剂具有优异的催化活性和选择性, 但稳定性有待提高。对金属表面发生氢化反应的机理进行了探讨, 结果表明: 水介质和较弱的路易斯酸性位点在环重排的反应中起关键作用, 同时提出了糠醛在水介质中的加氢反应的未来研究方向。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    硫酸盐催化转化木质纤维制备乙酰丙酸和乙酰丙酸酯的研究进展
    魏琳珊, 叶俊, 王奎, 蒋剑春
    2022 (4):  49-57.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.007
    摘要 ( 62 )   HTML ( 19809279 )   PDF(644KB) ( 134 )  

    以木质纤维原料非均相催化转化制备高附加值平台化合物乙酰丙酸和乙酰丙酸酯为研究对象, 对以硫酸盐为催化体系的木质纤维定向转化生成乙酰丙酸和乙酰丙酸酯的国内外的研究进展和趋势进行了综述。文章概述了乙酰丙酸及乙酰丙酸酯在工业产业中的应用情况; 重点比较了不同硫酸盐催化木质纤维制备乙酰丙酸及乙酰丙酸酯的过程, 并对不同溶剂体系协同作用下的木质纤维转化为乙酰丙酸和乙酰丙酸酯过程的影响规律进行了深入分析, 总结了硫酸盐类催化剂催化木质纤维定向转化的过程机理。同时针对现有工艺存在的问题进行了分析, 展望了该研究领域的发展方向。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    生物质基多孔材料在保温材料中的研究进展
    王磊, 闭馨元, 叶飞, 刘益贝, 吴敏, 鲁鹏
    2022 (4):  58-66.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.008
    摘要 ( 77 )   HTML ( 41036287 )   PDF(5477KB) ( 153 )  

    环保、节能、高效是保温材料未来的主要研究方向, 开发以生物质为原料的保温材料是未来趋势。生物质基多孔材料是指以可再生的生物质为前驱体制备的多孔材料, 其原料来源广, 制备方法多样, 具有孔隙率高、密度小、质量轻等优异特点, 在保温领域有很大的应用潜力。本文概述了多孔材料的保温机理, 并综述了近几年国内外对纤维素基、淀粉基、壳聚糖基、植物蛋白基多孔材料的研究, 重点介绍了表面活性剂发泡法、冷冻干燥法、致孔剂法、模具热压法、溶剂交换相分离法等在生物质基多孔材料制备中的应用。分析了生物质多孔材料存在的问题, 并对多孔保温材料未来的研究方向进行了展望。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    木质素解聚和液相催化降解研究进展
    江昊翰, 李双明, 于三三
    2022 (4):  67-76.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2022.04.009
    摘要 ( 110 )   HTML ( 3129347 )   PDF(864KB) ( 144 )  

    木质纤维生物质作为地球上最丰富的可再生资源, 不仅储量巨大而且在利用过程中具有碳平衡的显著优势, 已逐渐成为最具发展前景的可再生能源之一。木质纤维中的木质素是自然界最大且唯一的可再生芳香族化合物原料, 在生物质燃料转化, 尤其是解聚生产苯系化工产品等领域具有极为重要的作用和意义。本文在简述木质素化学结构的基础上, 综述了近年来木质素高温热解聚, 生物酶解聚, 催化热解聚, 光催化解聚和溶剂热解聚等解聚方法, 深入分析了液相催化过程中酸、碱催化体系, 加氢和氧化催化体系的机理及优缺点, 总结了现阶段木质素解聚方法中存在的问题, 并对未来的发展方向进行了展望。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标