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    2023年, 第57卷, 第1期 刊出日期:2023-01-30 上一期    下一期
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    本期目次和封面
    2023 (1):  0-0. 
    摘要 ( 82 )   PDF(258KB) ( 349 )  
    相关文章 | 计量指标
    特邀专论
    生物基聚氨酯材料的研究进展
    周永红, 潘政, 张猛
    2023 (1):  1-12.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.001
    摘要 ( 1079 )   HTML ( 13017 )   PDF(5765KB) ( 1053 )  

    聚氨酯作为一种多功能性高分子材料在众多行业中均有广泛应用。利用绿色可再生资源制备聚氨酯材料对聚氨酯的可持续发展具有重要意义。围绕近十年的相关文献, 本文重点总结了常见的植物油(蓖麻油、大豆油、桐油和棕榈油等)、木质纤维、松香、天然酚(腰果酚和单宁)和糖类等生物质资源合成生物基多元醇和异氰酸酯的基本方法、研究现状及非异氰酸酯的研究进展, 列举这些生物基资源作为原料制备聚氨酯时独特的优点, 并在此基础上讨论了生物基聚氨酯材料未来挑战, 展望了生物基聚氨酯在不同领域的发展前景。

    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标
    研究报告
    木质素磺酸钠荧光膜的制备及其在硝基爆炸物检测中的应用
    杨明明, 高丽坤, 李坚, 刘守新, 李淑君, 陈志俊
    2023 (1):  13-19.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.002
    摘要 ( 250 )   HTML ( 692 )   PDF(3234KB) ( 451 )  

    以木质素磺酸钠(LS)为原料, 聚乙烯醇为黏合剂, 制备了木质素磺酸钠荧光膜。通过荧光光谱仪和激光粒度分析仪对LS的形态和光学性质进行了分析, 研究了硝基化合物和无硝基化合物对LS的荧光猝灭作用及猝灭机理, 并将木质素磺酸钠荧光膜应用于硝基爆炸物的检测。研究结果表明: LS随着制备溶剂中乙醇体积分数的增加, 其荧光发射峰强度增加, 分子之间发生缓慢聚集, 且聚集体颗粒变大, 具有聚集诱导发射(AIE)性质; 硝基苯和对硝基苯酚均对LS的荧光猝灭程度高达90%, 间二硝基苯对LS的荧光猝灭程度也有56%;苯、甲苯、苯酚、对苯二甲酸、对苯二甲醛和邻苯二甲醛等无硝基化合物对LS的荧光猝灭作用几乎没有。LS对硝基苯、间二硝基苯和对硝基苯酚等硝基化合物显示出专一、特异的高灵敏检测性能, 该现象主要由光诱导电子转移机制造成的。浸泡过硝基苯/乙醇溶液、间二硝基苯/乙醇溶液和对硝基苯酚/乙醇溶液的木质素磺酸钠荧光膜的荧光猝灭程度分别为89%、78%和100%。将硝基化合物溶液在荧光膜上涂写, 在日光下观察不到笔迹存在, 而在紫外光下能观察到笔迹部分有明显的荧光猝灭现象。

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    油茶皂素脱色及色泽评价方法比较研究
    肖志强, 刘传杰, 陈殿松, 蒋建新
    2023 (1):  20-28.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.003
    摘要 ( 206 )   HTML ( 1147 )   PDF(3235KB) ( 389 )  

    采用过氧化氢/凹凸棒土耦合体系对油茶皂素进行脱色, 考察了过氧化氢用量、温度、时间和凹凸棒土用量对脱色率的影响, 探究了皂素脱色的最佳条件, 并比较了分光光度计法、分光辐射亮度计法、罗维朋比色计法、色阶比色法和直观拍照法等不同色泽评价方法对皂素颜色测定的优劣。研究结果显示: 最佳脱色条件为H2O2用量6%, 温度80℃, 时间3h, 凹凸棒土用量3%, 此条件下皂素呈现乳白色。5种色泽评价结果基本相近。分光光度计法可对茶皂素色泽精确定量分析; 分光辐射亮度计法适用于较小色差情况下的颜色评价; 罗维朋比色计法在需要对茶皂素溶液进行较广泛的色泽分析场景中具有优势; 色阶比色法操作简便, 可行性强; 直观拍照能对以上方法佐证。

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    蒈烷-3, 4-二醇的除草活性
    朱茂茂, 黄焰群, 卢平平, 黄道战
    2023 (1):  29-34.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.004
    摘要 ( 186 )   HTML ( 824 )   PDF(466KB) ( 377 )  

    采用平皿培养法考察蒈烷-3, 4-二醇在水溶液中对一年生黑麦草和油菜根、茎伸长的抑制作用, 探讨其作为水基除草剂的应用潜力。结果表明: 蒈烷-3, 4-二醇微溶于水, 可在少量亲水性有机溶剂和表面活性剂作用下配制成浓度大于20mmol/L水乳液, 能够抑制黑麦草和油菜根、茎的伸长, 表现与浓度相关的除草活性, 对黑麦草的根、茎伸长的半数抑制浓度(IC50)分别达到1.12和1.73mmol/L, 而对油菜根、茎伸长的IC50分别达到1.23和2.12mmol/L。其除草活性明显高于天然单萜二醇对孟烷-3, 8-二醇, 而稍低于商业除草剂草甘膦, 有望进一步研究开发作为水基植物源除草剂。

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    麦渣与制浆废液共混制备成型颗粒燃料及其燃烧特性分析
    薛蓝馨, 侯慧敏, 林兆云, 杨桂花, 吉兴香, 陈嘉川
    2023 (1):  35-41.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.005
    摘要 ( 206 )   HTML ( 776 )   PDF(495KB) ( 406 )  

    为研究麦渣与制浆废液共混制备的成型颗粒燃料的燃烧特性, 通过热重分析法对其燃烧热力学及燃烧动力学进行了研究。结果表明: 制浆废液的添加使颗粒燃料出现固定碳的二次燃烧阶段, 有利于降低成型颗粒燃料的挥发分、固定碳燃烧阶段的点火温度及最大燃烧速率温度, 对颗粒燃料的燃烧有正向协同作用; 制备的颗粒燃料的一阶动力学模型拟合曲线的相关系数在0.95以上, 颗粒燃料在挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段的活化能和指前因子均随制浆废液的添加而降低。当废液固形物质量分数为53%时制备的成型颗粒燃料, 其挥发分燃烧阶段和固定碳燃烧阶段的活化能为72.85和83.52kJ/mol, 指前因子为2.82×106和3.73×105min-1。制浆废液的添加使颗粒燃料更易燃烧, 且燃烧过程稳定不易爆燃。

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    酵母菌的磁性载体固定化及处理精炼大豆油废水
    吴松
    2023 (1):  42-48.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.006
    摘要 ( 261 )   HTML ( 873 )   PDF(635KB) ( 452 )  

    采用发酵性丝孢酵母菌处理精炼大豆油废水, 首先利用海藻酸钠和所制备的Fe3O4磁性载体分别对酵母菌进行固定化, 然后分别用酵母菌、磁性载体、海藻酸钠固定化酵母菌和磁性载体固定化酵母菌来处理精炼大豆油废水。对处理结果进行对比分析, 结果显示: 4种物质中, 磁性载体固定化酵母菌对精炼大豆油废水处理36h时效果最佳。pH值6.0比较适合磁性载体固定化酵母菌的生长, 处理36h的废水中的酵母菌的OD600值为19.78。通过研究不同pH值和不同接种量条件对磁性载体固定化酵母菌处理精炼大豆油废水的情况, 得到处理废水的较优条件: 废水pH值6.0, 酵母菌接种量10%, 处理时间36h, 此条件下废水的化学需氧量(COD)值为2430mg/L。

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    综述评论
    基于动态硼酸酯键聚合物的构筑和应用研究进展
    郭书畅, 薄采颖, 胡立红, 张猛, 贾普友, 周永红
    2023 (1):  49-61.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.007
    摘要 ( 549 )   HTML ( 753 )   PDF(5607KB) ( 1370 )  

    基于动态硼酸酯键构筑的聚合物有一定的自修复能力和对刺激的多重响应性, 能够通过诱导材料内部物理/化学结构的拓扑重组并以此来响应生物信号的变化。本文综述了基于水解/再酯化、二醇硼酸酯之间的酯交换和硼酸酯之间的酯交换3种不同的硼酸酯酯交换机制构筑的多种天然/非天然高分子材料; 通过传统共价键和硼酸酯动态共价键协同作用设计更加稳定的四面体硼酸盐结构来解决硼酸酯基聚合物稳定性较差的策略; 硼酸酯基聚合物在生物医药、传感器和可回收材料等多领域的应用潜力。重点介绍了硼酸酯键与其它动态键协同作用制备理想的聚合物材料, 如水凝胶、有机凝胶、液晶材料和可回收纳米材料等。

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    糠醛一锅法制备γ-戊内酯的多相催化研究进展
    王建华, 张思思, 庄雨婷, 徐琼, 尹笃林
    2023 (1):  62-72.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.008
    摘要 ( 343 )   HTML ( 677 )   PDF(1968KB) ( 493 )  

    γ-戊内酯(GVL)是一种重要的生物质平台化合物, 可以用作绿色溶剂、聚合物前体、燃料和燃料添加剂等, 催化转化生物质制备GVL是资源化利用生物质和缓解资源、能源危机的重要途径之一。糠醛经麦尓外因-彭多夫-沃莱(MPV)还原一锅制备GVL具有操作简单、经济环保、安全可靠等优点, 是GVL合成研究领域极具工业化潜质的路线, 受到学术界和工业界的广泛关注。本文阐述了糠醛转化为GVL各步所需Brønsted酸(B酸)和Lewis酸(L酸)催化活性中心, 从催化剂构筑方法、载体结构等方面总结了糠醛一锅法制备GVL的高效固体催化剂。发现水热稳定且具有良好传质效果的分子筛(如beta分子筛、ZSM-5分子筛等)是该反应中常用的载体, 以及通过分子筛脱Al改性, 或引入具有L酸位的Zr、Hf化合物、具有B酸位的磷钨酸(HPW)等活性中心是构筑该反应的高效双功能催化剂的常用手段。并对催化剂失活的原因和再生方法进行了总结, 分析了溶剂、温度等催化反应条件对反应活性的影响, 同时还对设计该反应的新型高效催化提出了建议。

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    竹材催化转化制备5-羟甲基糠醛的研究进展
    王美鑫, 战雅微, 马腾飞, 李志强
    2023 (1):  73-83.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.009
    摘要 ( 280 )   HTML ( 752 )   PDF(650KB) ( 466 )  

    5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的平台化合物, 是制取生物液体燃料和其它许多重要精细化工品的前驱体, 由生物质制备HMF是生物质资源综合利用的研究热点之一。竹子具有生长快、成材周期短、产量高、一次种植即可连年持续利用的优点, 而且竹材中含有大量的纤维素, 纤维素水解可以转化得到葡萄糖, 而葡萄糖经脱水反应可以制备HMF。因此, 以竹材为原料催化转化制备HMF具有原料资源丰富和技术路线绿色可行的优势。为了实现竹材到HMF的高效转化, 催化体系的设计和选择是关键因素。本文对近年来利用竹材催化转化制备HMF的研究进行了综述, 主要从竹材的原料组成及特性出发, 首先对竹材的化学组成和微观结构进行分析, 再进一步阐述催化转化机理。特别是对均相催化剂、非均相催化剂和其他催化剂等不同催化剂类型对催化竹材转化制备HMF的影响机制进行了详细分析, 同时也对溶剂体系的选择进行了探讨。最后, 结合发展趋势, 指出了其未来发展方向, 为竹材制备HMF技术的发展与工业应用探索提供建设性意见。

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    木质纤维水热液化研究进展
    程琴, 午紫阳, 马艳, 叶俊, 谭卫红
    2023 (1):  84-98.  doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.01.010
    摘要 ( 306 )   HTML ( 3948 )   PDF(1023KB) ( 488 )  

    水热液化是木质纤维生物质的热转化方法之一, 其因以水作为溶剂被认为是环境友好型技术。本文综述了木质纤维生物质水热液化的研究进展, 对木质纤维生物质的水热液化产物分析策略进行概述。分析了纤维素、半纤维素和木质素等木质纤维生物质组分的水热液化机理以及水热液化产物组成和分布。讨论了反应温度、反应时间、催化剂和助溶剂等对木质纤维水热液化的影响, 重点介绍了生物油、不凝性气体和固体残渣等液化产物的表征手段。最后对未来木质纤维水热液化发展方向提出了建议。

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