纤维素乙醇副产物可联产氢气

美国俄勒岗州立大学的研究人员日前宣布,在微型反应器中及等温、连续流动条件下,纤维素乙醇副产物可在超临界水中气化联产氢气。这一利用超临界水使木糖气化的研究成果已在美国化学学会杂志《能源与燃料》上发布。     

基于半纤维素和木质素的水凝胶研究进展

作为“生物炼制”的原料,木质纤维素中的纤维素成分可为人类生产生物燃料和化学品,但其中的半纤维素和木质素成分未能有效利用.由于高分子骨架上含有大量亲水性基团,半纤维素和木质素可以转化为用途广泛的水凝胶材料.这样不仅可消除环境污染,减少资源浪费,还可以有效地降低纤维素生物燃料或者化学品的成本.综述了基于半纤维素和木质素的水...     

基于纤维素及其衍生物的凝胶材料设计

凝胶(水凝胶与气凝胶)是一种具有多孔结构的三维材料,其在诸多领域具有广泛应用。纤维素的可降解性及生物相容性等特性使其在凝胶材料设计中备受关注,前景巨大。纤维素及其衍生物通常可通过溶解或在水溶液中均匀分散形成稳定的体系,再经适当交联制成水凝胶。纤维素气凝胶一般是由水凝胶经超临界干燥或冷冻干燥处理制得。系统总结了纤维素基水凝胶的制备方式及机制,分析了气凝胶不同的干燥制备方式对其形态结构的影响,并重点讨论了纤维素基凝胶材料在环境保护、生物医学、能源存储等领域的应用进展,最后指出了该领域研究存在的问题并进行了展望。     

木质素解聚转化及其在高分子材料中的应用

木质素是自然界中除纤维素外第二大生物质资源,由于其高分子结构中含有丰富的芳环结构及活性含氧基团(如酚羟基等),因此通过解聚生产化工原料和化学品可以部分替代化石能源,有利于缓解能源危机。由于木质素总体利用率较低,如何通过化学方法将其转化为高附加值的化学品是实现木质素高价值化和资源化利用的重要途径之一。综述了木质素解聚转化方法,阐述了催化剂设计,归纳了木质素制备高分子材料的应用优势,提出了木质素磺酸盐通过水滑石催化解聚制取小分子化合物,并以其为原料制备绿色粘合剂的新工艺,并对木质素解聚转化利用的发展方向进行了展望,为木质素高值化和资源化利用提供了理论基础。     

La改性Cu-Mn-Al催化剂超临界甲醇中催化木质素液化性能研究

采用并流共沉淀法制备了一系列La改性Cu-Mn-Al类水滑石前体,对La的添加量进行了考察,利用XRD研究了类水滑石前体的物相变化。将类水滑石前体置于500℃、空气气氛下焙烧获得La改性Cu-Mn-Al复合氧化物催化剂,并用于超临界甲醇中木质素的催化液化。利用XRD、N2吸附/脱附、H2-TPR等方法研究了La不同添加量对催化剂物化性质、物相结构的影响。考察了在不同反应温度和反应时间下,催化剂对超临界甲醇中木质素液化性能的影响。结果表明:合成前体具有完好的类水滑石物相,并且La的添加能够对焙烧后催化剂的各组分起到很好的分散作用,能够有效提高催化剂活性和稳定性;但La同时具有抑制甲醇重整的效果,催化剂中La含量过多在较低温度下不利于提高木质素转化率。     

木质素-纳米纤维素复合薄膜的制备及其紫外光屏蔽性能

由于臭氧层的破坏及塑料污染,研发具有紫外光屏蔽性能的纤维素基薄膜材料引起广泛重视.为实现紫外光屏蔽剂-木质素与纤维素均匀分散,提出了一种利用高压均质法来实现木质素颗粒及羧甲基化纤维均匀混合的方法,随后结合真空抽滤、热压干燥等工艺制得复合薄膜材料.实验中,对木质素-纳米纤维素(Lignin-CNF,L-CNF)复合膜的微...     

开架式气化器竖直圆管内超临界氮换热实验研究

目前国内外对液化天然气(LNG)接收站的开架式气化器中超临界天然气的流动换热实验研究非常少,本文为了研究开架式气化器中竖直管内超临界流体的流动换热特性,搭建了竖直单管超临界流体换热实验平台。以液氮代替液化天然气,研究了氮入口压力、水温和水流量等不同参数对换热的影响。结果表明:在拟临界温度以下,表面传热系数随着压力的增大逐渐减小,但拟临界温度以后,这种趋势相反;当水流量足够大时,氮出口温度取决于管外水温而不是水侧流量。最后,基于实验数据拟合出了适用于竖直圆管内超临界低温流体流动换热的半经验关联式,关联式预测值和实验值的平均绝对偏差为8.42％,可以准确预测竖直加热管中超临界氮的表面传热系数。     

超临界水中生物质气化制氢的影响因素

超临界水中生物质气化制氢技术是近年发展起来的一种高效、清洁的能源转化及利用技术，无论从能源还是环境角度，都具有十分重要的意义。本文主要讨论超临界水中生物质气化制氢的发展现状及影响因素，并对其前景作了一定的预测。     

木质素在聚合物材料中应用的研究进展

木质素是植物界仅次于纤维素的第二大生物质资源,也是植物类资源中唯一含有芳香结构的天然高分子聚合物。木质素分子结构中存在芳香基、酚羟基和醇羟基等活性基团,可以发生水解、醇解、磺化、烷基化、缩聚或接枝共聚等多种化学反应,这为木质素在聚合物材料中的应用提供了技术基础。文中以弹性体、软硬质泡沫、胶黏剂及涂料为例,综述了木质素在上述聚合物产品制备与改性中应用的最新研究进展,探讨了利用木质素制备改性聚合物产品过程中存在的挑战和潜在的解决方案,展望了木质素在未来聚合物材料中应用的研究方向。     

可循环混合溶剂分离水稻秸秆纤维素

粉碎的水稻秸秆经水煮和抽提预处理后,采用乙二醇(EG)和水的混合体系(体积比9∶1)为溶剂,在酸或碱催化作用下,分离得到纤维素,同时回收木质素和半纤维素;对所得样品的组分含量、晶体结构、微观形貌等进行了分析。结果表明:经水煮和抽提预处理后,秸秆纤维束状结构变得疏松;在0.1mol/L的硫酸催化下,经混合溶剂处理所得样品的综纤维素含量达到86.59%(其中纤维素含量为83.09%),酸不溶木质素含量为3.70%;相同条件下,以0.1mol/L氢氧化钠为催化剂,所得样品中酸不溶木质素含量为4.21%。研究还发现,混合溶剂可高效回收并循环使用。基于实验结果和结论分析,对催化剂可能的作用机理解释为:在适当浓度的酸或碱作用下,木质素的重聚合被有效抑制,从而促进了其在混合溶剂中溶解,并使其从秸秆组织中分离。     

β-O-4型木质素二聚体高温蒸汽气化机理的理论研究

以β-O-4型木质素为研究对象,将密度泛函理论B3LYP/6-31++G(d,p)运用到Gaussian09中对该木质素二聚体高温蒸汽气化反应进行分子动力学模拟。研究显示,木质素二聚体高温蒸汽气化初反应中,R6和R7的反应焓变较小,分别为237.9kJ/mol和225.5kJ/mol,Cα-Cβ键和β-O-4键较易断开。对于次反应路径,R6-2a和R7-4a的焓变较小,分别为-602.3kJ/mol和-606.3kJ/mol,所以气化中优先发生R6-2a和R7-4a反应。气化反应生成物是苯酚、乙醇、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛。     

木质粉末高密度滑动轴承无胶温压成形结合机理研究

按照木质粉末高密度滑动轴承制备工艺(160℃,70 MPa,保温、保压30 min),对小于350μm的杨木粉末的三级抽提物纤维素-木质素-半纤维素复合体、纤维素-木质素复合体和纤维素实施无胶温压成形,分析温压前后各样粉的微观结构、物相、官能团、纤维素结晶度等的变化情况。结果表明,木质粉末中的纤维素、半纤维素、木质素在无胶温压成形过程中均发生了化学反应,产生了化学链接。温压成形可改善各级抽提物的化学结构,提高其化学结合程度与纤维素结晶度,使其一体化、致密化、塑化程度与热稳定性明显提高。综合温压成形工艺成本与温压材料特性表征,以杨木粉末为基材制备生物质功能材料(如滑动轴承)宜采用一级抽提物或原粉。     

超(亚)临界水热液化降解木质素为酚类化学品的研究进展

木质素是一种自然界唯一能提供再生芳基化合物的天然可再生资源。水热液化技术是一种环境友好、可持续发展的高新技术,不仅能将木质素转化为生物燃料,也可将木质素转化为酚类化合物等高附加值化学品。文中阐述了超(亚)临界水热液化降解木质素为酚类化学品的最新进展,主要介绍了木质素的结构、超(亚)临界水的性质及水热液化的优点,并分析了水热液化木质素的影响因素及反应机理。最后对超(亚)临界水热液化降解木质素为酚类化学品的前景进行了展望。     

木质素及其衍生物在3D打印光敏树脂中的应用

随着社会消费需求向绿色、可持续发展方向不断转型及国家“双碳”战略目标的提出，深入开发低碳环保型3D打印材料(如生物质基3D打印光敏树脂)是十分必要的。木质素作为仅次于纤维素的第二大可再生绿色生物质资源，在3D打印材料中具有广阔的应用前景。本文综述了木质素及其衍生物用作生物质基3D打印光敏树脂材料的最新应用研究，包括木质素基光敏预聚物、木质素基活性稀释剂、木质素基光引发剂及木质素作为添加剂在3D打印光敏树脂材料中的应用机制及性能影响。最后对木质素基3D打印光敏树脂的未来挑战和工业化前景进行了分析与展望。     

在超临界水中氧化钙对葡萄糖分解率的影响

本文利用自建的一套间歇式超临界生物质气化实验装置，在水的近临界态和超临界态，以葡萄糖为生物质模型化合物，以制取氢气为目的进行实验研究。选用氧化钙为二氧化碳脱除剂，综合对比在实验过程中添加氧化钙前后，反应温度、停留时间和Ca／C摩尔比等因素对葡萄糖分解率的影响。     

粗毛栓菌产生木质纤维素酶及其降解植物生物质的研究

对在液体培养基中产生木质纤维素降解酶能力强且产酶速度较快的粗毛栓菌（Trametes gallic）,进行了最佳产酶液体培养基组分的研究,并对其在液体培养基、固体培养基中产生木质纤维素降解酶能力和行为进行了分析。结果表明,该菌株在高氮低碳高无机盐培养基中的漆酶和木质素过氧化物酶的活性最高,在低氮高碳高无机盐培养基中的锰过氧化物酶和半纤维素酶的活性最高。该菌株培养在含有高氮无碳高无机盐和低氮无碳高无机盐液体培养基的麦草粉中,锰过氧化物酶在10d、漆酶和半纤维素酶在40d、木质素过氧化物酶在50d时分别达到峰值,该菌株使麦草生物质的失重率大于64％。对半纤维素的降解达71．96％,对纤维素的降解达66．21％,对木质素的降解达70．14％。T.gallica在固体培养基中具人很强的降解生物质能力,且首先降解木质素。因此该菌株是生物制浆中原料预处理的优良侯选菌株。     

SAS过程制备乙基纤维素超细微粒实验研究

以自制的超临界反溶剂过程实验装置制备了乙基纤维素超细微粒。实验以乙醇为有机溶剂,超临界CO2为反溶剂,研究了操作温度、压力、反溶剂流量及溶液浓度等操作参数对制备的超细微粒的形态、粒径及粒径分布的影响。实验发现,通过控制实验参数,可使制备的乙基纤维素微粒基本呈球形,最小粒径可降至1μm以下,粒径分布较均匀。     

聚丙烯在超临界水中的降解反应初探

超临界水由于具有许多独特的性质,用超临界水作为化学反应的介质已受到人们广泛的重视,尤其是它可以使废塑料发生降解或分解。本文以聚丙烯在超临界水中的降解作为模型反应．研究了温度、压力、时间及水／聚丙烯等条件对该反应的影响,为今后聚丙烯及其它塑料废弃物在超临界水中的降解提供实验指导。     

纤维素/木质素微球抗紫外薄膜制备与性能研究

随着包装工业的快速发展和人类社会对环保要求的提高,功能性且可生物降解的包装膜材料越来越受到人们的重视.然而,目前市场上的可降解包装膜材料由于成本较高、力学性能差以及耐水性低而限制了其发展.采用自组装方法制备木质素微球,并将其沉积在纤维素膜表面,制备出一种新型纤维素基抗紫外薄膜材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和激光共聚焦电子显微镜对薄膜的表面性能进行研究.利用抗张实验和紫外透光率测试对纤维素基功能薄膜的力学性能和抗紫外性能进行表征.结果表明:自沉积木质素微球在纤维素膜表面分布均匀,尺寸为1～2μm;纤维素薄膜疏水改性后有助于木质素微球的沉积,且沉积量随着木质素质量浓度的增加而增大.由于木质素微球的引入,纤维素复合膜的抗张强度比对照样增加22％,同时其对UVB屏蔽效果可达94％.     

木质素基碳纤维的制备及应用研究现状

碳纤维具有低密度、高模量等一系列优异性能,具有广泛的应用领域。木质素作为一种丰富的可再生资源在自然界中的含量仅次于纤维素,碳含量高达60%以上,是一种新型的制备碳纤维的理想原料。文中根据纺丝工艺的不同,从前驱体溶液、纺丝参数、预氧化和碳化工艺角度,分别阐述并讨论了木质素基碳纤维的多种制备方法,包括熔融纺丝、湿法纺丝、凝胶纺丝及静电纺丝。并介绍了木质素基碳纤维的应用领域,为今后研究者高效利用木质素资源提供参考。