加热—冷却过程对竹材弦向应变及表面粗糙度的影响

通过动态电阻应变仪对加热—冷却过程毛竹的弦向应变特性进行了检测和分析。结果表明:在加热过程中竹材的弦向应变大体呈抛物线状变化,在80℃以前,随温度上升正应变逐渐增加,而后正应变逐渐减小,超过120℃后成为负应变。在冷却过程中,从150℃下降到100℃时,竹材的弦向应变变化不大,从100℃下降到30℃时负应变大幅增加。在加热和冷却过程中,对应同一温度的各试件弦向应变差异较大,表现出多分散性。竹材加热—冷却过程中形成的应力会使竹材表面产生扩张与皱缩应变,这种应变会导致竹材表面粗糙度增加。     

不同炭化条件下竹炭的电子顺磁共振

利用电子顺磁共振(ESR)技术对竹材热处理至900℃的炭化机理进行了研究。结果表明:(1)600℃左右是竹材炭化的一个非常重要的热处理温度。低于600℃时,为竹材炭化的热解阶段;高于600℃时,为竹材炭化的过渡阶段,并且产生非常显著的硅效应。(2)竹材的热分解历程主要表现为自由基反应。(3)竹炭中的水分和炭化气氛对自旋中心的性质和弛豫机制都产生了比较明显的影响,并且在不同的炭化阶段产生的影响不同。     

竹炭导电机理的研究

采用SX2－5－12型箱式电炉，按不同炭化最高温度烧制竹炭。通过电子显微镜、X－衍射仪、红外光谱等分析仪器，对竹炭导电机理进行研究。结果表明：炭化最高温度对竹炭的导电性影响显，随着炭化最高温度升高，其电阻率减少，且在炭化最高温度600－800℃时电阻率显降低；不同炭化最高温度的竹炭维管来收缩不一，纤维排列结构发生变化；竹炭在炭化最高温度900℃以下，未出现石墨化结构特征峰，竹炭导电主要是离子引起的，而在800℃时出现了碳碳双键与苯环共轭的强吸收峰，导电性增强，在温度达1100℃以上有形成石墨化结构趋势。     

毛竹材的动态热机械性能分析

采用动态热机械分析(DMTA)测试毛竹材的储能模量(E')和损耗模量(E″),分析在不同初含水率、笔壁径向部位、竹龄及距毛竹基部高度下毛竹材的储能模量和损耗模量及玻璃化转变温度(Tg)。结果表明:①毛竹材储能模量随着温度的升高呈逐渐减小的趋势,损耗模量随着温度的变化出现两个峰,当温度达到玻璃化转变温度时达到第1个峰值。②储能模量和损耗模量受初含水率的影响较大,随着含水率的增加呈相对减小的趋势; 在竹壁径向上,储能模量和损耗模量由内而外依次增大; 在同一温度下,毛竹材的储能模量和损耗模量具有随毛竹高度的增加而降低的趋势; 不同竹龄毛竹材的储能模量和损耗模量略有差别,基本上随竹龄的增大而增大。③毛竹材Tg随含水率的增加而降低,在绝干状态时Tg为217～223 ℃; 含水率为15%到饱水状态时,Tg在113～134 ℃之间; 沿竹壁径向的竹青、竹肉和竹黄的Tg略有差别,30%含水率时的Tg在123～135 ℃之间; 不同竹龄毛竹材的Tg并无较大差异,在120～123 ℃之间; 不同高度的毛竹材Tg也无显著差异,在123～126 ℃之间。研究表明,在毛竹材的实际生产中可通过增加毛竹材周边温度和含水率以增加其塑性,使竹材的竹龄和高度选择更加宽泛。     

炉内氧气含量对竹材炭化的影响

竹材炭化过程中,炭化温度和炭化时间是两个重要的工艺参数,但还必须考虑炉内的氧气含量。通过调节进入炉内的氮气和空气流量,并采用氧传感器实时测定并控制炉内氧分压,研究了炉内氧含量对竹材炭化的影响。结果表明：炉内氧分压增加,得炭率下降。因此传统土窑炭化时应严格控制进入炉内的氧气含量,形成缺氧的高温热解环境,防止竹炭自燃,使竹材在平衡氧分压（中性）或还原性高温气氛中炭化。     

全国14个竹产区毛竹竹炭理化性质分析

【目的】分析相同制备条件下不同竹产区毛竹竹炭的性能,为全国竹产区毛竹林的分类经营及利用提供理论依据。【方法】在500 ℃条件下用管式炉对全国14个竹产区的毛竹竹秆热解,对比分析不同竹产区竹炭的部分理化性质。【结果】在500 ℃热裂解温度下全国14个竹产区毛竹竹炭得率为18.45%～30.43%、 pH为7.2～7.9、比表面积变化范围为4.48～73.5 m²/g; 不同地区毛竹竹炭中各元素含量都以碳为主,质量分数为70.93%～77.55%,碳氮比(C/N)为72.31～185.18; 14个竹产区竹炭表面基团种类大致相同,且在500 ℃热裂解温度下各竹产区竹炭维持了原始的管状空心结构,但孔隙结构发达程度各地区间差异较大。【结论】全国14个竹产区中贵州赤水地区毛竹烧制竹炭得率最高,浙江安吉地区竹炭滤液pH最高,福建武夷山地区竹炭比表面积最大,湖南东安地区竹炭碳氮比(C/N)最高,广西兴安地区竹炭元素种类最为丰富,包含了此次检测的所有元素种类(C、O、Na、Mg、Si、P、S、Cl、K、Ca、Mn、Cu、Zn、Fe)。在今后竹炭产业的发展过程中,有必要建立各竹产区竹炭理化性质参数数据库,在竹炭产业链延伸过程中,根据各地区竹炭的理化性质加以区别利用。     

不同炭化温度的竹炭对重金属离子的吸附性能

选用不同炭化温度的竹炭,研究其对单一和混合重金属离子的吸附性能。结果表明：竹炭对重金属离子吸附存在物理和化学吸附,其吸附性能与其比表面积、孔径及pH等有关;不同炭化温度竹炭对重金属的吸附有选择性,炭化温度为800℃的竹炭对Hg2+、Pb2+、Cr6+吸附效果较好,炭化温度为1 000℃的竹炭对Cd2+吸附效果较好;竹炭吸附混合重金属离子存在协同和阻碍两方面的效应,与单一离子相比,竹炭在混合重金属离子溶液中对Pb2+、Hg2+、Cr6+吸附率增加,而对Cd2+的吸附率却减少。     

白竹与烟煤共炭化产物燃烧特性与动力学研究

文章以白竹和烟煤为原料，在不同共炭化温度、不同掺混比条件下制备共炭化产物，采用热重分析法研究产物在不同升温速率条件下的燃烧特性，并采用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算动力学。结果表明，共炭化产物在燃烧过程中只出现1个峰，与煤单独燃烧基本一致，但综合燃烧特性优于煤；随着共炭化温度升高(350～550℃),灰分增多，燃烧效果下降；随着升温速率提高，样品微商热重(derivative thermogravimetric, DTG)曲线向高温段偏移，但样品的失重量不变；随着白竹掺混比增加，共炭化产物燃烧的失重量随之减少，着火、燃烧性能逐渐提升；白竹与煤共炭化产物燃烧时会出现协同效应；采用FWO法、KAS法活化能结果相近，FWO法模型较优，其线性相关系数高于0.95;白竹与烟煤按质量比7∶3掺混，在350℃条件下共炭化，升温速率为20℃/min时共炭化产物综合燃烧特性指数最好(3.98×10^-7 min^-2·℃^-3),最小着火能量最低(85.85 kJ/...     

煤／HDPE共炭化材料CH4吸附性能的研究

研究了手选分离的黄陵镜煤、丝炭与HDPE共混物的共炭化产物结构和性质，并对炭化产物的CH4吸附性能进行了对比分析。结果表明：煤／HDPE共炭化物产率随温度的升高而降低，镜煤／HDPE共炭化物产率远低于丝炭／HDPE；炭化温度为400℃、质量比为7：3的镜煤／HDPE共炭化产物的CH4吸附能力最强。     

毛竹酶解/温和酸解木素的热解特性

为有效利用竹材,进行毛竹全组分和木素单组分热解行为的研究,提出单组分木素的热解规律及其对毛竹全组分热解的影响.采用热重分析法对毛竹酶解/温和酸解木素(EMAL)的热解行为进行了研究,并与丙酮抽提后毛竹全组分的热解行为进行了对比.探讨了升温速率和热解温度对毛竹EMAL热失重行为的影响.利用Coats-Redfern法描述毛竹EMAL的热解过程,建立了动力学模型并通过计算得到了热解动力学参数.研究结果表明毛竹EMAL热解反应的主要温度范围是150～600℃,其热解动力学模型可用一级反应表征,所得活化能随升温速率的增大而增加.     

福建柏抗寒生理指标变化研究

对福建柏1－2年生苗木进行－8℃，－15℃低温胁迫处理试验测定表明，在处理24h情况下，植株体内内绿素和脯氨酸的含量比对照（自然低温－4℃）都有所升高，而根活力指标均有所降低；且种源间差异明显：叶绿素和脯氨酸含量的增加率为仙游和南靖种源均大于德化种源；根活力指标的降低率为仙游＜南靖＜德化。对仙游种源2年生苗木低温处理试验测定表明，叶绿素和脯氨酸含量在处理24h时均升高，但在处理48h、72h时叶绿素含量明显下降；脯氨酸含量在处理72h时明显升高。可溶性糖含量在处理48h和72h后有所升高。MDA含量在冷冻处理时均升高，田间同步观测表明，在－7℃ 24h自然低温条件下，2生福建柏苗仅出现少量侧枝顶端鳞叶轻微受冻；－8℃持续48h自然低温，则出现中度冻害（多数苗木未见顶梢受冻）；而经－8℃处理72h，－15℃处理48h和72h的苗木绝大多数冻死。低温处理福建柏叶绿素、脯氨酸和根活力指标的变化是植株适应不利气温的生理机制调节反应。利用低温胁迫处理后上述生理指标的变化，可以寻求评估耐寒种源的途径，并为北移引种提供科学实验依据。     

生物质烧结燃料性能优化研究

烧结生产过程产生了包含颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和二口恶英的高温烧结废气.为减少烧结污染物排放,制备新型生物质燃料取代烧结矿石燃料,通过生物质炭化、生物质成型等对比实验确定优化生物质燃料最优实验条件.实验结果表明:锯末炭化分为两个阶段,在室温(25℃)~400℃适宜炭化升温速率为5℃/min,在400~600℃适宜炭化升温速率为20℃/min,锯末燃料适宜成型压力为50 M Pa.通过对适宜条件下制备的生物质烧结燃料与烟煤和焦炭进行对比实验,其比表面积、孔容孔径和燃料燃烧性能大幅改善,接近矿石燃料.     

木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成

为了深入理解生物质热解/炭化过程,制备功能型焦炭,采用热重红外联用仪研究了木质素热解/炭化官能团演变与焦炭形成,并对所形成焦炭进行了导电性测试.实验结果表明:木质素热解/炭化过程分为4个阶段:200℃以下为自由水的脱除阶段;200～ 500℃为热解阶段,焦炭开始形成;500～900℃时焦炭中C-C键和C-H键进一步断裂,苯环大部分已被解链或芳香族化,形成无定形炭,在此阶段,焦炭的电阻率迅速下降,由986 Ω·cm减小到0.6 Ω·cm;900～1400℃时,碳碳双键几乎完全消失,焦炭内部结构重组,形成了一种介于无定型结构和石墨结构之间的新结构,电阻率达到0.2Ω·cm,导电性进一步增强.     

热处理竹材的苯甲基化改性研究

将竹材在200-400℃无氧环境中热处理3 h,然后对热处理竹材进行苯甲基化改性,探讨了反应时间、NaOH用量、相转移催化剂用量对醚化反应的影响.通过反应后热处理竹材的增重率来表征醚化反应程度,在同样的反应条件下,250℃热处理竹材的增重率最大,并通过FT-IR、XRD对苯甲基产品的微观结构进行了表征.     

褐煤低温干馏实验研究

褐煤不仅燃烧效率低、水分含量高,而且温室气体排放也很大。为提高褐煤资源的利用效果,提出采用铝甑法考察干馏时温度及保温时间对褐煤干馏产物产率的影响规律,运用FTIR表征褐煤在不同干馏温度下半焦的官能团。结果表明：褐煤低温干馏的适宜条件为450～510℃,保温时间30 min。400℃干馏煤焦与原煤相比,脂肪族和芳香族基团的比值分别降低53.1%和11.8%,说明褐煤煤焦的芳构化程度逐渐增大,芳香核缩聚程度加大;半焦中氧含量减小14.4%,脱羰基比由0.473降到0.396,降低了16.3%,固定碳含量增加21.5%,C/H比增大34.7%。实验证明褐煤的干馏过程是一个去氢、脱氧、富碳的过程。     

竹炭炭化机理及吸附性能的初步研究

对不同最终炭化温度的竹炭产物进行FT-IR光谱分析及SEM图片解析。尝试结合理论推测,探究竹炭炭化机理。根据已有的竹炭吸附有害气体性能评价的标准方法,加以改进,准确测试竹炭对甲醛的吸附率,并提出相应的可行性方向。     

Co60-γ射线辐照对马蔺种子萌发的影响

为了在西北干旱半干旱地区大面积繁育推广马蔺这一耐盐碱、耐干旱的植物品种,对马蔺(Iris)种子进行了物理和化学处理以促进其萌发.物理处理主要使用不同强度的Co60-γ射线辐照种子,而化学处理则是用500mg/kg细胞分裂素溶液浸泡种子.通过对发芽率及各种田间试验数据的分析,证明打破马蔺种子休眠、促进其萌发的最适处理方法是Co60-γ射线辐射+热水浸泡;Co60-γ射线辐射的基本剂量范围确认在0.2580～0.9030C/kg,计量率为2.58×10-4C/(kg*s),浸泡热水温度以65℃为宜.该项研究工作对于西北地区开发新的饲料、药用植物资源、恢复改善当地生态环境、繁荣地方经济均具有一定的理论和实际意义.