木质素模型物羟甲基化反应的机理研究

以香草醇等六种化合物为木质素模型物,研究了侧链α-C上官能团和苯环C-3、C-5位甲氧基的取代情况对羟甲基化反应的影响。对产物的红外光谱和核磁共振氢谱分析表明,模型物经过改性后可以引入羟甲基。对模型物在羟甲基化反应过程中结构特性变化的研究表明,羟甲基化反应可在木质素苯环未取代的C-3和C-5上进行。在pH=11时,甲醛消耗量和羟甲基生成量均达到最大值,此时羟甲基化反应程度最大。木质素模型物的α-C基团对苯环的羟甲基化反应也有重要的影响,与α-C为羟基的模型物比较,α-C为醛基的模型物较易发生羟甲基化。由于羟甲基化反应是在碱性条件下进行的,且参加反应的醛均不含α-H,过程中会发生坎尼扎罗反应,产生酸性物质,从而使反应体系的pH值下降。     

卷烟烟气中有害成分的测定方法及其影响因素探讨

从测定方法对烟气中7种有害成分进行了探讨。通过研究不同抽吸条件(如抽吸持续时间、抽吸容量、时间间隔、烟蒂长度、抽吸曲线等)下主流烟气中有害物质释放量(TPM、烟碱和一氧化碳)的差异,探讨了不同吸烟方式对有害物质产生量的影响。     

草浆废液制备生物质固沙材料及其在植被恢复上的应用(系列报道之一)生物质固沙材料的合成

以禾草纤维制浆废液为主要原料，在一定的条件下经羟甲基化和交联等改性反应后合成新型生物质固沙材料（BSSM）。对制浆废液、纯化碱木质素和分离半纤维素的改性合成研究表明，随着尿素质量分数的增加，制浆废液和纯化碱木质素合成产物的粘度均有不同程度下降，但半纤维素合成产物的粘度却略有上升。纯化碱木质素与脲醛呈现出良好的交联反应性能，其合成产物用于固沙的抗压强度较好，而植物原料中的碳水化合物对脲醛改性合成固沙材料则有不利的作用。在利用制浆废液合成固沙材料时，应将尿素质量分数控制在10％～20％之间。     

碳酸钠预处理对麦草酶水解糖化的影响

麦草是一种具有很大潜力的制取生物乙醇的可再生木质纤维素原料。文章探讨了碳酸钠预处理预浸时间、保温时间、碳酸钠用量对麦草化学成分及酶水解效率的影响。结果表明,延长碳酸钠预处理保温时间对木质素脱除无明显影响,但浆料得率和酶水解总糖转化率有所下降;合理的预浸时间为30 min,继续延长预浸时间对预处理浆料酶水解总糖转化率无促进作用;增加预处理Na2CO3用量有助于促进木质素的脱除,大部分碳水化合物保留在浆料中。在8% Na2CO3(Na2O计)用量下,麦草于80℃预浸30 min后升温至130℃,不保温所得到的浆料在纤维素酶用量为20 FPU/g(对纤维素)时,其总糖转化率为60%。     

木质纤维素纳米纤丝的制备与表征

以麦草为原料,利用化学法脱除部分木质素,再进行超微粒研磨粉碎,制备不同木质素含量的纳米纤丝(LCNF),并探讨残余木质素对LCNF的形态、亲疏水性能和稳定性的影响。透射电镜分析结果表明研磨2次、磨盘间距-150μm、转速1 500 r/min为麦草碱预处理物料的最佳研磨条件。研究表明,机械法处理后,LCNF保留了纤维素Ⅰ型晶体结构。残余木质素抑制木质纤维素纳纤化程度,木质素含量高的LCNF尺寸分布不均匀,且分散液稳定性较差。然而,LCNF中的木质素增强了疏水性,对其扩大应用范围起到了促进作用。     

高强度柔性木材膜的制备与性能

以轻木为原料,通过脱基质处理结合表面改性工艺（2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物TEMPO氧化和乙酰化）,制备了一系列高强度柔性木材膜,并系统研究了不同处理方法对木材膜力学性能、光学性能、宏/微观形貌、表面特性及结晶结构等的影响。结果表明,脱基质处理后的木材纤维骨架在干燥过程中能够形成具有致密层状结构的木材膜试样,其密度提高了近5倍。进一步经TEMPO氧化及乙酰化处理后,木材膜试样的透光性及力学性能均有显著提升,其中,TEMPO木材膜透光率约为61.8%,断裂拉伸强度为180.29 MPa;而乙酰化木材膜断裂拉伸强度达264.14 MPa,几乎是轻木的14倍。进一步将其作为柔性基材,制备了一种智能防伪标签。其研究结果可为促进木材的高值化利用提供理论依据与技术支持。     

硫化钠预处理制浆残余木质素的化学结构特性

用化学和波谱分析研究了硫化钠预处理硫酸盐制浆中残余木质素的化学结构特性。结果表明 ,硫化钠处理能促进硫与木片中木质素的结合 ,而甲氧基的含量有所下降。与对照硫酸盐制浆相比 ,预处理条件下木质素的缩合程度较低 ,经过蒸煮后残余木质素的缩合程度有较大的提高。     

基于木质素分子结构特性的功能材料研究进展

木质素是自然界中储量最大的可再生芳香生物质资源,其大分子是由苯丙烷结构单元(愈创木基、紫丁香基和对羟基苯基)通过醚键和碳-碳键连接聚合而成,具有天然的生物活性、亲疏水性、纳米尺度的可调节性、分子结构设计的灵活性以及生物相容性等特点。围绕木质素的分子结构特性,重点综述了近年来国内外在木质素功能材料方面的研究成果与进展。首先从木质素化学组成和分布等角度探讨了木质素的分子结构特性;然后从基于原生木质素结构特点的直接功能应用、基于木质素分子结构调控的材料创制和应用以及基于木质素碳材料的开发和应用三个方面出发,系统讨论了木质素功能材料的研究现状和亟需突破的瓶颈;最后,简述了木质素在其他领域的应用进展,并展望了木质素功能应用工作中的重点以及未来的发展方向。     

醋酸预水解对稻草化学成分及酶水解性能的影响

研究了醋酸预处理对稻草主要化学成分及酶水解糖化效率的影响。在160℃下以不同的醋酸用量(0～4%)对稻草进行处理,预处理后稻草的Klason木质素含量基本保持不变,约60%的酸溶木质素被脱除;灰分含量(质量分数)约下降30%,灰分中SiO2则几乎全部保留在预处理浆料中。预处理醋酸用量的增加对酸溶木质素和灰分含量的变化均无显著影响。预处理后高聚糖的降解程度随醋酸用量的增加而上升,其中半纤维素的降解程度尤为显著,阿拉伯聚糖、半乳聚糖大量溶出。对经醋酸预处理稻草的酶水解研究表明,预处理中醋酸用量的增加无助于酶水解液中还原糖得率的提高。稻草于160℃下经不添加醋酸的自水解预处理后,其酶解还原糖得率均高于经醋酸预处理的稻草,当纤维素酶用量为40 FPU/g(对底物)时,稻草中高聚糖的酶水解转化效率最高,葡聚糖、木聚糖的转化率分别为67.8%和45.3%,总糖转化率为58.8%。