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2015年第五期

2015-10-15
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  目 次

  ●研究報告

  銀納米微粒接枝木纖維的制備及抗菌性能研究 馮曉燕,陳瑩,王春鵬,等(1)

  蔗渣漿制備納米纖維素及其氣凝膠的研究 張開濤,孫佩佩,商士斌,等(7)

  La1-xPrxNiO3的制備及其對蔗渣高壓液化的催化性能 張曉華,滕俊江,張榮斌,等(11)

  稀堿-Fenton試劑預處理對云南苦竹酶水解得率的影響 王燕云,楊靜(17)

  對苯二甲酸脂肪醇酯的合成及性能研究 李科,蔣劍春,聶小安,等(23)

  近紅外光譜法快速測定速生相思的材性 吳珽,房桂干,梁龍,等(27)

  黃芩中抗菌有效成分提取工藝研究 王雪,劉燕隔,逯家輝,等(34)

  ●綜述評論

  生物質快速熱解制糠醛的實驗研究及理論探討綜述 董曉晨,葉小寧,蔣曉燕,等(39)

  生物質焙燒技術的研究與應用進展 林啟晨,張文標,孫毅,等(47)

  生物質顆粒燃料成型影響因素研究進展 黃艷,杜鵬東,張明遠,等(53)

  銀納米微粒接枝木纖維的制備及抗菌性能研究

  馮曉燕,陳瑩*,王春鵬,儲富祥

  (中國林業科學研究院 林產化學工業研究所;生物質化學利用國家工程實驗室;國家林業局 林產化學工程重點開放性實驗室;江蘇省 生物質能源與材料重點實驗室,江蘇 南京 210042)

  摘 要:以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為穩定劑和分散劑,硼氫化鈉為還原劑制備了聚乙烯吡咯烷酮-銀納米微粒(PVP-Ag NPs),并將其通過硅烷偶聯劑接枝到木纖維上,得到了具有抗菌活性的木纖維。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和傅里葉-紅外光譜(FT-IR)對PVP-Ag NPs接枝的木纖維進行了結構形貌的表征,并且通過熱重分析儀(TG)分析其熱穩定性能。結果表明,PVP-Ag NPs接枝木纖維的最佳反應條件是硅烷偶聯劑用量4%、偶合時間5 h及接枝時間10 h,此條件下得到PVP-Ag NPs接枝木纖維的接枝率為5.8%;PVP-Ag NPs接枝的木纖維對革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌、蠟狀芽皰桿菌、革蘭氏陰性菌大腸埃希氏菌以及耐藥性細菌耐甲氧西林金黃色葡萄球菌這4種菌種的抑菌率均大于95%,此外,PVP-Ag NPs接枝到木纖維板上的抗菌效果也較好。

  關鍵詞:銀納米微粒;抗菌;木纖維板

  中圖分類號:TQ351 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0001-06

  蔗渣漿制備納米纖維素及其氣凝膠的研究

  張開濤1,孫佩佩1,商士斌1,2,劉鶴1,2,王丹1,2*,李晶晶1

  (1. 中國林業科學研究院 林產化學工業研究所;生物質化學利用國家工程實驗室;國家林業局 林產化學 工程重點開放性實驗室;江蘇省 生物質能源與材料重點實驗室,江蘇 南京 210042;

  2. 中國林業科學研究院 林業新技術研究所,北京 100091)

  摘 要:以蔗渣漿為原料,通過2,2,6,6-四甲基哌啶(TEMPO)催化氧化后,超聲波處理制備納米纖維素(NCC),再經冷凍干燥制備了纖維素氣凝膠。通過透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)對NCC及其氣凝膠形態和結構等進行了研究。TEM顯示超聲波作用30 min得到的NCC長度為100~400 nm,直徑為20 nm左右;XRD顯示氧化后NCC晶型仍為纖維素Ⅰ型;TG顯示NCC相對蔗渣原料熱穩定性降低;SEM顯示NCC水懸濁液中,NCC質量分數為0.1%時,冷凍干燥得到的纖維素氣凝膠為三維網狀結構,NCC質量分數大于0.1%時,纖維素氣凝膠為"蜂窩狀"多孔結構。

  關鍵詞:氧化;蔗渣漿;納米纖維素;氣凝膠

  中圖分類號:TQ352.79 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0007-04

  La1-xPrxNiO3的制備及其對蔗渣高壓液化的催化性能

  張曉華1,2,滕俊江2,張榮斌1,李凝2*,蘆超2,高新航2

  (1. 南昌大學 化學學院,江西 南昌 330031;

  2. 廣東石油化工學院 化學工程學院,廣東 茂名 525000)

  摘 要:采用共沉淀法制備了鈣鈦礦型復合氧化物催化劑La1-xPrxNiO3,用X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、程序升溫還原(TPR)等對La1-xPrxNiO3的晶相結構、形貌、還原性能等進行了表征;同時考察了La1-xPrxNiO3在催化蔗渣高壓液化的反應中催化活性和液化產物分布規律。結果表明,Pr3+部分取代La3+后La1-xPrxNiO3的X射線衍射峰強度增強,微觀形貌結構更疏松,比表面積增大,還原峰都向高溫方向遷移且還原峰面積增加,具有較好的催化活性,促進蔗渣的液化,降低殘渣含量。當復配系數x=0時,殘渣率為30.8%,液化油產率為41.67%;當x=1時,殘渣率為24.8%,液化油產率為46.37% 。同時液化產物中大相對分子質量的產物數量減少,小相對分子質量的產物數量增多。

  關鍵詞:鈣鈦礦;La1-xPrxNiO3;生物質;液化

  中圖分類號:TQ35 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0011-06

  稀堿-Fenton試劑預處理對云南苦竹酶水解得率的影響

  王燕云1,2,楊靜1,2*

  (1. 西南林業大學 云南省木材膠黏劑及膠合制品重點實驗室,云南 昆明 650224;

  2. 西南林業大學 材料工程學院,云南 昆明 650224)

  摘 要:利用響應面法對稀堿-Fenton反應預處理竹粉的條件進行優化,確定最佳的Fenton預處理條件為:1 g 稀堿預處理后竹粉底物加入質量分數30 %的 H2O2 溶液3.4 mL,Fe2+濃度15.8 mmol/L,反應時間12 h,獲得的 72 h 酶水解得率為49.98%。與原料和經2%NaOH 預處理后的樣品相比,經2%NaOH-Fenton 預處理后的樣品中纖維素含量升高,半纖維素和木質素含量降低,72 h酶水解得率為48.24%,分別提高了47.79和37.44個百分點。當纖維素酶和β-葡萄糖苷酶的用量分別為32 FPIU/g和16 IU/g(以纖維素質量計)時,72 h 酶水解得率為76.64%,比單獨使用纖維素酶時的酶水解得率提高了22.80%。

  關鍵詞:響應面法;Fenton反應;酶水解得率

  中圖分類號:TQ35 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0017-06

  對苯二甲酸脂肪醇酯的合成及性能研究

  李科1,蔣劍春1,2*,聶小安1,2,陳潔1,陳水根1

  (1. 中國林業科學研究院 林產化學工業研究所;生物質化學利用國家工程實驗室;國家林業局 林產化學工程重點開放性實驗室;江蘇省 生物質能源與材料重點實驗室,江蘇 南京 210042;

  2. 中國林業科學研究院 林業新技術研究所,北京 100091)

  摘 要:研究了C4、C6、C8、C10和C14等飽和脂肪醇與對苯二甲酸合成對苯二甲酸脂肪醇酯的方法,并對比了其結晶點、密度、閃點等物化性能。結果表明,C6及以下的脂肪醇在常壓低溫下很難與對苯二甲酸反應,而C8及以上的脂肪醇在催化下易與對苯二甲酸反應;且C4的對苯二甲酸二丁酯閃點只有180 ℃;C14醇和酯熔點(結晶點)分別達38和67℃,不便于生產操作和使用;而C8、C10與對苯二甲酸的酯化物介于液固交界處,且閃點不低于210℃,是合成對苯二甲酸酯類增塑劑的合適原料。

  關鍵詞:增塑劑;對苯二甲酸;酯化反應;脂肪醇

  中圖分類號:TQ35;TQ414 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0023-04

  近紅外光譜法快速測定速生相思的材性

  吳珽1,房桂干1*,梁龍1,張新民2,趙振義2

  (1. 中國林業科學研究院 林產化學工業研究所;生物質化學利用國家工程實驗室;國家林業局 林產化學工程重點開放性實驗室;江蘇省 生物質能源與材料重點實驗室,江蘇 南京 210042;

  2. 華夏科創儀器有限公司,北京 100085)

  摘 要:為了實現制漿原料材性的快速測定,用常規方法測定了147個相思木材樣品的化學成分和基本密度,并采集了樣品的近紅外光譜。對原始光譜進行預處理后,運用偏最小二乘法和交互驗證的方法,建立樣品綜纖維素、木質素、苯醇抽出物、基本密度的校正模型,4個模型建立過程中所提取的最佳主成分數分別為10、8、9和9。對4種校正模型進行獨立驗證,得到其決定系數(Rval2)分別為0.910 3、0.950 5、0.970 6和0.969 5;預測均方根誤差(RMSEP)分別為0.45%、0.32%、0.21%和0.007 1 g/cm3;相對分析誤差(RPD)值分別為3.34、4.50、5.82、5.73;絕對偏差(AD)分別為-0.60%~0.68%、-0.50%~0.48%、-0.29%~0.33%和-0.009 7~0.009 1 g/cm3,RMSEP和AD基本符合測定對誤差的要求,4個模型能夠滿足制漿造紙工業中速生相思木材的快速測定。

  關鍵詞:近紅外光譜法;偏最小二乘法;速生相思;化學成分;基本密度

  中圖分類號:TQ35;O657.3;TS721 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0027-07

  黃芩中抗菌有效成分提取工藝研究

  王雪,劉燕隔,逯家輝,王春月,賈冰璇,孟慶繁,張洋,王迪*

  (吉林大學 生命科學學院,吉林 長春 130012)

  摘 要:在單因素試驗的基礎上,選取提取溫度、提取時間和液料比為影響因素,應用 Box-Behnken中心組合進行3因素3水平的試驗設計,以對白色念珠菌產生的抑菌圈直徑作為響應值,對結果進行多元線性和二項式擬合,采用響應面(RSA)法選取黃芩中抗菌有效成分提取的最佳工藝條件。最佳工藝條件為:提取溫度61 ℃,提取時間2 h,液料比13:1(mL:g),經3次驗證實驗得黃芩水提物質量濃度為0.5 g/mL時,抑菌圈平均直徑為12.637 mm,與預測值12.665 mm接近,陽性對照枯草桿菌肽的平均抑菌圈直徑為11.85 mm,表明響應面法優化得到的黃岑水提物對白色念珠菌的抑菌作用顯著。

  關鍵詞:黃芩;抗菌成分;提取工藝;中心組合設計-響應面法

  中圖分類號:TQ35 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0034-05

  生物質快速熱解制糠醛的實驗研究及理論探討綜述

  董曉晨,葉小寧,蔣曉燕,胡斌,陸強*,董長青

  (華北電力大學 生物質發電成套設備國家工程實驗室,北京 102206)

  摘 要:糠醛是生物質快速熱解的重要產物之一,通過對生物質進行定向熱解可實現糠醛的選擇性制備,從而獲得一種新型的糠醛制備方法,實現生物質的高值化利用。概述了國內外對纖維素和半纖維素熱解形成糠醛機理的實驗研究和密度泛函理論分析,總結了生物質選擇性熱解制備糠醛的工藝技術,指出了今后的研究需要,明確糠醛的熱解形成機理以及優化糠醛選擇性制備的技術。

  關鍵詞:生物質;綜纖維素;糠醛;快速熱解機理;選擇性制備

  中圖分類號:TQ35;TQ424.19 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0039-08

  生物質焙燒技術的研究與應用進展

  林啟晨1,張文標1*,孫毅1,張曉春1,汪孫國2

  (1. 浙江農林大學 工程學院,浙江 臨安 311300;

  2. 加拿大新綠生物技術有限公司,基拉姆市 T0B 2L0,加拿大)

  摘 要:綜述了國內外生物質焙燒原料、焙燒工藝與設備、焙燒產品性能及潛在應用領域等研究與應用進展,并提出了我國生物質焙燒技術今后的重點研發方向。

  關鍵詞:生物質;焙燒炭;應用

  中圖分類號:TQ35 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0047-06

  生物質顆粒燃料成型影響因素研究進展

  黃艷1,2,3,杜鵬東2,3,張明遠2,3,湯晶宇2,3,韋睿2,3,劉靈2,3,王曉紅2,3,張吉利2,3

  (1. 中國林業科學研究院 林業新技術研究所,北京 100091;

  2. 中國林業科學研究院 寒溫帶林業研究中心,黑龍江 哈爾濱 150086;

  3. 國家林業局 哈爾濱林業機械研究所,黑龍江 哈爾濱 150086)

  摘 要:綜述了國內外生物質顆粒燃料成型研究資料,分析了顆粒燃料的黏結機理及質量參數,總結了原料含水率、貯藏時間、成型溫度、壓力等影響因子對顆粒燃料質量的影響,為成型工藝的合理選擇及提高生物質顆粒燃料的物理品質提供理論依據和文獻參考。

  關鍵詞:生物質;顆粒燃料;黏合機制;成型

  中圖分類號:TQ35 文獻標識碼:A 文章編號:1673-5854(2015)05-0053-06


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