水稻脆秆重组体茎秆的形态结构观察与理化测定

为了研究水稻脆秆重组体茎秆与普通茎秆形态结构与理化性的差异,对两者的茎秆差异通过茎秆形态解剖和纤维素、可溶性糖含量测定进行了比较,通过扫描电镜对茎秆观察得到,重组体734的小维管束数目多于对照(733),小维管束之间的凹陷比对照深,而皮层纤维细胞层数少于对照。茎秆组织的光学显微镜解剖观察结果为734茎秆基本组织的细胞大、排列较疏松,对照的细胞比较小、排列紧密;734维管束内的韧皮部与木质部细胞少而疏松,对照多且排列紧密。虽然734茎秆单位面积内的细胞数与对照相近,但细胞壁比对照薄,细胞腔比对照大。茎秆的相对含水量和粗纤维含量测定显示:重组体734的含水量比对照高4.5%,粗纤维含量比对照低2.8%。     

木薯废弃物热解特性及产物分布

为了探索木薯废弃物的不同部分(木薯根、茎和渣)的热解特性及产物分布,采用热重及动力学分析表明,结果,木薯废弃物的不同部分的热解均可分为脱水、热解、炭化3个阶段;在200~400℃,木薯茎比其他部分具有更高的热降解反应性,木薯茎的活化能在3种样品中最低,为37.57 kJ/mol,木薯根和渣的稍高,分别为39.42、45.39 kJ/mol。木薯茎固定床热解试验表明,随着热解温度的升高,固体产物逐渐减少,气体产物逐渐增多,液体产物先增多后减少,热解温度为600℃时生物油产率达到最大值45.50%。木薯废弃物的不同部分固定床热解试验表明,热解产物中液体产物产率最大,固体和气体产物产率次之。     

五节芒茎秆微观构造及结晶度研究

 为更好地研究和利用五节芒Miscanthus floridulus茎秆,并为五节芒工业化利用奠定基础,研究了五节芒茎秆微观构造及茎秆去髓原料的纤维素相对结晶度。结果表明：五节芒茎秆皮部为茎秆最外层不含维管束的部分,木质部为皮部内圈维管束较多且紧密分布的部分,髓部为茎秆中部呈白色、含少量维管束的部分。茎秆表皮层由表皮膜、长细胞、短细胞和气孔器构成,长细胞长边边缘多呈锯齿形,且长、短细胞内含硅质。维管束由木质部、韧皮部、纤维细胞组成。原生木质部含环纹导管或螺纹导管。后生木质部的导管类型有网纹导管和孔纹导管。基本组织薄壁细胞主要特点是壁薄, 壁上有纹孔,且内含淀粉粒。五节芒去髓茎秆梢部纤维相对结晶度为43.21%,中部为42.08%,基部为44.49%,基本相似,没有表现出明显的规律性。图2 表1参15     

通过热重红外联用确定白皮松的热解过程和产物生成特性

采用热重-傅里叶变换红外光谱联用技术,对不同粒径白皮松的热解红外过程进行了分析,以研究不同粒径白皮松在木醋液生成过程中存在的差异性。白皮松的热解过程分为4个阶段:第1阶段是在30℃~130℃时,主要是水分的消失,失重率较小,质量损失大约为6%;第2阶段是在130℃~200℃,木材热分解缓慢,主要是半纤维素及不稳定纤维素成分的热解,质量损失大概在2%;第3阶段是200℃~400℃,最大热解速率时的温度(峰温)约为365℃,该阶段失重约64%,主要是由于纤维素的分解和燃烧;剩余部分则在第4阶段400℃以后,主要是木质素的热分解,以及碳化的纤维素分解。从白皮松的红外三维谱图可以发现,白皮松颗粒热分解过程中在200、525、830、1 100s及1 420s时有较高的吸光度。粒径越小的白皮松热分解越彻底,粒径较小其热分解较快,粒径为1.0mm以上对热分解的影响较小,木醋液的生成在主热解阶段持续到炭化阶段。     

香樟木质部甲醇提取物浸渍马尾松边材褐腐后热解特性及其动力学研究

为探讨香樟木质部提取物的防腐机制,以及材料在加热过程中的物理和化学变化行为,通过对香樟木质部甲醇提取物浸渍处理马尾松边材后的褐腐试验制得的试样(处理样)以及马尾松素样(对照样)的热解特性及其动力学参数的差异研究,从而对开发香樟木材提取物用于木材防腐剂以及防腐工业的清洁生产奠定理论和技术基础。试验对马尾松素样以及香樟木质部甲醇提取物(浓度为10%(m/K))浸渍马尾松边材褐腐后试样在5,15,30℃/min升温速率条件下的热重(TG)以及微分热重(DTG)曲线的比较,建立了热解模型以及采用Coats-Redfern法确定热解反应动力学参数。结果发现:处理样以及对照样的热解可分为干燥阶段A(温度150℃),预热阶段B(温度在150～280℃),热解阶段C(温度为280～390℃),煅烧阶段D(温度390℃)4个阶段;各试样在热解温度为620℃时的失重量从小到大依次为:升温速率30℃/min处理样、15℃/min处理样、5℃/min处理样、30℃/min素样、15℃/min素样和5℃/min素样;升温速率为15℃/min时,对照样的热解在低温区(260～395℃)和高温区(395～620℃)分别满足一级和二级反应动力学方程,各试样低温区和高温区温度范围略有不同;各试样活化能E在一级热解反应阶段从小到大的顺序依次为:处理样5℃/min、处理样30℃/min、处理样15℃/min、素样15℃/min、素样5℃/min和素样30℃/min。活化能E在二级热解反应阶段由小到大依次为:处理样30℃/min、处理样15℃/min、处理样5℃/min、素样15℃/min、素样30℃/min和素样5℃/min。各试样的热解特性及其动力学参数与升温速率以及各试样中的纤维素含量比例有关。升温速率越大则试样的失重量越小;马尾松素样比处理样中纤维素和半纤维素所占的比例更大,经热重试验后其质量损失也就越大,因此其失重量表现为素样大于处理样;素样在一级和二级反应阶段的活化能比处理样在相同反应阶段更大。     

杨木热分析

为对使用木材及预测和扑灭火灾提供理论依据,文章通过对杨木进行热重分析（ＴＧ）及差示扫描量热分析（ＤＳＣ）,得知杨木热解的初始温度约为２００℃,热解速率最大的温度为３０９℃,整个热解的温度范围为２００～５２０℃。杨木热解分三个阶段进行,首先在２００～３２０℃区间,为热分解阶段,此阶段失重速度快,失重率高,达６０％;在３２０～４３５℃期间为失重仍较明显的阶段,此阶段失重２０％左右;在４３５℃之后,失重不再明显,为灰化阶段。在整个热解过程中,杨木的热效应值为１２７ｋＪ·ｇ－１。利用不同升温速度下的三条ＴＧ曲线,根据三处不同类型的动力学近似方程,求解得出杨木热解的平均活化能约为１５０ｋＪ·ｍｏｌ－１。     

烟草木质素的热解特性及与纤维素、木聚糖热解协同作用规律研究

应用热重分析法考察了烟草木质素、纤维素、木聚糖的热解特性,并对烟草木质素与纤维素、木聚糖之间的协同作用规律进行了初步研究。热失重行为研究发现,烟草木质素、纤维素及木聚糖这3者的热解行为及热解深度存在明显差异:从室温至900℃,失重峰值对应温度从木聚糖(233℃)、烟草木质素(314℃)到纤维素(331℃)依次升高,纤维素的总失重约为97.2%,木聚糖总失重约76.9%,而烟草木质素的总失重仅为75.3%。热解协同作用研究表明,纤维素与烟草木质素的热解反应具有双向抑制作用,而木聚糖与烟草木质素的热解反应具有单向抑制作用。     

滤泥的热解特性及动力学分析

【目的】研究滤泥的热解特性、动力学和热力学性质,为滤泥热解提供科学依据。【方法】采用定量法进行工业分析和元素分析;采用热重分析法,以5、10、15、20、25和30℃/min加热速率从室温加热至800℃,运用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)3种方法处理热重试验数据。【结果】滤泥灰分含量为44.34%,挥发分含量为52.88%,C、H、N、S和O的重量百分比含量分别为24.96%、4.04%、1.98%、5.82%和18.86%,高位发热值(HHV)为11.39 MJ/kg。由TG(热重分析)曲线可知热解主要分为3个阶段进行,分别为微失重阶段(110℃左右)、快速热解阶段(150～510℃)和炭化阶段(510～800℃),不同加热速率下DTG(热重分析一阶微分)曲线峰值差别明显。运用FWO和KAS方法计算得出的平均活化能(Eα)分别为322.28和321.93 kJ/mol,平均焓变(ΔH)为289.04和288.24 kJ/mol,平均吉布斯自由能变(ΔG)为207.87和208.01 kJ/mol,熵变(ΔS)由负值持续增加为正值。【结论】较低的加热速率有利于滤泥的热解反应;FWO和KAS模型均能较好地描述滤泥热解过程,整个热解过程符合热力学第二定律,是一个复杂多步的吸热过程。     

小麦茎秆抗倒伏性能研究

为了研究小麦茎秆纤维素与小麦茎秆抗倒伏性之间的关系,采用微波辅助加热酸浸提法提取了小麦茎秆纤维素,通过光学显微镜、扫描电子纤维镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射光谱法(XRD)等方法对小麦茎秆纤维素光谱性能和形貌结构进行了表征。结果表明:抗倒伏小麦百农矮抗58茎秆纤维素含量为22.51%,结晶度高达74.47%;微波辅助加热酸浸提法所提取的小麦茎秆纤维素纯度高,具有典型的纤维素特征,小麦茎秆纤维素结晶体具有典型的纤维素Ⅰ的结构;小麦茎秆纤维素结构属结晶度高、大分子排列非常紧密的纤维;小麦茎秆纤维素的结晶度和小麦茎秆的倒伏指数具有一定的相关性,结晶度高,倒伏指数小,抗倒伏性能强;结晶度可以用来表征小麦茎秆纤维素的强度,有望作为衡量小麦茎秆质量的重要指标之一。     

基于多重扫描法对棉秆热解动力学的研究

本文基于多重扫描法对棉秆热解行为及机理进行了研究。结果表明,棉秆热解在30~600℃热解区间,分为四个区域,分别为失水、解聚"玻璃化转变"、主热解及炭化阶段,主反应区热重曲线和微分热重曲线都向高温方向移动。对主热解阶段采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Friedman-Reich-Levi(FRL)动力学模型对活化能E进行求解,在转化率10%到70%的范围内,棉杆的主热解阶段活化能十分稳定,两种方法的求解结果非常接近,而且线性拟合度很高。对实验数据进行非线性拟合,确定棉杆热解机理满足Avrami-Erofeev方程反应级数为0.4,机理函数形式为,G(α)=[-ln(1-α)]2/3,f(α)=5/2(1-α)[-ln(1-α)]3/5。     

不同淀粉含量木薯品种块根淀粉粒结构观察比较

[目的]探讨不同淀粉含量木薯品种块根淀粉粒结构差异及其与淀粉含量的潜在关系,为研究木薯块根淀粉存储状态及品种选育提供理论依据.[方法]以高淀粉木薯品种GR891、辐选01和低淀粉木薯品种华南124为材料,通过块根形态解剖、石蜡切片观察、电镜扫描等方法比较不同淀粉含量木薯块根淀粉粒的结构特点.[结果]苗期时木薯块根淀粉主要存在于次生木质部.块根形成期淀粉粒大量存在;淀粉储藏区是木薯块根淀粉储藏的最主要区域,皮层部分少量分布,储藏区淀粉粒密度高于皮层;靠近中柱的次生木质部区域,其淀粉粒呈放射线状排列分布.不同淀粉含量木薯品种在淀粉粒形态上无明显差别,多数为一面不规则的半球形、椭球形.高淀粉品种的淀粉粒直径小于低淀粉品种,但差异不显著(P>0.05).[结论]木薯块根淀粉积累的主要位置是淀粉储藏区,导管内部及临近区域的淀粉粒数量多、直径小、填充程度高,且在块根膨大期高淀粉木薯品种淀粉粒聚集程度高于低淀粉木薯品种.     

基于TG-FTIR-MS技术的烟叶角质层热解行为研究

为探究烟叶角质层热解行为及其在热解过程中气相产物释放规律,采用酶法、化学方法分离烟叶角质层,通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对其进行表征分析,利用热重-傅里叶红外光谱-质谱(TG-FTIR-MS)联用技术检测角质层的热释放行为和热解产物。结果表明,采用酶法和化学方法均可分离烟叶角质层,烟叶角质层的热解可分为失水(50～135℃)、快速脱挥发分(135～595℃)和碳化(595～900℃)3个阶段,其热解产生的气体成分主要包括CH₄和CO₂,气态产物多集中在300～600℃温度区间,其中以羧酸类化合物和甲苯居多。苯系物在250℃左右开始产生,在500～540℃温度区间内达到峰值,而尼古丁的生成量则相对较少。     

木薯茎秆粉碎还田对木薯产量影响初探

为了充分利用木薯茎秆的生物能,以华南8号木薯品种为材料,研究不同木薯茎秆粉碎还田量对木薯产量、干物率及其他生物学指标的影响。结果表明,木薯茎秆粉碎还田处理对木薯干物率影响不大;木薯种茎秆粉碎还田处理的产量与株高、茎粗和叶片重量相关性较小;采用600、900和1200kg·ha^-1木薯茎秆粉碎还田处理的鲜薯产量比对照（未施用木薯茎秆）的产量显著提高,尤其是施用600kg·ha^-1粉碎茎秆处理的产量最高。     

滇池水葫芦的热重分析

[目的]明确水葫芦的热解特性。[方法]采用热重分析方法对滇池中的水葫芦进行热解试验,绘制水葫芦叶、根、整株的热重曲线。[结果]水葫芦热解从易到难的顺序为整株、叶、根,整株水葫芦在289~531℃的热解失重率为55.52%,叶在279~497℃的热解失重率为54.11%,根在288~488℃的热解失重率为40.88%。[结论]试验结果为水葫芦的燃料和发酵利用提供了参考。     

不同热解温度泡桐生物炭孔隙结构及其差异

为探究泡桐生物炭的特征,评价其不同剩余物的炭化利用潜力,以泡桐3种剩余物(树皮、去皮枝条和树叶)为原料,在3个热解终点温度(300、500和700℃)下分别炭化2 h制备生物炭,通过热重分析和比表面及孔径分析,探讨泡桐生物炭的炭化热解过程和孔隙结构特征。结果表明,3种泡桐原料的热解过程呈现相似的趋势并存在3个阶段,分别为初始温度至150℃的水分蒸发阶段,150～500℃的快速热解阶段,500℃以上平缓热解阶段,3种原料的失重速率约在350℃达到峰值;随热解温度的升高,泡桐生物炭产率不断下降,各温度下去皮枝条炭的产率最低;泡桐生物炭的吸附等温线均经历了由Ⅲ类回滞环H3型转变为Ⅱ类回滞环H4型的过程;比表面积由1.515 7～3.351 8 m~2·g~(-1)升至95.056 6～512.538 0 m~2·g~(-1),平均孔径由12.291 9～22.959 7 nm降至2.402 2～2.768 9 nm,微孔占比由0%提升至10%以上;在较高热解温度下,泡桐生物炭孔隙结构更加复杂,分形维数趋近于3,孔道表面更加粗糙。     

烟丝掺配输送及卷制过程中的热解特性变化分析

为研究烟丝在掺配输送及卷制过程中的热解特性变化规律,利用热重分析技术和热分析动力学方法跟踪分析了不同加工环节烟丝的热失重特征参数变化和差异。结果表明：(1)不同加工环节烟丝整体热解失重规律一致,均包含脱水干燥、挥发性成分损失、半纤维素和纤维素分解、木质素分解与炭化、无机盐分解等阶段,各样品不同热失重阶段的温度区间一致,但阶段失重率有差异;(2)JXQ、JXH和CPS样品在无机盐分解阶段的失重率接近,并明显高于其他样品,不同烟丝样品的综合热解指数CPI范围为4.10×10^-5%·(min×℃²)^-1～4.65×10^-5%·(min×℃²)^-1,BZS样品的CPI最低,CPI随着加工环节的进行呈现逐渐降低的趋势;(3)样品在脱水干燥和纤维素分解阶段的热分解过程均符合F1.5级化学反应模型,但不同样品的热解动力学参数存在一定差异。本研究揭示了烟丝在热解过程中的化学反应动力学参数存在一定的差异,在加工过程中烟丝的配方成分可能存在一定程度的波动。     

芍药、牡丹的根器官比较解剖研究

采用显微及扫描电镜观察,对牡丹和芍药部分品种的根器官进行比较解剖研究.结果表明: 根初生结构,牡丹根的内皮层细胞排列不够紧密、凯氏带结构不明显,芍药根的内皮层细胞排列紧密、无细胞间隙、凯氏带结构比较明显;牡丹根的中央为数个后生木质部的大导管、无髓,芍药根的中央由薄壁组织形成髓.根次生结构,牡丹根次生韧皮部占主要部分,而芍药根次生木质部占主要部分.     

污泥热解特性影响因素的研究

[目的]研究污泥的热解特性及其影响因素。[方法]采用热分析的方法研究升温速率、试验终温、污泥组分、颗粒粒径和氮气吹扫量等因素对污泥热解特性的影响。[结果]污泥热解可以划分为3个阶段:第一阶段是水分析出阶段(50～150℃);第二阶段是污泥失重的主要阶段(150～530℃),热解失重是由于有机物的分解引起;第三阶段(530～800℃)失重是由于无机物和残余有机物引起。污泥热解在第二阶段是放热过程。升温速率对污泥热解特性的影响主要表现在起始温度方面,而对峰温和失重率的影响较小;试验终温的影响则主要表现在污泥的失重率上,试验终温越高,污泥的失重率越高,而对热解起始温度的影响则可以忽略;污泥组分不同,表现出的起始温度、峰温和失重率等反映污泥热解特性的主要参数不同;污泥的粒径不同,反映热解特性的主要参数起始温度、终止温度、峰温和失重率等都存在明显的差异;氮气吹扫量对污泥热解参数基本没有影响,但随着氮气吹扫量的增加,污泥的失重率增加。[结论]该研究可为污泥的热处理方法研究提供理论依据。     

模拟降雨条件下谷子和冬小麦植株对降雨再分配过程的影响

以谷子（Setaria italica）、冬小麦（Triticum aestivum Linn.）为研究对象,利用人工模拟降雨测定了不同降雨强度和生长阶段两种作物植株的穿透雨,采用人工喷雾法测定了不同生长阶段的冠层截留,根据水量平衡法计算了不同观测阶段的茎秆流。结果表明：谷子、冬小麦冠层对降雨的再分配作用显著,谷子冠下穿透雨率平均约为79%,茎秆流率平均约为20%,冠层截留率平均约占1%;冬小麦冠下穿透雨率平均约为79%,茎秆流率平均约为19%,冠层截留率平均约占2%。在其全生育期内,两种作物冠下穿透雨与茎秆流呈彼此消长趋势。穿透雨量和茎秆流量与降雨强度呈显著正相关关系,但是穿透雨率和茎秆流率与降雨强度的关系不显著。茎秆流量和冠层截留量及其二者占总降雨量的比率均与作物叶面积指数呈显著正相关关系,但穿透雨量及穿透雨率随叶面积指数增加呈显著下降趋势。     

木薯种茎长度与节点数对其农艺性状的影响

为了探究不同的种植种茎长度和节点数对木薯农艺性状的影响,以华南9号木薯为材料,对木薯种茎的长度(L)和节点数(S)分别设置3个处理(L1、L2、L3和S1、S2、S3)共计9个组合,按照相同管理方式种植。结果表明:木薯种茎的节点数与株高、茎粗、第一分支高度、茎秆叶鲜重、鲜薯重和鲜薯数均无显著相关性,种茎的长度与茎秆叶鲜重和第一分支高度显著相关,增大木薯种茎长度可以提高鲜薯重、茎秆叶鲜重及第一分支高度,试验中处理L3S3鲜薯重比对照(CK)高9.8%,茎秆叶鲜重比对照高19.1%,第一分支高度比对照高10.5%。