玉米秸秆稀酸水解时糠醛形成原因及影响因素

该文通过试验研究了玉米秸秆在稀酸水解过程中糠醛类物质的产生规律和主要影响因素。试验结果表明：己糖转化为羟甲基糠醛的反应是水解液中糠醛类物质产生的主要原因,而戊糖向糠醛的转化率较低。影响水解液中糠醛类物质浓度最大的因素是还原糖浓度,在所有系列试验中糠醛浓度同还原糖浓度均显著相关;水解时间对水解液中糠醛类物质浓度有显著影响,糠醛浓度随着水解时间的增加而升高;稀硫酸0.5%～2.5%浓度的范围内能够有效提高己糖向羟甲基糠醛的转化效率;而固含物和水解温度在试验条件下对糠醛类物质的产生没有显著影响。     

糠醛渣的纤维素酶水解及其最优纤维素转化条件

该文对糠醛渣的纤维素酶水解特性进行了研究,探索利用玉米芯制糠醛联产燃料乙醇工业化生产的可行性。分析糠醛渣组分,表明其半纤维素质量分数为3.1%,纤维素为31.6%,说明糠醛生产过程对玉米芯的预处理基本满足高效酶解糖化糠醛渣并转化乙醇的要求;通过纤维素酶用量、温度、pH值、固液比、转速等因素进行条件优化,确定最佳水解条件：每克底物酶用量为6.7FPU,固液质量体积比1︰6,pH5.2,转速80 r/min;在糠醛渣水解体系中加入吐温80,结果表明在酶施用量较低情况下（6.7 FPU/g）,吐温80对提高糠醛渣水解转化率效果更为明显;通过最优化水解条件,使糠醛渣纤维素转化率达到78%,据此初步判定以糠醛渣为原料转化乙醇的工业化生产具有较大潜力。     

糠醛渣和废菌棒的热解气化多联产再利用

糠醛渣和废菌棒是农林木质纤维素类生物质经利用后的废弃物。该文分析了糠醛渣和废菌棒的组分构成和热失重特性,并以糠醛渣和废菌棒为原料,以生物质高效无污染全面利用为目的,应用生物质气化多联产技术制备了生物质炭与可燃气。糠醛渣的C元素含量较高而挥发分含量较低,糠醛渣的热值(20.87 MJ/kg)高于废菌棒(18.01 MJ/kg)。糠醛渣的半纤维素失重肩峰明显消失,其最大质量损失速率高于废菌棒,质量损失总量低于废菌棒。糠醛渣和废菌棒的气化产炭率分别为29.99%和22.26%,糠醛渣炭的热值为26.18 MJ/kg,高于废菌棒炭的20.09 MJ/kg,糠醛渣炭的比表面积为253.58 m~2/g,高于废菌棒炭的189.08 m~2/g。糠醛渣可燃气和废菌棒可燃气的产率分别为2.49和2.25 m~3/kg,其热值含量基本处于同一水平,分别为4.86和4.92 MJ/m~3。糠醛渣和废菌棒可分别用于机制炭和炭基肥料等的生产,同时产出生物质可燃气。     

竹炭表面结构及其对糠醛的吸附特性

为了去除生物油中的糠醛,该研究利用竹子为前躯体热解制得竹炭,选取糠醛为生物油模型化合物,在深入分析测试竹炭表面特性的基础上,研究竹炭对糠醛的静态吸附特性,并利用Langmuir和Freundlich等温吸附方程对试验数据进行拟合。结果表明以微孔为主的竹炭表面含有多种含氧官能团,如羟基、羧基等,同时还含有芳香族、脂肪族结构,这些表面官能团主要呈碱性;竹炭对糠醛具有较好的吸附脱除效果,25℃下,在糠醛浓度为10g/L,竹炭添加量为200g/L时,脱除率可达95%以上;其对糠醛的吸附主要依靠色散力作用;Freundlich等温吸附方程能更好地描述竹炭对糠醛的吸附特性。该研究有助于探索廉价的生物油除杂以适应糖发酵的新方法。     

糠醛渣改良土壤增强苕子对盐碱土的适应性

科学合理的盐碱土改良措施对植物在盐碱土上适应性栽培具有重要的科学意义与应用价值。该研究旨在通过施用糠醛渣探讨盐碱土土壤特性及植物生长适应性栽培研究,为糠醛渣在盐碱土的合理使用提供科学依据。试验按土壤质量为基数确定糠醛渣的用量,试验由添加量0、5%、10%糠醛渣的盐碱土3个处理组成,温室条件下进行盆栽试验。结果表明,施用糠醛渣不仅降低盐碱土pH和含盐量,而且显著提升了土壤微生物多样性Sobs和Shannon指数,降低了simpson指数降低。主要表现在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi)成为优势菌门。施用糠醛渣增加了苕子叶片中叶绿素、可溶性糖含量和脯氨酸含量。显著增强了过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性。施用糠醛渣明显促进苕子生长发育,增加了苕子苗期生物量,5%糠醛渣用量处理改良盐碱土效果较优。研究表明糠醛渣通过改善盐碱土的其理化特性及生物多样性分布,促进苕子的生长发育,研究为糠醛渣在盐碱地土壤改良及植物适应性栽培的合理应用提供了科学依据与参考。     

木质纤维素酸催化制备糠醛的工艺及机理研究进展

糠醛是一种重要的生物质基平台化合物,国内外学者针对生物质产糠醛展开诸多研究,尤其是酸催化水解领域。该文综述了糠醛制备工艺在不同时期的情况,阐述并评价了目前新颖的同步产糠醛与纤维素基化学品工艺。对酸(稀布朗斯特酸和路易斯金属盐)催化木糖和半纤维素的反应动力学进行系统归纳,并阐述了相关机理的研究进展。最后,对现在研究热点——酸/有机溶剂作用体系中有机溶剂的作用机制进行归纳,并对计算化学在其中的最新研究情况进行总结。该文旨在为学者开展生物质产糠醛的研究提供信息,有利于学者进行选择性研究。     

糠醛渣、沼渣与化肥配施对制种玉米田理化性质和酶活性的影响

在河西走廊制种玉米田设置定位试验,研究糠醛渣、沼渣与化肥配施对制种玉米田理化性质和酶活性影响。结果表明:施用糠醛渣、沼渣可以有效降低土壤容重,提高土壤孔隙度,使土壤疏松;糠醛渣配施化肥可有效提高土壤有机质、速效钾、CEC与pH;而沼渣配施化肥可有效提高土壤碱解氮与速效磷。糠醛渣配施化肥可有效提高土壤过氧化氢酶与转化酶活性;沼渣配施化肥处理可有效提高土壤碱性磷酸酶与脲酶活性,在河西走廊利用糠醛渣与沼渣配施化肥可以有效改善土壤性质,利于土壤的有效循环利用。     

糠醛渣添加量对奶牛粪堆肥腐熟及氨气释放量的影响

为解决奶牛场粪污和糠醛渣的贮存及其对环境的污染问题,我们探究不同添加量的糠醛渣对奶牛粪条垛式堆肥腐熟及氨气释放量的影响,以新鲜奶牛粪和小麦秸秆为主料,分别添加质量分数为3%、6%、9%的糠醛渣进行为期35 d的堆肥试验。结果表明,当糠醛渣添加量质量分数为3%~9%时,新鲜奶牛粪和小麦秸秆堆肥的产品的含水率、pH、NH₃释放量分别比对照不添加糠醛渣下降13.86%~20.91%、1.09%~4.37%、12.86%~30.82%,种子发芽指数和C/N分别提高24.35%~43.48%、12.54%~31.22%。综上考虑认为,采用奶牛粪堆肥时,添加质量分数为3%~9%的糠醛渣,可促进堆肥物料的分解转化,加快腐熟速度,降低氨气释放量。     

用加压热水预处理山毛榉树粉生产燃料乙醇的初步研究

采用间歇式加压热水实验装置,研究了加压热水用于山毛榉树粉的分离规律,探讨了不同温度、处理时间对生物质分离的影响.当温度低于200℃时 ,随着温度升高和反应时间延长,木粉溶解量、木糖浓度和糠醛浓度均逐渐升高,而葡萄糖浓度和5-羟甲基糠醛浓度则较低.但当温度高于200 ℃时,生物质溶解量基本不随反应时间的变化而变化,葡萄糖浓度随反应时间延长逐渐增加,木糖浓度则随着反应时间的延长而下降,糠醛浓度则随着反应时间的延长基本不变甚至略有下降,5-羟甲基糠醛浓度则随着反应时间的延长而增大.     

糠醛渣生态肥对风沙土理化性质和茄子效益的影响

采用田间试验方法,研究了糠醛渣生态肥对河西内陆灌区风沙土改土培肥效应和茄子效益的影响。结果表明:糠醛渣生态肥原料间的效应是:茄子专用肥糠醛渣5406生物菌肥,糠醛渣生态肥配方比例为:5406生物菌肥0.0103:茄子专用肥0.1291:糠醛渣0.8606。施用糠醛渣生态肥与传统化肥比较,风沙土体积质量、pH、EC和可溶性盐分别降低了13.85%、1.07%、6.22%和6.92%;Hg、Cd、Cr和Pb离子分别降低了21.21%、40.00%、18.70%和21.94%;总孔隙度、团聚体和饱和持水量分别增加了13.35%、16.98%和13.35%;CEC、有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锌和有效钼分别增加了19.20%、25.93%、0.29%、1.89%、0.17%、2.08%和8.33%;真菌、细菌和放线菌分别增加了59.00%、41.94%和24.32%;蔗糖酶、脲酶和磷酸酶分别增加了57.51%、5.88%和10.35%;茄子单果重、单株果重、产量和施肥利润分别增加了5.27%、5.35%、3.01%和0.51×104元/hm~2。糠醛渣生态肥施用量与风沙土总孔隙度、团聚体、饱和持水量、有机质、速效养分和茄子产量呈显著的正相关关系;与体积质量、pH呈显著的负相关关系;糠醛渣生态肥施用量与茄子产量间的线性回归方程为y=51.2300+1.5151x–0.0408x2,经济效益最佳施用量为17.40 t/hm~2,茄子理论产量为65.24 t/hm~2。在风沙土上施用糠醛渣生态肥,有效的改善了土壤理化性质和生物学性质,提高了土壤有机质和番茄产量。     

糠醛渣与稻壳混合物的共热解特性研究

通过对不同混合比糠醛渣和稻壳的混合物进行热重分析试验,发现主要热解温度区间明显的分为两个阶段,表现出不同的热解机理;糠醛渣和稻壳的混合比对热解过程有影响,共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加。在热解反应活跃区间建立与糠醛渣和稻壳混合物固有热解特性相适应的分段分级热解动力学模型,计算得到热解动力学参数。最后应用Newton-coats数值求积方法对模型进行验证,并与实验曲线进行对比,结果表明该模型具有较强的可靠性和实用性。     

3种改良剂对滨海盐碱地土壤理化性状及玉米生长的影响

为探讨不同改良剂对滨海盐碱地的改良效果及其对玉米生长的影响,采用盆栽试验研究了钙制剂(GZJ)、糠醛渣(KQZ)和风化煤(FHM)对中度滨海盐碱土理化性质及对玉米株高、叶绿素和产量的影响,试验处理(用量)分别为GZJ1(15 t·hm~(-2))、GZJ2(22.5 t·hm~(-2))、KQZ1(30 t·hm~(-2))、KQZ2(45 t·hm~(-2))、FHM1(30 t·hm~(-2))和FHM2(45 t·hm~(-2))。结果表明,与不添加改良剂(CK)相比较,3种改良剂均能提高盐碱土阳离子交换量(CEC),增幅为17.53%~49.45%,3种改良剂均能降低土壤容重和含盐量,两个用量的糠醛渣和较高量的风化煤均能降低土壤容重,降幅为7.80%~12.06%,降低土壤含盐量效果显著的是两个用量的风化煤和较低量的钙制剂,降幅为13.19%~19.33%;钙制剂和糠醛渣能显著提高水稳性团聚体(0.25~0.5 mm和0.5~1 mm)数量的百分比,分别提高了5.36~6.59个百分点和1.92~2.81个百分点,降低微团聚体(0.25 mm)数量的百分比,降低了9.93~11.52个百分点。施用30 t·hm~(-2)糠醛渣改善盐碱地土壤理化性质的综合效果最好。糠醛渣和风化煤明显增加玉米不同时期的株高和叶绿素含量(SPAD值),玉米成熟期株高增加了9.71%~13.09%,拔节期SPAD值提高了10.13%~16.44%。3种改良剂明显增加玉米穗粒数和单株产量,分别增加了15.97%~37.43%和25.86%~49.65%,30 t·hm~(-2)糠醛渣增产效果最好。研究表明,钙制剂、糠醛渣和风化煤对中度滨海盐碱地均具有改良作用,均能提高玉米穗粒数和产量,3种改良剂不同用量间的改良效果无显著差异。糠醛渣的综合改良效果优于风化煤和钙制剂,30 t·hm~(-2)糠醛渣综合改良效果最佳。     

含钾有机废弃物糠醛渣改土培肥效应研究

在河西走廊的盐化潮土上设置了糠醛渣的改土培肥田间试验,结果表明:甜菜施用糠醛渣与施用化肥比较,土壤容重、全盐、pH分别降低0.21g cm-3、0.36g kg-1、0.37;总孔度、自然含水量、贮水量、团粒结构、有机质、速效N、P、K、CEC分别增加7.93%、79.90g kg-1、131.95m3 hm-3、4.75%、0.61g kg-1、12.96mg kg-1、1.24mg kg-1、6.78mg kg-1、1.89cmol kg-1。施肥成本降低90元hm-2,施肥利润增加1716元hm-2。且施用糠醛渣能提高土壤中磷的活性和磷的利用率。     

脱硫石膏糠醛渣对新垦龟裂碱土的改良洗盐效果

为了探讨脱硫石膏及糠醛渣对新垦龟裂碱土改良洗盐效果,在统一施用脱硫石膏（28 t/hm2）的基础上,该文于2012年在宁夏平罗县西大滩农场,研究了不同淋洗水平（3 600、4 500和4 800 m3/hm2）和不同糠醛渣施用量（0、15、22.5和30 t/hm2）对新垦龟裂碱土碱化度、总碱度、pH值、全盐及盐分离子分布特征、油葵出苗生长及产量的影响。结果表明：在淋洗水量4 500 m3/hm2和施用糠醛渣（22.5 t/hm2）的条件下,土壤0～20 cm深的pH值由初始的9.65降到了7.6（P＜0.05）,碱化度、总碱度和全盐分别下降了60.2%、39.2%和69.1%,油葵产量3 195.8 kg/hm2,碱土改良效果明显,表明适当的脱硫石膏、糠醛渣、淋洗量可降低土壤盐分增加油葵产量。结果可为新垦龟裂碱地的改良利用、水盐调控提供依据。     

不同升温方式对烘干枣品质影响的研究

在红枣烘干工艺中,采用三种不同升温方式烘干的红枣,经９５％乙醇浸提得膏后,以乙醚萃取,蒸发部分乙醚定容后,用ＧＣ-１６ＡＰＴＦ气相色谱仪以内加法测定糠醛和５-羟甲基呋喃甲醛的含量,水分、总糖和维生素Ｃ含量。结果表明,用前两种方法烘干的枣的品质比用第３种方法好。还讨论了红枣中糠醛和５-羟甲基呋喃甲醛的形成、测定及其对干枣品质的影响。     

新型土地复垦基质配比试验及盐分冲洗定额研究

在室内进行了粉煤灰与有机物料(糠醛渣)不同组成的基质配比盆栽试验，探讨了各种基质在不同管理条件下的物理特性和营养元素的变化与循环，结果表明：糠醛渣与粉煤灰混合后，在一定程度上可以改善粉煤灰的特性，经过合理的肥水管理，基本上可以满足作物生长，混合基质中糠醛渣的最佳配比比例为5%～20%。另外，研究中发现，盐分含量是抑制作物正常生长的主要因素之一，实例中设计的盐分冲洗定额为4.39×10³ m³ /hm²，能将盐分控制在作物正常生长的范围之内。     

土壤重金属复合污染的化学固定修复研究

本文研究糠醛渣、磷矿粉、风化煤3 种修复剂对重金属复合污染土壤的化学固定修复效果.结果表明:糠醛渣、磷矿粉、风化煤3 种修复剂都可一定程度地降低复合污染土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd含量,其中以风化煤降低土壤有效态Zn、Cu的效果较好,在风化煤添加量为80 g/kg时土壤有效态Zn的含量降低了37.22%,土壤有效态Cu的含量降低了31.22%;磷矿粉处理修复Pb的效果比糠醛渣、风化煤好,在磷矿粉添加量为80 g/kg时,土壤有效态Pb的含量降低了23.79%;3 种修复剂都能显著降低土壤有效态Cd,在磷矿粉添加量为40 g/kg时,土壤有效态Cd的含量降低最显著,较对照降低了83.09%.在本试验条件下,3 种修复剂对4 种重金属复合污染土壤的修复效果,以Cd 较好,其次是Zn,对Pb的修复效果较差.     

糠醛渣全营养混合基质理化性质及对茄子生长发育和产量的影响

研究了糠醛渣全营养混合基质的理化性质及其对茄子生长发育和产量的影响。结果表明:糠醛渣:稻壳:炉渣:羊粪容积比为0.2∶0.2∶0.5∶0.1加入茄子专用肥发酵消毒处理后配制成混合基质有利于茄子生长发育。与对照(传统土壤栽培)比较,物理性状改善,有效养分增加。茄子株高、茎粗、单果重、单株果重、产量、产值、利润分别增加21.34 cm、4.10mm、29.40g、0.35kg、18.37t hm-2、2.94×104元hm-2和0.36×104元hm-2。不同处理间的差异显著性经LSR检验达到显著和极显著水平。     

一种新型复垦地再造耕作层材料

鉴于目前以覆土为主的复垦工作由于覆土来源难以保证而受到限制的问题,拟寻求一种适合农业种植的新型复垦地再造耕作层材料。本研究进行了粉煤灰与有机物料糠醛渣组配的基质进行作物种植的试验,探讨了这种基质进行作物种植的可行性和主要化学性质的变化。结果表明:粉煤灰和糠醛渣以4:1的质量比组配的新型材料作为复垦地再造耕作层进行作物种植,只要选择合适的植物,产量和品质都不受影响,基质的性状得到改善,可以满足大多数植物的生长,重金属含量不超标,可以取得较高的经济、环境和社会效益,为矿区土地复垦提供了新的理论和方法。     

三种有机无机复混钾肥钾素的释放与供应特征

在实验室条件下,通过间歇淋洗培养和土壤培养试验研究了不同有机无机复混钾肥钾素的释放与供应特征。在等化肥钾量投入条件下,与化学钾肥相比,供试的3种有机无机复混钾肥没有显著影响到钾素在石灰性土壤中的释放规律;土壤速效钾含量有所增加,糖渣系、糠醛渣系和污泥系有机无机复混钾肥处理的土壤速效钾含量分别比化学钾肥处理增加了13.5%、12.7%和1.6%。与化学钾肥处理相比,糖渣系、糠醛渣系有机无机复混钾肥处理的钾素(K)固定量分别减少了42和39 mg/kg。