生物质制备合成气技术研究现状与展望

综述了生物质合成气制备技术的现状,着重讨论了生物质气化技术中气化炉类型、气化介质、气化温度和气化压力对合成气组成的影响,介绍了生物质热解油气化和生物质超临界气化制取合成气技术,以及生物质制备合成气过程中气体净化和重整变换等相关技术,分析了各种技术的特点,并展望了生物质合成气制备技术的发展方向.     

5-羟甲基糠醛制备及其应用研究进展

5-羟甲基糠醛(HMF)被认为是最重要的生物质基平台分子之一,广泛应用于制备精细化学品、关键医药中间体、功能聚酯、溶剂和液体燃料等多功能化合物。目前,HMF的制备是生物质领域研究的热点,大量的研究使得制备HMF的原料和方法得到不断扩展。简单介绍了HMF的主要制备方法及其反应机理,系统综述了制备HMF的催化体系,包括催化过程中所使用的催化剂(无机酸、离子液体、金属氯化物、固体酸及其他催化剂)种类及制备HMF的溶剂体系。归纳了HMF重要衍生物的制备路径及应用,总结了目前研究中所存在的问题,并展望了未来的研究方向。     

生物质焦油催化裂解催化剂的研究进展北大核心

生物质能源的高效利用可以有效缓解能源危机,改善生态环境。在生物质热解过程中会产生焦油堵塞设备,造成能量损失,从而影响生物质在工业中大规模使用。在常见生物质能源利用技术中,催化裂解技术可以有效去除焦油并提高可燃气体产量。综述了国内外生物质焦油催化裂解的研究,并对天然矿石类催化剂、碱金属催化剂、非镍金属催化剂、镍基催化剂的催化活性、反应稳定性以及经济效益等进行了讨论。针对镍基催化剂易失活的问题,介绍了通过选择更优的载体,添加不同的助剂对镍基催化剂进行改性,以提高催化剂的催化活性和反应稳定性的相关研究,旨在为制备出更经济高效的催化剂提供研究思路。     

生物质炭基磁性固体酸催化剂研究进展

从生物质炭基前驱体和磁性Fe_3O_4材料的制备技术方面综述了国内外生物质炭基磁性固体酸催化剂制备方法。总结了生物质炭基磁性固体酸催化剂的合成技术(吸附作用、负载作用、包埋技术和嫁接技术)和发展状况,着重介绍了化学共沉淀法和水热法制备磁性Fe_3O_4材料及进一步合成生物质炭基磁性固体酸催化剂的生产工艺,并且简述了高温分解法和微乳法制备磁性Fe_3O_4材料及进一步合成生物质炭基磁性固体酸催化剂的现状;阐述了生物质炭基磁性固体酸催化剂催化木质纤维类生物质在水解反应、酯化反应、缩合反应等方面的应用进展。指出了生物质炭基磁性固体酸催化剂下一步的研究方向,并展望了今后的研究重点。     

生物质碳基固体酸催化剂在纤维素水解中的研究进展

综述了生物质碳基固体酸催化剂催化纤维素水解的最新研究进展,首先介绍了催化剂制备的原料及方法,包括热解炭化-磺化法、硫酸炭化-磺化法、水热炭化-磺化法以及热解炭化-氧化-磺化法等,分析了催化纤维素水解的机理,简述了催化剂活性评价方法及促进水解反应的辅助方法,并展望生物质碳基固体酸催化剂在纤维素水解中的应用前景及发展方向。     

松木屑超临界水气化制甲烷产气性能试验

以松木屑为试验原料,在自行设计的间歇式高温高压反应釜中进行超临界水气化制甲烷的实验。考查了反应温度、反应压力、松木屑浆料质量分数、粒径以及4种常用碱性催化剂和4种常用金属催化剂对松木屑在超临界水中气化制甲烷效果的影响。结果表明,反应温度对甲烷产量有重要影响,450℃时甲烷产量最高;反应压力的升高能促进松木屑气化,使甲烷产量变高;高质量分数的松木屑浆料不利于气化制甲烷,粒径对于甲烷产量和气化效率没有明显影响。在反应温度450℃、压力34 MPa,松木屑质量分数5%、粒径4.75~8.00 mm条件下碱性催化剂对甲烷产量的影响顺序为KOH>K2CO3>Na2CO3>Ca(OH)2,金属催化剂对甲烷产量的影响顺序为Ni>Co>Fe>Cu。8种催化剂中KOH效果最好,甲烷的摩尔分数、产量以及气化效率分别达到了38.5%,13.7mol/kg和84.7%,所得可燃气体的热值达到14 248.04 k J/kg。这些工作为生物质超临界水气化制甲烷的制备工艺完善和工程放大奠定了一定的实验基础。     

木质生物质催化热解制备富烃生物油研究进展

生物油是木质生物质等原料经过热解获得的绿色产物,富含多种化学和生物活性物质,在石油替代方面具有发展潜力。生物质催化热解技术是制备高品质生物油的主要途径,但由于生物油含氧量比较高、目标产物选择性比较低、催化剂易结焦失活,限制了其应用。笔者从木质生物质热解机理及其反应途径、催化剂(金属氧化物、金属盐类、微孔催化剂、介孔催化剂)及其催化热解转化机理与产物调控机制、供氢试剂(四氢化萘、甲醇、废旧塑料、废弃油脂及其他供氢试剂)及其共催化热解转化机理等方面综述了木质生物质催化热解制备高品质生物油的进展,概述了催化热解过程中生物油的热解特性、产物组成以及转化机理,并对存在的问题及其解决方案进行了分析,展望了未来的发展方向,以期为木质生物质的高效转化利用提供依据和参考。     

原子转移自由基聚合在生物质材料功能化改良中的应用

生物质材料具有原料分布广泛、种类繁多、储量丰富、可生物降解、绿色再生以及可功能化改性强等优点。然而当生物质材料作为功能材料使用时,又存在结构和成分复杂性、功能性弱、固有亲水性等缺点,严重制约了其高效和高附加值利用。为了满足生物质材料的功能化应用要求,针对生物质材料的局限性或利用生物质材料本身的优势,工业界和学术界对生物质材料进行了一系列的功能化改性。在众多改性方法中,原子转移自由基聚合（ATRP）以其活性强、反应可控以及能精确制备特定功能和拓扑结构的聚合物等优势备受关注,已成为生物质材料高值化利用的一种常用改性技术。文中归纳总结近年来利用ATRP方法接枝改性生物质材料的研究进展,介绍常见的生物质材料的ATRP反应机理,重点综述了ATRP功能化改性生物质材料在疏水、机械、生物、热学以及光学性能方面的发展应用,以期为生物质材料的功能化设计、制备和高值化利用提供指导与参考。     

乙酰丙酸及其酯类合成γ-戊内酯的最新研究进展

在众多生物质平台分子中,γ-戊内酯(GVL)作为一种新型的生物质基化合物具有广泛的应用价值。首先介绍了由生物质平台分子乙酰丙酸(LA)及其酯类通过氢化作用制备GVL的反应途径及其最新研究进展,在这个反应过程中,氢源对不同催化体系有重要的影响,因此,着重归纳总结了非均相催化剂(氢源:氢气、甲酸和醇类),在多种类型催化体系下催化合成GVL的合成路线和方法,为探索更加绿色、经济、高效、可持续的GVL合成途径,发展新的转化技术梳理思路并提供参考。     

生物质催化转化制备生物基航空燃料的研究进展

生物质催化转化是制备高品质生物基航空燃料和解决能源危机的主要途径，本文从现有的生物基航空燃料的制备方法出发，从适应需求的原料和技术路线的角度，概述了油脂、木质纤维、糖类等不同的原料所需的技术路线和催化体系，以及加氢脱氧、费-托合成、羟醛缩合、烯烃齐聚等不同技术路线所用的催化剂，同时对反应条件以及反应机理进行优化和探索，并指明催化转化过程中存在成本高、工艺和转化机理复杂(高温和高压)、H₂用量高、目标产物的选择性较差以及催化剂失活等问题。最后，针对各种原料、技术路线的优缺点以及面临的问题，提出了建议并展望其未来发展方向。     

低品质纤维制备微纤化纤维素的研究

以造纸浆渣作为原材料,用高碘酸钠氧化法制备二醛基纤维素(DAC),并利用响应面法优化了DAC的制备工艺,最后对二醛基纤维素进行高压均质化处理得到了微纤化纤维素(MFC)。实验结果表明:在反应温度48℃,氧化剂用量50%,反应时间176 min的最优工艺条件下制备的DAC醛基达到947.38μmol/g。高压均质处理60 min得到的MFC平均粒径为532 nm,结晶度为27.13%,仍然保留有纤维素的基本结构,但热稳定性有所降低。在纸浆中添加5%的MFC可使纸页的抗张强度和耐破指数分别提高了81.40%和47.41%,透气度下降约50%,不透明度稍有提高。     

海棠造景的审美文化探析

海棠在中国传统园林中应用历史悠久,是重要的造景植物。文章结合历代诗词、园记、图像等资料,梳理了海棠的造景历史;从建筑、水体、植物以及天时气象等方面分析海棠在传统园林中的造景要素;总结了海棠造景的审美特征为绮丽纤秾、海棠在林,典雅悠逸、酒满花阴,似隔非隔、虚实相生,以期丰富中国传统园林中植物审美文化研究,为海棠的植物造景应用实践提供参考。     

SnO2-Pt/γ-Al2O3催化葡萄糖制备乳酸甲酯的研究

以γ-Al2O3为载体,采用浸渍法制备了SnO2-Pt/γ-Al2O3催化剂,探讨工艺参数(反应温度、反应时间、催化剂用量)对葡萄糖催化转化制备乳酸甲酯的影响,并对催化剂的重复使用性能以及放大实验进行探索。同时采用扫描电子显微镜(SEM)、X光射线电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、NH3程序升温脱附(NH3-TPD)等对SnO2-Pt/γ-Al2O3催化剂进行了表征。结果表明:金属Pt和SnO2均匀地分散到γ-Al2O3载体上,催化剂体系同时具有B酸和L酸的分布,比表面积为117.08m^2/g,孔容为0.23cm^3/g,平均孔径为6.54nm,催化活性明显。当葡萄糖为1g、催化剂用量(以葡萄糖质量计)为10%、葡萄糖与甲醇料液比为1∶10(g∶mL)、反应温度220℃、反应10h的条件下,SnO2-Pt/γ-Al2O3表现出较高催化活性,葡萄糖转化率为92.63%,乳酸甲酯选择性高达20.08%,且催化剂表现出良好的重复使用性能和放大稳定性,重复使用3次时,葡萄糖转化率仍达88.43%,乳酸甲酯选择性达19.27%;物料投加量放大10倍时,葡萄糖转化率仍达86.27%,乳酸甲酯选择性达18.71%。     

三聚氰胺包合法分离不饱和脂肪酸

采用三聚氰胺包合法从混合脂肪酸中分离不饱和脂肪酸(UFAs),探讨了三聚氰胺/脂肪酸质量比、晶化包合温度、包合时间对包合效果的影响,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和核磁共振(NMR)对三聚氰胺包合物进行了表征。研究结果表明:饱和脂肪酸可以在低温下被三聚氰胺包合;当脂肪酸20 g,96 mL 95%乙醇溶液,三聚氰胺/脂肪酸(M/F)质量比为0.9∶1,在75℃条件下溶解,并在9℃下晶化包合7 h,脂肪酸得率60.83%、不饱和脂肪酸纯度为93.75%、包合率为87.23%。采用气相色谱(GC)分析发现:与尿素包合法相比,经三聚氰胺包合后分离获得的不饱和脂肪酸纯度、包合率均较高,且可将单不饱和与多不饱和脂肪酸同时分离。结构分析表明:与三聚氰胺晶体相比,饱和脂肪酸的三聚氰胺包合物晶体结构未发生改变,饱和脂肪酸能够进入三聚氰胺晶体片层之间形成稳定的结晶包合物,且三聚氰胺包合后可回收再利用,其分离不饱和脂肪酸的纯度仍可达86.28%。     

降雨因子对黄土丘陵沟壑区不同植被毯措施径流小区产流产沙量的影响

研究降雨量、降雨强度、降雨历时等降雨因子对黄土丘陵沟壑区不同植被毯措施径流小区产流产沙的影响,为该区水土流失防治、水土保持规划、生态建设等提供参考。结果表明:降雨量与各植被毯措施的产流产沙的相关性较差;降雨历时与各植被毯措施的产流量相关性较好(P<0.05),降雨历时与各植被毯措施的产流量相关性较差;降雨强度与各植被毯措施的产流产沙相关性显著(P<0.01)。本研究结果表明在黄土丘陵沟壑区降雨强度是影响各植被毯措施产流产沙的主要因素。     

基于主成分分析的茶油品质综合评价研究

为了建立一套适合茶油品质评价的方法,并为茶油应用范围的拓展、茶油品牌的建设及油茶栽培种植的立地选择提供参考依据,对9个立地的茶油的14个品质指标进行了测定,采用主成分分析法建立了茶油综合品质评价模型,并基于主成分得分及综合品质得分进行了优良度排序。结果表明:1)主成分分析结果显示,前4个主成分的累积贡献率为85.065%,决定第1主成分的主要是茶油的感官品质、氧化稳定性及脂肪酸不饱和度;决定第2主成分的主要是出油率及茶油的功能性成分含量;决定第3主成分的主要是茶油的理化品质;决定第4主成分的主要是茶油色泽;2)9个立地茶油的综合品质得分排序为:西坡中坡>南坡下坡>西坡下坡>西坡上坡>南坡中坡>东坡下坡>南坡上坡>东坡中坡>东坡上坡,各主成分得分排序与综合品质得分排序间存在差异;3)茶油品质整体表现为西坡优于南坡优于东坡,下坡优于中坡优于上坡。基于上述结果说明立地是影响茶油品质的重要因素,坡向及坡位因子对茶油的综合品质均有一定影响。     

西樵山风景名胜审美文化特色研究

结合地方志及诗文游记资料和图像资料,梳理了西樵山景观的审美文化特征概况,借鉴冯纪忠先生“形情理神意”的园林史论,运用风景园林史学和风景园林美学相结合的方法,归纳分析了西樵山风景名胜区景观审美文化的三个主要阶段:寄情探理、游观畅神、品景抒意,进而论述其景观审美特点的具体表现,以期推进和丰富中国风景名胜区景观审美文化研究。     

Reusspark长者护理中心康复景观对适老性户外环境设计的启示

以瑞士Reusspark长者护理中心花园为例,分析总结其设计特点为心理和物理空间双重安全营造、五感体验与园艺操作并重进行植栽设计,以及根据行动力差异布局,得出对适老性户外环境设计的启示:建立跨学科团队以提高科学性和专业性,运用老人熟悉的场景要素营建心理安全感,组织布局要考虑老人行为习惯、行动能力和行走距离的差异性,提供满足老人精神需求的设施和服务。     

ATRP法制备纤维素-油脂-糠醛热塑性弹性体及性能表征

通过"从主链接枝"原子转移自由基聚合(ATRP)法,采用分步聚合策略,成功制备了一种乙基纤维素接枝嵌段共聚物乙基纤维素-g-甲基丙烯酸月桂酯-b-甲基丙烯酸四氢糠基酯(EC-g-P(LMA-b-THFMA))。对聚合物的热力学性能研究发现:共聚物中存在两个热转变,分别发生在-35℃和49～56℃时,表明该共聚物存在微相分离;机械性能分析表明该共聚物具有优异的热塑性弹性体行为,伸长率为89%～147%,拉伸强度为1.7～9.5 MPa。循环拉伸机械性能研究表明EC-g-P(LMA-b-THFMA200)的弹性恢复系数高达92%以上。乙基纤维素接枝共聚物的机械性能具有明显的增强作用,较线性聚合物P(LMA-b-THFMA)的机械强度提高了1.36倍。