竹子高沸醇溶剂法制备纸浆纤维与木质素的研究

以竹子为原料,在70％～90％的1,4-丁二醇水溶液中添加少量助剂,并在180～200℃条件下反应30～90min,制备得到竹子纸浆纤维和高沸醇木质素高沸醇溶剂(HBS)法制得的竹子纤维经进一步改性可用于造纸或加工成其他纤维素产品,高沸醇木质素较好地保持了木质素的化学活性,灰分含量低于小质素磺酸盐,在材料科学与工程领域有潜在的应用前景。高沸醇溶剂1,4-丁二醇经回收处理可以循环使用。     

木质素聚合物改性粉煤灰混凝土性能的试验研究

以高沸醇溶剂法制备木质素,并经化学处理获得木质素磺酸钙作为减水剂改性粉煤灰混凝土:通过粉煤灰混凝土配比的设计,对试验数据进行了研究与分析.试验证明,通过自制的木质素聚合物改性粉煤灰混凝土,对其性能具有一定的影响.     

毛白杨木材乙二醇醇解过程中木质素结构的FT-IR、1H NMR分析

为探讨木材乙二醇醇解过程中木质素结构的变化机理,以毛白杨磨木木质素(MWL)为研究对象,采用红外光谱和核磁共振等手段对醇解前后的木质素结构变化进行了分析.发现毛白杨木质素属于典型的愈创木基-紫丁香基型(GS型)木质素,G/S比值为1.37.醇解过程中木质素单元间β-O-4连接键大量断开,共轭羰基减少,甲基芳基醚键部分断开,产物中发现了大量新的酚羟基结构.醇解产生的低分子组分有芳香醚类、脂肪醚类、酚类、芳香酸类、不饱和酮类等物质.木质素大分子断裂的同时也有缩合反应发生.     

木质素模型化合物与松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-13C]的聚合反应的研究

为了探讨造纸废水中残余木质素与木质素前驱物之间的聚合反应机理,研究了β-O-4型木质素模型化合物与木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-13 C]的聚合反应方法及其反应机理.采用红外光谱、13 CNMR波谱分析聚合产物的特性及结构,并用偏光显微镜对产物进行了观察;采用凝胶渗透色谱法(GPC)测定了产物的数均相对分子质量(Mn).研究表明:在漆酶的催化作用下木质素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷与木质素模型物能很完全的发生聚合,产物中不存在起始物的晶体,Mn也大大的增加了.松柏醇-β-D-葡萄糖苷能与木质素模型物聚合,为进一步研究木质素前驱物松柏醇葡萄糖苷用于废水处理的研究奠定了基础.     

磷酸活化法制备稻壳活性炭的研究

研究了磷酸活化法制备稻壳活性炭的工艺条件,探讨了浸渍比、活化剂浓度、活化时间和活化温度对活化效果的影响.结果表明最佳工艺条件为:料液比为1:2.5,活化剂浓度为60%,活化时间为90 min,活化温度为550℃;产品各项吸附指标均符合国家标准要求.     

木质素基多酚的制备及生物活性

针对木质素活性位点低,活性差的问题,利用酸性熔盐水合物通过一锅法脱甲基化及酚化改性制备了木质素基多酚化合物即连苯三酚改性木质素(PEHL)。实验结果表明：脱甲基化木质素(DEHL)和PEHL的反应位点显著增加,含酚羟基的量由原料酶解木质素(EHL)中的1.25 mmol/g分别提高到3.49和5.70 mmol/g。DPPH · 清除实验发现,木质素基多酚化合物的抗氧化活性显著增加,与EHL对DPPH · 抑制率(25.4%)相比,质量浓度10 mg/L下DEHL和PEHL的DPPH · 清除率分别提高了46.9和64.4个百分点;PEHL展示了良好的抑菌活性,添加量1 g/L时对大肠杆菌和金色葡萄球菌的抑制率分别为85.22%和99.76%;木质素基多酚还表现出较低的细胞毒性。     

木质素微纳米球的制备与应用研究现状

在植物纤维原料中,木质素是仅次于纤维素的天然可再生资源,但由于结构复杂且不同类型木质素结构性能差异,其通常被认为是一种废料或低价值副产品。微纳米木质素是近年来兴起的新发展方向,可为木质素产品高值化利用提供一种新途径。木质素微纳米球是一种具有规整结构的微纳米木质素,其自组装制备方法主要有溶剂-反溶剂法、气溶胶的流式反应器法和界面细乳液聚合法。利用四氢呋喃、二氧六环和乙醇等溶剂对木质素或化学修饰木质素进行溶解,然后滴加反溶剂去离子水可获得木质素微纳米球,然而溶剂-反溶剂法获得的木质素微纳米球悬浮液在干燥过程中存在微纳米球团聚问题;气溶胶的流式反应器法能将木质素溶液直接雾化自组装成气溶胶;界面细乳液聚合法可使木质素分子在非共价自组装形成微纳米球基础上实现共价键结合。相比实心微纳米球,中空微纳米球拥有较高的比表面积。木质素微纳米球当前主要应用于药物载体、紫外防护和纳米填料等方面。采用木质素包载疏水药物,能提高药物在水溶液中的溶解性能,实现可控释放,延长作用时间,降低毒副作用;将木质素微纳米球用于光敏性农药的包载,能使其具有可控释放和抗光降解功效;将木质素微纳米球对酶进行包载,能使其具有较好的稳定性和催化活性。通过调控木质素自组装过程,可使其微纳米球具有相对亲水或疏水外表面,使微纳米球与相应亲水或疏水高分子聚合物共混时具有较强的分子间作用。此外,木质素微纳米球亦可用于吸附材料、聚集诱导发光纳米材料和锂离子电池电极材料等方面。目前,木质素微纳米球研究还处于起步阶段,其简单可行的可控构筑方法及其高值化应用领域需要进一步探索。界面细乳液聚合法能使木质素分子自组装过程中实现非共价键和共价键协同作用,且通过该方法可获得中空木质素微纳米球,为新型中空结构木质素微纳米球的开发提供了新方向;木质素具有自发荧光特性,且自组装制备微纳米球过程中木质素分子会产生J-聚集增强其荧光强度,为新型木质素基发光材料的开发提供了新思路。     

酶解木质素质量浓度对纳米木质素粒子结构及载药行为的影响

目的: 研究酶解木质素（EHL）在四氢呋喃（THF）中的质量浓度对制备纳米木质素中空粒子（LHNPs）结构的影响以及载盐酸阿霉素（DOX）粒子（DOX@ LHNPs）结构对药物控释行为的影响,为LHNPs在不同领域的选择性包载利用提供参考。方法: 将不同质量EHL溶解在THF中,制备不同质量浓度木质素溶液,向溶液中滴加去离子水使两亲性木质素自组装成结构不同的纳米木质素中空粒子。在制备过程中加入一定质量DOX,EHL自组装成纳米粒子的同时会将DOX包裹在LHNPs腔体内,形成载药纳米粒子。借助透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、激光粒度仪（DLS）、比表面与孔隙度分析仪等手段表征材料的微观结构和粒径尺寸。利用紫外-可见光分光光度计（UV-vis）、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）等仪器表征测试LHNPs对DOX的包载和控释。结果: DLS测试结果表明,EHL初始质量浓度从0.3 mg·mL^-1增加到3 mg·mL^-1,颗粒直径从552.6 nm减小到266.8 nm,PDI基本保持稳定;制备的纳米木质素粒子尺寸分布均匀,可在水中稳定保存10天以上。利用TEM、SEM结合比表面与孔隙度分析可知,纳米木质素粒子呈中空球形结构,表面开孔;随着EHL初始质量浓度增加,粒子的直径、表面积和孔隙体积均有所减小。UV-vis、XRD、FTIR表征测试表明,LHNPs能够包载DOX。酸性（pH=5.5）条件下,自由DOX和载药粒子释放DOX的速度均大于中性（pH=7.4）条件下的药物释放速度。较大的比表面积和孔隙率可提高纳米中空粒子对DOX的包载能力,壳层更厚的粒子对DOX拥有更稳定的控释能力。结论: 酶解木质素可自组装成尺寸稳定且表面具有单孔的纳米级中空球形粒子。控制酶解木质素初始质量浓度,可调节中空粒子的直径和壳层壁厚。对于DOX@ LHNPs,比表面积和孔隙率越大,其载药量越大,但结构更规整、壳层壁更厚的纳米中空载药粒子对DOX的释放更稳定。     

乙酸木质素基聚氨酯硬泡的制备与性能

将乙酸制浆法废液中的木质素进行提取和精制,采用红外光谱(FTIR)、³¹P-NMR谱和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行表征,并利用乙酸木质素、聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯在发泡剂和催化剂的条件下合成聚氨酯硬泡。采用TG、DSC和压缩测试对聚氨酯硬泡的热学和力学性能进行研究,并用扫描电子显微镜观察聚氨酯硬泡的泡孔结构。结果表明: 乙酸木质素作为多羟基聚合物,可以部分代替聚醚多元醇和异氰酸酯发生反应制备聚氨酯材料; 当乙酸木质素添加量为5%时,聚氨酯硬泡的压缩强度达到1.325 MPa,比未添加木质素的泡沫高出约63%,此时的压缩模量也达到0.181 MPa; 随着乙酸木质素添加量增加,乙酸木质素基聚氨酯硬泡的最快分解温度下降,而玻璃化转变温度没有明显升高; 乙酸木质素基聚氨酯硬泡泡孔平整均匀。     

响应曲面优化低共熔溶剂预处理麦秸秆制备含木质素纳米纤维素

纳米纤维素因其独特的优势和广泛的应用受到越来越多的关注,但其制备工艺需向环境友好型方向发展.以麦秸秆为原料,经绿色低共熔溶剂预处理和超声破碎后,成功制备了含木质素的纳米纤维素.结果表明:通过响应面法优化的ClCh/OA的预处理工艺是一种简单、绿色、可持续制备含木质素纳米纤维素的方法,可实现农业废弃物的高效分离和高附加值利用.优化的预处理工艺条件为:预处理温度为94.4℃,预处理时间为5.9 h,ChCl/OA的摩尔比为0.9,在此条件下,制备的含木质素的纳米纤维素纤维素含量为46%,半纤维素和木质素含量分别为25.4%和14.2%,其粒径主要分布在28 nm左右,显示出优良的稳定性、分散性和热稳性.     

氯化胆碱/1, 4-丁二醇/AlCl3三元低共熔体系提高毛竹预处理效率的研究

以毛竹为原料,采用氯化胆碱(ChCl)/1, 4-丁二醇(BDO)/AlCl₃低共熔溶剂(DES)体系,在90~130 ℃和固液比1∶4(g∶g)条件下对毛竹进行预处理,探讨了木质纤维高原料装锅量的DES反应体系在不同温度下对毛竹化学组分、酶水解效率和木质素回收率的影响。研究结果表明：随着预处理温度的增加,预处理物料木聚糖和木质素质量分数逐渐降低,葡聚糖质量分数升高,酶水解效率显著提高。温度为110 ℃时,预处理效果最佳,此时预处理物料回收率为59.24%,葡聚糖、木聚糖回收率分别为91.38%和27.03%,木质素脱除率为69.72%,葡聚糖酶水解得率几乎接近100%,表明ChCl/BDO/AlCl₃三元低共熔溶剂体系可以极大提高对毛竹的预处理效率。进一步研究表明：通过有机溶剂溶解及沉淀再生的方法,可回收预处理液中90%以上的木质素,且回收的木质素纯度可达99.26%。通过物料衡算发现毛竹各组分可有效分离与转化。     

稻壳形态对稻壳--木材复合材料性能的影响

测试了稻壳形态对稻壳-木材复合材料物理力学性能的影响。试验结果表明,以20网日、30网日和40网目的稻壳为补充材料制备的密度为0．80g／cm^3的板的物理力学性能均达到国标二级品的要求。确立20网目的稻壳适宜于稻壳-木材复合材料。     

极低酸水解对稻壳生成乙酰丙酸和纤维结构的影响

研究了极低酸水解对稻壳转化乙酰丙酸和纤维结构的影响.以0.1%的硫酸为催化剂,考察了稻壳水解生成乙酰丙酸的规律.结果显示:适宜的液固比为32:1(mL:g),温度240℃,水解时间30 min.在此条件下,原料纤维素和半纤维素的总转化率为12.81%.采用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱对稻壳残渣进行表征,结果表明经水...     

混配木屑和稻壳基质化腐熟技术研究

以木屑和稻壳为材料,通过单因素试验设计研究木屑和稻壳混配后的腐熟效果。研究结果表明木屑和稻壳混配更能达到较高的发酵温度,腐熟后基质理化性质得到改良,可溶性糖得到大量分解,纤维素含量降低,EC值降低。木屑与稻壳比为6：4时发酵更彻底,有机废弃物腐熟C/N比标准T值应小于0.5。     

蔗渣全组分紫外光屏蔽膜的制备及性能研究

为构建生物质全组分新型复合膜材料,利用氯化胆碱-草酸二水合物-甘油(ChCl-OAd-Gly)三元低共熔溶剂预处理蔗渣原料,并将处理后残渣与溶出组分再复合,经纳米均质化处理成功制备含木质素的纳米纤维素(LNC),再经真空抽滤和热压制备了含木质素的纳米纤维素复合膜(LNCF)功能材料,并利用元素分析、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、材料万用试验仪、热重分析仪和分光光度计,研究了木质素添加量对LNCF的紫外光屏蔽性能、机械性能、抗水性、热稳定性和形貌等的影响规律。研究结果表明：随着木质素添加量以体积分数20%的比例增加,LNC中木质素质量分数以2~3个百分点递增,LNC的直径略有减小;制备的LNCF均具有良好的紫外光屏蔽效果,其中木质素添加100%的LNCF(LNCF-100%)在200~400 nm下的紫外光屏蔽率达到99.68%,且其390~780 nm可见光透过率达到65.46%。此外,木质素的添加增强了LNCF的机械性能,其拉伸强度由未添加木质素(LNCF-0%)的76.61 MPa提升至LNCF-100%的144.73 MPa;LNCF的抗水性能得到了显著改善,LNCF-100%表面的水接触角达到90.47°(LNCF-0%为52.15°),吸水率由LNCF-0%的21.52%降低至7.14%,使其湿态机械性能得到了保持,湿强度达到77.3 MPa;6种LNCF的最大热失重温度均高于337 ℃,具有良好的热稳定性。     

改性脲醛树脂胶低密度稻壳-木材复合材料制造工艺的研究

采用异氰酸酯(ISO)改性的脲醛树脂胶制造低密度稻壳-木材复合材料。稻壳与木质刨花的混合比例为1:1,施胶量为7%,试验结果表明,异氰酸酯改性的脲醛树脂胶黏剂适用于低密度稻壳-木材复合材料,其物理力学性能明显优于使用传统的脲醛树脂胶黏剂。低密度稻壳-木材复合材料的物理力学性能随着改性剂异氰酸酯用量的增加而提高。密度是稻壳-木材复合材料物理力学性能的重要影响因素,低密度稻壳-木材复合材料的物理力学性能随着密度的增加而提高。在设定密度为0.45g/m~3和0.5g/cm~3的条件下,3:4的ISO/UF的稻壳-木材复合材料的物理力学性能均达到日本刨花板工业标准(JIS A5908)的要求。     

稻壳醋液的成分分析及抑菌、杀菌性能研究

以稻壳为原料制备稻壳醋液,采用气-质联用仪分析了稻壳醋液的主要化学成分,并研究了不同稀释比的稻壳醋液对真菌类和细菌类中有代表性菌株的抑菌和杀菌性能.试验从稻壳醋液中鉴定出39种有机组分,其主要成分为酚类、酸类、酮类、醇类、酯类、醛类及其它组分.抑菌性能测试试验表明稻壳醋液有较好的抑菌作用.在作用8 min的条件下,醋液...     

超低甲醛释放木质素基胶黏剂的制备及应用

针对脲醛树脂耐水、耐候性能差和潜在甲醛释放的问题, 以工业碱木质素(L)为原料, 通过与苯酚(P)、尿素(U)和甲醛(F)共缩聚反应制备了符合E_NF级Ⅰ类胶合板要求的木质素基胶黏剂(LPUs)。考察了L、P和U质量比对LPUs凝胶时间、游离甲醛含量、储存稳定性、固化反应活性以及胶合板理化性能的影响。结果表明：m_L/(m_P+m_U)为1∶1时制备的树脂LPU1~LPU4中, 随着尿素用量的增加, LPUs树脂的凝胶时间逐渐缩短, m(P)∶m(U)=30∶70时制备的LPU4, 其凝胶时间为(18±2) min, 约为LPU1(m(P)∶m(U)=90∶10)的凝胶时间(30±2) min的40%, 游离甲醛含量从0.05%(LPU1)升高至0.18%, 储存期由127 d缩短至14 d, 表现出脲醛树脂的理化特性。DSC监测固化过程焓变行为表明, LPUs树脂反应活化能仅为商业酚醛树脂和脲醛树脂的2%~7.8%。m_L/(m_P+m_U)=1且苯酚用量不低于尿素时制备的LPU1~LPU3树脂胶合板耐沸水胶合强度和甲醛释放量满足E_NF级Ⅰ类胶合板要求, 其中LPU2树脂的施胶量可降低至工业生产工艺的66.7%, 此时, 依然可以确保胶合板的耐沸水胶合强度和甲醛释放量满足E_NF级Ⅰ类要求, 可有效降低胶合板生产成本。     

OH法制浆工艺研究

研究了在氨水中添加少量钾碱作为蒸煮剂的稻草制浆新工艺，系统讨论了蒸煮液的用量和配比，液固化，蒸煮最高温度和保温时间对蒸煮效果的影响，继而确定了适宜工艺条件，结果表明，该蒸煮体系对稻草木质素的脱除率达到85．12％，纸浆得率38．12％，通过红外光谱（IR）测定了稻草蒸煮过程中木质素的结构变化，蒸煮黑液中因富含氮、磷、钾和有机质，可作为有机肥料资源用于农业生产，该工艺有望实现禾草类原料制浆工艺的清洁生产。