玉米秸秆-PVA复合气凝胶的制备及其吸附性能研究

以玉米秸秆为原料,用溴化锂和聚乙烯醇(PVA)溶液将其溶解,制备玉米秸秆-PVA复合气凝胶。采用正交试验法对制备工艺进行优化,并通过FT-IR、吸附率等手段对气凝胶的相关性能进行表征。结果表明：复合气凝胶的优化制备工艺条件为：固液质量比(秸秆∶混合溶液)为1∶100,PVA添加量与秸秆的质量比为100∶15,PVA浓度为5%,溴化锂浓度为66%,溴化锂溶液和PVA的质量比为13.85∶1。该工艺下所制得的复合气凝胶密度低至0.026 8 g/cm³,比表面积为175.00 m²/g,对废弃机油的最大吸附倍率为35.01 g/g。制备过程中,纤维素的氢键被破坏,PVA与纤维素之间通过氢键连接。复合气凝胶的密度越小,其吸油率越大。复合气凝胶具有全范围内的孔径,且大部分孔径处于介孔范围内,因此有利于对大分子污染物的吸附。     

玉米秸秆的催化热化学液化研究

研究了玉米秸秆在多元醇中的液化反应,讨论了不同反应条件的影响,并分析探讨了液化产物的性质及其组成成分随反应时间的变化.实验结果表明:玉米秸秆在聚乙二醇-丙三醇 (质量比80∶ 20) 的液化溶剂中,当催化剂H2 SO4质量分数为3%、液固质量比为10∶ 2,反应温度150℃时液化效率较高,液化反应180min后其残渣率仅为8.1%.在液化反应初期,玉米秸秆中的木质素已完全液化;随着液化反应时间的延长,其液化残渣率逐渐降低,液化产物的羟值在375 ~ 330mg/g间逐渐降低、酸值在13 ~ 27mg/g间逐渐增加;其重均相对分子质量(MW)为1200 ~ 1450.GC-MS分析表明,液化产物中主要含有多元醇的低聚合体,以及多元醇和玉米秸秆降解产物的氧化和酯化反应产生的羧酸及其酯.     

两步反应处理对胡桑木粉乙酰化析出物的影响

为了实现木质纤维原料中主要组分的高效利用,且获得低降解的乙酰化析出产物,在较为温和的反应条件下,对胡桑枝条木粉进行了两步乙酰化反应的研究,并与高温条件下乙酰化以及三氟乙酸为催化剂乙酰化两种方法分别进行了对比。6 g胡桑木粉原料,浓硫酸、乙酸酐、冰乙酸与木粉原料质量比分别为1∶8、25∶2和10∶1,在80℃下反应3 h,得到第一步乙酰化产物(AS1);第一步乙酰化反应残渣在90℃下反应4 h,浓硫酸、乙酸酐、冰乙酸与木粉原料质量比分别为1∶20、15∶2和15∶2得到第二步乙酰化产物(AS2)。实验结果表明:乙酰化析出产物得率为112.60%,初始降解温度为175℃,其二氯甲烷溶液特性黏度为71.09 mL/g,均优于高温条件下乙酰化和三氟乙酸为催化剂乙酰化所得的改性产物。产物的FT-IR分析表明乙酰基成功接入。TG分析显示产物初始降解温度为175℃,DSC分析显示产物在160℃处出现玻璃化转变,具有较好的热稳定性和一定的热塑性。     

硝酸改性沙柳纤维状活性炭的制备及其吸附性能研究

研究了硝酸改性沙柳纤维状活性炭对油的吸附能力。通过单因素试验探讨了浸渍浓度、浸渍比、浸渍时间三个因素对其吸油能力的影响，并使用SEM和BET表征了改性前后沙柳纤维状活性炭的形貌及孔结构变化，确定了优化改性工艺。结果表明：当硝酸溶液的浓度为70%，浸渍比为1∶30，浸渍时间为36 h时，所制备沙柳纤维状活性炭的性能最好，其吸附量达到7.88 g/g，是未改性沙柳纤维状活性炭吸油量的1.38倍。     

稀酸预处理改善玉米秸秆酶水解性能的机制探讨

为了探讨在稀酸预处理提高玉米秸秆在纤维素酶酶解阶段提高纤维素转化率的机制,利用一系列的检测方法:FT-IR、XRD、SEM和比表面积分析仪分析了预处理前后玉米秸秆在形态学和物理化学性质方面的变化.在经过稀酸预处理后的玉米秸秆在纤维素酶酶解阶段其纤维素转化率有较大的提高,经过170℃,60 min,固液比1∶15(g∶mL),1.00 g/mL酸质量浓度的条件预处理后,从31.88％提高到95.74％.XRD结果显示预处理后玉米秸秆的结晶度有所增加,从原料的37.8％增加到58.7％,但是当预处理强度增加到一定程度后,结晶度没有较大的变化,基本维持在58％.玉米秸秆的表面结构在稀酸预处理后,原来的光滑表面变得粗糙、多孔,这样的表面有利于纤维素酶与玉米秸秆的接触,预处理后玉米秸秆的比表面积有很大程度的增加,经过170℃,60 min,固液比1∶15,1.00g/mL酸质量浓度的条件预处理后,玉米秸秆的比表面积从0.329 m2/g增加到2.878 m2/g,这都有利于改善纤维素酶对纤维素的作用,增加纤维素转化率.     

木质纤维吸油气凝胶的制备及性能

大豆秸秆粉末经乙二胺(EDA)润胀消晶后溶解在LiCl/DMSO中,与甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸丁酯(BA)在交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和引发剂偶氮二异丁氰(AIBN)作用下反应,制得具有半互穿聚合网络木质纤维疏水吸油气凝胶,并利用FT-IR、SEM、流变仪和光学接触角等手段表征凝胶相关性能。研究发现:制得的气凝胶同时含有单体聚合交联网络和木质纤维链段,有明显的多孔三维网络结构,且具有良好的疏水吸油性能。可通过调节木质纤维与单体比例调控凝胶网络结构和疏水吸油性能。当木质纤维与单体比例为1∶4时,气凝胶结构最为疏松,孔隙增大,吸油性能最佳,其吸油量可达10.61 g/g(二甲苯)和7.41 g/g(食用油)。     

4种木质纤维素预处理方法的比较

采用4种方法对玉米秸秆预处理,研究了不同预处理方法对酶水解性能和可发酵性糖得率的影响,分析了预处理物料主要成分,预水解液中糖组成、碳水化合物降解产物及木质素降解产物含量.100 g玉米秸秆经稀酸、稀酸磨浆、中性蒸汽爆破和稀酸蒸汽爆破预处理、洗涤后,物料中纤维素由37.17g分别降为33.96、33.54、32.63和32.88 g,木聚糖由22.84 g分别降为2.77、2.47、3.56和2.05 g,木质素由18.76 g分别降为17.63、17.42、16.90和17.25 g.稀酸蒸汽爆破预处理物料在底物质量浓度100 g/L、纤维素酶用量20 FPIU/g(以纤维素计,下同)、β-葡萄糖苷酶用量3 IU/g下酶水解48 h,纤维素水解得率为75.91％.玉米秸秆经稀酸蒸汽爆破预处理、纤维素酶水解后可发酵性糖得率为44.93％(以玉米秸秆为基准).     

异长叶烯酮磺酸的合成及其催化性能北大核心CSCD

以异长叶烯酮为原料,以浓硫酸为磺化剂,合成异长叶烯酮磺酸(IFSA),并以二丙二醇甲醚(DPM)和乙酸(HAc)的酯化反应为模板,探索了IFSA对酯化反应的催化性能。采用GC、GCMS、FT-IR、HPLC、~1H NMR、^(13)C NMR、X射线单晶衍射等分析手段对合成产物进行了定性和定量分析,对产物的结构也进行了表征。异长叶烯酮磺化反应过程中,研究了加料顺序、浓硫酸用量、反应温度、乙酸酐用量等对磺化反应的影响,异长叶烯酮适宜的磺化条件为:n(异长叶烯酮)∶n(浓硫酸)为1∶1.4,以乙酸酐为溶剂,m(异长叶烯酮)∶m(乙酸酐)为1∶2.0,反应温度40℃。在此条件下反应40 min异长叶烯酮磺酸得率为82.36%。以DPM与HAc酯化反应为模板,实验结果表明IFSA的催化效果优于其他催化剂;研究了IFSA用量、反应温度、反应时间、环己烷用量等对酯化反应的影响,确定了适宜的酯化工艺条件:以0.1 mol的二丙二醇甲醚为基准,当n(DPM)∶n(HAc)为1∶1.5,m(IFSA)∶m(DPM)为0.045∶1,环己烷用量24 L,反应温度90℃,反应时间6 h。在此反应条件下,二丙二醇甲醚乙酸酯(DPMA)得率为96.69%,催化剂IFSA重复利用3次时,DPMA得率还能达到90.07%。     

异长叶烯酮磺酸的合成及其催化性能

以异长叶烯酮为原料,以浓硫酸为磺化剂,合成异长叶烯酮磺酸(IFSA),并以二丙二醇甲醚(DPM)和乙酸(HAc)的酯化反应为模板,探索了IFSA对酯化反应的催化性能。采用GC、GCMS、FT-IR、HPLC、~1H NMR、~(13)C NMR、X射线单晶衍射等分析手段对合成产物进行了定性和定量分析,对产物的结构也进行了表征。异长叶烯酮磺化反应过程中,研究了加料顺序、浓硫酸用量、反应温度、乙酸酐用量等对磺化反应的影响,异长叶烯酮适宜的磺化条件为:n(异长叶烯酮)∶n(浓硫酸)为1∶1.4,以乙酸酐为溶剂,m(异长叶烯酮)∶m(乙酸酐)为1∶2.0,反应温度40℃。在此条件下反应40 min异长叶烯酮磺酸得率为82.36%。以DPM与HAc酯化反应为模板,实验结果表明IFSA的催化效果优于其他催化剂;研究了IFSA用量、反应温度、反应时间、环己烷用量等对酯化反应的影响,确定了适宜的酯化工艺条件:以0.1 mol的二丙二醇甲醚为基准,当n(DPM)∶n(HAc)为1∶1.5,m(IFSA)∶m(DPM)为0.045∶1,环己烷用量24 L,反应温度90℃,反应时间6 h。在此反应条件下,二丙二醇甲醚乙酸酯(DPMA)得率为96.69%,催化剂IFSA重复利用3次时,DPMA得率还能达到90.07%。     

Esterification of Pyrolytic Oils by Mesoporous Materials

通过水热合成制备了S2O82-促进的含锆介孔分子筛S2O82-/ZrO2-MCM-41,通过模型反应获得了对酯化反应具有较高催化活性的催化剂制备工艺条件,结果表明:在550℃下焙烧3h的介孔分子筛,具有较高的催化活性,且在甲醇用量与热解油质量0.3∶1的条件下,催化剂可重复使用3次,酯化率仍保持85％以上.通过XRD,N2吸附脱附以及FT- IR表征了催化剂结构,将该催化剂用于油脂裂解产物的三相催化酯化实验研究.结果表明:酯化处理可将桐油裂解油中羧酸转化成酯,有效降低羧酸含量,在降低了酸值的同时还增加了燃烧热值,提高了燃料油品质.     

玉米秸秆蒸汽爆破降解产物的分析

采用高效液相色谱(HPLC)和气质联用(GC-MS)色谱技术对玉米秸秆蒸汽爆破降解产物进行分析.玉米秸秆经蒸汽爆破预处理后,其纤维素、半纤维素和木质素降解损失分别为9.60%、47.98%和17.55%.采用HPLC对碳水化合物降解和分解产物定量分析,100g玉米秸秆预处理后,产生甲酸2.10g、乙酸2.00g、乙酰丙酸0.10g、5-羟甲基糠醛0.08g和糠醛0.13g.采用GC-MS对木质素和提取物降解产物定性分析,共检测出14种芳香类化合物、22种脂肪酸类化合物和5种呋喃化合物.     

不同秸秆原料发酵产沼气试验研究

以猪粪、沼液和池塘水对玉米、稻草秸进行预处理,研究不同秸秆厌氧发酵产沼气能力。结果表明：采用沼液预处理后的玉米、稻草秸质地柔软,表面布满白色菌落和菌丝,采用沼液顶处理的玉米、稻草秸累计产气量分别为34475、331390mL,发酵期间沼气产气量在50天内保持一个平稳、较高的水平。采用猪粪预处理的玉米、稻草秸厌氧发酵分别在第15、17天产气出现了停止,约20天后产气恢复。发酵温度在26．5—32．0℃范围内,对厌氧反应的影响不明显,反应后期产气量的大小主要取决于发酵原料的连续补充。     

Mixed acylation of Scots pine sawdust and impact on hydrophobicity

Abstract

Acetic–fatty esters of Scots pine sawdust (SPS) were obtained by reaction of SPS with mixtures containing acetic–fatty anhydrides and no solvent or catalyst. Such mixtures were synthesized by reaction between a carboxylic acid and acetic anhydride. The global reaction of acetic anhydride and a fatty acid yields at equilibrium a mixture of five compounds: acetic–fatty anhydride, acetic anhydride, fatty acid, acetic acid and fatty anhydride. The influence of temperature, molar ratio, reaction time and length of the fatty chain on the esterification and on the ratio of grafted acetyl/fatty acyl was investigated. Static contact angles (CAs) with water were measured over 5 min. CA values were dependent on the fatty acyl content and independent of the acetyl content. The minimum ester content of the oleoyl group required to obtain permanent water repellency was 25 mmol kg^?1. Water vapour adsorption measurements indicated that in contrast to water repellency, hydrophobicity to water vapour was correlated with the total mass acyl content.     

不同处理的作物秸秆生物基质对矮牵牛开花情况的影响

利用以作物秸秆为原料培育的生物基质,分别添加不同比例的花生壳、蛭石配成矮牵牛的栽培基质,对矮牵牛在开花期的开花率、盛花时期和盛花时间进行研究。结果表明:处理2和处理3开花株率和株开花率较为显著,盛花期来的时间较早,盛花时间也较长。处理2基质组合为:发酵基质∶花生壳=60%∶40%;处理3基质组合为:发酵基质∶蛭石=50%∶50%。这两种基质是较为理想的生物基质组合。     

脱氢枞酸基ATRP引发剂的合成与表征

以脱氢枞酸为原料,通过酰氯化得到脱氢枞酸酰氯(DA-Cl)后与乙二醇(EG)反应合成脱氢枞酸羟乙酯(DA-EH),然后再与2-溴代异丁酰溴(2-BiBr)进行酯化反应,合成了脱氢枞酸基原子转移自由基聚合(ATRP)引发剂——脱氢枞酸(2-溴代异丁酸乙基)酯(DA-2-iBBrEH)。通过单因素试验考察了不同条件对合成DA-EH和DA-2-iBBrEH的影响规律。结果表明,DA-EH合成的优化条件为:催化剂为4-二甲氨基吡啶(DMAP),n(DA-Cl)∶n(EG)∶n(DMAP)为1∶5∶5,反应时间5h,反应温度50℃;DA-2-iBBrEH合成的适宜条件为:催化剂为DMAP,n(DA-EH)∶n(2-BiBr)∶n(DMAP)为1∶2∶2。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1HNMR)和核磁共振碳谱(13CNMR)对两者的结构进行了确证。以DA-2-iBBrEH为引发剂,采用ATRP法制备了聚甲基丙烯酸甲酯均聚物(PMMA)。GPC测试结果表明,DA-2-iBBrEH具有良好的ATRP反应引发活性,所制备的PMMA的数均相对分子质量(Mn)为8500,相对分子质量分布(PDI)为1.3。     

马来海松酸锌的合成及表征

以马来海松酸酐和醋酸锌为原料,在无水乙醇溶液中反应成功合成了马来海松酸锌.研究了反应条件对产物的影响;采用络合滴定法测定了产物中锌的含量;采用傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDAX)和X射线衍射(XRD)等对产物进行了分析和表征.结果表明:醋酸锌和马来海松酸物质的量比为3∶1,反应温度为328 K,反应时间为5h反应得到高纯度的马来海松酸锌,产率可达94％以上.利用该方法制得的马来海松酸锌属于大分子化合物,产物中的—COO -与Zn2+发生了化学键合.     

pH值对多元羧酸与纤维素交联反应的影响

采用以多元羧酸为酯化剂,以无机盐类和含氮化合物为催化剂的木材交联体系,这是一类新型的,水溶性的,无毒害,无污染的非甲醛系列交联体系。本文推导了这类反应的ＰＨ值与溶液中离子浓变化平衡关系式,采用ＦＴＩＲ光谱分析了ＰＨ值对酯化纤维素和反应中间体的影响,     

磁性固体催化剂催化制备生物柴油的研究

乌桕是我国特有的四大木本油料树种之一,本研究用磁性固体催化剂催化乌桕梓油制备生物柴油。通过正交试验得出最佳条件下的酯化率为95.59%;气相色谱检测表明:由乌桕梓油制备的生物柴油的主要成分是C16∶0、C18∶0、C18∶1、C18∶2和C18∶3的脂肪酸甲酯。     

乙酸酐对大豆基木材胶粘剂的改性研究

用乙酸酐改性大豆基木材胶粘剂,研究了乙酸酐为不同浓度时,双因素(pH值和温度)对耐水胶合强度的影响。试验结果得到4个不同浓度下pH值和温度的最佳组合值为:乙酸酐体积分数为1.2%、1.8%、2.4%、3.0%时对应的pH值/温度是8/55℃、8/55℃、7/70℃、7/70℃,最佳耐水胶合强度可提高到0.72 MPa。以乙酸酐体积分数为1.8%为例,采用茚三酮法测得大豆蛋白质的酰化程度,分析不同温度下pH值对酰化程度的影响,结果显示:耐水胶合强度与酰化程度不成正相关。由红外光谱分析可知,乙酸酐与大豆蛋白的游离氨基发生了交联反应,从而提高了大豆基木材胶粘剂的耐水胶合强度。