科尔沁草甸湿地土壤碳氮剖面分布及生长季动态特征

采用定位观测的试验方法,于2016年5-10月及2017年8月对科尔沁草甸湿地0~100 cm土层土壤有机碳、全氮剖面分布及生长季动态特征进行了实验分析,旨在为科尔沁草甸湿地保护提供科学指导并为干旱半干旱地区湿地土壤碳氮储量估算提供借鉴。结果表明:1)科尔沁草甸湿地土壤有机碳、全氮含量整体随土层深度下降,0~20 cm土层间下降显著,20 cm以下趋于相对稳定,范围分别为11.9~23.5 g·kg^-1和0.66~1.50 g·kg^-1。2)各土层土壤碳氮含量月间差异显著(全氮40~60 cm土层除外),变化幅度随土层深度先减小后增大;土壤碳氮密度(100 cm)生长季变化大于年际变化,有机碳密度全生长季呈上升趋势,范围为15.44~20.82 kg·m^-2,全氮密度生长初期明显下降,之后趋于相对稳定,范围为1.01~1.16 kg·m^-2。3)土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著正相关;植被和水文是影响其分布、变化的关键因子。科尔沁草甸湿地生长季土壤有机碳、全氮密度变化较大,且表现为潜在的碳汇和氮源,但年际间碳汇潜力未充分发挥,本研究建议禁牧力度应加大并增加氮肥投入以提高科尔沁草甸湿地生态系统功能。     

亚/超临界甲醇体系中磷钼酸催化液化木粉

以杉木屑为原料,研究磷钼酸在亚/超临界甲醇条件下的催化液化性能,并探讨反应温度、反应时间、催化剂用量和杉木屑用量对杉木屑液化率的影响.结果表明该磷钼酸在亚/超临界甲醇条件下具有很好的催化液化性能.在150 m L甲醇、0.5 g催化剂、1 g杉木屑、240℃条件下反应30 min,液化率达到93.32%.采用SEM、FT-IR和GC-MS对液化残渣、轻油和重油进行表征.结果表明,残渣主要是由木质素或木质素衍生物组成;而液化产物轻油主要是由酯类、酚类、醛类、酮类等组成,主要是由纤维素及半纤维素与甲醇反应得到;而液化产物重油中的酚类物质主要是由木质素液化反应得到.     

纤维素酶解预处理辅助超声法制备竹浆纳米纤维素

为了研究绿色、高效制备纳米纤维素(cellulose nanofibrils,CNF)的方法,该研究采用纤维素酶预处理竹浆协同超声波法制备纳米纤维素,对影响纳米纤维素得率的酶用量、酶解温度、酶解时间、超声时间等因素进行考察,得到纳米纤维素的较佳制备工艺。采用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、旋转流变仪、X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、紫外可见分光光度计以及热重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)对纳米纤维素的形态结构、流变性能、结晶度、热稳定性等进行表征。结果表明,在酶用量8%(纤维素酶/竹浆纤维质量比)、酶解温度50℃、酶解时间10 h、超声时间6 h的条件下制备的纳米纤维素得率高达62.6%。制备得到的纳米纤维素直径约为2~24 nm,长度约为50~450 nm,结晶度为73.05%。热重分析表明,纳米纤维素在700℃后仍有高达15.3%的残余率,说明纳米纤维素的制备条件温和,对结晶区的损害较小,其良好的热稳定性有望在耐热性生物质复合材料领域有较好的应用发展。     

硫氰酸钾/乙二胺(KSCN/ED)体系制备纤维素水凝胶

采用硫氰酸钾/乙二胺(KSCN/ED)溶解体系制备纤维素水凝胶,分析纤维素质量分数、溶解时间、溶解温度对水凝胶性能的影响。采用紫外可见分光光度计、电子万能试验机、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和热分析仪(TGA)等对所制备纤维素水凝胶的透光率、压缩性能、形貌特征、谱学性能、晶体强度和热学性能进行分析表征。结果表明,在溶解时间4 h,温度90℃,纤维溶度4%的工艺下所制备的水凝胶应力-应变曲线表现出非线性特征,表明材料具备较好的黏弹性。纤维素水凝胶内部由均匀的球状粒子(直径为10~50 nm)和致密多孔的三维网状结构组成;XRD分析结果表明,纸浆纤维在溶解过程中晶型发生转变,由纤维素Ⅰ型转变为Ⅱ型。TGA分析结果表明,纤维素水凝胶的热分解温度为315.8℃,热稳定性较原料有所降低。硫氰酸钾/乙二胺作为一种纤维素溶解体系制备纤维素水凝胶具有操作简单、高效、可回收利用等优点。