乙酸对撑篙竹乙醇法制浆及浆料性能的影响

以撑篙竹为原料，探讨了乙醇法制浆过程中添加乙酸对浆料得率、硬度、纤维素结晶度、纤维形态及成纸性能等指标的影响。研究结果表明：添加2.0%的乙酸后，蒸煮液pH值由7.3下降至4.1,可显著降低蒸煮液的pH值；浆料的粗浆得率由46.64%下降至43.14%,加速了碳水化合物的降解；浆料卡伯值由52.31下降至48.90,促进了蒸煮过程中木质素的脱除；乙酸用量≤6%时，木质素的相对分子质量有所增加，乙酸用量>6%时，木质素的相对分子质量有所降低。添加乙酸可使木质素的降解或缩合并存，同时使纤维收缩并变得硬挺，浆料纤维的二重重均长度(L_w)由1.72 mm下降至1.58 mm,二重重均宽度(W_w)由25.27μm下降至19.37μm;成纸的松厚度、撕裂指数有所提升，松厚度由2.16 cm³/g上升至2.30 cm³/g,撕裂指数由130.67(mN·m² )/g上升至133.33(mN·m² )/g;而抗张指数、耐折度和耐破指数有较大幅度降低，抗张指数由19....     

Co掺杂纳米二氧化钛抗菌陶瓷制备及抗菌效应研究

为制备钴掺杂TiO₂(Co-TiO₂)抗菌陶瓷并研究其抗菌性能,通过自制超声喷雾装置将Co-TiO₂纳米溶胶喷涂到陶瓷片表面,并对所制备的抗菌陶瓷进行性能表征和抗菌实验检测。采用XRD、SEM等分析方法对陶瓷所制成膜的物相组成、表面形貌进行了表征,考察了镀膜高度、焙烧温度等因素对抗菌陶瓷抗菌性能的影响,以确定最优制备条件。结果表明:当镀膜高度为8 cm,焙烧温度为600℃时制备的Co-TiO₂抗菌陶瓷的成膜平滑均匀,裂纹较少,与陶瓷基底结合紧密,抗菌率达到了93.5%。     

木质素交联共聚的抗紫外抗菌导电水凝胶及其压力传感性能

木质素作为植物中第二丰富的大分子,具有廉价易得、环境友好、生物相容性好、抗紫外和抗氧化等优异的特性。但是木质素作为造纸工业的副产品通常被当作废物丢弃或低值燃料处理,大大降低了木质素的利用价值,而利用木质素开发具有抗紫外、抗菌和导电特性的水凝胶却具有重要的研究价值。利用烯丙基缩水甘油醚将木质素进行醚化反应引入双键,合成可交联共聚的3-烯丙氧基-2-羟基丙基木质素(Lignin_AHP),再将Lignin_AHP与丙烯酸(AA)和两性离子单体甲基丙烯酸磺基甜菜碱(SBMA)进行交联共聚,构筑了具有抗氧化、抗紫外和抗菌性能的P(AA-co-Lignin_AHP-co-SBMA)水凝胶。研究了水凝胶的形貌、黏附性、导电性、抗紫外、抗氧化、抗菌等性能,探讨了其压力传感性能。研究表明,水凝胶的溶胀率随着SBMA含量的增加而提高,可达到360%;SBMA含量为2.24%质量分数水凝胶的压缩应力强度达到1.45 MPa,对木材的胶黏强度可达到3.5 MPa; SBMA含量为3.68%质量分数水凝胶的导电率达到22.5×10^-4     

蜂窝陶瓷负载复合氧化物对PAHs的降解研究

以蜂窝陶瓷为载体,铜锰氧化物为活性组分,CeO₂为助剂,通过浸渍法制备CuMnO_x-CeO₂/CC催化剂,利用氮吸附、X射线衍射、扫描电镜、热重4种手段对催化剂的结构进行表征,并结合固定催化床考察了催化剂对萘、菲、芘3种多环芳烃的催化氧化性能。结果表明：19.1%CuMnO_x-CeO₂/CC的催化氧化性能最佳,其对萘、菲、芘的催化率分别达到了69%、64%和63%,SEM和XRD结果也显示19.1%CuMnO_x-CeO₂/CC时活性组分在载体表面的分散达到单层分散阙值,生成了铜锰尖晶石,铜锰尖晶石的存在可以显著的提高催化剂的性能。     

单宁和纳米SiO2改性大豆基胶黏剂的制备及其性能

为制备无甲醛的环保型生物基木材胶黏剂,以单宁和纳米SiO₂改性脱脂豆粉制备大豆基胶黏剂（DSF）,并分析了改性大豆基胶黏剂的性能。研究结果显示：单宁和纳米SiO₂二元复合改性大豆基胶黏剂（DSF-T-SiO₂）在固化过程中能够形成稳定的交联结构;TG分析表明单宁和SiO₂改性显著提高了胶黏剂的热稳定性;单宁改性大豆基胶黏剂（DSF-T）可提高干态和湿态胶合性能,纳米SiO₂改性大豆基胶黏剂（DSF-SiO₂）的干态胶合性能略有提高,但湿态胶合性能无明显改善。经分析以25 g脱脂豆粉、 5 g单宁、 0.1 g纳米SiO₂和70 g去离子水混合均匀搅拌得到的改性胶黏剂DSF-T-SiO₂-2的起始黏度比未改性的DSF降低了79.58%;DSF-T-SiO₂-2的固化胶层水溶解率为（27.5±0.05）%,比对照组DSF下降了28.4个百分点。此外,DSF-T-SiO₂-2...     

FeCl3/聚丙烯酸透明导电木材的制备及性能研究

以巴尔沙木为原料,脱除木质素后,浸渍丙烯酸溶液并固化得到透明木材,进一步浸渍FeCl₃溶液得到FeCl₃/聚丙烯酸透明导电木材。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等方法对材料进行表征,结果表明：透明木材在质量分数为0.75%的FeCl₃溶液中浸泡60～70 min时,其电导率(0.017 S/m)最佳;经0.5 mol/L FeCl₃溶液浸泡后的透明木材,其拉伸强度可达6.03 MPa,相比未浸泡的透明木材(0.55 MPa)提高了近10倍。透明木材对人体不同动作表现出特征性电学变化,具有电阻传感性能,在导电薄膜、人体传感器等领域有潜在的应用价值。     

5-氯甲基糠醛水解制备5-羟甲基糠醛的工艺优化及反应动力学研究

研究了5-氯甲基糠醛（CMF）在纯水或水/丙酮体系中水解生成5-羟甲基糠醛（HMF）,探究了水解反应条件（如溶剂体系、碱中和剂、温度和CMF添加量等）对CMF水解的影响,并分析了其水解反应动力学。研究结果表明：水/丙酮体系有助于减少HMF的副反应,加入连二亚硫酸钠（Na₂S₂O₄）可以进一步阻止腐殖质的产生;1 g CMF在10 mL水/丙酮体积比为1∶4的混合液中,添加0.35 g的CaCO₃,温度353.15 K下保温反应28 min,此优化水解条件下CMF转化率为97%,HMF得率可达85%,副产物乙酰丙酸（LA）得率为6%;添加Na₂S₂O₄后,HMF的分离得率可由50%提高到86%。动力学研究结果表明：在水/丙酮体系中CMF水解反应活化能为12.3 kJ/mol,水解速率常数k₁=5.56exp（-1.23×10⁴/RT）。     

竹纳米纤维素膜制备、表征及其性能研究

为制备力学性能优良、透光性能好以及阻隔性能较佳的可再生生物质基膜材料,以漂白硫酸盐竹浆纤维(BP)为原料,先制备竹纳米纤维素(B-CNF),再通过高碘酸钠氧化改性的方法对竹纤维中纤维素的分子结构进行调控,制备了以竹材为基质的竹纳米纤维素膜材料。当NaIO₄氧化处理0.5、 1.5、 3 h时,所得氧化竹纳米纤维素分别标记为OB-CNF-0.5、OB-CNF-1.5和OB-CNF-3,对应制备的膜材料分别标记为OBF-0.5、OBF-1.5和OBF-3,B-CNF制备的膜材料为BF。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等方法对膜材料进行了表征,并测试了其力学性能、透光性能、水蒸气和氧气阻隔性能。结果表明：高碘酸盐氧化可成功地在竹纤维的纤维素分子长链中引入醛基,随着NaIO₄氧化时间延长至3.0 h,竹纳米纤维素中含醛基量增加至1.23 mmol/g;与BF相比,随着氧化时间的延长,竹纳米纤维素基膜材料会逐渐出现分层结构,在波长为600 nm处的透光率从82.24%增加至97.49%,水蒸气透过量(W...     

碳酸钠催化氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂改性碱木质素及其表征

以季铵盐氯化胆碱(ChCl)与乳酸(Lac)、尿素(U)、草酸(OA)、甲酸(FA)分别合成低共熔溶剂(DES)并对工业碱木质素(AL)进行改性,研究了由不同氢键供体与ChCl合成的DES体系、反应条件及催化剂对碱木质素改性的木质素提取率的影响。研究发现使用氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂(ChCl/Lac)时,木质素的提取率最高。通过单因素试验得到ChCl/Lac改性的最优条件为：在120℃时,Lac与ChCl物质的量比值(n_Lac/n_ChCl)为12,DES添加量为碱木质素质量的20倍(m_DES/m_AL=20),反应时间12 h,木质素提取率达95.37%;当反应温度降低到100℃,无催化剂时,木质素提取率为40.39%,使用8%碳酸钠为催化剂时,木质素提取率提高至74.87%。采用FT-IR、¹³C NMR、TG和DTG对木质素样品进行表征,由FT-IR、¹³C NMR结果可得,改性中β-O-4键断裂并引入羟甲基和甲氧基,改性后木质素主要结构单元为紫丁香基结...     

木质素改性脲醛树脂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响

针对竹层积材中甲醛释放量过高的问题,以碳化竹片为原料,利用木质素作为脲醛树脂胶黏剂的甲醛捕捉改性剂,对脲醛树脂胶黏剂进行共混改性后压制双层竹层积材。采用木质素添加量和组坯方式的双因素分析法,探讨木质素改性脲醛树脂胶黏剂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响;采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对木质素改性后的竹层积材胶合界面进行微观形貌分析。木质素的加入使竹层积材的甲醛释放量明显降低,各组坯方式下竹层积材的甲醛释放量差异较小,均可达到GB 18580—2001标准规定的E2级;随着木质素添加量的增加,竹层积材的剪切强度逐渐增大,竹黄面与竹黄面无节组坯试件(II)、竹黄面与竹青面无节组坯试件(IO)及竹黄面与竹黄面有节组坯试件(Node)的剪切强度均在木质素添加量为40%时达到最大,分别为7.6,8.0和8.5 MPa,相比空白组分别提高了85%,70%和41%;对于竹黄面与竹黄面组坯试件,带节试件的胶层剪切强度大于无节组;由ESEM可知,碳化竹材胶合界面被压缩甚至压溃,表面细胞不同程度呈扁平碎片状,胶黏剂主要渗透到竹材的表层破坏细胞,多数为薄壁细胞,位于竹材表层的维管束中偶尔也会有胶黏剂存在,极少量胶黏剂可能通过裂隙进入竹材更深部位的细胞。结果表明:在相同木质素添加量条件下,组坯方式对竹层积材甲醛释放量几乎没有影响;黄-黄无节组坯试件、黄-青无节组坯试件及黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度随着木质素添加量的增加逐渐增大,黄-青组坯试件的胶层剪切强度普遍优于黄-黄组坯试件,黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度均大于无节试件;ESEM分析表明,由于碳化竹片表面易被压缩压溃,木质素含量较大的高黏度胶黏剂缺乏有效渗透,致使胶黏剂集聚在压溃细胞表面,竹片胶合界面有效胶层厚度增大,从而导致胶层剪切强度增加。     

木质素基超塑化剂的制备及其在砂浆中的应用

来源于木材、麦草、竹子和蔗渣的木质素磺酸钠与三聚氰胺、甲醛和焦亚硫酸钠合成出磺化木质素三聚氰胺甲醛超塑化剂(LSMF).系统研究了LSMF对砂浆减水率、抗压强度、抗折强度和加速碳化深度等应用性能的影响.结果表明,使用麦草基木质素磺酸钠合成出磺化度3.663mmol/g,特性黏度7.24mL/g的LSMF对砂浆的减水增强性能最好.当LSMF掺量为0.7%时,砂浆减水率为21.1%.硬化砂浆28d加速碳化深度为13mm,空白砂浆为34.5mm.掺加LSMF后,硬化砂浆28d抗压强度和抗折强度分别比空白砂浆提高37%和18%.LSMF超塑化剂为木质素高效利用提供了一种新的思路.     

工业木质素用于制造木陶瓷

以工业木质素为原料制造新型多孔炭材料木陶瓷,并对产品得率、强度及微观结构形态进行了研究。结果表明,随着酚醛树脂用量的增加,木质素陶瓷的质量得率和体积得率略有增加,抗弯强度大大提高,抗压强度也提高明显。当木质素与酚醛树脂质量比为1．33∶1时,木质素陶瓷的抗弯强度为1．88MPa,抗压强度达3．86kN/cm~2。微观结构分析表明,在木质素—酚醛树脂复合板中有团块状木质素夹杂出现,高温烧结后样品孔隙结构增多。高温烧结前后样品的比表面积分别为0．2448m~2/g和0．9742m~2/g。     

盐碱胁迫对2种地被竹叶绿素含量的影响

以黄条金刚竹(Sasaella masamuneana f. aureostriata)、铺地竹(Pleioblastus argenteostriatus)为试材,将2种中性盐NaCl、Na₂SO₄和2种碱性盐 NaHCO₃、Na₂CO₃按不同比例混和,模拟出盐碱度各不相同的盐碱条件,研究不同盐碱胁迫处理对2种地被竹叶绿素含量的影响,旨在为今后优良耐盐地被竹选择及有效应用提供参考。结果表明,低浓度中性盐胁迫下,黄条金刚竹叶绿素a含量呈现“升高—降低—升高”的趋势,其余处理叶绿素a含量变化较为平缓,说明植株始终受到抑制;铺地竹受到胁迫后,叶绿素a在胁迫初期均呈现上升趋势,但随着胁迫时间的推移,叶绿素a含量呈现明显的下降趋势,尤其以盐浓度300 mmol/L处理最为明显。2种竹叶绿素b含量变化基本呈现初期上升后期下降的趋势。碱性盐胁迫下,2种竹的叶绿素a和b含量变化规律不明显,但是含量总体呈现下降的趋势。     

木陶瓷的研究进展及发展趋势

随着自然资源的消耗和环保意识的增强,人们不断寻找绿色资源的高质化利用方法,以木材(及其他生物质材料)为主要原材料、采用高温烧结制备的木陶瓷日益受到关注。这种新型的多孔炭材料不仅在一定程度上保存了生物质材料多层次孔隙结构特征,而且具有良好的热学、电磁学、摩擦学和电化学等特性,应用前景广阔。笔者从制备的原辅材料、胶黏剂、功能性添加剂、成型与烧结工艺、结构形态及应用前景等方面出发,详细介绍了国内外在木陶瓷方面所取得的最新成就,并从基本结构与微观形貌、孔隙大小与分布状态、力学性能与行为等方面对其理化性能进行了概括;同时,就物相构成与微晶结构演变、金属离子掺杂机理与复合机制、结构增强机理与界面结构模型等基础理论进行探讨;对吸波与电磁屏蔽特性、电化学与储能性能等功能进行比较与分析,并就材料、结构、制备工艺等对基本性能的影响进行了总结;最后从基础理论的深化、制备方法的改进、基本性能的提升以及使用范围的扩展等方面为今后木陶瓷的研究提出一些建议,旨在进一步提升这种新型炭基多孔材料的性能,为其在高效储能、化工合成、电子电器、航空航天等领域得到更广泛的应用提供依据与参考。     

硫酸对过氧化氢-乙酸预处理巨龙竹酶解和发酵的影响

以巨龙竹(DS)为研究对象，对其进行过氧化氢-乙酸(PA)预处理，探讨预处理中硫酸添加量对竹材化学组成、酶解效率和乙醇产率的影响。研究结果表明：随着预处理过程中硫酸用量的增加，竹材中的木质素质量分数不断降低，而纤维素和半纤维素的质量分数有所增加。在预处理中，添加硫酸作为反应助剂，能够使酶解效率提升，当硫酸体积分数为0.5%时，72 h的葡萄糖和木糖得率分别为84.77%和85.05%,与未添加硫酸的过氧化氢-乙酸预处理的巨龙竹相比，分别增加了42.40%和33.72%;其水解液经酵母发酵后的乙醇质量浓度为13.52 g/L,比未添加硫酸的过氧化氢-乙酸预处理水解液增加了73.33%。在巨龙竹过氧化氢-乙酸预处理过程中以硫酸作为助剂，能够降低底物的疏水性和表面木质素覆盖率，增加结晶度和比表面积，添加0.5%硫酸，纤维素酶可及度从未添加硫酸时的282.15 mg/g增加到500.12 mg/g,进而增加了纤维素酶与纤维素之间的生产性吸附，因此使巨龙竹的酶解效率和发酵产率得到提升。     

TiO2@SiO2-脱木素木材的制备及其耐光性增强

【目的】在二氧化钛（TiO₂）颗粒表面包覆光惰性物质二氧化硅（SiO₂）,制备出具有抑制纳米TiO₂固有的光催化活性、仍保留其原有的紫外屏蔽、可见光透明特性、具有核壳结构、单分散、小尺寸纳米TiO₂@SiO₂,用于抑制脱木素木材（DW）中残留木质素的光老化,制备耐光型TiO₂@SiO₂-脱木素木材（TiO₂@SiO₂-DW）,以提高DW基功能材料的耐光性,延长其使用寿命、木材高值化及碳达峰、碳中和,为经典、普适液-固-液（LSS）法制备的单分散、脂肪酸保护的其他小尺寸纳米颗粒表面的SiO₂包覆、改性及功能化提供可行方案。【方法】采用LSS法制备单分散、尺寸约8 nm、表面吸附油酸分子、分散在环己烷中、锐钛矿相纳米TiO₂;反向微乳液法在TiO₂纳米颗粒表面包覆SiO₂,制备出单分散、粒径约12 nm、分散...     

大豆油基木器涂料的合成及其阻燃性能研究

以甲基丙烯酸缩水甘油酯改性的衣康酸前聚体(GI)和环氧大豆油(ESO)的合成产品GIESO为原料,甲基丙烯酸四氢呋喃酯(THFMA)作稀释剂,制得疏水纳米SiO₂改性生物基UV固化树脂,然后引入含磷型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO),制备了一种具有疏水和阻燃性能的UV固化木器涂料。通过调节树脂中SiO₂和DOPO的用量,研究了这两种组分对涂层性能的影响。研究结果表明：SiO₂用量为0.5%(以GIESO/THFMA的质量计,下同)时,涂层GIESO/THFMA-Si 0.5综合性能最佳,吸水率为0.49%,接触角108.2°。DOPO用量20%时,制得了一种具有较高涂膜性能,疏水性能和阻燃性能均较好的光固化木器涂料,涂膜硬度6H,附着力1级,柔韧性4 mm,接触角103.7°,极限氧指数(LOI)可达24.0%。     

AlCl3促进毛竹低共熔体系预处理效率的研究

研究了一种AlCl₃辅助的低共熔溶剂（DES）预处理毛竹的方法。合成了以氯化胆碱和AlCl₃为氢受体，愈创木酚为氢供体的低共熔溶剂，考察了低共熔溶剂中AlCl₃用量对毛竹原料的化学组成、物料得率和后续酶水解效率的影响，结果表明：随着AlCl₃用量的增加，预处理物料木聚糖和木质素含量逐渐降低，葡聚糖含量升高，葡聚糖酶水解得率显著提高。当AlCl₃用量为1.32%（摩尔分数）,氯化胆碱、愈创木酚和AlCl₃物质的量比为25∶50∶1)时，预处理效果达到最佳，预处理物料得率为57.16%,葡聚糖和木聚糖回收率分别为95.95%和12.84%,木质素脱除率为74.88%,葡聚糖酶水解得率由未添加AlCl₃时的11.16%提高到96.20%,表明AlCl₃可以有效促进DES体系对毛竹中木聚糖和木质素的溶解。通过XRD、SEM和FT-IR分析对预处理后物料进行表征。XRD分析结果表明预处理物料的结晶度随着AlCl_3...     

竹材碱溶性木质素化学结构及热稳定性研究

连续用0.5%、2.0%和5.0%Na OH水溶液在80℃条件下从巨龙竹中抽提得到木质素组分,采用凝胶色谱、红外光谱、核磁共振、热重分析仪表征了竹材木质素的化学结构和热稳定性。结果表明,巨龙竹木质素属于典型的禾草类木质素,其大分子由对羟基苯丙烷(H)、愈创木基丙烷(G)和紫丁香基丙烷(S)3种基本结构单元组成;巨龙竹木质素大分子的主要联接键为β-O-4'醚键、β-β'和β-5'碳-碳键;巨龙竹木质素大分子苯丙烷结构单元侧链γ位碳与对香豆酸和阿魏酸存在化学键联接,形成对香豆酸酯和阿魏酸酯(醚);巨龙竹木质素具有较高的热稳定性,其热稳定性随分子量增加而升高。     

CMC-g-PMMA改性稻壳碎料-水泥复合材料的性能

采用羧甲基纤维素与甲基丙烯酸甲酯的接枝共聚物(CMC-g-PMMA)作为改性剂对稻壳碎料进行表面处理,制成不同稻壳碎料含量的稻壳碎料-水泥复合材料(RHPC).对RHPC复合材料的密度、抗折性能、断面表面形貌、吸声性能、保温性能和燃烧性能进行测试和分析.结果表明:添加CMC-g-PMMA可大幅度提高RHPC复合材料的抗折强度和模量,当稻壳碎料含量为20%,CMC-g-PMMA添加量为1%时,抗折强度和模量分别为未添加助剂试样的2.27和2.71倍;声波频率为2 000 Hz以下,提高稻壳碎料含量后,水泥复合材料的吸声系数明显提高,1 000 Hz时,稻壳碎料含量为40%的试样的吸声系数高达0.67;制备的稻壳碎料-水泥复合材料为不燃性材料,具有良好的保温性能.