用大豆制备环保型木材胶粘剂的研究

采用分阶段、多种改性剂联用的方法提高大豆基木材胶粘剂的耐水胶合强度。试验结果表明：多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）的用量和豆粉浓度对耐水胶合强度的影响较显著,最佳大豆粉的改性方案为：豆粉浓度21％、十二烷基硫酸钠浓度（SDS）1．0％、脲浓度1．5mol·L^-1、乙酸酐用量1．2％、PAPI用量为20％。对复合改性大豆基木材胶进行压板工艺探讨的结果显示：热压温度对耐水胶合强度的影响较显著,最佳压板工艺为：热压温度140℃,单位压力1．2MPa,热压时间1．0min·mm^-1。按最佳制胶方案和压板工艺进行重复压板试验,获得复合改性大豆基木材胶粘剂的平均耐水胶合强度为0．94MPa,达到II类胶水平,可代替脲醛树脂胶使用。复合改性大豆基木材胶无游离甲醛释放,无毒环保,具有很好的社会效益和生态效益。红外光谱进一步验证了多阶段复合改性的大豆基木材胶粘剂耐水胶合强度的增强机理。     

低洼盐渍区滴灌不同土壤水基质势对土壤盐分及速生杨生长的影响

为探寻宁夏引黄低洼灌区植被快速构建模式,以速生杨为试验对象,设置-5,-10,-15,-20,-25kPa 5个滴灌土壤水基质势处理进行水盐调控试验。结果表明,低盐区呈椭圆状分布,且随灌水量增加而增大;基质势处理开始前强化淋洗阶段,盐分淋洗迅速,较初始值降低70.87%,单位脱盐灌溉水耗水率为41.7mm/(dS/m);基质势处理阶段,各处理整个土层盐分差异不显著,但0—40cm土层的ECe值和SAR有显著差异,且随基质势控制阈值的降低而线性增加。通过对速生杨树高、冠幅、株径、胸径及新稍生长量5个生长指标的主成分分析,发现-15kPa处理和-5kPa处理得分在均值以上,其余处理在均值以下。本着水资源高效利用的原则及盐分淋洗效果,确定-15kPa为本地区速生杨生态林构建的基质势控制阈值。     

木棉科木材的奇异结构及特殊用途

木棉科的轻木、爪哇木棉的木材中薄壁组织是构成木材主体 ,使其形成全球最轻的木材 ;木棉的木材中含丰富的薄壁组织。这类木材是声、热、电、震的优质绝缘材料 ,又是飞机、雪橇缓冲优良用材     

磷酸化淀粉的疏水化交联及改性机理的研究

为了提高淀粉基塑料膜的降解性能,需要对淀粉进行疏水亲脂化改性。该文以磷酸化交联淀粉为原料,甲氧基硅烷偶联剂KH-570为改性剂,采用干法工艺对交联淀粉进行疏水亲脂化改性。通过四因素二次旋转正交组合试验设计及响应面分析,得出淀粉疏水化改性的回归模型。并利用旋转黏度仪、生物显微镜以及红外光谱仪表征疏水化交联淀粉。结果表明,疏水化改性最佳工艺参数为乙醇浓度为95.70%,KH570用量为1.68%(占淀粉干基),稀释度为2.81%,反应时间为29.61min。疏水化交联淀粉吸水率最小为16.23%,较原淀粉和交联淀粉吸水率分别降低了42.44%和33.2%。随着疏水化改性程度的加深,改性淀粉在液体石蜡有机介质中的分散性明显增强;颗粒形态由疏松态向串状葡萄球团聚态转变;在交联淀粉脱水葡萄糖单元羟基上引入了甲氧基硅烷偶联剂KH570的长链基团。     

仿生型水基共聚物包膜尿素改性机理及其养分释放特征

水基共聚物包膜尿素控释期较短,通过仿生改性技术提升水基共聚物包膜尿素养分控释期并明确其养分释放特征是实现其在农业生产中应用的重要影响因素。为了探究仿生型水基共聚物包膜尿素的改性机理及养分释放特征,本研究采用壳聚糖、淀粉和聚乙烯醇合成的水基共聚物膜材料为原料,通过纳米二氧化硅和1H,1H,2H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷对其进行仿生改性并制备仿生型水基共聚物包膜尿素。探究不同温度和土壤水分条件下仿生型水基共聚物包膜尿素养分释放的动力学和热力学特性,并结合扫描电镜、能谱分析、热稳定性分析、原子力电子显微镜,探究其养分释放机理。试验结果表明,仿生改性后水基共聚物包膜尿素的缓释效果显著提升,42 d氮素累积释放率比水基共聚物包膜尿素降低了7.23%。此外,通过一级动力学方程探讨了仿生型水基共聚物包膜尿素的动力学和热力学释放特性,结果表明:随着土壤含水量的增高,活化能Ea逐渐减小;吉布斯自由能变量.G>0、熵变.S>0、焓变.H<0表示包膜尿素在土壤中的释放不是一个独立的系统,与土壤环境发生了热量交换,并明确了土壤温度和含水量与养分释放间的关系。此外,还通过仿生改性前后膜材官能团结构特征、表面微观结构、表面元素变化及热重分析等手段明确了其养分释放机制。     

改性豆胶胶合板热压工艺优化及固化机理分析

为了减少含甲醛胶黏剂和推广环境友好型胶黏剂在胶合板中的应用,该文对脱脂豆粉进行改性后制成具有耐水性的大豆胶黏剂,用于生产胶合板,分析了热压工艺对胶合板性能的影响;并辅以仪器分析结果阐述改性豆胶的固化机理。结果表明,热压工艺的影响因素大小排序为热压温度>热压压力>热压时间;较佳热压工艺为:140℃、1.0MPa和4.69min,胶合板的耐水胶合强度(0.91MPa)符合国家标准GB/T9846-2004中Ⅱ类胶合板的要求(≥0.80MPa)。傅里叶变换红外光谱分析表明,固化后的改性豆胶亲水性基团减少,酰胺键有所增加;豆胶在固化过程中内部基团发生反应,形成交联。X-射线光电子能谱分析表明,改性豆胶固化过程不仅发生酰胺化反应,还发生胺化作用,使豆胶交联成体型结构。热重-微分热重分析表明,升温至140～150℃时,豆胶的吸附水和官能团间缩合反应产生的水分蒸发完毕,豆胶完全固化;继续升温,豆胶发生热分解。该研究可为豆胶的工业化应用提供参考。     

凹凸棒石环境矿物材料的制备及应用

机械力改性、物理改性和化学改性是凹凸棒石环境矿物材料制备的3种主要改性方法.机械力改性法和物理改性法工艺简单,化学改性法效率高且在实际生产中应用较多,但仅仅依靠一种改性作用目前尚难以满足环境应用领域对凹凸棒石矿物物理性能和化学性能的要求.因此,深入系统地研究凹凸棒石环境矿物的基本性能,揭示环境矿物的净化机理,提出进一步提高环境矿物净化性能的改性工艺,将有利于进一步扩大其应用领域.     

改性高岭土对废水中磷的吸附性能及机理研究

采用盐酸和煅烧2种方法对苏州高岭土进行了改性,分析其对模拟含磷废水中磷的吸附效果,并初步探讨了其作用机制,继而进行了等温吸附和吸附动力学试验研究。结果显示,酸、热改性均不同程度地提高了高岭土对模拟废水中磷的吸附净化能力,尤以9%酸改性和500℃煅烧效果最为明显。在处理25 ml浓度为20 mg/L的模拟含磷废水中,高岭土投加量为2%(重量比)时,经9%酸改性高岭土对磷去除率达81.8%,较天然高岭土提高了44.6%。在处理50 ml浓度为20 mg/L的模拟含磷废水时,经500℃煅烧改性高岭土对磷的去除率高达99.5%,残留溶液中磷浓度仅为0.10 mg/L,达到我国相应排放标准。酸改性可通过改变高岭土的吸附活性点位来提高其对磷的吸附净化性能,而煅烧通过活化高岭石中的铝而提高其对磷的吸附净化性能。天然、9%酸改性及500℃煅烧高岭土磷吸附等温线均符合Freundilch和Langmuir方程,皆达极显著水平(P<0.01)。天然、9%酸改性及500℃煅烧高岭土对磷的动力学吸附特征一致,皆与准二级方程拟合最佳,达极显著水平(P<0.01)。500℃煅烧高岭土对磷的饱和吸附量最大,在净化含磷废水中具有良好的应用前景。     

水稻吸湿过程的内部传质及裂纹机理研究

假定水稻为复合椭球体,在圆柱坐标下,利用有限元法,通过改进的传质模型和粘弹性力学模型,对吸湿环境下水稻颗粒内部水分分布和应力应变分布进行数学模拟。模拟结果表明:水稻吸湿时,表层含水率很快达到平衡水分,中心含水率变化缓慢;水稻颗粒中心所受拉应力最大,表层所受压应力最大,沿颗粒横向从内向外应力由受拉逐渐变为受压;水稻颗粒中心首先形成应力裂纹的可能性最大。利用吸湿实验对模拟结果进行了间接验证。     

有机肥料对改善农产品品质的作用及机理

本文讨论了施用有机肥对西瓜,烟草和蕃茄品质的影响及其作用机理。多年试验结果表明,在等氮磷钾条件下,配施有机肥较单施化肥,有利于西瓜糖分增加;烤烟上等品率提高和改善蕃茄果实的品质。.由于有机肥料具有养分完全组成和供肥性能好,能改善作物营养并促进养分平衡,抑制高氮对品质的负作用,使供氮性能与作物需求趋向协调,有利平衡作物的碳氮代谢过程。有机肥还能影响不同内源激素浓度及比例,促进作物生长发育。     

酸-碱两段组合预处理对杨木发酵的影响

为提升杨木的酶解发酵效率,该研究探究了酸-碱两段组合预处理对半纤维素、木质素的降解、纤维素保留以及后续发酵的影响;通过扫描电镜（scanning electron microscopy,SEM）、X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）和傅里叶变换红外光谱（fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR）对杨木进行表征分析,探究预处理对杨木表面形貌、组成成分和热稳定性的影响。对杨木进行两段HAc-NaOH组合预处理,第一段是采用1% HAc作为酸性催化剂在不同预处理温度（160～200 ℃）下进行预处理,第二段预处理则是以第一段预处理后样品为底物进行不同NaOH质量分数（0.3%～1.2%）的碱预处理。结果表明酸-碱两段预处理的效果优于仅一段酸预处理,在200 ℃ HAc组合0.8% NaOH的两段预处理下获得的乙醇浓度为18.72 g/L,结合SEM、XRD和FT-IR分析发现预处理中半纤维素和木质素的脱除显著提升预处理杨木中纤维素含量,木质纤维致密结构被破坏,提高了酶对纤维素的可及性,也有助于提高后续乙醇发酵浓度。最后通过对葡聚糖、木聚糖、酸不溶性木素含量、木聚糖、酸不溶性木素去除率以及结构特性对乙醇得率的相关性进行分析,表明预处理样品中具有较低半纤维素/木质素含量和较高纤维素结晶度的预处理样品具有更强的发酵潜力。     

基于红外光谱的不同农作物秸秆磨木木质素差异表征

木质素是植物细胞壁中主要组分之一,其苯丙烷结构单元的单体结构和连接方式的复杂性直接影响木质素脱除和利用效果,了解不同农作物秸秆中木质素的差异,对提高秸秆的综合利用效率是非常必要的。该文选取代表性棉秆、玉米秸和小麦秆,分别提取磨木木质素,利用傅里叶变换中红外技术对棉秆、玉米秸和小麦秆三类秸秆磨木木质素进行红外表征,分析比较三类秸秆磨木木质素的差异,结果表明:1)三类秸秆磨木木质素G/S相对比值差别不大,并无明显规律;2)三类秸秆磨木木质素中,对羟基结构单元:玉米秸小麦秆棉秆;愈创木基结构单元:棉秆玉米秸小麦秆;紫丁香基结构单元:玉米秸小麦秆棉秆;3)玉米秸和小麦秆磨木木质素相似度较高,而棉秆磨木木质素则更加接近于木本植物。     

用于微小型光谱仪的冬小麦抽穗期叶绿素含量诊断模型

采用基于微小型光谱学传感器构建的作物冠层反射光谱探测系统,在田间轻量便携式地测量冬小麦抽穗期冠层可见光-近红外反射光谱。首先对冠层反射光谱进行去噪预处理,对原始光谱先一阶微分运算后,采用Bior Nr.Nd双正交小波进行小波包分解和重构以达到数据平滑的目的。对样本点数据利用蒙特卡罗抽样方法进行分析,去除异常样本点值,然后基于Random frog特征变量选取算法进行叶绿素含量敏感波长筛选。分别对原始光谱和经预处理后的光谱数据所选取的敏感波长进行偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)建模,建模结果如下:基于原始光谱的敏感波长639、436、459、642、556、653、596、455 nm建立叶绿素含量诊断PLSR模型,建模精度Rc2为0.70,均方根误差为1.398 0,验证精度Rv2为0.10,均方根误差为2.381 0;经过预处理后,基于选取的特征波长719、572、562、605、795、527、705、514 nm建立叶绿素含量诊断PLSR模型,建模精度Rc2为0.69,均方根误差为1.364 8,验证精度Rv2为0.52,均方根误差为1.839 7,估测能力得到了提高。结果表明:基于微小型光谱学传感器构建的作物冠层反射光谱探测系统能够合理地预测冬小麦叶片中的叶绿素含量,可用于田间冬小麦抽穗期的作物营养诊断。     

超顺磁性颗粒表面复合修饰及用于固定化α-淀粉酶载体的效果

磁性Fe_3O_4材料应用于固定化酶具有易分离和回收、操作简便等优点。为保持磁性材料优良的性能,更好的与酶结合,需要对磁性Fe_3O_4纳米颗粒进行修饰。使用低共熔试剂、二氧化硅等材料对制备的超顺磁性Fe_3O_4颗粒进行表面复合修饰,经修饰后的颗粒用于固定化α-淀粉酶,通过透射电子显微镜分析、扫描电镜分析、红外光谱分析、热重分析、综合物性分析、酶活力测定等手段研究了颗粒的结构组成、理化特性。结果表明,载体颗粒呈球形,粒径均在100 nm以下,表面有不规则物,Fe_3O_4纳米颗粒较均匀镶嵌于其中,分散性好。磁性Fe_3O_4纳米颗粒饱和磁化强度为65.42 emu/g,固定化酶后饱和磁化强度仍在21.90 emu/g以上。颗粒表面有丰富的功能基团,且修饰较稳定,其中DES3修饰的复合颗粒酶固载量达145.2μg/(10 mg),且催化活性最高,是良好固定化酶的载体材料。