渗硼处理对木质碳纤维力学性能的影响

【目的】针对木材苯酚液化物制备的木质碳纤维存在力学强度低且性能不稳定等问题,对木质碳纤维原丝进行渗硼处理,以改善其力学性能。【方法】分别用质量分数为5%和8%的硼酸溶液浸渍木质碳纤维原丝1h,再于900℃下碳化1h制得木质碳纤维。采用扫描电镜、X射线衍射、红外衍射谱图分析等方法,对改性后的原丝及碳纤维的力学性能及微观构造进行对比分析。【结果】经质量分数5%硼酸溶液改性的木质碳纤维原丝和碳纤维的拉伸强度分别达到0.195和0.468GPa,与未经渗硼处理的对照相比分别增加了40.29%和44.89%;从表面形态看,渗硼后的碳纤维与未经渗硼处理的碳纤维相比,表面缺陷和内部孔隙均明显减少,内部结构也相对致密;不同条件处理的原丝及碳纤维在2θ=20°附近出现了明显的衍射峰,随着炭化过程的进行,衍射峰的位置明显向高角方向移动,半高峰宽有增大的趋势,纤维的微晶参数基本稳定在一定范围内;炭化过程使得碳纤维的结构发生较大变化,几乎所有的特征吸收峰都发生了变化。【结论】渗硼处理能够有效提高碳纤维的力学强度,其原因主要是硼原子通过间隙扩散进入碳层,消除了部分孔洞缺陷,使得碳结构层相互靠近,碳网的聚合度增大。     

木材苯酚液化物碳纤维原丝的力学性能

该文以木材苯酚液化物为原料,加入六次甲基四胺后熔融纺丝,将熔纺纤维置于甲醛和盐酸溶液中固化处理后制成碳纤维原丝,对不同工艺条件下获得的碳纤维原丝的力学性能进行了研究。结果表明,原丝的拉伸强度随收丝辊转速和固化处理时间的增加而显著增大;在盐酸浓度15%、固化升温速率15℃/h时,拉伸强度和模量达到最大值;原丝的拉伸模量与其拉伸强度的变化趋势基本一致。在收丝辊转速72 r/min、固化液盐酸浓度185%、固化升温速率10℃/h和固化时间4 h条件下,制备出拉伸强度、拉伸模量分别为356 MPa和31 GPa的木材苯酚液化物碳纤维原丝。      

不同炭化–活化过程杉木液化物碳纤维微晶结构演变及孔结构形成路径

  目的  为进一步揭示木材液化物活性碳纤维（ALWCFs）孔结构形成机制,探讨了不同炭化–活化过程杉木液化物碳纤维（LWCFs）微晶结构演变及孔结构形成路径。  方法  通过控制炭化温度（500 ~ 900 ℃）获得具有不同微晶结构的LWCFs,在800 ℃进行水蒸气活化,采用元素分析仪、X射线衍射仪和氮气吸附仪分别考察了不同炭化–活化过程中LWCFs的元素组成、微晶结构和孔结构的变化。  结果  随着炭化温度的升高,LWCFs中碳元素质量分数逐渐升高,氢、氧元素质量分数减少,ALWCFs碳元素质量分数逐渐增加,氢、氧元素质量分数逐渐减少。炭化温度的升高使LWCFs乱层石墨微晶轴向尺寸逐渐增大,结构更加致密,900 ℃时横向微晶发生了生长。在活化过程中,高的炭化温度显著促进了水蒸气对轴向微晶的侵蚀,且随着活化时间的延长,侵蚀程度加重。活化20 min时,微晶横向尺寸显著增大,900 ℃炭化样品增长最为明显,进一步延长活化时间横向微晶结构无显著变化。孔结构数据表明:炭化温度的升高提高了ALWCFs的比表面积和总孔容,对微孔结构的形成有明显促进作用,且活化时间越长,微孔结构增加越显著。低的炭化温度有利于活化初期中孔结构的形成,而900 ℃炭化样品初期中孔结构较少,但随着活化时间延长,微孔结构的逐步扩大导致了中孔结构明显增多。  结论  水蒸气对乱层石墨轴向微晶内部的侵蚀是形成ALWCFs微孔结构的主要途径,中孔结构在活化初期主要来源于水蒸气对晶体缺陷或初始孔隙处的活化作用,活化后期主要来自于初期微孔的逐步扩大。      

合成条件对木质碳纤维纺丝液结构的影响

以木材苯酚液化物为原料,加入六次甲基四胺合成可用于制备木质碳纤维的纺丝液。利用FTIR考察了合成条件对纺丝液分子结构的影响。结果表明,液固比及升温时间的增加,木材液化物纺丝液红外光谱3 425～3 406cm-1羟基、1 595～1 512cm-1苯环骨架振动特征吸收峰都逐渐减弱,纺丝液分子内形成亚甲基键桥,分子结构初步形成交联结构,但液固比相比升温时间对纺丝液结构的影响要明显。另外,上述区域的吸收峰在合成温度为120℃时减弱达到最大,超过120℃时,木材液化物纺丝液红外光谱随温度的增加变化不大。     

木质碳纤维材料的活化与功能化

为探讨用木质生物质替代石油等化石资源，制备新型功能化活性碳纤维材料，系统归纳了木质碳纤维在以下几方面的研究现状与发展趋势:1）以木质生物质为原料，通过固化、炭化，物理、化学活化处理，制备活性木材液化物碳纤维；2）通过孔隙调整、表面改性和离子化处理，对活性木材液化物碳纤维进行功能化处理；3）活性、功能化处理对木质碳纤维的晶体结构、表面含氧基团结构、孔隙结构和表面形态结构、物理性能和吸附性能、环保和抗菌功能的影响。并在此基础上，提出了今后一段时期内木质碳纤维的活化、功能化研究存在的科学问题与思考。      

压缩炭化杨木的微观结构与化学成分

研究压缩、炭化过程中木材结构与化学成分的变化对压缩炭化木的应用有重要意义。利用扫描电镜、扫描电镜X射线能谱和红外光谱分析研究了杨木经压缩、炭化的微观结构和木材的化学成分变化。研究发现：意杨Populuse euratnericoIta经过压缩、炭化后,细胞腔变小,胞壁距离减小,胞壁距离最大分别缩小56．94％和53．34％,但细胞壁本身仍然保持了其完整性：心边材各元素的变化趋势一致,炭元素上升,氧元素下降,以边材为例,素材O／C为1．76,压缩、炭化处理后分别为1．65,1．45;杨木在热压和高温炭化过程中,纤维素的降解,使C—H伸缩振动吸收峰强度下降．并发生了一定的位移,半纤维素降解使C-0伸缩振动吸收峰强度降低。木质素苯环和酚醚键C-0-C的伸缩振动吸收峰的变化说明木质素也发生了化学反应．炭化后的心材在波数2853cm。附近出现了明显的振动．说明木材内部复杂的化学反应产生了新的化学基团。图9表1参15     

木材苯酚液化物的纳米纤维制备工艺

为拓宽木材液化产物的应用领域,提高木材产品的附加值,解决木材微米、纳米级纤维材料的加工难题,在对木材苯酚液化产物特性研究的基础上,提出了静电纺制具有纳米级尺度的木材纤维材料的工艺路线.利用木材苯酚液化产物为前驱体,通过加入反应剂如六次甲基四胺等调制纺丝液,在合适的温度下高压静电纺制成纳米级纤丝,然后将纤丝在HCl和HCHO混合溶液中加热固化,最终获得强度较高的木材纤维.同时分析了在制备过程中可能影响纤维形成的纺丝液因素和纺丝工艺因素,认为纺丝液的温度和施加的电压是影响纳米纤维成形的主要因素.该纤维可进一步炭化或活化加工成用途广泛、性能优良的碳纤维和活性碳纤维材料.     

化学处理木材的动态粘弹性研究

为了弄清楚不同化学试剂处理引起木材内部分子构造的变化及其分子的运动状态,该研究针对杉木试材,采用动态粘弹性分析仪,测定了含水率在纤维饱和点状态下脱木素处理木材、DMSO处理木材和非晶化处理木材以及素材,在-100～10℃、0.5～10 Hz的动态粘弹性.研究结果表明:①在-100～10℃范围内观察到两个松弛过程,-30℃附近的α松弛过程和-100℃附近的β松弛过程;②频率越高,损耗模量峰值对应的温度越高,贮存模量随着温度的升高而降低;③α松弛过程中非晶化处理木材的活化能最高,DMSO处理木材次之,脱木素处理木材与素材接近;④木材发生α松弛过程的主要原因是吸着水分子的回转取向运动,发生β松弛过程的主要原因是无定形区细胞壁物质中的伯醇羟基基团的运动.      

沙柳木材苯酚液化工艺及其结构表征

为进一步研究沙柳木材苯酚液化的最佳制备工艺,以苯酚为液化剂,稀硫酸为催化剂,对沙柳木材进行液化试验,研究反应温度、催化剂用量、液比和反应时间对液化率的影响,并借助FTIR技术分析了沙柳木材及其液化产物的成分.结果表明,对沙柳木材苯酚液化影响最大的因素是液比,其次是反应温度、催化剂用量、反应时间;沙柳木材苯酚液化较适宜的试验条件是:液比7∶1,反应温度160℃,催化剂加量10％,反应时间120 min.沙柳木材液化后,红外谱图上出现了新的特征峰,说明木粉中化学组分的分子结构发生了变化,形成了更多的官能团.     

阻燃处理木材燃烧残余物的热分解特征

为了弄清楚阻燃处理木材燃烧残余物的热分解特征,将阻燃处理木材在模拟的典型火灾中燃烧后,取距燃烧表面不同位置的试样,采用热失重法研究了阻燃处理木材燃烧残余物的热分解过程,结果表明:①阻燃处理木材及其燃烧残余物的热分解开始温度没有明显的差别,未处理木材燃烧残余物的热分解开始温度比未燃烧木材高;②阻燃处理木材中阻燃剂的热分解峰值温度为200℃,随着燃烧过程的进行,归属于阻燃剂的峰消失;③阻燃处理木材燃烧残余物热分解温度曲线中,在230℃附近归属于半纤维素的峰消失,在210～240℃出现了一个缓慢的肩;④阻燃处理木材及其燃烧残余物的质量损失速度曲线主峰温度比未处理木材及其燃烧残余物降低100℃,质量损失速度大幅度减少;⑤阻燃处理木材在600℃时的热分解残存质量比未处理木材显著增大,随着燃烧时受热温度的增高,燃烧残余物热分解的残余质量显著增大;⑥阻燃处理木材及其燃烧残余物的热分解温度区间,与未处理木材及其燃烧残余物存在显著差异.      

不同温度和铝浓度对麻疯树生理指标的影响及外源钙的作用

以攀枝花地区麻疯树为材料,采用溶液培养方法,设置不同温度（24、29、34℃）,研究不同浓度酸铝胁迫（Al 3＋的浓度为:对照、0.01、0.1、1、5 mmol/L）对3月龄麻疯树幼苗根系活力、叶片丙二醛（MDA）含量、叶片脯氨酸（Pro）含量、过氧化物酶（POD）活性等生理指标的影响. 结果表明:①相同Al3＋浓度处理下,随温度升高,幼苗根系活力降低,MDA、Pro含量增加,POD活性增加;②相同温度处理下,随Al3＋浓度增加,根系活力呈下降趋势,叶片MDA含量、Pro含量及POD活性呈上升趋势;③适度低温,适量的Al3＋（29℃,Al 3+浓度为0.01 mmol/L;24℃,Al 3+浓度为0.01、0.1 mmol/L）能增强根系活力,降低MDA和Pro含量,降低POD活性,有益于麻疯树幼苗的生长;④当Al3＋浓度增至1 mmol/L以上时,3个温度下处理的麻疯树幼苗都受到不同程度的伤害;⑤29℃、1 mmol/L Al 3+浓度下,增加溶液中Ca2＋浓度能减小酸铝对麻疯树幼苗的毒害作用.       

Zn-Al类水滑石吸附污泥脱水液中磷的研究

为了开发一种新型除磷吸附剂,将二价金属离子（Mg2+、Zn2+、Cu 2+、Ni2+、Co2+）和三价金属离子（Al3+、Fe3+）分别组合,用共沉淀法制备了不同金属组成的类水滑石,研究了类水滑石及其焙烧产物的磷吸附效果。结果表明:Zn/Al摩尔投料比为2∶1的类水滑石300℃焙烧4 h,得到的吸附剂对城市污水处理厂污泥脱水液中磷的吸附容量最高,约4077 mg/g;在pH中性和弱碱性条件下,Zn-Al-2-300对水中磷的吸附效果较好,吸附动力学符合假二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;5%NaOH+10%Na2CO3溶液对载磷类水滑石的磷解吸效果最好,其解吸率约为91.17%。      

复方溴氯海因消毒剂的性能

研究了复方溴氯海因消毒剂的稳定性、刺激性、毒性及其对细菌、病毒、细菌芽胞的杀灭效果.结果表明,室温下本品有效期至少为1a,对皮肤无刺激性,半数致死量(LD50)为2787mg·kg-1.18-22℃条件下,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、溶血性链球菌的杀灭率达99.9%,分别需7.5、5.0、7.5mg·L-1有效溴氯海因作用10min;对枯草杆菌黑色变种芽胞杀灭率达99.9%,需200mg·L-1有效溴氯海因作用60min;对猪水泡病强毒、猪瘟病毒和猪细小病毒灭活率达100%,分别需1500、150和1500mg·L-1有效溴氯海因作用30min.     

木霉Y对毒死蜱和甲胺磷的降解作用

从连续施用毒死蜱的土壤中分离了1株可降解毒死蜱和甲胺磷的真菌,经鉴定为木霉属,命名为木霉Y.木霉Y对毒死蜱和甲胺磷的降解效能测定结果表明:木霉Y对50mg·L-1的毒死蜱作用1d后,降解率比对照提高了19.75%,7d后达到88.53%;对500mg·L-1的毒死蜱作用1d后无降解作用,3和7d后降解率分别提高了33.75%和47.67%;对5000mg·L-1的毒死蜱作用1d后无降解作用,3和7d后降解率分别达到19.62%和21.87%;对50mg·L-1的甲胺磷作用1d后,降解率提高了41.33%,3d后即达到100%;对500mg·L-1的甲胺磷作用1d后无降解作用,3和7d后降解率分别达到38.58%和80.38%;对5000mg·L-1的甲胺磷无降解作用.     

炭化石墨化木质碳纤维化学反应历程及其微细结构生成演化

为了搞清楚木质碳纤维在炭化、石墨化过程中化学反应的路径以及微细结构的生成演化机制,归纳了迄今为止诸多研究者在木质碳纤维制备技术与基本性能,木质碳纤维在炭化、石墨化不同处理过程中的化学反应历程,以及微细结构的生成演化等方面的研究成果。在此基础上提出了该领域研究课题的焦点,以及今后应重点考虑的一些问题,旨在使同学界人士对当今木质碳纤维的研究有比较全面、细致的认知,为进一步深入开展木质碳纤维研究提供基础参考。     

不同基质、生长调节剂、插穗规格和代谢调节剂对‘蓝星’扦插生根的影响

该文研究了扦插基质、生长调节剂、插穗规格以及代谢调节剂处理对‘蓝星’扦插生根率和根系质量的影响,并分析了5种规格插穗的生根进程和生根型。结果表明:以珍珠岩为基质能显著提高生根率。3种生长调节剂中以ABT 1#处理生根效果最好,对嫩枝和硬枝的生根率、生根量、偏根率影响显著。嫩枝插穗以ABT 1#1 000 mg/L（速蘸2～3 s）处理为最优组合,生根率为66.7%;硬枝插穗以ABT 1# 500 mg/L (浸泡1 h)处理效果最好,生根率为60.17%,偏根率仅28.0%。5种不同规格插穗生根效果明显不同,规格1插穗生根效果最好,生根率最高为80%;规格4次之,规格5生根效果最差。不同浓度代谢调节剂对3种规格插穗生根影响不同, 其中1/4MS效果最好。规格5插穗经1/4MS+NaHSO3（200 mg/L）处理后,与对照相比,生根率提高34.9%。5种不同规格插穗生根进程基本一致,但生根型明显不同,规格1～4插穗以皮部生根型为主,规格5插穗属于愈伤生根型。      

复合纤维素酶处理新闻纸浆的研究

用复合纤维素酶处理新闻纸浆,考察酶的作用条件,探讨最佳工艺条件下酶处理后还原糖生成量、纸浆滤水性及强度的变化规律.结果表明,酶在55.0℃、pH值为5.0时活力最高;Cu2+、Fe3+、Mn2+对酶活力影响不大;提高浆浓、缓慢搅拌能使酶解反应加快.在最佳作用条件下,纸浆加酶3-5IU·g-1(CMC酶活力)、处理1-2h,纸浆的打浆度下降4-5°SR,而酶解损耗、纸浆强度受影响不大.     

3种柑橘亚科植物的珠心组织培养

柑橘亚科植物九里香、麻纹叶和酒饼叶的珠心组织,在附加500mg·L-1麦芽浸出液的MT培养基中产生愈伤组织.愈伤组织在几种不含任何附加物的培养基上继代培养均能获得胚性愈伤组织.胚性愈伤组织的获得率以MT培养基最高,MT培养基优于MS培养基的关键是2种B族维生素的用量较高.胚性愈伤组织在含50g·L-1蔗糖的培养基中产生体细胞胚胎.3种植物的体细胞胚胎在1mg·L-1GA的条件下均获得了90%以上萌发率,并再生成完整植株.