自发泡方法制备木质素基高比表面积泡沫炭

【目的】根据木质素结构特点,探究一种木质素基泡沫炭制备方法,为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品。【方法】以酶解木质素为碳质前驱体,以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂,在未添加发泡剂的情况下,经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭;采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构;通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标,探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响。【结果】热重分析结果表明,氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度,使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合,为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域,酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度,为木质素自发泡提供基础。160～180℃是合适的发泡温度;氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率,酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率。在未添加发泡剂的情况下,采用自发泡方法制备出体积密度为0.26～0.46 g·cm^-3、孔隙率为74%～85%、开孔率为82%～9...     

磷酸催化竹材炭化的FT-IR分析

通过比较分析不添加和添加磷酸的竹材在不同炭化温度的炭化固体产物的红外光谱,探讨了磷酸对竹材热解过程以及所形成的炭的微观结构变化的催化作用。结果显示：1）磷酸能显著地催化竹材的主要成分（尤其是木质素）的热分解;同时能显著地催化芳环的形成和稠合,从而促进类石墨微晶的形成;2）在磷酸的催化下,400℃前是竹材中主要化学成分的热分解和芳环的形成过程,而400℃后是芳环的形成、芳环的稠合以及类石墨微晶的形成过程;3）红外光谱是研究炭化植物纤维中半纤维素、纤维素和木质素的热解变化过程和炭化产物炭微观结构的形成和发展的有效手段。     

乙二醇/碳酸乙烯酯预处理对椰壳纤维成分及结构的影响

以椰壳纤维为原料,研究了不同比例乙二醇/碳酸乙烯酯在较低温(90℃)条件下对椰壳纤维的组分分离,并利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、凝胶渗透色谱(GPC)和热重(TG)对分离得到的预处理后椰壳纤维和再生木质素进行了分析表征。结果表明:在单独使用碳酸乙烯酯时木质素的脱除率为负值,乙二醇/碳酸乙烯酯可实现椰壳纤维在较低温度下的去木质素预处理,并且当n(乙二醇)/n(碳酸乙烯酯)4∶1时木质素的脱除率达到最大值,为49.87%。乙二醇/碳酸乙烯酯处理后的纤维材料中纤维素含量都有所提高,半纤维素和木质素含量都降低,纤维素的结晶结构基本没有被破坏(均为纤维素Ⅰ型),且提取得到的再生木质素为典型的对羟基苯基-愈创木基-紫丁香基(HGS)型木质素,n(EG)/n(EC)为4∶1时得到的再生木质素多分散系数最小,为9.73。     

磷酸法木质素基活性炭的制备及其电化学性能研究

以杨木木质素为原料,采用磷酸活化法制备中孔发达的活性炭,并利用孔结构分析、XRD、拉曼光谱,研究了活化温度(400～900℃),以及磷酸与木质素质量比(浸渍比,1:1～4:1)对活性炭LAC-x-y(x代表浸渍比值,y代表活化湿度)结构的影响,通过电化学表征手段,探讨了炭材料的电化学性能与其结构的关系.孔结构分析结果表...     

化学－物理法提高果壳活性炭得率的研究

以果壳炭（椰壳炭、杏壳炭）为原料，用某种弱酸Ａ作活化剂，研究了活化温度、活化时间及活化剂用量对活性炭的碘值和活化得率的影响。活化最佳工艺条件：椰壳炭，活化温度９００℃，活化时间９０ｍｉｎ，活化剂用量１．３０％；杏壳炭，活化温度９００℃，活化时间８０ｍｉｎ，活出剂用量１．９０％。在此条件下制得的活性炭分别为碘值１１０５．２８ｍｇ／ｇ、１１５１．８９ｍｇ／ｇ，活化得率分别为４５．３１％和４８．２７％。     

KOH原位活化对木质素基泡沫炭的结构性能调控

在碱性条件下,木质素可部分替代苯酚与甲醛反应制备木质素基酚醛树脂,酚醛树脂经物理发泡,高温碳化工艺生成木质素基泡沫炭。为达到调控木质素基泡孔炭的泡孔结构,改善其孔径分布比例的目的,选用600℃碳化后的泡沫炭(CF-600℃)作为活化基体,利用化学试剂KOH对泡沫炭进行原位活化。研究结果表明:纯碱木质素可以部分取代苯酚,与甲醛发生缩合反应生成酚醛树脂;酚醛树脂基泡沫在450℃时有最大分解速率2.04%/min,炭收率为54.36%; 600℃碳化后的泡沫炭(CF-600℃)、900℃碳化后的泡沫炭(CF-900℃)与KOH原位活化后的泡沫炭(CF-KOH)呈玻璃网状结构,泡孔由50～300μm的泡孔及孔壁组成; 3种泡沫炭皆为无定型炭,非石墨化的炭质结构; KOH原位活化后的泡沫炭(CF-KOH)微孔比例下降,中孔比例上升,比表面积可达1 094.14 m~2/g;且3种泡沫炭的表观密度在0.10～0.15 g/cm~3之间,压缩强度最高可达0.35 MPa。     

竹屑加压液化制备甲基糖苷和酚类物质

以竹屑为原料,通过加压液化获得产物甲基糖苷和4种不同相对分子质量的酚类物质,采用多种方法分析了产物组成和结构,考察了不同温度对液化过程的影响,阐明了加压液化过程中木质纤维结构变化规律和产物形成机理。结果表明:绝干竹屑40 g,当m(竹屑)∶m(甲醇)=1∶12,浓硫酸1 g,反应时间10 min,反应温度200℃时,液化产物得率为87.83%,其中甲基糖苷得率48.17%,酚类得率39.66%。通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)、高效液相色谱(HPLC)分析产物,结果表明:在液化过程中,纤维素和半纤维素在较低温度下分解,较高液化温度更有利于木质素分解。温度过高时甲基糖苷会进一步分解为酯类和糠醛类化合物。通过对液化残渣的X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)分析显示,120~200℃非结晶区的纤维素、木质素和半纤维素部分降解,残渣纤维结晶度相对原料提高6.12%~40.33%,超过200℃,纤维结构完全破坏。     

黑龙江帽儿山12种草本可燃物的慢速升温热解特性

以黑龙江帽儿山12种草本可燃物为研究对象,用热重分析法对其升温速率为10℃·min-1的慢速热解过程进行研究,利用TG-DTG曲线分析它们的热解特性,得到了纤维素和木质素的热解与温度、失重量以及失重速率的关系.结果表明:空气气氛下12种草本可燃物的热解均经历3个主要阶段,根据3个阶段的平均失重速率和初始分解温度,可对12种草本可燃物在不同燃烧阶段的燃烧性进行评价.这3个阶段是:1)失水阶段,温度范围是室温～ 120℃,根据该阶段的平均失水速率和初始热解温度判断,猴腿蹄盖蕨、芍药和耧斗菜最易燃;2)综纤维素热分解阶段,温度范围是100 ～370℃,根据综纤维素的平均分解速率判断,耧斗菜的有焰燃烧最剧烈;3)木素热分解阶段,温度范围370 ～500℃,根据木素的平均分解速率判断,宽叶山蒿和蚊子草无焰燃烧最剧烈.     

木质素与纤维素热解炭结构特性对其高温石墨化过程的影响机制

通过对纤维素和木质素热解炭结构差异的研究发现,纤维素热解炭主要由碳微晶构成,木质素热解炭则包含部分原骨架结构;在氩气氛围中将热解炭于超高温下(1 600～2 800℃)进一步处理,并通过X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱和高分辨率透射电镜等表征产物的结构与形貌,测试产物的导电性能,根据热解炭石墨化处理前后结构、形貌和导电性能的变化,研究高温条件下热解炭的结构重构建机制。结果表明：木质素热解炭经2 800℃处理后,产物中形成了大面积连续的高度石墨化区域,且缺陷较少,产物石墨化度可达89.53%,层间距为0.336 3 nm,于20 MPa压强下电导率可达105 S/cm;相同条件下纤维素产物的石墨化度为76.74%,层间距为0.337 4 nm,并包含较多结构缺陷,导致其在20 MPa压强下的电导率低于50 S/cm。分析可知,木质素热解炭中保留的骨架结构有利于其在高温下扩环重构建,进而形成大面积连续石墨化片层;而纤维素热解炭中碳微晶的交联状态在高温下难以转变,限制了石墨化区域的扩大,导致所得产物结构中存在较多缺陷。     

椰壳热解炭化热分析研究

椰壳是一种优质活性炭原料,利用同步热重-差热分析仪(TG-DTA)对椰壳的热失重、热效应、热稳定性进行研究,分析了椰壳热解炭化的机理。作者还探讨了椰壳热解温度、升温速度对其炭化得率、分解速率的影响。实验结果表明:在5种升温条件下,椰壳热分析曲线都有两个失重阶段。热解温度区间在200~410℃之间。控制第二失重阶段是椰壳热解炭化的关键,提高升温速率在一定程度上会有利于椰壳热解反应的进行。当升温速率为20℃/m in,此时分解热焓为792.15 J/g,失重为31.925%。热解终温宜选择575℃。为椰壳的炭化工艺优化提供理论依据。     

日本松干蚧发生期预测预报方法的应用研究

通过５年的日本松干蚧发生期系统观测资料，运用数理统计方法，计算出日本松干蚧同一虫态和不同虫态的理论期距值和平均数标准差。结合生产防治，建立了固定若虫期一元回归预测式。方法简便，可操作性强     

杨树扦插育苗适宜密度的试验

通过对不同密度的 4个试验组杨树扦插育苗试验 ,结果表明 :密度为 4 4 4 4株 /6 6 7m2 的试验组产合格苗最高 ,合格小钻杨占总产苗量的 81% ,辽宁杨占 75 % ;3333株 /6 6 7m2 和 5 5 5 5株 /6 6 7m2 两种密度分别显得偏小和偏大 ,产合格苗比较低 ,生产上不宜采用     

山茶属部分种的核型研究

对山茶属的14种植物的染色体进行了研究。根据核型分析结果,对山茶的亚属、组、之间的核型进行了比较分析,建议把茶、普洱茶,茶梨油茶和博白大果油茶划为独立的种。在核型描述和核型类型划分的理论方法上,引入了“臂比均值”这一参数,提出了“整齐性”和“整齐性系数”。并提出染色体数目的系列变异和结构变异是山茶属植物新种起源的两条途径。     

针叶树木材细胞力学及纵向弹性模量的计算--试件纵向弹性模量的预测

依据针叶树木材管胞和射线细胞的结构模型。使用计算机抽样模拟解剖结构参数。以及使用针叶树木材纵向弹性模量计算公式和方法,计算人工林杉木,马尾松幼龄材和成熟材试件纵向弹性模量,计算结果与常温条件下气干试件测定结果十分符合。在试件晚材率和管胞解剖结构参数改变的条件下。计算预测了人工林杉木,马尾松幼龄材和成熟材纵向弹性模量的变化。结果表明：试件纵向弹性模量随晚材率,管胞长度,管胞壁厚度的增加而增加,而试件纵向弹性模量随管胞直径增加而减小。本文提出的纵向弹性模量计算的预测方法,对于运用现代生物技术控制和改变针叶树木材的材质,材性有实际意义。     

优种核桃嫁接繁殖技术试验

培育优种核桃嫁接苗是实现核桃栽培良种化、集约化、基地化、商品化的根本途径。1999～2001年经过对辽宁1号、鲁光、中林3号、晋龙1号等优种核桃嫁接苗繁殖试验,总结出适合当地的核桃嫁接苗繁殖技术,成活率最高达到98%。     

泾川县刺槐薪炭林生长状况分析

通过对泾川县刺槐薪炭林的调查研究 ,分析其生长变化规律 ,并建立林分生长和采薪收获数学预测模型 ,为生产经营提供一定的科学依据     

超声波处理对麦草碱木质素结构特性的影响

采用超声波作用于麦草碱木质素，探讨了超声波对碱木质素的活化作用，用化学法对超声波作用前后碱木质素官能团进行了定量测定，用凝胶色谱（GPC）测定了木质素相对分子质量的变化，用^1H NMR光谱对化学结构进行了分析。结果表明：超声波可以显著提高碱木质素酚羟基和醇羟基含量，当作用时间20min、作用功率200w、液料质量比100：1时，醇羟基含量从1．99mmol／g上升为4．14mmol／g，酚羟基含量从1．88mmol／g上升为2．54mmol／g，羧基含量从0．59mmol／g下降为0．29mmol／g，羰基含量从2．16mmol／g上升为2．68mmol／g。^1H NMR分析表明，愈创木基和紫丁香基峰面积与总峰面积的比值分别从3．61％和0．77％下降为0，甲氧基峰面积与总峰面积的比值从11．50％下降为8．90％。数均分子质量（Mn）和重均分子质量（Mw）分别从1179和10250上升为5031和11605，分散度（Mw／Mn）从8．69下降为2．31．     

油松树干直径与其他量测因子间相关关系的分析

树木主要调查因子是指树木的直接测量因子及其派生因子。基于树木调查因子的内在联系，利用234株油松实测材料．分析了直径与树高、树干枝下高及材积的相关关系。结果表明．它们之间的相关性非常紧密．其相关指数(R)均在0．98以上。     

落叶松菌根真菌圃地接种效应

采用厚环乳牛肝菌,赭丝膜菌,灰环乳牛肝菌和彩色豆马勃４种外生菌根真菌固体纯培养接种物,对日本落叶松进行了圃地育苗接种试验。结果表明,苗高,地径,侧根数分别比较对照提高了１３．３８％－２３．５４％、１０．６５％－２４．７１％、９．９７％、－１３．７８％,苗木Ｎ、Ｐ、Ｋ含量分别比对照增加了０．７０％－１９．９６％、９．０６％－４７．８１％和１４．４５％－２１．１２％,苗木菌根感染率为６７．８２％－８３