不同汽爆处理对藜麦秸秆化学组成及纤维结构的影响

为了提高藜麦秸秆资源利用率,研究了低强度蒸汽爆破技术（0.5 MPa、1.0 MPa、1.5 MPa,5 min）对藜麦秸秆化学组成变化的影响,并采用扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱及热重法对秸秆纤维结构特性进行分析。结果表明：汽爆处理对秸秆半纤维素影响最为显著,木质素次之,纤维素影响不显著,其中在1.0 MPa压力下半纤维素、木质素的降解率最大,且秸秆可溶性糖含量最高,达20.30%;汽爆后藜麦秸秆纤维表面受到不同程度的破坏,表面积增加,产生孔洞,纤维素的绝对结晶度降低,且热分解温度降低,热解速率加快。由此说明蒸汽爆破是一种有效的木质纤维处理方法。     

水稻秸秆饲料汽爆加工工艺改进与优化

[目的]为进一步提高水稻秸秆酶解还原糖产量,对水稻秸秆饲料汽爆加工工艺进行了研究。[方法]把汽爆的恒压保压过程分为保压蒸煮和爆破前升压两个阶段,并分别控制两个阶段的蒸汽压力。采用响应曲面分析法研究了保压蒸煮压力(A/MPa)、保压蒸煮时间(B/s)和爆破前压力(C/MPa)3个因素对水稻秸秆酶解后还原糖产量(D/%)的影响。[结果]A、B、C对D的影响均显著。随着A和C的增加,D明显提高;随着B的增加,D提高。在保证汽爆后秸秆饲料的感官特性前提下,对照组在A=1.6 MPa、B=140 s、C=1.6 MPa时,D为20.07%;目标组在A=1.6 MPa、B=140 s、C=2.2 MPa时,D最高,为37.48%,是对照组的1.87倍。[结论]改进与优化后的汽爆加工工艺能明显提高水稻秸秆酶解后还原糖产量。     

添加玉米秸秆对黑土团聚体富里酸结构特征的影响

运用元素分析、红外光谱及热重分析技术研究了培养条件下添加玉米秸秆对黑土及其大团聚体(>2000和2000~250 μm)、微团聚体(250~53 μm)和粉-粘粒组分(<53 μm)中富里酸(FA)结构特征的影响。结果表明,在对照(未添加玉米秸秆)土壤中,大团聚体FA分子的缩合度、氧化度和芳香性高于微团聚体和粉-粘粒组分。玉米秸秆的添加使全土FA分子的C、H、N含量增加,O含量下降,其C/H、O/C和C/N摩尔比值分别比对照减少了18.18%、17.92%和19.17%,高温失重/中温失重的比值低于对照51.85%,脂族碳/芳香碳的特征比值比对照增加了252.47%,大团聚体和微团聚体中FA分子的脂族碳/芳香碳特征比值比对照增加了34.86%~604.35%,表明玉米秸秆的添加使土壤FA分子的脂族性增强,缩合度、氧化度及芳香性下降。添加玉米秸秆土壤中,不同粒径团聚体相比,大团聚体FA分子的氧化度和芳香性高于微团聚体和粉-粘粒组分。与微团聚体、粉-粘粒组分相比,大团聚体FA在化学结构上芳香性较强;玉米秸秆的添加使黑土FA的结构趋于简单化。     

汽爆预处理对废弃烤后烟叶产甲烷潜力的影响

为资源化利用涉烟有机废弃物,以废弃烤后烟叶为底物进行了中温厌氧发酵实验,通过对比研究蒸汽爆破预处理及5种汽爆条件对烤后烟叶产甲烷潜力的影响,探讨汽爆在烤后烟叶厌氧发酵中应用的可行性。结果表明:未处理烤后烟叶L0的生化产甲烷潜力值高于绝大多数木质纤维素类废弃物,达到了252.7 mL·g~(-1)VS,且产气周期短,是优良的发酵原料;烤后烟叶在汽爆过程中发生固液组分分离,液体糖难以完全回收进而影响产气。与L0相比,汽爆后烟叶的生化产甲烷潜力均有下降,L1～L5分别降低了11.6%、23.0%、24.0%、22.4%及26.3%。对于烤后烟叶,尽管汽爆预处理能打开物料结构,但也会导致液体糖分大量流失,甲烷产量下降。综合考虑产品价值和处理能耗等因素,在实际应用中直接将烤后烟叶进行厌氧发酵是更优的选择。     

白浆土无机纳米粒子对玉米秸秆腐解产物的影响

 以玉米秸秆为材料,通过室内培养法研究了白浆土B层（地表下100cm）提取出的纳米粒子对不同培养时期玉米秸秆腐解形成的可溶性产物组分含量的影响,并采用傅里叶变换红外光谱法对腐解产物结构组成进行了表征。结果表明：土壤纳米粒子的加入在玉米秸秆腐解培养的整个时期皆明显降低了水溶性有机化合物（WOM）的含量,主要是减少了水溶性胡敏酸（WHA）的含量,而对小分子有机化合物（WLOM）生成则有促进作用。在培养的第18天促进了碱溶胡敏酸（AHA）和碱溶富里酸（AFA）含量增加,在32-78d降低了AHA和AFA的含量。纳米粒子施入明显增加了WHA中羟基、甲基、亚甲基和次甲基含量,增加了碳水化合物和氨基化合物组分,即促进了脂族性高的WHA的生成;促进了AHA中碳水化合物组分的增加,降低了AHA的酸性,但对脂肪链结构组分无明显影响。纳米粒子的加入明显增加了WLOM和AFA的抗分解能力。     

化学预处理与傅里叶变换红外光谱相结合分析棉花纤维细胞壁组分

[目的]研究能够与傅里叶变换红外光谱(FTIR)相结合的分析棉花纤维细胞壁组分的化学预处理方法,使棉花纤维细胞壁断裂破碎但不造成其组分结构破坏,为实现应用FTIR分析细胞壁的真实结构组分提供参考.[方法]采用化学试剂巯基乙酸和盐酸预处理棉花纤维,用去离子水清洗游离的化学试剂,再通过FTIR化学预处理后的棉花纤维细胞壁....     

红外光谱结合相关性分析对番茄病害叶的研究

用傅里叶变换红外光谱结合相关性分析研究番茄正常叶片和3种病害叶片。结果表明,它们的主要物质成分为蛋白质、多糖和脂类物质。正常叶片、叶霉病、晚疫病和煤污病叶片的光谱整体相似,仅在1 750~700 nm,正常叶片与病害叶片光谱的峰位、峰形及吸收强度比有一定差异,吸收强度比A1 102 cm-1/A1 636 cm-1为0.727、0.515、0.591和0.719,表明病害叶片中蛋白质的相对含量升高,而糖类物质的相对含量降低。为提高光谱灵敏度,对光谱进行二阶导数相关性分析,4个样品的二阶导数光谱在1 750~1500 cm-1和1 200~900 cm-1的相关系数差异明显,表明4种叶片样品所含化学成分结构或各成分相对含量各不相同,即病害影响了番茄叶片的化学成分。上述研究结果表明,傅里叶变换红外光谱结合相关性分析在鉴别番茄病害叶片方面具有方便、快捷等优点。     

表面活性剂对汽爆小麦秸秆高固体含量酶解的影响

以蒸汽爆破预处理(2.2 MPa,6 min)的小麦秸秆(SEPW)作为原料,对其进行高固体含量酶解。经过一系列的单因素试验及双因素正交试验,发现添加表面活性剂聚乙二醇6000(PEG6000)使SEPW的酶解效率在低纤维素酶添加量下有明显提高。在反应体系为30 g、葡聚糖添加量为10%、纤维素酶添加量为10 FPU/g葡聚糖时,SEPW的葡聚糖及木聚糖转化率分别达到54.43%、52.63%,相比于对照组的45.79%、22.75%,分别提高18.87%、131.34%。     

基于FT-MIR的秸秆炭热值快速检测方法

采集棉花、小麦、玉米、油菜和水稻等5种农作物秸秆,经炭化处理制备秸秆生物炭实验样本,采用C2000型量热仪测定其热值,利用VERTEX 70型傅里叶红外光谱仪采集红外光谱。采用联合光谱影响值和化学值绝对误差法剔除异常样本,光谱理化值共生距离法(SPXY)划分样本集,利用TQ Analyst 8.3定量分析软件对光谱进行预处理,并结合偏最小二乘法(PLS)建立秸秆生物炭高、低位热值的定量分析模型。研究结果显示:经多元散射校正(MSC)和一阶导数(first derivative)对光谱进行预处理后,建立的高位热值定量分析模型效果最优,其验证集相关系数RP为0.909,验证均方根误差RMSEP为614J/g,相对标准差RSD为2.61%;经多元散射校正(MSC)和一阶导数(first derivative)结合S-G平滑法对光谱进行预处理后,建立的低位热值定量分析模型效果最优,验证集相关系数RP为0.873,验证均方根误差RMSEP为707J/g,相对标准差RSD为3.12%。结果表明,利用FT-MIR快速检测秸秆生物炭的热值是一种可行的方法。     

3种土壤对扑草净的吸附过程及其化学特征基团变化

为了解除草剂扑草净在土壤中的吸附过程,探讨其在土壤中迁移、转化以及生物利用的有效性,采用批量平衡法和傅里叶红外光谱法等手段,研究南方水稻土、红壤和黄壤对除草剂扑草净的吸附动力学特征以及吸附过程中主要基团的变化。结果表明：扑草净在3种供试土壤的吸附动力学过程经历了快速（180 min之间）、慢速（180 min之后）和平衡（720 min）吸附3个阶段,准二阶动力学方程与土壤对扑草净的吸附动力学过程拟合程度较高（R²>0.94）。3种土壤的红外光谱图均在3621、1645 cm⁻¹和1028 cm⁻¹等处有特征吸收峰,表明图谱属于蒙脱石型图谱。扑草净在吸附前期（20 min）就吸附在土壤表面,且土壤黏土矿物和有机物对吸附过程作出积极贡献;较其他分子间作用力而言,氢键对整个吸附过程起着主导作用,羟基官能团在扑草净吸附过程中具有重要地位。     

地膜降解特征对不同土壤水分和温度条件的响应

以2种PBAT生物降解膜（生物降解膜1、生物降解膜2）和普通PE膜作为研究材料,采用室内培养试验,结合扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）技术,探讨其在不同土壤水分和温度条件下的降解特征。结果表明,在20%土壤含水量,20℃、40℃、20℃（12 h）和40℃（12 h）昼夜交替（20℃/40℃）3种不同土壤温度条件下培养90 d,20℃/40℃土壤温度时普通PE膜、生物降解膜1、生物降解膜2的失重率最高,分别达2.89%、11.91%、8.33%。在20℃土壤温度,15%、20%、25%、30%4种不同土壤含水量条件下,PE膜降解程度无明显差异;生物降解膜1在土壤含水量为30%时失重率最高,为5.36%;生物降解膜2在土壤含水量为25%时失重率最高,为6.46%。依据FTIR图,推测培养90 d后2种生物降解膜发生了诺里什Ⅰ型反应,在20℃/40℃土壤温度下2种生物降解膜烃键伸缩振动明显,代表分子链断裂。SEM显示生物降解膜降解加深的形貌特征变化趋势符合基质掉落—裂纹/小穿透性孔洞—大面积裂纹/大穿透性孔洞的规律。由此得出,PBAT生物降解膜的降解程度明显高于PE膜,高温湿...     

浸提−汽爆改性对澳洲坚果壳生物吸附铅的影响

采用单因素实验和响应面法相结合的方法,系统地研究了预浸剂种类与浓度、蒸压力与保压时间以及后浸提等汽爆工艺因素对澳洲坚果壳吸附水中Pb（II）能力的影响,优化改性工艺,并通过扫描电镜、红外光谱法分析改性对吸附剂理化性质的影响。结果表明：预浸剂种类与浓度、蒸汽压力与保压时间以及后浸提等汽爆改性工艺参数对澳洲坚果壳吸附水中Pb（II）的能力均有显著影响。适宜的预浸剂和后浸提剂分别为HCl溶液和NaOH溶液,优化后的改性工艺为预浸剂HCl浓度为0.49 mol/L,蒸汽压力2.29 MPa,保压时间8.4 min。汽爆改性使澳洲坚果壳表面变得粗糙多孔,比表面积增加,为Pb（II）的吸附提供更大的物理空间;木质素与糖类之间的化学键被破坏,在后浸提中部分木质素被去除,一些羟基与Na⁺发生结合,吸附过程中Pb²⁺与Na⁺间又发生离子交换。按优化工艺改性的澳洲坚果壳对Pb（II）的吸附量是不改性澳洲坚果壳的4.6倍,合适的预浸—汽爆—后浸提工艺可以极大地提高农林废弃物的生物吸附性能。     

葱蒜锈病叶的红外光谱研究

[目的]采用傅里叶变换红外光谱对葱蒜锈病叶进行了研究,探讨中红外光谱在作物病害诊断中的应用潜力。[方法]用傅里叶变换红外光谱测试了葱蒜正常绿叶及锈病叶,分析其光谱差异。[结果]葱、蒜绿叶的红外光谱主要显示了多糖类物质、蛋白质、酯类振动;正常绿葱蒜叶和锈病葱蒜叶光谱在1 800～1 000 cm-1指纹范围显示了差异,与正常绿叶相比,锈病葱叶在1 640 cm-1的酰胺Ⅰ振动峰变强,在1 103 cm-1处的肩峰不明显;锈病叶的吸收强度比A1640/A1063、A1640/A1736、A1640/A2924和A1063/A2924较正常叶相应比值A1638/A1059、A1 638/A1 738、A1 638/A2 922和A1 059/A2 922变大。正常蒜叶的多糖振动峰1 056 cm-1为指纹区的最强峰,而锈病叶在1 634 cm-1处峰为指纹区的最强峰;锈病蒜叶的吸收强度比A1634/A1069、A1634/A1099、A1409/A2923和A1634/A1737较正常叶的相应比值A1627/A1056、A1627/A1104、A1411/A2920和A1 627/A1 740变大,锈病叶的A1 634/A2 923、A1 069/A2 923和A1 737/A2 923较相应正常叶的A1 627/A2 920,A1 056/A2 920,A1 740/A2 920变小。[结论]根据红外光谱差异可以区分绣病叶与正常叶,红外光谱可望发展成为作物病害检测的方法。     

辣椒的傅里叶变换红外光谱研究

[目的]利用傅里叶变换红外（FTIR）光谱结合主成分分析（PCA）和系统聚类分析（HCA）技术对不同品种辣椒（Capsicum frutescens L）进行鉴别研究.[方法]测试了5种辣椒50个辣椒的红外光谱.[结果]5个不同品种辣椒的红外图谱相似,但在1 800 ～ 800 cm-范围内红外光谱的峰位、峰形及吸收强度有一些微小差异.对原始光谱作二阶导数光谱处理,发现在1 800～ 800 cm-1范围内5种辣椒的二阶导数光谱图差异明显,利用1 800～800 cm-1范围二阶导数光谱数据对5个品种50个样品进行聚类和主成分分析.聚类分析其正确率为100％;主成分析前3个主成分的累计贡献率达到94.47％,其正确率达98％,能把5个辣椒品种分开.[结论]傅里叶变换红外光谱技术结合统计分析的方法可以把不同品种的辣椒区分开来.     

薯的傅里叶变换红外光谱研究

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱结合主成分分析(PCA)和聚类分析(HCA)方法对8种薯进行了鉴别研究,测试了40个薯样的红外光谱。结果表明,8种薯红外图谱相似,但在1 800~700 cm-1范围内,红外光谱的峰位、峰形及强度差异明显。将8种薯的傅里叶变换红外光谱与可溶性淀粉的光谱进行相似性分析,结果显示,相似度从大到小依次为:马铃薯、木薯、薯蓣、毛薯、红薯、姜薯、豆薯、菊薯,表明马铃薯含淀粉量最多,其次是木薯,最少是菊薯。对原始红外光谱作二阶导数处理,并利用1 800~700 cm-1范围内的二阶导数光谱数据对8种薯40个样品进行主成分分析和聚类分析,主成分分析前3个主成分的累计贡献率达89.18%,正确率为97.5%,聚类分析正确率为100%。傅里叶变换红外光谱技术结合统计分析的方法可鉴别区分不同种的薯类。     

蒸汽爆破/氧化钙联合预处理对水稻秸秆厌氧干发酵影响研究

为了提高水稻秸秆在厌氧干发酵中的利用效率,采用蒸汽爆破、氧化钙以及蒸汽爆破/氧化钙联合预处理(以下简称"联合处理")水稻秸秆,考察不同处理方式对水稻秸秆的理化性质和厌氧干发酵的影响。结果表明:从扫描电子显微镜照片观察到,联合处理组与其他处理方式相比对水稻秸秆结构破坏最彻底。木质素含量测试结果显示,经过联合处理水稻秸秆中木质素含量从17.2%下降到12.2%,去除率可达29.1%。纤维素酶水解实验中,联合处理组的葡萄糖产量与木糖产量分别为877.56 mg·L~(-1)和400.85 mg·L~(-1),比CK组提高了85.43%和1 283.39%。在厌氧干发酵实验中,联合处理组产甲烷延滞期最短(5 d),比CK组缩短了约6 d,第30 d累积产甲烷量占总产甲烷量(60 d)的86.4%,而CK组仅占55.7%,原料产甲烷率提升最明显(0.24 L·g-1VS),比CK组提高了20.0%。动力学模型拟合结果表明,与蒸汽爆破处理、氧化钙处理相比,联合处理组对厌氧干发酵的促进作用最显著。     

镉对芥菜型油菜萌发生理响应的FTIR研究

利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR),对不同Cd2+浓度(0.0、0.001、0.005、0.01 mg/mL)处理条件下萌发14 d的芥菜型油菜幼芽和幼根进行了研究.结果表明,Cd2+处理浓度低于0.001 mg/mL时对芥菜型油菜种子萌发及生长基本没有影响,甚至对芥菜型油菜种子萌发及生长具有一定的促进作用;但当Cd2+处理浓度达到0.01 mg/mL时,发芽率、幼根(芽)长等指标都明显下降.在红外光谱研究中,芥菜型油菜根组织在1 064、1 381、1 643、2 924、3 417 cm-1等处的吸光度呈现先升后降的变化趋势,表明在低浓度Cd2+处理条件下,蛋白质、氨基酸、糖类等物质常作为渗透性调节物质出现,因而致使该类有机物含量增加.但随着Cd2+浓度的增加,该类有机物合成和运输受到限制,致使其含量逐渐下降.幼芽组织在1 072、1 404、1 635、2 924、3 433 cm-1等处的吸光度呈现先降后升的变化趋势,这与幼根变化规律相反,说明芥菜型油菜种子在萌发阶段,为了提高根部对Cd2+的耐受性,将幼芽(主要为子叶)中的有机物(如碳水化合物)运输到根部,并将其转化为蛋白质,从而提高对Cd2+的耐受性.     

蚕豆病害叶的FTIR研究(英文)

[目的]对蚕豆病害叶进行鉴别研究。[方法]用傅里叶变换红外光谱技术结合统计分析对蚕豆锈病、茎基腐病、轮纹病、黄化卷叶病和正常叶片进行鉴别研究。[结果]病害叶片和正常叶片的红外图谱相似,仅有几个吸收强度比存在差异;对光谱进行二阶导数分析发现,病害叶片和正常叶片的二阶导数光谱在1200～700cm-1范围差异明显,对该区域内的光谱数据进行相关分析、主成分分析和聚类分析,结果显示,正常叶片之间、同种病害样品之间相关系数都在0.928以上,而病害叶片和正常叶片以及不同病害样品之间的相关系数降低;45个样品聚类分析和主成分分析正确率分别为73.3%和82.2%。[结论]傅里叶变换红外光谱技术具有快速、无损、准确等优点,有望为蚕豆病虫害诊断提供新的方法与途径。     

~(60)Coγ辐照对芒草微观结构变化研究

采用X射线衍射法(XRD),傅里叶变换红外光谱法(FI-TR)以及电镜扫描(SEM)对芒草60Coγ辐照后微观结构的变化进行分析。芒草经60Coγ射线辐照预处理后,纤维素和半纤维素降解程度较大,降解率在2000 kGy时分别达到53.28%和95.76%。微观结构分析结果表明,辐照使纤维素及半纤维素分子内和分子间的化学键发生断裂,纤维素的结晶度逐渐变小,纤维变得不完整,纤维表面出现明显分层脱落现象,基本失去原有的形貌特征。     

傅里叶变换红外光谱结合PCA及DPLS对薰衣草品种的识别

[目的]采用快速可靠的方法对薰衣草品种进行鉴别.[方法]采用傅里叶变换红外光谱法结合主成分分析(PCA)法及偏最小二乘判别(DPLS)法对不同品种薰衣草进行鉴别分析.[结果]对不同品种薰衣草的快速FTIR光谱鉴别,采用PCA法对光谱数据进行聚类分析,得到四种不同品种薰衣草的特征差异.用特征谱图作为输入建立判别偏最小二乘模型,四个品种薰衣草共47个分别建立偏最小二乘判别(DPLS)模型,对未知的16个样本进行预测,DPLS模型的校正决定系数(R2)为0.991 0,交叉验证均方根标准差(RMSEE)是0.119 3,预测均方根标准差(RMSEP)为0.1462,品种识别率为100;.[结论]PCA对不同薰衣草具有较好的聚类作用,DPLS模型能对薰衣草的品种进行较好的识别,为薰衣草品种快速鉴别提供了较好的分析方法.