不同原料生物炭理化性质的对比分析

为研究不同原料生物炭理化性质的差异,以苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭、污泥生物炭和褐煤生物炭6种生物炭为测试材料,利用傅里叶红外光谱仪和Boehm滴定法对生物炭表面官能团进行定性和定量分析,用电子扫描显微镜观察生物炭表面形貌,并测定生物炭的pH值、有机碳含量和阳离子交换量等基本理化性质。结果表明,除污泥生物炭呈弱酸性外（pH=6.76）,其他生物炭均呈碱性（pH=8.49~9.96）。苜蓿秸秆生物炭有机碳含量最高（588.43 g·kg^-1）,污泥生物炭最低（168.17 g·kg^-1）。阳离子交换量大小排序为,苜蓿秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭 > 葡萄藤生物炭 > 小麦秸秆生物炭 > 污泥生物炭 > 褐煤生物炭。FTIR图谱表征显示,生物炭表面存在芳香烃类和含氧基团,生物炭的结构以芳环骨架为主。苜蓿生物炭表面官能团总数最多,污泥生物炭最少。扫描电镜（SEM）结果表明,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭表面有明显孔隙结构,褐煤生物炭和污泥生物炭表面并无明显的孔隙结构。综上,苜蓿秸秆生物炭、小麦秸秆生物炭、棉花秸秆生物炭、葡萄藤生物炭适用农田土壤改良与培肥,褐煤生物炭和污泥生物炭可尝试用于污染土壤的修复,同时污泥生物炭可用于盐碱土的改良。     

保温时间对不同秸秆生物炭肥料化利用理化特性的影响

试验以水稻、小麦、玉米、油菜和棉花秸秆为研究对象,考察不同保温时间对5种秸秆生物炭的炭产率、组成成分、pH、电导率和孔隙结构的影响,并对不同生物炭理化特性的相关性进行分析。结果表明,保温时间和原料种类对秸秆生物炭肥料化利用的理化特性均有显著性影响(P0.05)。秸秆生物炭产率为41%～61%、碳转化率为53%～65%。保温时间从0 min增加到120 min,炭产率减少而生物炭的固定碳含量增加,pH和电导率增加,孔壁变薄孔径增大。保温时间与秸秆生物炭的炭产率、H、O和挥发分含量呈显著的线性负相关,与固定碳含量呈显著线性正相关。保温时间为60～90 min时,秸秆生物炭的H/C1,芳香化程度较高,性质稳定。生物炭表面光滑,内部具有较大的空腔,且生物炭的pH、电导率较高,挥发分含量低,是一种较好的炭基肥添加剂材料。     

生物炭田间老化后理化性质的变化

生物炭是土壤修复材料之一,但其理化性质可能会随时间而变化.为探索生物炭在田间逐渐老化中的变化规律,通过对田间老化7 a的生物炭与原新鲜生物炭的综合表征对比分析,探究田间老化作用下生物炭理化性质的变化.结果表明:与新鲜生物炭相比,老化生物炭的C相对含量降低了42.12％,O相对含量增加了70.49％,比表面积、孔容、孔径...     

3种不同类型山药品种的性状比较分析

采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC),研究了3种不同类型山药品种紫山药、铁棍山药、白山药的性状差异。结果表明:3种山药均富含淀粉,淀粉颗粒形状及尺寸不一,铁棍山药所含淀粉颗粒尺寸相对较小;相比铁棍山药,紫山药和白山药的红外谱图和X射线衍射图中的特征峰基本一致,但白山药结晶度最高,为16.5%;铁棍山药熔融热焓值为(12.97±0.15)J/g,是紫山药的1.1倍、白山药的1.4倍。综上所述,3种山药在微观形貌、结晶性、热学性质等方面存在一定差异。     

3种不同类型山药品种的性状比较分析

采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)和差示扫描量热仪(DSC),研究了3种不同类型山药品种紫山药、铁棍山药、白山药的性状差异。结果表明:3种山药均富含淀粉,淀粉颗粒形状及尺寸不一,铁棍山药所含淀粉颗粒尺寸相对较小;相比铁棍山药,紫山药和白山药的红外谱图和X射线衍射图中的特征峰基本一致,但白山药结晶度最高,为16.5%;铁棍山药熔融热焓值为(12.97±0.15)J/g,是紫山药的1.1倍、白山药的1.4倍。综上所述,3种山药在微观形貌、结晶性、热学性质等方面存在一定差异。     

我国南方3种主要作物秸秆炭的理化特性研究

以我国南方水稻(D)、棉花(M)和玉米(Y)3种主要作物秸秆为研究对象,研究了400、450、500℃温度下制备的作物秸秆炭的主要理化特性。研究结果表明:生物炭的出产率因热解温度和秸秆种类而异,一般低温出产率高,高温趋于稳定,3种物料灰分含量是DYM;生物炭p H值随热解温度升高而增大,且均呈碱性;比表面积总体上随温度增加而增加;有机碳和总氮含量随热解温度升高而降低,总磷和钾含量随热解温度升高而增加;不同秸秆炭所含官能团基本相同,-OH随温度升高呈减弱趋势,而芳香性结构增加。经综合对比,推选500℃下制备的生物炭较好。     

草鱼肠道抗菌肽对细菌形态结构的影响及理化性质研究

通过扫描电子显微镜观察草鱼肠道抗菌肽处理后的大肠杆菌、金色葡萄球菌、嗜水气单胞菌的形态结构的变化.结果显示,经过抗菌肽处理后的细菌形态发生变化,菌体严重变形,表面变得粗糙,出现皱褶,胞膜破裂.对草鱼肠道抗菌肽的理化性质的研究结果显示,草鱼肠道抗菌肽具有很好的热稳定性,耐胰蛋白酶特性.     

一种氮杂化多孔炭材料的制备表征及其对染料的吸附性能研究

选用玉米秸秆为原料,氨气为活化剂,制备一种新型氮杂化多孔炭质吸附材料。利用比表面积测定仪、X射线光电子能谱仪、拉曼光谱和傅里叶红外光谱等技术,较系统地研究了该氮杂化炭材料的理化特性,并以常见染料酸性橙7为代表,探讨了其对染料的吸附性能。结果表明:当活化温度从600 ℃提高到800 ℃时,材料表面氮元素含量从3.2%增加到8.81%,比表面积从72.7 m²·g^-1增加到418.7 m²·g^-1,微孔率从16.2%增加到71.5%;同时,其对酸性橙7的吸附效率和吸附容量也显着提高,最大吸附量可达292 mg·g^-1,优于常见的炭质吸附材料;等温吸附曲线符合Freundlich方程,为异质性表面的多层吸附过程,吸附机理主要以化学吸附为主。该氮杂化炭材料比表面积大、微孔结构发达、吸附能力强,具有较广阔的应用前景。     

毛竹屑低温炭化制取除臭剂

以毛竹屑的粒度、炭化温度及用磷酸预处理为工艺条件,选择制取除臭剂的最佳工艺,并分析除臭剂的吸附性能.结果表明:毛竹屑粒度<60目、炭化温度350℃,用50%磷酸进行预处理,除臭剂的吸附能力与工业粉状木质活性炭的吸附能力相当.     

山核桃等3类果蓬原料机制炭燃烧性能分析

利用TG-DTG-DSC热分析联用技术,对油茶Camellia oleifera,板栗Castanea mollissima和山核桃Carya cathayensis等3类果蓬制备的机制炭燃烧性能分析结果表明:3类果蓬机制炭燃烧失重开始所需的温度分别为435.4,448.1和412.3 ℃,较马尾松Pinus massoniana和杉木Cunninghamia lanceolata为原料制备的普通机制炭519.8 ℃低71.7~107.5 ℃,燃烧速率曲线峰值和峰值温度、放热曲线的峰值和相应的峰值温度均表现为普通机制炭＞油茶、板栗果蓬机制炭＞山核桃果蓬机制炭,即果蓬类机制炭可燃性优于普通机制炭;着火温度、最大释热量、最大燃烧速率和着火后最大失重速率及其相应温度5个参数大小排列均呈现为普通机制炭＞板栗果蓬机制炭＞油茶果蓬机制炭＞山核桃果蓬机制炭,其中山核桃果蓬机制炭着火温度408.6 ℃,较普通机制炭504.4 ℃低95.8 ℃,普通机制炭最大释热量95.12 Wg－1,比最大释热量分别为87.76,92.07,84.82 Wg－1的果蓬类机制炭高3.05 ~ 10.30 Wg－1,即生产中可以通过调节果蓬原料的添加量制备不同着火温度和燃烧特性的机制炭。图4表2参12     

三倍体毛白杨木质(刨花)复合材料的研制

以北京林业大学培育的人工林三倍体毛白杨为原料 ,研制以大片刨花为表层、细碎刨花为芯层的新型三层结构的木质 (刨花 )复合材料 .分析了表芯层刨花比、表芯层施胶量比、热压温度、热压时间对复合材料物理力学性能的影响 ,并且确定了生产这种复合材料的最佳工艺 .用该工艺生产的木质 (刨花 )复合材料 ,其物理力学性能达到或超过国家GB T4 897 92标准 .     

以乙酸木素和二次纤维为原料制备聚氨酯复合材料

以乙酸木素、二次纤维为原料添加异氰酸酯及聚乙二醇400,制备聚氨酯纸基复合材料.聚氨酯处理使纸张纤维间的氢键连接转变为共价键连接,从而使复合材料的抗张强度、环压强度、抗水性质均有很大程度提高;并且,随着预聚体中乙酸木素含量的提高,复合材料的强度指标均先上升后下降,吸水率先降低后提高.     

桑枝栽培长根菇的试验研究

为了充分利用蚕桑生产中废弃的桑枝资源以及扩展食用菌产业的原材料来源,笔者进行了利用桑枝栽培长根菇的试验,结果表明,长根菇在桑木屑比例为70%~97%范围内的菌丝生长较好,培养基配方中桑枝比例为75%~80%左右,生长速度较快,可达1.96~2.63 mm/d。产量测定表明,从2011年6月开始出菇,至9月结束,期间每隔2~3天既出产1潮次,表现出子实体生长发育较快,主要的生长季节在夏季,并且产量较高,生物学效率高,可达75%~84.4%,子实体高大挺拔,菌盖较大较厚。经济效益分析表明每种植100 kg原料可获得纯经济收入300元以上,而且随着种植规模的扩大呈现出较好的经济效益。因此,在中国蚕区利用桑枝资源栽培食用菌,特别夏季栽培长根菇具有良好的应用前景。     

硅凝胶植物纤维复合材料的微观构造

将植物纤维基超低密度材料浸入硅溶胶中,采用溶胶—凝胶两步法制备具有良好物理性能的复合材料;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观构造进行表征.结果表明:凝胶颗粒不仅覆盖、粘附在发泡材料的纤维表面,同时还填充在材料的内部孔隙中,使材料的密实化程度得到提高,衍射强度降低;同时,在复合材料中发现一些硅凝胶的疏水性基团.表明这种方法可提高材料的防水、防霉以及隔热、隔音等性能.     

纤维素微纳晶体制备复合超滤膜材料的研究

为改善普通聚砜超滤膜水通量低、亲水性差、不耐污染的缺点,该文以纤维素浆粕为原料,通过超声波辅助酸催化水解的方式制得纤维素微纳晶体,并对其性能进行表征;将所得产品和聚砜共混,采用浸没沉淀相转化工艺制备超滤膜材料,测定超滤膜的水通量、截留率、平均孔径、孔隙率、抗张强度等性能。结果表明:随着纤维素微纳晶体用量的增加,超滤膜的水通量逐渐增大;当纤维素添加量与聚砜质量分数达30%时,超滤膜水通量可达234.2 L/(m2·h),牛血清蛋白溶液截留率为93.4%。纤维素微纳晶体的加入提高了膜的水通量,明显改善了聚砜超滤膜的性能。此外,通过红外及原子力显微镜对复合超滤膜进行了表征。      

二氧化钛/竹炭复合材料的吸附-光催化降解苯酚的动力学研究

以竹炭作为纳米二氧化钛（TiO₂）粒子的载体物质,制备了二氧化钛/竹炭复合材料,并以苯酚为模型物质,对其光催化性能进行了研究。研究表明,此复合材料对苯酚具有较强的吸附性能,其中吸附平衡常数K_a为0.007 7 L·mg^－1,K_a与苯酶吸咐平衡质量浓度ρ_e的乘积为0.25 ～ 1.35,二氧化钛/竹炭复合体的吸附作用不能忽略。根据L-H（Langmuir-Hinshelwood）方程积分所得分数级动力学方程较一级动力学方程能更好地描述其光催化降解规律,相应的光催化降解动力学方程为ln ρ － 0.007 7ρ = 6.58 － 0.002 39t（ρ为苯酚质量浓度,t为光照时间）。图6参14     

锯末成型棒的气化试验研究

采用下吸式生物质气化炉机组,以空气为气化剂进行了锯末成型棒的气化试验研究。以气体热值和气化效率作为气化指标,考察了当量比(ER)、还原区温度和原料含水率的影响。结果表明,在ER为0.27时,气体热值达6.38 MJ.m-3,气化效率达73.62%,气化指标最好;还原区温度越高气化效果越好,在还原区温度为880℃时,气体热值达7.10 MJ.m-3,气化效率达74.60%;当原料含水率为6.05%时,燃气热值和气化效率达到最大,分别为6.62MJ.m-3和74.94%。