麦草碱木质素聚氨酯薄膜的合成条件优化

以麦草碱木质素、聚乙二醇(PEG)及多苯基甲烷多异氰酸酯(PAPI)为原料,以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,使用溶液固化成型法制备了碱木质素聚氨酯薄膜。采用差示扫描量热法(DSC)表征了薄膜的热性能,并测定了木质素聚氨酯薄膜的弹性模量、拉伸强度和拉伸率。试验结果表明:当使用PEG300、异氰酸酯指数为2.2、木质素加入量为11%(质量分数)时,聚氨酯薄膜的弹性模量为0.52GPa、拉伸强度69.1MPa、拉伸率15.6%,且成膜性能良好。     

麦草碱木质素基环氧树脂的合成

以麦草碱木质素为原料,在碱性条件下,与环氧氯丙烷发生反应,生成木质素基环氧树脂,采用红外光谱对其结构进行定性分析,通过盐酸—丙酮测定环氧当量对其进行定量分析。考察了环氧氯丙烷的量,氢氧化钠的用量,反应温度和反应时间对环氧当量值的影响。单因素试验结果得出合成环氧树脂的条件为:环氧氯丙烷与碱木质素的质量比为12∶1,每克木质素用氢氧化钠(质量分数20%)5mL,反应温度80℃,反应时间3h。此时环氧值最大,为0.3623。     

碱木质素基硬质聚氨酯泡沫的合成及其力学性能表征

以造纸黑液中提取的碱木质素为原料,代替10%～25%的聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)合成了碱木质素基硬质聚氨酯泡沫.通过对材料的拉伸性能、冲击性能、弯曲强度、弹性模量及傅立叶变换红外(FTIR)分别分析了碱木质素质量分数对泡沫的力学性能影响,结果表明,木质素的添加有利于提高材料的力学性能.当木质素代替15%多元醇时,其力学性能最佳,此时力学强度可以达到工业硬质聚醚型聚氨酯泡沫的国家标准.     

木质素磺酸盐碱性过氧化氢降解及结构表征

通过表征受碱性过氧化氢降解的木质素磺酸盐,探索高效低耗的木质素降解条件。木质素磺酸盐与含有H2O2的0.5、1.0、2.0 mol/L的NaOH溶液分别在90、170℃下反应2 h。结果表明:碱性过氧化氢处理后木质素磺酸盐的Mw(重均相对分子质量)和Mn(数均相对分子质量)降低,而在170℃,1 mol/L NaOH溶液条件下获得最大程度的降解。木质素磺酸盐的相对分子质量在降解后分布相对集中,这表明木质素磺酸盐可直接用于开发木质素基材料而无需进一步分离。用碱性过氧化氢降解后,甲氧基摩尔分数降低。在170℃、2 mol/L NaOH溶液条件下4步加入过氧化氢,降解得到的木质素甲氧基摩尔分数下降57.4%。碱性硝基苯氧化的结果也表明在170℃下用2 mol/L NaOH溶液和4步添加H2O2处理后会得到最低的香草醛和香草酸产率,表明该条件下非浓缩的木质素结构被有效破坏。FTIR结果显示木质素的芳香结构消失。木质素磺酸盐利用碱性过氧化物降解,最佳条件是在2 mol/L NaOH溶液和170℃条件下,分4步添加H2O2。     

氧化铜/活性炭催化还原碱木质素的研究

为了提高木质素的反应活性,采用等体积浸渍法制备了氧化铜,活性炭(CuO/C)催化剂,考察了活性炭负载氧化铜催化剂对麦秆碱木质素还原反应的催化作用.通过单因素实验分析,确定了氧化铜/活性炭(CuO/C)催化剂催化还原碱木质素的最佳反应条件为:反应时间2h、反应pH值10、环己烯用量10mL和氧化铜,活性炭(CuO/C)催化剂浓度8%.用化学法对反应前后碱木质素官能团进行了定量测定,结果表明,活性炭负载氧化铜催化剂对碱木质素还原反应具有很好的催化活性,在最佳反应条件下活化粗制碱木质素,总羟基含量由6.19%增加至13.86%;羰基含量由2.19%降低至0.52%.     

碱木质素改性及其纤维制备研究

为改善碱木质素的熔融性能,实现熔融纺丝法制备碱木质素基纤维,以制浆造纸黑液粉末中提取的碱木质素为原料,与不同质量比的聚乙二醇-400(PEG-400)混合加热,再倒入水中搅拌不同时间后过滤干燥,测定改性处理后碱木质素的热稳定性、黏度及熔融纺丝性能等特征。结果表明:1)在相同搅拌时间时,不同质量比的PEG-400改性处理对灰分含量影响不大,木质素含量随质量比的增加而变少或不变;在相同质量比时,搅拌时间越长,灰分含量越少,木质素含量越多。2)经PEG-400改性处理的碱木质素的热分解温度增加,热稳定性能提高;但随着质量比或搅拌时间的增加,其热分解温度均减少,热稳定性能降低。3)质量比为1:1和1:2时PEG-400改性处理的碱木质素均表现出较差的熔融性能,而质量比为1:3时PEG-400改性处理的碱木质素呈现较好的熔融性能,尤其是搅拌时间为2h的碱木质素则表现出较稳定的熔融性能,并且能够在228℃温度下熔融纺丝制备得到直径约为(30±4.8)μm的碱木质素基纤维。      

有机发泡剂制备聚乙烯醇--碱木质素发泡材料及性能研究

为改进造纸黑液中木质素再利用情况和PVA泡沫的力学性能,以甲醛为交联剂,采用BSH发泡剂发泡制备聚乙烯醇-碱木质素发泡材料(PLFM)并测定其相关性能。结果表明:相对于PVA用量,发泡剂用量0.5%、甲醛用量0.8mL/g、麦草碱木质素用量30%时,制备的PLFM力学性能最好,拉伸强度最大,为28.94MPa;吸水率最低,为2.455倍;表观密度0.28g/cm3。PLFM的耐溶剂性能随碱木质素用量的增大而降低;碱木质素、PVA和甲醛交联较好,发生芳环的5位取代;泡沫均匀、孔隙规则;具有较好的生物相容性;热稳定性不因碱木质素的加入而降低,且热降解性好。      

离子液体[BMIM]Cl与H5PV2Mo10O40双效催化降解麦草碱木质素的研究

采用常规合成法制备了杂多酸H₅PV₂Mo₁₀O₄₀,并通过FT-IR、XRD、SEM对其进行表征。研究了[BMIM]Cl单催化与{H₅PV₂Mo₁₀O₄₀+[BMIM]Cl}双效催化体系中,反应时间、温度以及H₅PV₂Mo₁₀O₄₀用量对麦草碱木质素降解的影响,并初步探讨了木质素的降解机理。结果表明:H₅PV₂Mo₁₀O₄₀中P、V、Mo相对原子质量满足1:2:10关系,并具有典型的Keggin结构;木质素降解反应中,仅离子液体[BMIM]Cl降解木质素的最佳条件为140 ℃下反应3 h,降解后固体产物中总羟基由3.49 mol/kg增加到10.92 mol/kg,液体产物中有香草醛与丁香醛生成,分别占2.00%和2.15%;{H₅PV₂Mo₁₀O₄₀+[BMIM]Cl}双效催化体系中,最佳反应条件为加入20%的H₅PV₂Mo₁₀O₄₀ 120 ℃下反应6 h,降解后固体产物中总羟基由3.49 mol/kg增加到14.12 mol/kg,摩尔质量由7.691 kg/mol降为1.589 kg/mol;液体产物中无丁香醛生成,香草醛占6.97%。初步认为:当单独[BMIM]Cl催化木质素时,H+首先进攻木质素中β-O-4键上的氧原子,正电荷转移到β位,然后水分子中氧原子向带有正电荷的β位进攻,从而催化剂的H+被消除,最后实现了β-O-4键水解断裂,生成愈创木酚,进而侧链发生氧化生成香草醛与丁香醛;当添加H₅PV₂Mo₁₀O₄₀时,[PV₂Mo₁₀O₄₀]5-中的VO₂+由V(V)→V(IV),故使模型化合物得以单电子的氧化,使木质素脱甲氧基,由紫丁香基木质素转变成愈创木基木质素,液体产物中无丁香醛生成,且香草醛质量分数升高。      

微波辅助碱活化降解木质素

采用微波辅助加热方法,以KOH和Na OH作为催化剂,考察了木质素降解产生的酚羟基含量的变化;研究了反应时间、反应温度、木碱比对木质素酚羟基含量的影响.结果表明,降解木质素的最佳条件为:反应温度160℃,反应时间45 min,木碱比1∶1.在此条件下,KOH及Na OH催化降解木质素中酚羟基的含量分别提高58%和53%.通过红外光谱(FT-IR)、1H核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)等研究了木质素降解改性结构的变化.GPC测定结果表明,降解后木质素的分子量明显降低.FT-IR检测结果表明酚羟基含量发生变化.FT-IR及1H-NMR的检测结果表明,反应前后木质素苯环骨架结构基本保持不变.     

甲醛交联麦草碱木质素-聚乙烯醇反应膜的制备及其性能研究

过甲醛交联麦草碱木质素与聚乙烯醇(PVA)后采用流延法制备了麦草碱木质素-PVA 反应膜,考察甲醛用 量对反应膜力学性能的影响,并采用SEM、TG、DTG 等方法予以表征,检测膜的力学性能、热性能、对紫外光的吸收 性能、透气性能和耐溶剂性能。结果表明:甲醛加入量为3. 0% 时,麦草碱木质素-PVA 反应膜的拉伸强度为21.81 MPa,断裂伸长率为682%;表面和断面较为均匀平整;最剧烈分解温度约为300 ℃,465 ℃时残重率约为7.8%,均 比PVA 膜高,热稳定性增强;麦草碱木质素-PVA 反应膜对200 ~500 nm 光有较强的吸收,具有抗紫外线辐射性能; 氮气透气率为2.696 x10 -7 m3 / (m2dkPa),远高于PVA 膜;溶于水和乙酸等极性溶剂,几乎不溶于异丙醇、四氯 化碳和石油醚等弱极性溶剂。      

木质纤维素分级处理工艺

将高温稀酸水解同乙醇萃取相耦连,对麦草中的3种主要木质纤维素组分纤维素、半纤维素、木质素进行分级分离.结果表明,细粉后的麦草在140℃、H2SO4体积分数0.5%、固液比1:20(W/V)的条件下处理10 min.麦草中的半纤维素含量由原来的34.6%降到4.34%.半纤维素水解木糖得率高达74.1%,固体残渣回收率为65.3%.此条件下处理后的固体残渣进行乙醇萃取分离木质素,最佳萃取条件为温度180℃、乙醇体积分数40%(含0.3%NaOH)、固液比1:50(W/V)、保温时间30 min,粗木质素得率高达89.5%.经以上两步分段处理后的粗纤维素疏松质软,回收率达到83.2%.     

Pd/C催化微波法合成氢化碱木质素

为了提高碱木质素的反应活性,以Pd/C为催化剂,采用微波法进行了碱木质素与H2的还原反应。运用1H-NMR分析了碱木质素的结构变化,且利用凝胶渗透色谱(GPC)测定了碱木质素的分子量和分子量分布。结果表明:较佳的碱木质素加氢还原反应条件是负载量为3%的Pd/C催化剂用量为10%、温度为95℃、时间为30min、氢气流速为20mL/min。1H-NMR分析显示:羰基和羧基含量减少,代表酚羟基和醇羟基的质子吸收增加。GPC分析显示:反应后碱木质素的分子量降低,而多分散性增大。元素分析显示:C和H含量在反应后都有所增加,而O含量则降低了,表明碱木质素发生了还原反应。与常规加热方式相比,微波法合成有利于提高酚羟基含量,缩短反应时间,而在提高碱木质素的总体反应活性方面没有表现出特殊的效应。     

3种保鲜剂对延缓月季切花衰老的生理作用

3种保鲜剂 (蔗糖、8-羟基喹啉、柠檬酸质量分数分别为 2 .0 %、6× 10 -4 、10 -4 的水溶液 ,Ca(NO3) 2 、8-羟基喹啉、柠檬酸质量分数分别为 0 .0 5 %、2× 10 -4、10 -4的水溶液及 KNO3、8-羟基喹啉、柠檬酸质量分数分别为 0 .0 5 %、4× 10 -4、1.2× 10 -4的水溶液 )均可延长月季“萨蔓莎”切花的寿命 ,其中含蔗糖的保鲜剂作用最显著 ,并可提高花瓣的含水量 ,降低可溶性蛋白质的降解速率 ,从而延缓了月季切花的衰老     

固定化木质素降解菌对园林废弃物堆肥的影响

  目的  以生物质炭和米糠为载体,将木质素降解菌No.11通过固定化的方式制备促进园林废弃物堆肥腐熟的固体菌剂。  方法  通过单因素试验探究接菌量(5%、10%、15%、20%、25%)、保护剂体积分数(0、4%、8%、12%、16%、20%)、含水率(5%、10%、15%、20%、25%)的优化范围,再通过正交试验在该范围内寻找固体菌剂的最佳制备条件。以市售常见有效微生物复合菌(EM菌)菌剂为对比,将制得的菌剂添加到园林废弃物堆肥中,探究其对木质素、纤维素降解和相关酶活力的影响。  结果  木质素降解菌No.11的最佳固定化条件为:接菌量10%、保护剂体积分数8%、含水率15%,制得的菌剂中有效活菌数达1.26×1011 CFU·g?1。园林废弃物堆肥中添加自制菌剂后木质素降解相关酶(漆酶、锰过氧化物酶、木质素过氧化物酶)的活力均得到提高。与添加EM菌相比,木质素降解率提高8.69%;与不添加菌剂相比,木质素降解率提高23.91%,纤维素降解率提高8.34%,堆肥产品达到腐熟标准。  结论  通过固定化木质素降解菌制备的固体菌剂,其有效活菌数符合GB 20287?2006《农用微生物菌剂》的相关要求,将菌剂添加到园林废弃物堆肥中可提高木质素和纤维素降解率,促进堆肥产品腐熟。图3表3参36     

热处理对纤维化竹单板表面性能和微力学性能的影响

以炭化炉处理的毛竹纤维化单板为原料,系统地研究了不同热处理温度对纤维化竹单板的表面性能和微力学性能影响。结果显示,随着热处理温度的升高,纤维化竹单板的质量损失率增加,表面颜色加深,p H值和缓冲容量降低。热处理后纤维化竹单板的半纤维素降解,导致其综纤维素和α-纤维素质量分数分别降低了20.15%、35.94%,冷、热水抽提物和木质素相对质量分数分别增加了20.15%、27.39%和43.56%。傅立叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析结果进一步证明了半纤维素发生降解,多糖质量分数降低,木质素相对质量分数增加。微力学性能测试结果显示,热处理后纤维细胞和薄壁细胞的细胞壁弹性模量变化不显著,薄壁细胞的硬度增加了48.84%,使材料的硬度显著增加。     

园林废弃物堆肥中木质素降解菌的鉴定及其降解能力研究

【目的】筛选出具有木质素降解功能的菌株,用于园林废弃物降解.【方法】通过对从园林废弃物高温好氧发酵堆体中筛选得到的菌株进行分子生物学鉴定,得出目标菌,并将该菌接种在灭菌的小叶榕枝条上,测定小叶榕枝条的木质素、纤维素和半纤维素含量.【结果和结论】结果表明,目标菌为一株链霉菌Streptomyces sp.;在小叶榕碎枝条上接种不同用量(5%、10%、15%)的该菌一级发酵液,培养45 d后,与对照相比,木质素质量分数可降低22.48%,半纤维素质量分数可降低26.60%.     

谷氨酸—木质素吸附剂的制备及对Pb~(2+)的吸附性能

以碱木质素、谷氨酸钠及甲醛为原料,依据Mannich反应制备谷氨酸-木质素吸附剂(GA-L).采用FT-IR和凯氏定氮表征其化学结构,并分析了吸附时间、吸附剂用量、pH值及反应温度对Pb2+吸附性能的影响.研究结果表明,谷氨酸已接枝到木质素上,产物氮质量分数为2.62%;GA-L在3h达到饱和状态,最佳吸附剂用量为0.2g/L;对酸性介质中的Pb2+具有良好的吸附性能,吸附容量随初始重金属离子质量浓度和温度的增加而增大;引入的胺基和羧基明显提高了木质素的络合能力,GA-L对Pb2+的吸附容量可达87.28mg/g,与未改性木质素(35.07mg/g)相比提高了148.87%.25℃时初始Pb2+质量浓度在20～200mg/L范围内,吸附规律符合Langmuir平衡模型,吸附机理以单分子层化学吸附为主.     

阻燃型木质素基硬质聚氨酯泡沫材料的制备及性能

以木质素替代部分二乙二醇制备阻燃性高、成本低、环境友好的硬质聚氨酯泡沫材料,研究了木质素对硬质聚氨酯泡沫性能的影响。结果表明,当木质素质量分数为15%时,木质素基硬质聚氨酯泡沫的热稳定性能和阻燃性能最佳。添加15%木质素的硬质聚氨酯泡沫(LRPUF3)较纯硬质聚氨酯泡沫(RPUF)氧指数高,热释放速率峰值和总释放热小,质量损失率低,表明木质素替代部分聚醇可提高硬质聚氨酯泡沫的耐热性能和阻燃性能。在添加15%木质素的基础上,不同阻燃剂复配合成的硬质聚氨酯泡沫(LFRPU1、LFRPU2),其氧指数较LRPUF3高,热释放速率峰值、总释放热均较LRPUF3低,表明阻燃剂可进一步提高硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能。通过SEM观测炭层,探讨其阻燃机理。     

食用菌对山杨木质素及纤维素的降解

选择了10个对杨树木质素和纤维素有降解能力的菌种:榆黄蘑、香菇、金针菇、木耳、裂褶菌、平菇、茶树菇、杏鲍菇、柳蘑、蟹味菇,测定了能在培养基2上生长的9个菌株的降解木质素和纤维素快慢的先后顺序。用9种食用真菌(除蟹味菇外)对木材的木质素和纤维素降解一定时期后,测定了木质素和纤维素质量分数的变化数据,研究了它们对山杨木材木质素的分解能力。结果得出:裂褶菌先降解纤维素,其余的8种菌株均先降解木质素;降解的快慢与降解率无关;香菇、平菇对山杨的木质素降解率和纤维素降解率均比较高,为降解山杨木质素和纤维素的最佳菌株。     

催化微波法合成氢化碱木质素

为了提高碱木质素的反应活性,以Pd/C为催化剂,采用微波法进行了碱木质素与H2的还原反应。运用1 H-NMR分析了碱木质素的结构变化,且利用凝胶渗透色谱（GPC）测定了碱木质素的分子量和分子量分布。结果表明:较佳的碱木质素加氢还原反应条件是负载量为3%的Pd/C催化剂用量为10%、温度为95℃、时间为30 min、氢气流速为20 mL/min。1 H-NMR分析显示:羰基和羧基含量减少,代表酚羟基和醇羟基的质子吸收增加。GPC分析显示:反应后碱木质素的分子量降低,而多分散性增大。元素分析显示:C和H含量在反应后都有所增加,而O含量则降低了,表明碱木质素发生了还原反应。与常规加热方式相比,微波法合成有利于提高酚羟基含量,缩短反应时间,而在提高碱木质素的总体反应活性方面没有表现出特殊的效应。