木质纤维素基碳量子点合成与调控研究进展

近年各种木质纤维素类生物质被作为绿色碳源制备碳量子点,并广泛应用于防伪、成像、催化等领域。使用木质纤维素类生物质制备碳量子点可以实现其低成本、大规模、快速制备。然而木质纤维素类生物质结构复杂,木质纤维素基碳量子的合成过程受原料种类、制备过程影响,且其荧光特性与其碳的内核结构与表面形态紧密关联。这些因素使木质纤维素基碳量子点的制备与调控过程难以精准进行,因此探究木质纤维素基碳量子点的形成过程机理和调控提质机制十分重要。鉴于此,本文对木质纤维素基量子点的形成方法、过程影响等进行了综述,分析评价了各种制备与改性方法的优缺点,深入讨论了木质纤维素基碳量子点的合成机理与调控方法,并对其存在的问题以及挑战提出了展望。

木质素催化氢解制备高附加值化学品研究进展

开发和利用可再生生物质资源是实现二氧化碳减排的有效途径。而生物质结构复杂,整体反应性和利用率较低。木质素是自然界中唯一具有高能量密度的可再生芳香族聚合物,其转化和利用在全球范围内引起了广泛关注。然而,木质素结构的复杂性、连接方式的不确定性、侧链连接的稳定性以及反应片段不可避免的再缩合,使得将木质素解聚成生物燃料或芳香化学品成为一项艰巨的挑战。催化氢解技术可将木质素转化为高选择性、高收率的酚类单体。但是木质素催化解聚过程中化学键的定向剪切,产物与结构之间的转化机理仍不清晰。本工作针对木质素的催化氢解生产高值化学品的最新研究进展,重点总结了木质素的催化氢解过程中催化剂及其高值化学品产物间的耦合关联,着重讨论了不同催化剂体系对木质素解聚产物过程机理的影响,尤其对于金属基催化剂,综述了贵金属基催化剂、过渡基金属催化剂、水滑石催化剂和金属有机框架催化剂对于产物分布影响的最新进展,并进一步总结了不同催化剂存在的问题和转化机制;同时木质素加氢催化裂解过程中溶剂是促进木质素溶解、加速传热传质、促进反应物和催化剂在反应器中均匀分散的关键。本工作并对木质素液化的主要溶剂,例如水、醇类和新型溶剂体系对木质素的解聚效应进行综述。最后,就领域所面临的机遇和挑战进行了总结和展望,为木质素高效定向转化与高值化利用提供了理论参考。

洗涤预处理对玉米秸秆在二氧化碳气氛下水热转化的影响

为实现生物质水热高值转化,阐明洗涤预处理对生物质在二氧化碳气氛下水热转化的影响,该研究利用不同溶剂(去离子水、乙酸以及盐酸)对玉米秆进行了洗涤预处理,并在二氧化碳气氛下对处理前后的样品进行了水热试验(水热条件:3.7 MPa、270℃)。研究表明:洗涤预处理可以有效脱除生物质中的无机质元素,从而可以提升二氧化碳在水热液相中的溶解度,最终促进了半纤维素及纤维素在水热过程中的水解并同时抑制了其水解产物的进一步裂解。在各洗涤溶剂中,乙酸不仅可以很好地实现无机质的脱除,而且可以较好地保留生物质中的有机组分,因此,乙酸洗涤后的水热生物油显现出了对纤维素及半纤维素水解产物最佳的富集效果,生物油中以纤维素及半纤维素水解产物(糠醛及5-羟甲基糠醛)为代表的醛类物质的质量分数由玉米秆原样中的14.31%上升至了乙酸洗玉米秆中的39.45%。该研究对深入揭示二氧化碳气氛下的生物质水热转化机理具有重要意义。

无机矿物质盐对生物质热解特性的影响

生物质灰中碱金属盐的存在对生物质热解行为起着重要的催化作用。选取典型的农业废弃物花生壳作为实验的研究对象,首先分析了不同脱灰方法(水洗和酸洗(5%盐酸和5%硫酸))对生物质热解特性的影响,并采用ICP-AES测试分析不同洗涤方法的脱灰效果;为了进一步考察碱金属盐对生物质热解的影响,采用添加金属盐(K2CO3和CaCO3.M gCO3)分析了脱灰样的热解特性。结果表明,酸洗明显减少了生物质样内的碱金属含量,加快了生物质的热解速度,热解温度升高,少量金属盐的增加有利于生物质的热解。

生物质微波干燥及其对热解的影响

通过与常规热风干燥方式比较,研究生物质微波干燥过程及其对热解的影响,以探索在生物质快速热解液化工艺中采用微波干燥技术进行原料预处理的可行性。干燥实验表明,微波炉的干燥速率明显大于烘箱(5倍以上),同时在微波快速干燥过程中,原料内部的孔隙结构得到了改善。热天平上干燥样品的热解表明,微波干燥处理有利于生物质的热解,特别是纤维素和半纤维素的热解,并且能在一定程度上抑制生物油蒸汽的二次裂解反应,从而使实际流化床热解液化装置中的生物油产率有所提高。研究表明,将微波干燥技术用于生物质热解液化的原料预处理过程在技术上和经济上均具有可行性。

神府煤加压热解特性及热解动力学分析

煤的加压气化是煤清洁利用的关键,作为气化反应的初始阶段,煤热解特性对煤气化过程有着重要的意义。为了深入了解煤的加压热解机制,该文采用加压热重分析仪研究了我国的一种典型烟煤——神府煤在不同压力下的热解失重特性,采用挥发分释放综合特性指数(D)与非等温法,结合不同的扩散机制函数分析了神府煤加压热解动力学机制。研究发现神府煤的热解主要包括煤样的干燥脱水、挥发分的析出以及大分子焦油的二次裂解;加压对神府煤的热解过程有明显的影响,热解压力小范围的升高(<0.8MPa)有利于挥发分的析出,然而过高的压力不利于挥发分的快速析出,挥发分释放综合特性指数可很好地表征神府煤加压热解过程中挥发分的析出特性。热动力学分析表明,三维球扩散模型比较适合神府煤的加压热解机制,低温段活化能随热解压力增大先增大后减小,但明显高于高温段热解活化能。

提高生物油稳定性的方法

稳定性对生物油的应用十分重要。介绍了导致生物油不稳定的机理和各种提高生物油稳定性的方法,如原料干燥、酸(水)洗脱灰、气体高温过滤、气相催化裂解、添加溶剂和生物油适度加氢等。从这些方法中选择合适的提高生物油稳定性的方案需要从生物油的初始性质、应用范围和处理成本等方面进行综合考虑。

生物油燃烧特性及动力学研究

利用热重分析仪研究了松木屑、花生壳和玉米秆3种有代表性的生物质废弃物快速热解得到的生物油的燃烧过程,结果表明生物油燃烧过程分为挥发段、过渡段和燃烧段3个阶段,各阶段的失重量与生物油性质密切相关.与松木屑油相比,花生壳油和玉米秆油较难燃尽.采用普适积分法和微分方程法相结合的方式求解了挥发段和燃烧段的动力学参数,确定了相应反应机理函数.

生物质能资源收集系统研究

鉴于生物质原料的分散性和低能量密度,对生物质能资源供应体系进行系统分析,提出"理论半径"与"市场半径"的概念,建立"点-心"和"点-中-心"两种收集系统模型,并就秸秆类生物质的收集费用进行分析,发现"点-中-心"收集模型具有明显优势,采用所建模型对移动式利用系统的收集费用进行分析验证,结果表明移动式利用系统是解决生物质能源分散性、季节性障碍的好方法,对生物质能的经济、高效利用有重要意义。

生物油热解气化的TG-FTIR分析

该文主要目的是了解生物油的热解气化特性及气体产物的析出特性,采用木屑快速热解生物油为对象,利用热重与傅立叶红外分析仪联用对生物油的热解气化行为进行实验研究。实验结果表明生物油的热解分为两个阶段:挥发分的快速析出(200～300℃)与生物油的碳化,生物油的热解气化符合三维扩散模型,且随着升温速率的升高热解活化能先升高后降低。红外分析结果表明生物油热解气化的主要气体产物为CO、CO_2、CH_4、H_2O和碳氢化合物等小分子气体,有机化合物的析出主要在低温段,而生物油中重质组分的裂解主要在中高温度段。

浅谈新形势下助产士工作压力源及应对措施

近年来医患关系持续紧张,据中华医院管理学会2003年对26家医院调查显示,发生医疗纠纷最多的医院科室是产科和外科,风险最大的是产科[1],加之母婴健康受到社会关注,人们的需求也越来越高,助产士承受着很大的精神、心理压力,这些压力若不能得到缓解和释放,将影响助产士的身心健康和护理工作质量,影响助产士工作积极性和创造性的发挥,影响整个团队的质量和母婴安全。

污泥热解过程中焦的表面孔隙结构分形生长

主要对污水污泥在高温热解和低温热解条件下热解焦炭的表面孔隙结构特性进行了研究。结果表明,污泥热解过程中随着挥发分的析出,污泥热解焦炭的孔隙结构逐渐发达。低温和高温热解过程中挥发分的析出,使得孔径为3.75 nm的孔得到了极大的发展。通过对污泥热解焦炭的N2吸附过程进行的分形分析发现,不同停留时间低温和高温热解焦炭的表面分形维数可以分为FD-1和FD-2。其中,FD-1主要表征了较大孔(>0.86 nm)的表面分形维数,FD-2则主要表征了超微孔(<0.86 nm)的表面分形维数。随着热解停留时间的延长,FD-1和FD-2逐渐增大并趋于稳定。与高温热解焦炭的超微孔表面分形维数相比低温热解焦炭出现了较大的增加,而较大孔的表面分形维数则相对低温热解焦炭未见有较大的改变。

典型高阶煤的催化气化特性研究

以碱金属盐(KNO3)、碱土金属盐(Ca(NO3)2)以及过度金属盐(Fe(NO3)3)为典型的催化剂,研究了我国典型高阶煤——奉节煤的催化气化行为。催化剂与煤样通过浸渍方法混合,而后在1 000℃进行热解制焦,然后对所得焦样采用热重分析仪进行非等温CO2气化,并采用收缩核模型对气化机理进行了探讨。研究发现:奉节无烟煤焦本身很难气化,最大气化速率出现在1 100℃,然而随着催化剂的加入,其气化温度显著降低(100℃左右),最大气化速率明显增大,催化作用随催化剂添加量的增加而加强,KNO3的低温催化作用较强,而Ca(NO3)2和Fe(NO3)3在高温下有较强的催化作用;煤焦的催化气化过程分为过渡区和动力区,且随着催化剂的加入,动力区的起始温度大幅度降低;催化系数不仅与温度有密切的关系,与煤种类型以及催化剂的添加量都有着紧密的联系。

棉秆炭吸附糠醛机理研究

以不同热解温度(400℃、600℃、800℃)制得棉秆炭(棉-400、棉-600、棉-800),研究热解温度对棉秆炭孔隙特征与表面性质的影响,以及棉秆炭对糠醛的吸附特性。结果表明:棉-400表面含有大量有机基团,孔隙结构较差;随着热解温度的提高,含氧有机成分进一步分解,棉秆炭表面酸性官能团逐渐减少,而类吡喃酮结构的碱性官能团不断增加,孔结构得到改善;棉秆炭中氢碳摩尔比、表面酸碱官能团含量是影响其对糠醛吸附的主要因素;随着炭化程度的提高,酸性官能团含量减少,碱性官能团含量增加,使得棉秆炭表面石墨层与糠醛分子间的π-π色散力作用增强,所以棉-800对糠醛脱除率最高。

生物质热解油的热解气化实验研究

采用固定床生物油气化系统对生物油在不同气化温度、停留时间、气化剂等条件下对生物质流化床快速热解油的热解气化特性进行了研究,并对合成气的组成特性进行了分析。研究发现随着热解气化温度的升高,合成气中CO和H2的量快速增加,并在800℃取得最大值;停留时间的过度延长不利于合成气品质的提高,由于生物油的含氧量较高,气化剂O2的加入对合成气中可燃气含量的提高不利。

八信道高温超导多路器的实验研究

文中首先分析八信道高温超导多路器设计的方案,以及实现八信道高温超导多路器的技术;给出了用MgO基片为衬底,YBCO超导膜制备的高温超导滤波器设计仿真曲线及实际测试曲线;并对多路器所用制冷器的制冷量进行了计算;最后给出八信道高温超导多路器的实际测试曲线。

母婴分离时机与喂养方式的临床观察

母乳是婴儿最佳的营养品。国外报道，10％左右的新生儿在出生后需要进入新生儿重症监护病房（neonatal intensive care unit，NICU）进行监护治疗，住院时间由几小时到几个月不等^[1]。母婴分离产妇的乳房得不到及时有效的吸吮，导致泌乳时间推迟，乳量不足，乳房也易发生肿胀，最后待新生儿出院后不能得到很好的母乳喂养，喂养方式发生改变。本研究通过对67例母婴分离产妇进行跟踪随访，探讨母婴分离时间与喂养方式的关系，现报告如下。

实时测量飞秒激光脉冲的二次谐波相关技术研究

本文介绍了一种具有飞秒分辨率实时监测激光脉宽的二次谐波自相关技术。该技术既可进行强度自相关测量,又可进行自标定的干涉自相关测量。干涉自相关测量精度达1fs,强度自相关测量相对误差为3.6％。

产后尿潴留的原因及护理进展

产后尿潴留是指产后6～8h膀胱有尿不能自行排出者。它是产科常见并发症之一,常可影响子宫收缩,导致阴道出血量增多而增加产妇痛苦,也是造成产后泌尿系统感染的重要因素。本文着重分析了其产生原因,介绍了在临床工作中广大的护理工作者研究的几种处理方法,为了最大限度地减轻患者的痛苦,多采用几种方法联合应用来治疗尿潴留。

流化床颗粒层过滤器过滤元件的结构优化

通过优化流化床颗粒层过滤器过滤元件的结构以避免蜂窝状滤饼的产生 ,实验研究了不同开孔率圆锥型过滤元件滤饼分布特征及阻力特性 ,证明圆锥型元件结构对消除蜂窝状滤饼的有效性 。