纳米纤维素的形貌及快速表征方法的比较

以商品南方松溶解浆、漂白桉木浆为原料,采用硫酸水解法、纤维素酶预处理法、2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基（ TEMPO ）氧化法以及机械法分别制备了纳米纤维素,利用透射电镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）详细表征了不同方法制备的纳米微晶纤维素（CNC）和纳米纤丝纤维素（CNF）。采用了多种商品粒度仪快速定性表征了纳米纤维素的大小,CNC为棒状纳米晶须结构,直径约为20 nm,长度为10^-200 nm；CNF一般为网状结构,尺寸较大且分布较宽,单根CNF直径从几纳米到几百纳米不等。依据离心分离以及布朗运动制备的2种仪器非常适合半定量快速表征非网状结构的纳米微晶纤维素,实验重复性也很好。

蒸煮条件对硫酸盐法竹浆性能的影响

采用CAS-420型油浴蒸煮器分别对竹子进行高温-短时间硫酸盐法蒸煮及低温-长时间硫酸盐法蒸煮,并将所得浆料进行D0(EOP)D1漂白。比较了未漂浆的得率、黏度、白度、成纸性能及漂白废水的污染负荷。结果表明,相对于高温-短时间蒸煮,低温-长时间蒸煮的浆料得率和黏度较高;经D0(EOP)D1漂白后,两种蒸煮方法所得浆料的白度可达88%左右,漂白浆有较高的黏度和较好的白度稳定性及成纸强度;在相同卡伯值下,低温-长时间蒸煮浆料的漂白废水污染负荷略低。

纤维素酶在木质纤维素底物上的吸附、脱附以及循环利用

纤维素酶在木质纤维素底物上的吸附是一个复杂的物理化学过程,与纤维素酶和木质纤维素底物本身的性质密切相关,而且还受水解体系的各种参数,如缓冲溶液的浓度、pH、离子强度、温度、是否添加表面活性剂等影响。酶解结束时,大量的纤维素酶吸附在残余底物上。回收吸附在残余底物上的纤维素酶,是降低生物乙醇生产中纤维素酶成本的重要策略。缓冲溶液的pH、温度、是否添加表面活性剂等也对纤维素酶的脱附有着重要的影响。本文综述了影响纤维素酶吸附、脱附的各种参数;总结了纤维素酶脱附领域的研究进展以及纤维素酶循环利用的基本流程。

纳米微晶纤维素热稳定性的研究进展

纳米微晶纤维素来自天然高分子聚合物,具有成本低、强度高、轻便等特点,并可循环利用或者生物降解。纳米微晶纤维素研究倍受关注,但纳米微晶纤维素存在一些实用方面的困难。制备过程复杂、热稳定性差等是限制纳米微晶纤维素大规模商业化应用的主要的因素。本文综述了纳米微晶纤维素的热降解机理及其热稳定性影响因素,探讨了提高其热稳定性的途径。

桉木硫酸盐浆漆酶/天然介体体系漂白的研究

本实验对桉木硫酸盐浆进行了漆酶/天然介体漂白。以1-羟基苯并三唑(HBT)作为合成介体和8种植物酚类化合物,香草醛、香草酸、丁香醛、丁香酸、对羟基苯甲醛、对羟基苯甲酸、乙酰丁香酮、阿魏酸作为天然介体用于漆酶/介体漂白。采用了LQP漂序的全无氯和D0(EOP)D1漂序的无元素氯漂白。本文比较漂白浆性能,并对8种酚类物质作为漆酶漂白介体进行了比较。对漂白废水的污染负荷以及浆料中己烯糖醛酸的含量进行了分析。

气体钻井钻具失效研究的试验设计

针对现有气体钻井钻具冲蚀试验装置只能单一模拟气体钻井过程中岩屑对钻具冲蚀磨损的情况,研制了用于模拟气体钻井钻具失效研究的多功能试验装置,给出了气体钻井钻具失效研究的试验方法。多功能试验装置能够在模拟钻具冲蚀磨损的同时,模拟钻具受横向、纵向和扭矩振动等复杂的受力工况下的疲劳断裂试验。装置采用无线遥测动态应变测试分析系统进行试验测试,还可实现远程自动控制,整套装置结构简单紧凑,并且管道封闭,运行噪声小,功能多样,为气体钻井过程中所遇到的钻具失效的相关问题提供了更为全面的研究平台。

洗浆对纸浆漂白及其废水污染负荷的影响

来自蒸煮工段的粗浆,含有大量的蒸煮废液,必须经过洗涤等工段的处理,以获得符合要求的浆料,并对废液加以回收利用。洗浆和纸浆产品质量、环保、节能、降耗都密切相关。本文以NaOH-AQ法麦草浆为研究对象,对浆料进行梯度洗涤,得到三种浆料。将三种浆料按照相同条件分别进行CEH,DQP和D(EOP)D漂白,研究了洗浆对漂白效果和废水污染负荷(BOD、COD、SS和AOX)的影响。

可控制备纳米微晶纤维素

以纳米纤维素为原料,通过多尺度微观结构设计,形成具有材料梯度和结构梯度的多层次结构,制造出具有超强机械性能的纤维素基复合材料将具有巨大的潜力。制备出性能可控的纳米纤维素原料是实现纳米纤维素功能化利用的前提条件。本研究采用浓硫酸水解法,在一定范围内可控制备了具有特定尺寸的纳米微晶纤维素,在此过程中研究了浓硫酸水解时间对制备的纳米纤维素得率、磺酸基团含量及纤维素降解产物的影响。

基于纤维素溶剂的木质纤维素预处理方法的研究进展

纤维素溶剂能够极大的减弱纤维素分子间以及分子内氢键,降低结晶度,改变纤维素的晶体结构,从而导致纤维素溶解。和传统预处理方式相比,纤维素溶剂预处理具有预处理条件温和、效果好,反应不产生或者很少产生酶解发酵抑制物等优点;然而,纤维素溶剂预处理仍然存在溶剂价格高、回用相对困难,难以实现大规模工业化生产等问题。通过对几种新型纤维素溶剂溶解纤维素机理的分析,介绍了纤维素溶剂在木质纤维素预处理中的应用,为纤维素溶剂运用于木质纤维素预处理中的相关研究提供一定的参考。

功能性再生纤维素复合膜的制备及性能研究进展

纤维素是自然界中储量最大的天然高分子化合物,被认为是未来能源和化工的主要原料。然而,天然纤维素聚合度高、结晶度高的特性,使其难以溶于常规溶剂,极大限制了纤维素的应用。近年来,人们发现了多种新型纤维素溶剂体系,本文简要介绍了基于新型纤维素溶剂体系制备而来的再生纤维素膜以及一系列功能性再生纤维素基有机/无机复合膜材料。通过新型纤维素溶剂体系溶解再生得到的再生纤维素基复合膜在多孔性、热稳定性、强度等性能方面得到一定程度的改善,有望应用于包装、污水处理、传感器、生物医学等领域。本文基于再生纤维素膜及其复合膜材料的最新研究进展,对今后发展的热点方向进行了展望,旨在为纤维素溶解和功能性再生纤维素新材料的开发提供参考。

气体钻井中钻柱力学性能及冲蚀实验研究

由于在破岩过程中受到冲击,气体钻井中的钻柱产生了交变应力,而钻柱旋转加剧了交变应力的变化,同时气体携带岩屑对钻柱产生冲蚀,加速了钻柱的失效。钻柱主要失效形式为疲劳断裂,这跟钻柱所受应力大小及变化密不可分,因此,开展气体钻井过程中钻柱力学性能和冲蚀研究,掌握钻柱应力变化规律及岩屑对钻柱的冲蚀规律,是减小和防止钻柱失效的基础工作,对增加气体钻井过程中的安全性和降低钻井成本有十分重要的意义。通过使用一种已开发出的可同时模拟气体钻井钻具振动和冲蚀的装置,进行了不同钻具组合情况下,气体钻井钻柱同时受振动和冲蚀实验。实验结果表明,气体钻井过程中,配置扶正器将使钻柱所受交变应力值变化范围降低40%以上,扶正器和减振器的配合使用将使交变应力值变化范围下降50%,因此,扶正器和减振器的配合使用,将大幅降低钻柱所受交变应力,并延长交变应力作用周期,从而降低钻柱失效的概率。

细小纤维对三种纸浆纸页性能的影响

以硫酸盐竹浆、硫酸盐桉木浆及碱法麦草浆为研究对象,经打浆后,采用Bauer-McNett纤维筛分仪除去200目以下的细小纤维,考察了细小纤维对三种浆料的打浆度及对纸页强度性能的影响。结果表明,除去细小纤维后,三种浆料的纤维平均长度明显增加,平均宽度也略有增加;在筛分除去细小纤维后,三种浆料的打浆度呈现不同的变化,随打浆转数增加,麦草浆打浆度保持在18°SR,竹浆则稍有降低,而桉木浆略有增加;筛分除去细小纤维,三种浆料纸页松厚度、撕裂度和零距抗张强度增加,其他各项强度性能均呈降低趋势。

气体钻井中钻柱失效试验研究

为了研究气体钻井中钻柱在冲蚀和振动工况下的力学性能,通过使用新研制的能模拟气体钻井钻柱同时受到振动及冲蚀情况的试验装置,进行了不同钻具组合情况下钻柱力学性能试验和钻柱冲蚀试验。试验结果表明,气体钻井过程中,钻柱所受交变应力波在由底部钻柱向上传播时有一定的衰减,但衰减程度不大,所以下段钻柱的应力值对上段钻柱的受力有较大影响;钻柱绕井简反转将增大钻柱所受的交变应力,且转速越高交变应力变化越大,从而加深钻柱损伤程度;钻柱冲蚀量随着注气量的增大而增大,但其增大是非线性的。

3D打印生物质基复合材料研究进展及应用前景

3D打印技术是智能制造领域的一项颠覆性创新技术,必将深刻影响和变革社会生产模式与人类生活方式,更为重要的是,这一技术的出现为多元化、高值化利用来源广泛的生物质材料提供了新的机遇和方向,是生物质材料产业化发展与可再生利用的又一全新途径。3D打印材料的开发与3D打印智能制造技术密切相关,是该技术可持续发展的关键和核心要素之一。文章综述了开发生物质基材料用于3D打印的发展,着重介绍了木质纤维素材料在不同3D打印技术中的研究现状,并对3D打印生物质基材料的开发和发展前景进行了展望。

麦草烧碱-AQ法浆较佳漂序的选择

本文比较了相同初始卡伯值时烧碱-AQ麦草浆CEH、DQP和D(EOP)D漂白浆与桉木的DQP漂白浆的白度,研究了漂后麦草浆的黏度、打浆性能、纸页的物理强度及废水的污染负荷。结果表明,相同卡伯值时,麦草浆CEH和D(EOP)D漂白浆白度低于DQP漂白浆白度,然而,均为DQP漂白,麦草浆白度低于桉木浆的白度。麦草浆DQP漂白浆表面木素含量也低于CEH漂白浆。麦草浆不同漂序所得浆料黏度的比较表明,相同卡伯值时,CEH漂白浆黏度远低于DQP和D(EOP)D漂白浆的黏度。后续打浆性能、纸页的物理强度及废水的污染负荷的检测结果也表明,DQP和D(EOP)D漂序显著优于CEH。而DQP漂序又优于D(EOP)D漂序,因此,DQP漂序是漂白麦草烧碱-AQ浆的最佳选择。

木质纤维“一锅法”制备生物乙醇的研究进展

木质纤维是地球上最丰富的资源,既可以用于制备生物乙醇、生物氢气等生物能源,同时也可以制备各种化工原料及生物基材料,具有绿色、环保、可再生等特点。"一锅法"制备生物乙醇是将预处理、酶解糖化与发酵中的2个或3个连续过程放在同一反应器中进行,具有节约用水、避免物料损失以及在一定程度上提高乙醇产量等优点。通过对预处理与酶解糖化"一锅法",酶解糖化与发酵"一锅法",酶制备、酶解糖化与发酵"一锅法"和预处理、酶解糖化与发酵"一锅法"4类"一锅法"制备生物乙醇方法的介绍,分析了"一锅法"制备生物乙醇的优越性及存在的问题,为使用"一锅法"制备生物乙醇的相关研究提供一定的参考。

对流扩散方程的非振荡守恒特征差分法

当求解对流占优扩散问题时,采用传统的二次拉格朗日插值的特征差分法,会出现数值振荡,且不满足质量守恒。结合算子分裂,本质非震荡和MMOCAA质量校正,提出了求解对流扩散方程的非震荡的守恒特征差分法。首先采用局部一维(LOD)法把一个二维偏微分方程分裂成x方向和y方向的两个一维的偏微分方程组;其次在每个方向上利用二阶本质非振荡和MMOCAA格式进行数值计算。数值实验验证格式满足非震荡和质量守恒,能够有效地解决大型对流占优扩散问题。

情景教学在观赏植物病虫害防治课程中的应用探讨

随着生态环境的不断变化,社会对病虫害防治人才的需求不断升级。传统教学模式已无法胜任不断深化内涵的教学任务,为此研究者尝试将情景教学模式应用到观赏植物病虫害防治课程中。将观赏园艺方向学生随机分为对照组与研究组,对照组学生只接受常规课堂教学,研究组学生接受情景式教学。结果表明,研究组学生在期末成绩、学习的自我效能感及未来继续学习本领域的兴趣3个方面的分值,均明显强于对照组(P<0.01)。综上可见,观赏植物病虫害防治课程应用情景教学模式进行改革的效果较理想,能够有效提升教学质量并且增强学生学习兴趣,改善了学生的学习效果,提高了学生的理论能力以及实践操作能力,适宜在观赏植物病虫害防治教学中进一步推广。

盐城市县级行政区土地承载力研究

为客观分析盐城市土地环境承载状况,针对短板提出改进建议,选取2017—2021年盐城市9个县区市土地压力指标和土地支撑力指标数据,建立土地承载力指标评价体系,运用承载力指数法和耦合协调度分析法对其土地承载状况进行计算评价。结果表明:近年来,盐城各地的土地承载力总体呈上升趋势,且大部分地区处于超载状态;南部地区的承载力普遍高于北部地区,大丰区各年份的承载力最高,响水县土地承载状况相对较差;耦合协调度分级评价结果与承载力指数法结论基本一致;2021年,各地均处于协调耦合期,耦合度均介于0.8~1.0,主要得益于对耕地保护的重视和城市建设的不断发力。

细小纤维对硫酸盐竹浆成纸性能的影响

以硫酸盐竹浆为研究对象,经打浆后,用Bauer-McNett纤维筛分仪除去200目以下的细小纤维,考察了细小纤维对硫酸盐竹浆打浆度、保水值以及对纸页性能的影响。结果表明,未经打浆的硫酸盐竹浆中细小纤维含量约为28%;除去细小纤维后,长纤维组分打浆度大幅度下降,在不同的打浆转数下的打浆度基本相同,约为14°SR,各种强度性能除撕裂指数外均呈下降趋势。扫描电镜观察显示未经筛分的纸页中细小纤维填充在长纤维所交织组成的网络空隙里,有利于纤维间的结合,而筛分后纸页中主要为长纤维。