水污染治理K_(2)CO_(3)-尿素活化毛竹制备分级多孔炭及其对RhB的吸附作用

以毛竹粉为原料,低腐蚀性K_(2)CO_(3)和尿素作为活化剂,制备毛竹基活性炭(PAC),分别利用SEM和N_(2)物理吸附仪(Autosorb-iQ)表征活性炭的表面形态和微观孔结构特点,研究不同p H值、时间和PAC用量等因素对PAC吸附RhB性能的影响,并分析其吸附规律。结果表明,当毛竹粉、K_(2)CO_(3)和尿素的质量比为4∶2∶1,热解温度为600℃,活化时间为60 min时,PAC具有微-介孔共存、高比表面积(2 554.85 m^(2)/g)和总孔容大(0.98cm^(3)/g)的特点。PAC对Rh B表现出良好的吸附效果,45℃时最大静态平衡吸附量达到707.29mg/g,且准二级动力学模型对PAC吸附RhB具有更好的拟合性,即吸附过程以化学吸附为速度控制步骤;吸附等温线试验则表明,Langmuir和Freundlic这2种模型与吸附过程均有较高的拟合度,但Langmuir模型的R^(2)更接近1,属于以单层吸附为主同时存在非均匀多层吸附的行为;热力学结果分析表明,PAC对RhB吸附过程的△G°<0,△H°>0,△S°>0,说明吸附行为是自发进行,且以化学吸附为主。

不同碱料比活化的木质素生物炭对木质素生物炭/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

以木质素为前驱体、氢氧化钾(KOH)为活化剂,利用热解法制备了不同碱料比(KOH与木质素的质量比)的木质素生物炭(LBC),并以LBC为填料、高密度聚乙烯(HDPE)为基体,采用开炼-热压的工艺制备了LBC/HDPE复合材料,对LBC进行了官能团和孔结构表征,对LBC/HDPE进行了性能测试。高温炭化后的LBC极性官能团减少,低碱料比时,LBC主要发生微孔造孔行为,高碱料比时,造孔行为进一步加强,且会发生微孔发展成介孔或大孔的扩孔行为,碱料比为5∶1时制备的LBC的比表面积和孔体积最大,分别达到1835.48 m^(2)/g和1.34 cm^(3)/g。随着碱料比的提高,LBC在HDPE中的分散性和相容性得到改善,复合材料的界面微相分离现象减弱,当碱料比为3∶1时,LBC3/HDPE复合材料的综合力学性能较优,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为29.11 MPa、27.87 MPa和7.11 kJ/m^(2)。LBC的加入,可提高复合材料的热稳定性,同时使复合材料的储能模量和损耗模量增加。

木质素基活性炭对染料废水中结晶紫的吸附研究

为研究生物质炭材料对染料结晶紫(CV)的吸附性能,以蔗渣造纸黑液中提取的酸不溶木质素为原料,KOH作为活化剂,制备了木质素基活性炭(LAC)。对其进行了孔结构表征,研究了LAC对CV的吸附机理。结果表明,当木质素与KOH的质量比为2:1,活化温度为850℃,活化时间为1 h时,制备的LAC的比表面积为2039 m^2/g,孔容积为1.068 cm^3/g。LAC能有效吸附CV染料,其吸附服从准2级动力学模型,吸附以化学吸附为速度控制步骤;吸附等温线遵循Freundlich模型,属于非均匀的多层吸附;标准热力学参数吉布斯自由能ΔG^0<0、熵变ΔS^0>0、焓变ΔH^0>0,证明LAC对CV的吸附过程是一种自发进行的吸热过程,该吸附过程化学吸附为主,也存在一定程度的物理吸附。

机械活化固相法制备棕榈酸淀粉酯及其性能研究

以木薯淀粉为原料,棕榈酸为酯化剂、盐酸为催化剂,采用机械活化固相法制备棕榈酸淀粉酯;以产品的取代度为评价指标,考察各因素对酯化反应的影响,并对产品进行表征及性能分析。结果表明:当木薯淀粉用量30.0 g、棕榈酸用量12%、催化剂2.0 mol/L、盐酸用量1.0%、反应时间60 min、反应温度60℃时,制备的酯化产品取代度为0.0108。XRD分析表明,淀粉结晶结构破坏,结晶度下降;红外光谱表明,淀粉已成功酯化;性能分析表明,酯化淀粉具有较好的透明度和热稳定性、较低的糊化温度及粘度。

木质素基超高比表面积活性炭的制备及其吸附性能

以造纸黑液中提取的酸不溶木质素(AIL)为原料,K2CO3/尿素为活化剂,制备了多级孔结构的超高比表面积活性炭(SSAC),并对其进行了结构表征,研究了SSAC对亚甲基蓝(MB)溶液的吸附性能。结果表明,木质素原炭(LC)呈质地致密、表面光滑的碎片状,仅存在孔径分布集中在0.66 nm的微孔结构。SSAC则显示出孔洞丰富的3D泡沫状类珊瑚礁形态,为孔径分布集中于0.69~1.71 nm和3.09~48.6 nm的微-介孔共存的结构,且介孔数量随活化温度的提高而增加。其中,SSAC-900具有最大的比表面积(2969.97 m^2/g)和孔容积(2.018 cm^3/g),可以有效快速地吸附MB阳离子染料。吸附等温线实验表明,Langmuir吸附等温线更适用于拟合SSAC对MB的吸附过程;吸附动力学分析显示,SSAC对MB的吸附行为符合准二级动力学模型。

凝沉型及交联型淀粉微球的水包水乳液法制备及理化特性比较研究

以酸变性木薯淀粉为原料,采用水包水乳液法在不同温育温度下制备了凝沉型和交联型淀粉微球,并对微球的产率和理化特性进行比较研究。随着温育温度的提高,凝沉型淀粉微球的产率降低,但交联型淀粉微球的产率提高。温育温度为6℃时,凝沉型淀粉微球产率最高,达到79.8%。交联型淀粉微球的溶胀率和亚甲基蓝吸附量明显大于凝沉型淀粉微球。扫描电镜照片显示,凝沉型和交联型淀粉微球基本均为球形,但凝沉型淀粉微球表面较粗糙且有多个小凹坑,而交联型淀粉微球表面较致密。X射线衍射图谱显示凝沉型淀粉微球为部分结晶结构,而交联型淀粉微球为无定形结构。热重分析结果表明,凝沉型淀粉微球的热稳定性明显高于交联型淀粉微球。

机械活化改性木质素补强PE-HD复合材料及其性能

用行星式球磨机对木质素进行机械活化,同时加入铝酸脂偶联剂对木质素进行表面改性,采用开练-热压工艺制备了高密度聚乙烯/木质素(PE-HD/Lig)复合材料。研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVAC)3种增容剂对PE-HD/Lig的力学性能和微观结构的影响。结果表明,机械活化后木质素中位粒径D50由原来的8.463μm下降至7.101μm,结晶度减小,与偶联剂的化学反应活性增加;3种增容剂均可改善PE-HD/Lig的界面相容性,对PE-HD/Lig具有不同的物理强制增容效果,与未添加增容剂的复合材料相比,添加EVAC,SEBS和POE后复合材料的拉伸强度分别提高2.37,1.51MPa和降低了0.84MPa;木质素加入使PE-HD的熔融吸热峰往低温方向移动,增容剂则可提高复合材料分解温度和耐热性;木质素和增容剂的加入都会影响PE-HD基复合材料的结晶峰强度,但不会改变PE-HD基体的微晶结构。

微波-Fenton氧化处理木质素对异氰酸酯胶黏剂的性能影响

文章研究了微波-Fenton氧化作用对木质素分子结构的影响,并将处理后的木质素用于改性异氰酸酯(MDI)人造板胶黏剂。结果表明,微波-Fenton氧化处理后的木质素分子量均有下降趋势,甲氧基含量降低了16.82%,酚羟基含量增加了24.95%,与MDI的反应活性得到提高。随着木质素添加量的增大,胶合板的力学性能呈现先增后减的规律。总体上,MDIL_(F-M)的静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)和内结合强度(IB)值均大于MDI-L_(0),填料含量为3%时,MDI-L_(F-M)改性MDI胶所制板材的MOR、MOE和IB分别达到88.01 MPa、10247 MPa和1.82 MPa。

蔗渣碱法造纸黑液回收木质素的结构及其燃烧特性

以酸析法从蔗渣碱法造纸黑液中回收蔗渣木质素(BL),通过红外光谱(FTIR),核磁共振氢谱(~1H NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其进行了表征。结果表明,BL主要由愈创木基丙烷单元(G)和紫丁香基丙烷单元(S)通过C—O、C—C键合方式连接而成,其分子量分布较宽,分子之间存在较大差异。通过热重分析法(TG)研究了BL的燃烧特性,结果表明BL的燃烧主要发生在300~500℃的阶段,在此过程中BL分子中的C—C键发生断裂形成挥发分和焦炭,并迅速燃烧,失重率超过80%。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线荧光光谱(XRF)研究了BL在300、600、900和1100℃燃烧灰渣(BLR)的微观形貌和元素组成,结果表明BL呈结实、饱满的颗粒状,而BLR则表现为多孔的疏松堆积体或规则的片状结晶颗粒。随着燃烧温度的升高,BLR中的Na和K质量分数逐渐减少,而其他元素质量分数变化不大。

离子液体-水共溶剂作用下木质素转化为酚类物质的研究

以离子液体-水为共溶剂,磷钼酸铯为催化剂,对木质素进行降解制备酚类化合物。考察了共溶剂中水的加入量对木质素转化率及酚类物质选择性的影响;同时,考察了温度、催化剂质量分数及反应时间对木质素转化率和酚类物质选择性的影响。结果表明,在反应温度为180℃、催化剂质量分数为6%、离子液体质量为150 mg、水的用量为20μL、反应时间为100 min时,木质素的转化率及酚类物质收率均达到最大值,分别为87. 78%和20. 08%。GC-MS分析结果表明,降解产物中酚类物质主要包括二甲氧基苯酚、苯酚、4-乙基苯酚、2,6-二甲氧基苯酚。

干燥方法对木薯淀粉基碳气凝胶制备和吸附性能的影响

为研究干燥方法对淀粉基碳气凝胶的结构及吸附能力的影响,以木薯淀粉为碳源,采用常压干燥和冷冻干燥制备气凝胶,再将其高温碳化制备相应的碳气凝胶。利用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电镜和全自动物理/化学吸附仪对所制备的淀粉基气凝胶和碳气凝胶进行表征,并考察了淀粉基碳气凝胶对阳离子染料的吸附能力。研究结果表明,2种干燥方法制备的淀粉基气凝胶化学结构与晶体结构基本相同,但采用冷冻干燥制备的淀粉基气凝胶(SA-FD)成孔数量更多,所对应的淀粉基碳气凝胶(SCA-FD)具有更大的比较面积(887.4 m^2/g)、孔容积(0.444cm^3/g)和更强的阳离子染料吸附能力,与常压干燥法相比更具优势。

机械活化法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯工艺

以木薯淀粉为原料,辛烯基琥珀酸酐为酯化剂,采用机械活化法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯,研究辛烯基琥珀酸酐用量、反应时间、反应温度、添加剂(碳酸钠)用量等因素对产物取代度的影响,并采用红外光谱对酯化淀粉进行表征。结果表明,机械活化法制备辛烯基琥珀酸淀粉酯的工艺条件为:辛烯基琥珀酸酐用量6%(淀粉干基),球磨反应时间1 h,反应温度50℃,碳酸钠用量1%(淀粉干基),所制备产品取代度为0.026 3;产物红外光谱出现酯化特征吸收峰,表明淀粉成功实现酯化。

木薯淀粉微球的止血性能初步研究

为了初步探索木薯淀粉微球用作局部止血材料的止血性能,本研究以酸改性木薯淀粉为原料,三偏磷酸钠为交联剂,采用水包水乳液交联法制备木薯淀粉微球。通过体外和体内止血试验评价木薯淀粉微球的止血性能。研究结果表明,木薯淀粉微球组的全血凝固时间、血浆复钙时间及家兔脾脏划破止血时间均显著低于空白对照组(P<0.05),与云南白药组相比无显著差异(P>0.05)。初步证明木薯淀粉微球的体外及体内止血性能良好,具有用作局部止血材料的良好潜力。

微波预热对刨花板板坯中温度分布规律的影响

采用微波加热技术,并结合红外热成像技术,研究了微波功率、预压高度、预热时间等因素对刨花板板坯中温度分布规律的影响。结果表明:刨花板板坯经微波预热处理后,内部温度分布均匀,但板坯表层因热损失和水分蒸发,导致板坯内部温度高于表层温度,形成温度梯度。同时,微波加热具有定向性,可在35 s内使板坯迅速升温30℃,比传统热传导具有更快的加热速度,且整个加热过程中始终能保持高效率。增加微波功率,降低预压高度,增加微波预热时间,有利于提高板坯整体温度,进而缩短热压时间,提高刨花板的生产效率,并降低单位产量能耗。

响应面法优化桐粕残油的超声波辅助提取工艺

【目的】优化超声波辅助提取冷压榨桐粕中残余桐油的工艺条件。【方法】采用响应面法即中心组合(Boxbehnken)实验设计,建立超声波辅助提取残油的二次多项数学模型,并分析液固比、提取温度、提取时间和超声功率等4个主要因素对残油得率的影响成分。【结果】响应面法统计分析预测的超声波辅助低温提取残油的较佳工艺条件为提取时间24.77min,提取温度37.18℃,超声功率159.66 W,液固比(mL/g)3∶1,预测残油得率为6.30%,验证实验显示在较佳条件下残油得率为(6.45±0.2)%;色谱分析结果显示,超声波辅助提取的桐油与传统溶剂提取成分一致。【结论】响应面法实验设计统计分析能有效预测超声波辅助提取残余油脂的较佳工艺条件,也进一步证明超声波辅助法提取的桐油品质良好。

有碳中和功能的水热炭复合肥技术路线

本文提出了一种水热炭复合肥(Hydrothermal Carbon Compound Fertilizer,HCCF)技术路线,以农作物秸秆等农林废弃物为原料,采用水热法把生物质转化为富含腐殖酸的水热炭(褐煤),将其作为底物与氮、磷、钾等肥料成分复合,生产长效、缓释的水热炭复合肥。将该肥料施用于农田,可提高土壤肥力,改善土壤的团粒结构。水热炭复合肥是一种有商业价值的负碳产品,可以大规模生产,以提升土壤碳汇,储碳于田,促进碳中和目标达成,同时具有高产、环保和生态等多方面的效益,推进生态、有机和可持续农业的发展。

波状细通道热沉熵产研究

基于锯齿形细通道热沉,提出一种波状细通道热沉,并采用CFD软件对3种细通道热沉进行模拟分析。结果表明,低进口流体Re数时,锯齿形细通道热沉的传热能力略高于波状细通道热沉。

蔗渣木质素在NaOH/H2O2体系下的催化解聚研究

针对木质素复杂的化学结构、反应活性低及难溶于普通溶剂的缺点,以NaOH/H2O2为溶剂体系对蔗渣木质素(BL)进行催化解聚,完成了适合于该催化体系的催化剂开发,并考察了反应温度及BL初始质量分数等条件对木质素液化率及液化产物组成的影响。利用FT-IR及GC-MS对液化产物或残余物进行表征。结果表明,优化后的解聚条件为:ZnCl2/FeCl3为催化剂、反应温度为260℃、反应时间为60 min、催化剂与BL的质量比为0.15、木质素的质量分数为2%,该条件下BL的液化率为(79.02±2.24)%。BL催化解聚方式主要是C—O键的断裂,液化产物由单取代和双取代酚类化合物组成,主要包括4-乙基苯酚、2-甲氧基-4-乙基苯酚和4-烯丙基-2,6-二甲氧基苯酚等。

电化学法原位碳化制备纳米碳酸钙的探索

本文聚焦大理石加工行业废浆的资源化利用问题,以湿法冶金萃取工艺纯化得到的氯化钙溶液为主要原料,重点探索利用电化学原位碳化的方法从氯化钙制备纳米碳酸钙,实现从固废转变成高端钙基材料的目标。研究采用电化学法+原位碳化反应的制备方法,创造适合环境,使得氯化钙与二氧化碳直接发生碳化反应。通过调控直流电压、反应温度、反应时间、晶型控制剂添加量(柠檬酸)和CO2通气速率等影响因素,研究其对生成碳酸钙形貌和粒径的影响。采用X衍射光谱(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)分别对碳酸钙形貌、粒径及比表面积进行表征。实验结果表明,电化学原位碳化反应的较佳工艺条件为直流电压12V、反应温度20℃、反应时间3h、柠檬酸添加量5mmol/L、CO2通气速率30mL/min。该条件下可得到链状纳米碳酸钙,直径30nm,长径比(L/D)约8。利用电化学法原位碳化氯化钙可制备获得链状纳米碳酸钙,不需要外加碱,其碳化过程可表述为电化学复分解反应。

造纸污泥处理与资源化利用浅谈

造纸污泥因其成分能被多方面利用而成为一种有用的资源。文章综述国内外造纸污泥处理技术的研究成果及在多领域的资源化利用。