基于林木热解产物的燃料电池制备与性能研究

生物质热解可产生热解炭和热解油,其中热解炭存在丰富的表面官能团和孔隙结构,热解油中含有多种可以发生氧化还原的组分,其可分别用于制备燃料电池电极材料和燃料。文章优化了林木热解油作为碱性燃料电池燃料的工作条件,并以林木热解炭为原料,采用K2CO3活化和金属负载的方法制备了林木活性炭(AC)和3种林木热解炭复合电极(AC/Fe,AC/Mn,AC/Fe/Mn),通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和电化学工作站分析了电极材料的微观结构、表面性质和电化学活性。结果表明:在以AC为阴极电极时,较优的林木热解油质量分数和环境温度分别为30%和60℃,此时电流为3.10 mA;在优化条件下,AC/Fe,AC/Mn和AC/Fe/Mn的电流分别为8.02,12.57,15.25 mA,较AC分别提升159%,305%,392%;在优化条件下,以AC/Fe/Mn为阴极电极,加入12 mL林木热解油作为燃料时,基于林木热解产物的燃料电池可持续工作408.6 min,总放电量为40.61 mAh。

毛白杨木材乙二醇醇解过程中木质素结构的FT-IR、^1H NMR分析

为探讨木材乙二醇醇解过程中木质素结构的变化机理,以毛白杨磨木木质素(MWL)为研究对象,采用红外光谱和核磁共振等手段对醇解前后的木质素结构变化进行了分析。发现毛白杨木质素属于典型的愈创木基-紫丁香基型(GS型)木质素,G/S比值为1.37。醇解过程中木质素单元间β-O-4连接键大量断开,共轭羰基减少,甲基芳基醚键部分断开,产物中发现了大量新的酚羟基结构。醇解产生的低分子组分有芳香醚类、脂肪醚类、酚类、芳香酸类、不饱和酮类等物质。木质素大分子断裂的同时也有缩合反应发生。

双语教学过程中的问题与分析

为了探讨双语教学的方法,使教学更具有针对性,该文就双语教学中的问题对学生进行了问卷调查,分析了学生对双语教学的态度和产生问题的原因,就如何理性地选择双语教学模式和教学方法提出了建议。

发展爆破制浆减少造纸污染

本文对实验室试验及工业化爆破制浆试验结果进行了分析。结果表明，爆破法对稻麦草及速生杨木浆用于配抄箱板纸可达到国家标准Ｃ级以上，同时爆破法制浆的污染负荷低于传统化学机械浆。

大果紫檀心材抽提物发色成分及其对颜色的影响

采用水、苯醇和二氧六环3种溶剂对深色和浅色大果紫檀试样进行抽提,通过色度指数、FT-IR、UV和GC-MS等手段分析了研究对象大果紫檀心材抽提物的主要发色成分,以揭示其发色机理。研究发现:大果紫檀主要显红色色调,其中深色试样在蓝绿色光谱区域(496 nm)有较强的吸收使得其红绿轴色品指数(a*)值较高。同种溶剂从浅色试样中溶解的发色成分较多,浅色试样抽提后色差普遍高于深色试样,其中二氧六环抽提后大果紫檀色差最大。水抽提物中的发色成分是不饱和醇类;苯醇抽提物中发色成分主要含有苯环结构、共轭羰基、非共轭羰基以及不饱和醇类结构;二氧六环抽提物中主要的发色成分是β-桉叶醇、高紫檀素和α-胡椒烯-11-醇,其中β-桉叶醇和高紫檀素是大果紫檀中与a*相关的发色物质。

三倍体毛白杨低压爆破制浆研究

为扩大三倍体毛白杨的应用范围 ,该文研究了三倍体毛白杨的低压爆破制浆 .研究结果表明 ,压力越大 ,木质素发生的化学变化越多 ,爆破浆颜色越深 .苯醇抽提物对爆破浆颜色变深影响不大 ,原料经苯醇抽提后爆破 ,爆破浆的颜色反而加深 .试验证明蒸汽压力低至 1 0MPa时 ,对三倍体毛白杨仍有明显的爆破作用 ,随着加入Na2 SO3量的增加 ,爆破浆的物理性能明显提高 ;加入 4 %Na2 CO3 ,1 2 %Na2 SO3 进行预浸 ,三倍体毛白杨的裂断长为 3 960m .1 0MPa下爆得的三倍体毛白杨CEP具有可漂性 ,原浆白度为 50 % ,2 %H2 O2 一段漂白度达 64 % ,2 %H2 O2 二段漂白度为 70 % .

有机酸制浆的研究进展

有机酸制浆高效利用原料,环境污染较小,是最有希望实现工业化的一类溶剂法制浆技术。有机酸制浆工艺流程一般包括备料、蒸煮、洗涤、漂白、溶剂回收和副产品回收等。蒸煮过程中,木素降解溶出,也有少部分纤维素和半纤维素水解生成低分子糖,灰分溶出较少。纸浆漂白一般采用过氧化氢漂白、氧脱木素和生物漂白等TCF漂白方式.所得纸浆的性能与传统制浆方法纸浆相近。黑液中的碳水化合物和木素容易分离纯化,且应用广泛。有机酸制浆要实现工业化,需在原料开发、流程模拟和优化等方面进一步深入研究。

三倍体毛白杨爆破浆的可漂性研究

该文主要研究三倍体毛白杨由 2 .0MPa以上爆破变为 1.0MPa爆破浆的可漂性 .用 1.0MPa爆破三倍体毛白杨做CEP ,其得率可达 90 %左右 .加入 4%的Na2 CO3,4%～ 12 %Na2 SO3 所得本色浆白度为 42 %～ 5 8% ,使白度有大幅度提高 .用过氧化氢常规漂白 ,一段漂 (2 %H2 O2 )白度可达 5 6 %～ 6 6 % ;二段漂白度可达 6 4%～ 75 % .浆料具有潜在的可漂性 ,使杨木爆破浆用作新闻纸和文化用纸成为可能 .同时也为正在大力推广并已大片成林的三倍体毛白杨的利用 ,开辟了极为广阔的市场 .

蒸汽爆破对棉杆及棉杆/HDPE复合材料性能的影响

将机械粉碎法作为对照,研究了蒸汽爆破法对棉杆及棉杆/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响。两种方法处理后的棉杆粉在105℃下烘干,筛取40～60目筛分,用扫描电镜(SEM)对其微观表征,毛细管上升法测其相对润湿接触角(RWAC)。两种棉杆粉分别与HDPE按一定质量比混合,造粒、挤出成型,测量复合材料力学性能及吸水率。SEM表征可知:蒸汽爆破棉杆粉的纤维分散性好,长径比高;机械粉碎棉杆粉的纤维大部分处于束状,长径比小;RWCA测量得知,蒸汽爆破棉杆粉的RWCA比机械粉碎棉杆粉的大3.9%,前者疏水性大;复合材料力学性能和吸水率测量得知:棉杆粉用量相同时,蒸汽爆破棉杆粉/HDPE复合材的拉伸强度和弯曲强度比机械粉碎棉杆粉/HDPE复合材料的高,最大分别高出23.9%和16.0%,蒸汽爆破棉杆粉/HDPE复合材的吸水率比机械粉碎棉杆粉/HDPE复合材料的低,最大低出84.6%。

爆破法制浆技术研究

该文探讨了影响爆破功率的主要因素，认为采用２．０ＭＰａ左右低压爆破，从热力学角度看是适宜的。文中对３种速生毛白杨、桦木、马尾松、麦草爆破浆２７个浆样的实验结果作了讨论。爆破法制浆无直接电耗，有高效率、高得率、高强度、低污染、低能耗、低投资和低成本等特点，适用于多种原材料和生产规模。ＳＥＰ法得率最高，基本无污染，能耗和成本都较低，拌有化学药品处理的ＥＣＰ法和ＣＥＰ法，浆强度和白度较高。ＣＥＰ法具有与ＳＥＰ相当的高得率。

杨木/HDPE复合材料性能影响因素探析

借助实验设计软件Design Expert(Design-Expert version7.1 software for experi ment design)探讨了高密度聚乙烯(HDPE),马来酸酐(MA),钛酸四丁酯(TBOT)和酚醛树脂(PF)的用量对杨木/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料性能的影响,确定了它们的最佳用量为:高密度聚乙烯30%;马来酸酐5%,钛酸四丁酯3%;酚醛树脂5%。

刺槐Brauns木素热诱导变色研究

为研究木素在热诱导条件下的颜色变化,对模拟干燥处理前后刺槐Brauns木素(BNL)的UV-Vis、FTIR和13C-NMR等光谱进行了比较分析。结果表明:①木素受热后颜色变深是导致刺槐木材颜色变深的重要原因。刺槐木素紫外光谱具有K带、B带和R带吸收,受热后曲线总体上移,吸光系数增加;木素受热后R带吸收峰加宽,并延伸至可见光区域;②在模拟干燥条件下,木素C5位有缩合反应发生而使木素共轭体系延长,木素受热后α-O-4结构发生断裂使酚羟基增加,共轭芳酮结构(α-羰基)信号仍然很强。这些均为木素受热后吸收光谱发生深色位移导致颜色变深的重要原因。

温度对杨木木粉表面自由能和表面极性的影响

通过毛细管上升法测定了经过不同温度处理的杨木木粉的表面接触角,依据Washburn方程和Owens-wendt-Kaelble法,求解了经过不同温度处理的杨木木粉的表面自由能及其极性分量和非极性分量。结果表明,杨木木粉的表面自由能为23.43 mN/m,体现分子色散力的非极性分量为4.64 mN/m,在处理时间为2 h的条件下,随着处理温度的上升,杨木木粉的总表面自由能略有下降,体现其分子色散力的非极性表面自由能上升,体现其表面极性值的极性表面自由能下降,并分析了上述结果的原因。

玉米杆爆破法制浆初探

本论文是以Ｎａ２ＣＯ３预处理玉米杆，然后用爆破法制浆，测定纸浆得率和纸浆的部分物理性能。通过改变压力、最高压力下的保温时间、药品Ｎａ２ＣＯ３用量，对式样进行了分析，得出以下结论：玉米杆采用爆破法处理可获得具有良好的裂断长及撕裂指数的纸浆；在Ｎａ２ＣＯ３用量２％时纸浆得率最高，增加药品用量纸浆得率相应降低。长时间在最高压力下保温裂断长逐渐下降。但撕裂指数呈先上升后下降趋势；

溶剂抽提对刺槐热诱导变色的影响

为探讨刺槐木材受热后颜色变异的原因,比较了蒸馏水、乙醇、丙酮、1-4二氧六环、氯仿、乙醚及正己烷等7种溶剂抽提对木粉颜色的影响;并对抽提后木粉热处理后的颜色变化进行了色度指数分析。结果表明:极性溶剂抽提可除去相当数量的易于受热改变结构而变色的成分,对刺槐颜色影响大。其中,二氧六环能够抽提出刺槐中较多有色物质和诱发刺槐木材热变色的物质;经二氧六环抽提后刺槐木粉明度最大,受热后明度和红绿轴色品差及总色差变化最小。表明二氧六环可作为研究木材热变色机理的理想溶剂。

刺槐二氧六环溶剂抽提物热诱导变色光谱分析

为探讨木材的受热变色机理,采用紫外光谱、红外光谱分析了二氧六环抽提物加热处理前后的发色体系结构变化;并对抽提前后木粉在模拟干燥条件下、加热处理前后进行了紫外漫反射光谱分析。结果表明:①抽出物含有黄酮类、可水解鞣质、香豆素等成分;加热后结构中羰基、羧基以及不饱和双键等发色基团数量增加,共轭发色体系电子跃迁能量降低,光谱吸收带延伸至可见光范围。②木粉中多酚类物质鞣质以及黄酮受热后易发生结构改变,这是木材受热后颜色变化的重要原因。③二氧六环抽提可除去部分具有醛、酮羰基等使木粉受热后颜色变深的物质,抽提后木粉在可见光区的吸收明显降低。

含膦水解聚马来酸酐对硫酸钙的阻垢性能研究

研究了含膦水解聚马来酸酐（PHPMA）对硫酸钙的阻垢性能，探讨了阻垢剂浓度、pH值、Ca^2＋浓度、时间、温度等因素对硫酸钙阻垢性能的影响。结果表明，当PHPNA浓度为5mg/L，Ca^2＋浓度〈3．5g／L，pH=4—11，时间〈30h，温度〈80℃的范围使用时，PHPMA对硫酸钙具有良好的阻垢性能，阻垢率达87％以上。

含膦水解聚马来酸酐的绿色合成研究

探讨了以水为溶剂,以体积分数30%的过氧化氢为引发剂,在催化剂作用下,一步合成含膦水解聚马来酸酐(PHPMA)的最佳条件。实验结果表明,合成含膦水解聚马来酸酐的最佳条件为:m(MA)∶m(NaH2PO2.H2O)=9∶3,V(H2O)∶V(H2O2)=11∶9,反应温度95℃,反应时间3.0h。在此条件下所得含膦水解聚马来酸酐比水解聚马来酸酐稳定,含膦量低于3%,不会对水体造成污染,所得的产品在加药质量浓度为0.5mg/L时,阻垢率达97.96%,缓蚀率达83.47%。