重瓣山茶花器官发育相关基因CjAPL1的全长克隆与表达分析

为研究A功能基因在山茶花重瓣形成过程中所发挥的功能,利用同源克隆和RACE扩增方法,从重瓣山茶花品种‘金盘荔枝’发育早期的花芽中获得了山茶花AP基因全长cDNA,命名为CjAPL1,GenBank登录号JX657332。该基因全长1 149 bp,其中,开放阅读框(ORF)长度为741 bp,5’非编码区长度206 bp,3’非编码区长度202 bp。经氨基酸序列分析表明:CjAPL1基因编码一条含有246个氨基酸的蛋白质,与猕猴桃、八仙花等植物的Ap1蛋白同源性均在75%以上。Rea-time PCR结果显示,CjAPL1基因在‘金盘荔枝’不同发育时期花芽中的表达量为:花芽发育早III期>花芽发育早II期>花芽发育早I期>现蕾期,表达趋势表现为先逐渐升高而后急剧降低;花器官不同部位中的表达量为花柱最高,其次为子房和萼片,在雄蕊下部和外轮花上部中的表达量最低。这些差异表明,CjAPL1基因可能在‘金盘荔枝’重瓣花形成中发挥作用。

基于热重红外联用和分布活化能模型的樟子松热解机理研究

利用热重红外联用技术(TGA-FTIR)和分布活化能模型(DAEM),通过不同升温速率(5、10、20、30℃/min),对樟子松的热解特性和热解动力学进行研究,并对其热解机理进行探讨。TG/DTG曲线表明,樟子松的热解过程分为干燥、快速热解和炭化3个阶段。FTIR图表明,热解挥发份气体相对含量最多的3类物质是CO2,醛、酮、酸类以及烷烃、醇类和酚类等有机物。随着转化率增加,通过DAEM计算得到的活化能数值波动明显,证明樟子松热解过程发生复杂的化学反应。0.1<转化率(α)<0.3,主要是半纤维素降解,其支链首先降解,然后主链发生断裂;0.3<α<0.7,主要是纤维素降解,首先转化为中间产物活性纤维素,活性纤维素再次降解;0.7<α<0.8,主要是木质素降解,苯丙烷分子相互结合形成网状立体结构以及低反应活性的焦炭的不断生成造成此阶段活化能迅速增加。

生物质棒状成型燃料的物理特性研究

利用木屑、竹屑及玉米秸秆等生物质原料,采用棒状成型机将原料压缩为棒状成型燃料。试验测定了成型燃料的松弛密度、抗跌碎性、抗渗水性和吸湿性等物理特性参数。结果表明:生物质原料纤维排列形态对成型燃料的密度有影响,原料纤维形态结构排列整齐与零散结构相比,成型后成型燃料的密实度更好。生物质原料固定碳含量影响成型后成型燃料的表面颜色,固定碳含量低的生物质原料,成型后成型燃料的表面颜色较深。试验结果也表明了原料纤维形态和原料特性对成型燃料的抗跌碎性、抗渗水性及吸湿性均有重要影响。

落叶松树皮喷动循环流化床快速热解的影响因素

对喷动循环流化床落叶松树皮快速热解过程中反应温度、物料粒径、进料速率及气体流量对热解产物产率的影响以及这4个因素共同作用对生物油产率的影响进行研究。结果表明:反应温度是影响热解产物产率的主要因素,气体流量影响较显著,在试验范围内物料粒径、进料速率影响不显著;喷动循环流化床最佳制备液体产物——生物油快速热解工艺条件为:反应温度550℃,物料粒径0.2～0.3mm,进料速率20r.min-1,气体流量25m3.h-1。

UF树脂及MUF树脂对桉木热解特性的影响

为研究脲醛(UF)树脂及三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂对桉木热解特性的影响,采用热重分析技术分别对桉木、添加10%UF树脂的桉木、添加10%MUF树脂的桉木、UF树脂、MUF树脂的热解特性进行分析,并通过动力学分析探究其作用机理。结果表明:添加10%UF树脂、MUF树脂后,桉木的TG和DTG曲线都向低温阶段略有偏移,UF树脂、MUF树脂均能促进桉木热解。桉木、添加10%UF树脂的桉木、添加10%MUF树脂的桉木热解的反应机理均是Jander三维扩散方程。桉木的活化能为117.400 kJ/mol,添加10%UF树脂的桉木、添加10%MUF树脂的桉木的活化能分别为105.452和105.427 kJ/mol,可见UF树脂、MUF树脂均可以减小桉木热解所需的能量。

阻燃抗静电木粉-聚丙烯复合材料的制备及性能研究

以木粉和聚丙烯为主要原料,填充改性炭黑(M-CB)和可膨胀石墨(EG)制备阻燃抗静电木粉--聚丙烯木塑复合材料,并进行力学性能、表面电阻率、氧指数及燃烧性能、热失重行为、阻燃性能测试。结果表明:加入15g EG、10g M-CB后,木塑复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别增加了2.0%、5.2%和15.6%,电阻率下降到了108Ω;与空白样相比,复合材料的起始分解温度从255.0℃上升到了272.5℃,木粉最高分解温度由349.2℃下降到了287.5℃,聚丙烯的最高分解温度由448.1℃上升到了477.9℃,在800℃下的残炭率由9.9%上升到了33.5%;点燃时间从3 s增加到了14 s,在500 s时总热释放量下降了56.5%,残炭率提高了5倍,表现出显著的阻燃与抗静电性能。

预处理竹材的结晶度分析（英文）

【目的】化学预处理是生物质聚合物产品高值化利用的关键步骤,阐明预处理机制有助于提高热处理效率。【方法】以4年生毛竹为研究对象,采用稀酸、碱、甘油分别在117℃和135℃进行砂浴预处理,并采用光谱和湿化学方法对预处理前后样品的结构进行表征和比较,包括傅里叶红外光谱、聚合度、X射线衍射等。【结果】综纤维素和纤维素的产量显著增加,碱(NaOH)预处理比稀硫酸(H_2SO_4)和甘油(丙三醇)脱木素效果好;在相同预处理条件下,135℃比117℃样品的结构变化更明显。平均聚合度结果显示,所有预处理样品均表现出较低的聚合度,说明纤维素结晶区尺寸发生变化,部分木质素和半纤维素降解,从而增加可及度。X射线衍射结果表明,002峰位置明显偏移,晶体宽度和半峰宽下降,不同化学预处理后的结晶强度明显增加,相对结晶度在117℃下降,在135℃逐渐恢复,傅里叶红外光谱与X射线衍射研究结果一致。【结论】无论采用117℃还是135℃砂浴预处理,碱预处理纤维分离的效果均强于稀酸和甘油,可为后续木质纤维素原料水解和能源化转换方面的相关研究提供基础和依据。

烘焙预处理对方竹热解产物特性的影响

以小径级竹材方竹Chimonobambusa quadrangularis为研究对象,采用程序控温管式炉、热重红外联用仪(TG-FTIR)和快速热解-气质联用仪(Py-GC/MS)等开展方竹烘焙与热解试验,探究烘焙温度(210,240,270和300℃)对热解(550℃)过程中气、固、液三态产物特性的影响,分析方竹烘焙后固体产物热解机制。结果表明:随烘焙温度升高,固体产物中碳元素及固定碳相对含量显著提高,氧元素及挥发分相对含量明显降低,氧碳比由0.72减小到0.53,热值由18.32 MJ·kg^-1增加到21.65 MJ·kg^-1,竹材能量密度显著提高。热解气体产物主要有二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)和氢气(H2),其中CO2产量最大;随烘焙程度加深,CO2,CO,H2O,CH4产量均减小,H2增加。热解液体产物主要有酸类、酚类、呋喃类、酮类和醛类等,其中酸类、酚类以及呋喃类相对含量较高,分别为12.69%,34.72%和29.80%,酮类及醛类相对含量较少,分别为9.32%和11.87%;随烘焙温度升高,酸类、醛类及呋喃类相对含量逐渐降低,酚类及酮类逐渐增加。

木质素磺酸钠取代苯酚改性辐射松木材

用不同质量的木质素磺酸钠取代酚醛树脂中的苯酚,制得取代苯酚比例分别为5%、33%、50%、75%和100%的改性酚醛树脂。通过减压浸渍法用未改性酚醛树脂和改性酚醛树脂改性辐射松木材,并对其形貌和热性质进行对比研究。红外表征指出,木质素磺酸钠取代苯酚制得的改性酚醛树脂的特征峰与未改性酚醛树脂相同,表明改性酚醛树脂的合成获得成功。改性木材质量增加率的分析结果表明:木质素磺酸钠取代比例为75%时,木材质量增加率最大。扫描电镜的形貌结果,也证实了改性酚醛树脂已浸入到木材当中。热分析表明,5%和75%木质素磺酸钠取代的改性酚醛树脂的渗入,促进了辐射松木材炭化反应的发生,大幅提高了辐射松木材的剩炭率。

竹质纤维-HDPE复合材料的力学和热性能研究

为评估造纸废弃竹屑增强高聚物制备竹塑复合材料的可行性,采用竹粉、竹屑、竹浆纤维、竹屑+竹浆纤维共混4种竹质纤维,分别以50%的质量比增强高密度聚乙烯(HDPE)制备竹质纤维-HDPE(竹塑)复合材料,并对比分析了竹屑-HDPE复合材料与其他3种竹塑复合材料的力学和热性能。结果表明:与常规的竹粉-HDPE复合材料相比,竹屑-HDPE复合材料有较好的拉伸性能,但是弯曲性能较差。其拉伸强度和模量分别比竹粉-HDPE复合材料提高了45.94%和114.09%;而弯曲强度和模量分别比竹粉-HDPE复合材料降低了8.08%和17.64%。竹屑-HDPE复合材料有较好的热性能,与竹粉-HDPE复合材料相比,其起始热分解温度提高了21.23℃,α力学松弛峰值温度提高了10.44℃。

基于CONE法的热处理杨木燃烧特性研究

利用锥形量热仪CONE对不同热处理工艺下的杨木燃烧行为进行研究。结果表明:热处理后杨木中亲水的羟基、羰基数量明显减少,大量半纤维素降解。木材试样从外部热源引燃到燃烧结束,出现两个主要放热峰。热处理后杨木引燃和燃烧过程的发烟量较大,且热处理杨木引燃时间更短。热处理材的热释放峰值pk-HRR、平均热释放速率av-HRR和总热释放量THR均低于未处理材,表明其燃烧强度低于未处理材。热处理杨木燃烧过程的总烟释放量TSP较未处理材有所增加,同时其引燃时间也有所缩短。因此,对用于家具和室内装饰的热处理木材,建议进行恰当的阻燃处理。

复合NP阻燃剂处理杨木的热解特性与动力学分析

为研究复合NP阻燃剂处理杨木的热解特性与阻燃机理,利用热分析法对蒸馏水、聚硅酸磷酸二氢铝（AlSi）、NP阻燃剂（N-P）、聚硅酸磷酸二氢铝复合NP阻燃剂（N-P-Al-Si）处理杨木（编号为A、B、C、D）的燃烧性能进行探讨,分别运用Ozawa-Flynn-Wall法和修正Coats-Redfern法计算阻燃杨木活化能。结果表明：A仅有1个热解阶段,此阶段的活化能值为65~70 k J/mol。阻燃处理材的热解大致分为2个阶段,D的主要热解阶段介于B、C之间,其热释放速率缓慢,失重速率和失重量最小。并且在不同的升温速率下D的失重趋势一致,随着升温速率的增大,失重曲线向高温方向移动。D第1、2阶段的活化能分别为120、240 k J/mol,均显著大于C（115 k J/mol）,表明Al-Si与N-P复配后的阻燃效率得到提高。

外源酸催化对木材半纤维素热降解规律的影响

【目的】高温热处理可使木材半纤维素部分降解,改善木材的尺寸稳定性。使用外源酸可降低木材半纤维素热降解温度,因此有必要明确其热降解规律。【方法】采用碱法分离的方式提取出杨木和杉木的半纤维素,通过傅里叶红外光谱仪和热重分析法研究引入外源酸条件下(两种外源酸AlCl_(3)和H_(3)PO_(4),每种外源酸的浓度分别为0.1和0.3 mol/L)半纤维素的热降解规律。【结果】碱法分离出的木材半纤维素,其红外谱图符合阔叶材和针叶材半纤维素的基本特征。经AlCl_(3)和H_(3)PO_(4)处理后,相比未处理的半纤维素,羟基峰发生红移,且半纤维素的特征吸收峰强度显著降低。热重分析显示:两种外源酸预处理的木材半纤维素的起始降解温度(T_(5%))从200℃左右降低至95~150℃,且主要降解温度范围从200~300℃降低至100~150℃。在相同浓度下,AlCl_(3)处理后半纤维素的T_(5%)(150℃)大于H_(3)PO_(4)的(95℃)。当AlCl_(3)浓度增大时,半纤维素热分解速率加快,但T_(5%)无明显变化。随H_(3)PO_(4)浓度增大时,半纤维素热分解速率和T_(5%)均减小。相比未处理的杨木半纤维素热解活化能(199.68 kJ/mol)和杉木半纤维素热解活化能(231.12 kJ/mol),AlCl_(3)和H_(3)PO_(4)处理后的热解活化能显著降低。在相同浓度0.3 mol/L的条件下,AlCl_(3)处理后杉木半纤维素的平均活化能(112.31 kJ/mol)要低于H_(3)PO_(4)的(125.82 kJ/mol)。【结论】本研究采用的两种外源酸均可显著降低半纤维素的热降解温度。总体来讲,AlCl_(3)催化效果优于H_(3)PO_(4),杉木半纤维素对H_(3)PO_(4)较为敏感。可根据针、阔叶材半纤维素的差异性选择不同的外源酸性介质作为催化剂,加速热解反应速率,从而为外源酸在木材低温热处理的应用提供一定的理论支撑。

改性铌酸在线催化裂化碱木质素热解蒸气的研究

利用煅烧法制备了改性铌酸催化剂,用裂解-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)在650℃下对碱木质素进行了催化热解和热解产物分析,并对改性铌酸(Nb-350)进行FT-IR、BET、XPS、NH3-TPD分析表征,在铌酸作用下木质素的热裂解特性进行研究,探索催化剂用量、热解温度、热解时间、升温速率对碱木质素热裂解的影响。结果表明:煅烧过程中改性铌酸中的结晶水减少; Nb-350的孔容增大,介孔比例增大,具有弱酸性位点;碱木质素的热裂解产物主要是芳香烃和酚类物质,如苯、甲苯、甲基苯酚、甲氧基苯酚等; Nb-350能很好的促进酚类产物的生成,产量可达85%以上;裂解温度650℃、时间40 s、4倍催化剂用量下更有利于提高酚类和芳香烃类产物的产率。

杂多酸对杨木燃烧过程中热/烟释放行为的影响

对比经H3PMo12O40(PMA)、H3PW12O40(PTA)、H3SiW12O40(TSA)等杂多酸浸渍的杨木粉的热解过程和热、烟释放特性参数,探究杂多酸对杨木热解过程的影响及其作用机制。利用热重分析仪(TGA)、锥形量热仪(CONE)研究3种杂多酸对杨木粉热解TG、DTG曲线、热释放速率(HRR)、总热释放速率(THR)、生烟速率(SPR)和总烟释放量(TSP)等参数的影响;并采用FT-IR红外光谱和拉曼光谱表征高温残炭的结构。TGA结果表明,3种杂多酸均可有效降低杨木热解的Ti、Tmax、Rmax并提高CR740℃,其中,S-wood/PMA具有最低的最大热失重温度(Tmax)及最大热失重速率(Rmax)较S-wood分别降低了17.5%和23.3%,而S-wood/PTA在740℃时热解炭残余量(CR740℃)最高,其次是S-wood/TSA;CONE结果表明,杂多酸/杨木试样的HRR、THR、SPR、TSP以及COY等参数有显著地降低,S-wood/PMA具有最低的热、烟释放参数,其最高释热峰峰值(PHRR)和THR较S-wood分别降低了31.6%、67.5%,SPR和TSP较S-wood分别降低了86.0%,87.5%。FT-IR及Raman分析显示,杂多酸/杨木试样残炭中缔合O—H和不饱和CC含量明显增加,并有酯键和MoO3、WO3、SiO2等化合物存在,同时AD/AG有所减小。因此,杂多酸通过高温分解催化杨木脱水成酯、固化成炭,有效地降低杨木粉的热解速率,延缓热解过程,表现出良好的阻燃和高效的抑烟作用。其中,H3PMo12O40对杨木粉的阻燃、抑烟效果最佳。

ACQ和CCA防腐剂对马尾松热解的影响

采用浓度为4%的ACQ、CCA防腐剂处理马尾松木材,运用热分析法,通过热重分析(TGA)和微分热失重(DTG)表征了处理与未处理木材的热降解。结果表明:ACQ与CCA处理明显改变了木材的热降解曲线和热降解过程,处理加快了低温下的热解速率,缩短了高温热解区间;ACQ处理降低了木材的开始热解温度(Ti)和最大热解温度(Tmax),而CCA处理降低了木材的Tmax,但Ti几乎没有变化;两种防腐剂处理增加了木材的最终残余含量,分别比未处理材增加了28.45%和60.14%。