不同金属盐强化乙醇/水预处理对蔗渣酶解效率的影响

预处理过程可以破坏木质纤维素生物质的致密结构、降低生物抗性,是木质纤维素生物质经酶解制备糖基平台化学的重要步骤。该研究以蔗渣为原料,在预处理温度为160℃、预处理时间为10 min时,选取0.025 mol/L的不同金属盐FeCl_(3)、CrCl_(3)、AlCl_(3)、CuCl_(2)、FeCl_(2)、ZnCl_(2)、MnCl_(2)、MgCl_(2)、CaCl_(2)、NaCl、LiCl、Na_(2)CO_(3)对蔗渣进行乙醇/水预处理,并对预处理后样品进行酶解,探究不同金属盐强化乙醇/水预处理对蔗渣酶解效率的影响和规律,并进一步通过扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶变换红外光谱(fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)和热重(thermogravimetric,TG)对蔗渣原料和预处理后的固体进行表征,探究金属盐强化乙醇/水预处理后蔗渣表面形貌与结构变化对酶解效率的影响,分析作用机理。结果表明:与原料甘蔗渣相比,不同金属盐强化乙醇/水预处理后样品中葡聚糖的质量分数从45.5%增加到77.2%,预处理后样品酶解48h后的葡萄糖得率也由51.14%增加到最高93.08%。其中,三价金属盐(FeCl_(3)、CrCl_(3)和AlCl_(3))对蔗渣酶解效率的提升最为显著,这可归因于三价金属盐强化乙醇/水预处理可以更加有效的去除蔗渣中的半纤维素和木质素,增加酶对纤维素的可及性。后续表征分析也表明经过三价金属盐(FeCl_(3)、CrCl_(3)和AlCl_(3))强化乙醇/水预处理后的样品比经过二价金属盐(CuCl_(2)、FeCl_(2)、ZnCl_(2)、MnCl_(2)、MgCl_(2)和CaCl_(2))和一价金属盐(NaCl、LiCl和Na_(2)CO_(3))强化乙醇/水预处理表面结构破坏更为彻底,结晶度相对增加最大,木素和半纤维素去除率最多,热稳定性也相对最高。该研究结果将为后续木质纤维素生物质的高效转化与利用提供参考。

新型中空纤维膜接触器用于乙醇/水体系分离的探索

Non-porous polyether sulfone hollow fibers(with a 5 μm poly(dimethylsiloxane)coating)were used as structured packing in the distillation of ethanol-water solutions.In this novel membrane contactor,liquid flowed through the lumens of the fibers,and vapor flowed countercurrently outside the fibers.The results showed that the new membrane contactor gave better,more productive separations than traditional packing in distillation.The minimal HETP of hollow fibers could reach as low as 5.8 cm,and the contactor worked well above the limit where flooding normally occurs in conventional cases.The overall mass-transfer coefficient and individual mass-transfer coefficients based on the gas side and liquid side were calculated respectively.The theoretical analysis indicated that the resistance in the liquid was responsible for more than half of the total resistance.

粗糙PTFE涂层表面结构对乙醇/水混合溶液润湿性的影响

以具有粗糙结构的超疏水的聚四氟乙烯(PTFE)涂层为基体,研究具有不同表面张力的乙醇/水混合溶液在表面的润湿.通过空气分率的计算并进行液滴受力分析.结果表明,随着表面张力的降低,乙醇/水混合溶液逐渐填满涂层表面的粗糙结构,当表面张力大于约28mN·m-1时,溶液首先填满表面上的条纹状结构;当表面张力小于约28mN·m-1时,溶液填满表面上的乳突状结构.当条纹状结构被填满时,粗糙表面空气分率下降很小,溶液不能润湿PTFE涂层表面;当乳突状结构被填满时,粗糙表面空气分率迅速下降,溶液能够润湿PTFE涂层.

定向含硼MFI型沸石膜对纯气体的渗透性以及对乙醇/水体系的分离选择性

研究定向含硼MFI型沸石膜和原多孔玻璃基材对纯气体的渗透性以及对乙醇 /水体系的分离选择性 .原多孔玻璃基材对纯气体的透过表现出诺森扩散选择性 ,表明气体以诺森扩散通过 .纯气体透过焙烧后的B Al ZSM 5沸石膜 ,H2 ,He ,Ne ,Ar ,O2 ,CO2 对N2 的理想选择性分别为 16 8,15 6,12 6,9 41,8 60 ,5 3 2 ;CO和SO2 对N2 的理想选择性分别为0 13 5和 0 0 179;O2 对CO和SO2 的理想选择性分别为 63 7和 480 2 .这表明该类沸石膜对纯气体的透过不仅具有良好的理想选择性 ,而且可能为新型防毒面具提供一种很好的可选材料 .渗透汽化实验表明 ,在测定温度范围内原多孔玻璃基材对三种不同浓度的乙醇 /水体系几乎没有分离性能 .焙烧后的B Al ZSM 5沸石膜对 5wt % ,5 0wt%和 95wt%乙醇 /水体系的分离 ,水的最大分离系数分别为 2 8 2 ,13 5 7和 5 18 5 ,且温度均为 3 0 3K .

乙醇/水体系负载型纳米Cu/Fe二元合金的合成、改性及其还原三氯乙烯的性能

在乙醇/水体系中采用KBH4液相还原法,以石墨微粉为载体,Cu为复合金属,通过两步法合成了具有球状团簇结构的负载型纳米Cu/Fe二元合金.与单纯负载型纳米Fe0相比,该复合材料对三氯乙烯(TCE)具有更高的还原脱氯性能,纳米Fe0的质量浓度为10 g/L时,5 h内能将10 mg/L的TCE完全去除.将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)用于负载型纳米二元合金的表面改性,改性后的材料对TCE的还原脱氯性能提高.改性材料连续降解TCE 36 d,10.2 mg/L TCE在7 h内即完全去除,材料改性后不易氧化失活,还原性能保持长期稳定.

离子液体充填型支撑液膜分离乙醇/水混合物

使用离子液体“充填型”支撑液膜，进行乙醇／水混合物的蒸汽渗透膜分离实验，比较了原料浓度、操作温度对分离性能的影响．结果表明，离子液体支撑液膜的蒸汽渗透过程能够实现乙醇脱水，用于制备无水乙醇．经过140h的实验测定，支撑液膜分离性能稳定．在50℃温度下，原料中含水摩尔分数0．024～0．24时，蒸汽渗透分离因子5．5～3．2，渗透通量55g／（m^2·h）．离子液体支撑液膜的蒸汽渗透膜分离过程，有望用于醇类水溶液组成的恒沸体系脱水．

膜分离法回收不凝气中乙醇/水蒸气的实验研究

模拟传统发酵,将PTFE膜用于不凝气中乙醇/水蒸气的分离,研究了不凝气中乙醇浓度、进料温度、膜后真空度等操作条件对膜分离性能的影响,并对PTFE膜和ePTFE膜进行比较.结果表明,PTFE膜渗透通量随着气体中乙醇摩尔分数、进料温度、膜后真空度的增加而增加,温度与渗透通量符合Ar-rhenius方程.PTFE膜分离因子随气体中乙醇摩尔分数、进料温度的增加而增加,随膜后真空度的增加而减小.ePTFE膜相对于PTFE膜来说,具有较高的渗透通量,分离效果较好,有利于乙醇/水蒸气的分离.

以乙醇/水为溶剂体系制备硅气凝胶及其复合材料的研究进展

以乙醇/水为溶剂体系在常压条件下制备硅气凝胶及其复合材料,取代了传统制备过程中复杂的溶剂替换和表面修饰过程,缩短了制备周期,降低了生产成本。从制备硅气凝胶的硅源出发,综述了在常压条件下以正硅酸乙酯、硅溶胶、水玻璃、甲基三甲/乙氧基硅烷等为单一硅源和复合硅源,以乙醇/水为溶剂制备硅气凝胶及其复合材料的研究进展。以此工艺制备的硅气凝胶及其复合材料具有较低的密度和导热系数,较高的比表面积,力学性能优良。

两点电位滴定法测定乙醇/水混合溶剂中丙酸的电离常数

用两点电位滴定法测定了 (2 5± 0 .5 )℃时乙醇 /水体积分数比为 1 0 %、2 0 %、3 0 %、4 0%、和 5 0 %时丙酸的电离常数。该法测定步骤简单 ,结果准确可靠。在实验条件范围内 ,丙酸的pKa值随着乙醇量的增大而升高。

壳聚糖/碳纳米管杂化膜的制备及其乙醇/水体系的渗透汽化分离

多壁碳纳米管(MWNT)经硫酸/硝酸混酸处理后,获得的羧基化多壁碳纳米管通过溶液共混制备羧基化多壁碳纳米管/壳聚糖(MWNT-COOH/CS)杂化膜,用于乙醇/水体系的渗透汽化脱水.用FTIR、TEM等表征混酸处理前后的多壁碳纳米管及杂化膜的结构,实验测定杂化膜在乙醇/水溶液中的溶胀吸附行为及其对乙醇/水体系的渗透汽化性能,结果表明:多壁碳纳米管经混酸处理后在杂化膜中的分散性大大改善;和乙醇相比,杂化膜对水具有优先吸附、溶胀特征,且随MWNT-COOH填充量的增加,杂化膜在乙醇/水溶液中的平衡溶胀度增大,水和乙醇在杂化膜中的扩散系数增大;对于质量分数90%的乙醇/水体系,杂化膜表现出较好的渗透汽化脱水性能,杂化膜的渗透通量随MWNT-COOH填充量的增加而增大,而分离因子略有下降.

溴化聚苯醚渗透汽化非对称膜的制备及其乙醇/水分离性能

对聚苯醚(PPO)进行了溴代反应,采用凝胶相转化法制备溴代聚苯醚(BPPO)非对称膜.通过扫描电镜(SEM)观察膜表面及断面形貌,并以低浓度乙醇/水体系为研究对象,考察了添加剂含量、BPPO浓度、料液组成及料液温度对BPPO膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,该非对称膜较文献报道中的PPO膜,其分离因子有了明显的提高,在60℃添加剂浓度9.9%,BPPO浓度10%,进料液乙醇浓度5%时,膜的渗透通量236.4 g/(m2.h),其对乙醇的分离因子达到16.74.随着料液中乙醇浓度的增大,BPPO膜的分离因子减小,渗透通量增大;而随料液温度的升高,BPPO膜的分离因子及渗透通量均增大.

掺烧乙醇/水对柴油机燃烧与排放性能的影响

针对TBD234V6型柴油机,采用AVL-fire软件对额定工况下,不同乙醇/水掺混比进行三维数值模拟研究,对比分析缸内压力、缸内温度、缸内温度场、燃烧放热率、NO_X浓度、NO_X浓度场、Soot浓度、Soot浓度场,并通过赋权法确定最优乙醇/水掺混比。结果表明:随着乙醇/水掺混比的增加,缸内压力逐渐升高,燃烧放热率滞后,燃油消耗率呈上升趋势;但在0E10W时,最高燃烧压力下降率约为3.7%,燃油消耗率下降0.38%,缸内高温分布区域缩小,NO_X和Soot浓度下降。通过计算确定最优掺混比为20E10W,此时的最高燃烧压力提升5.6%,燃油消耗率上升2.41%,NO_X排放下降率约为18.8%,Soot排放下降率约为29.6%。研究结果可为船用柴油机采用柴油/乙醇/水三燃料燃烧提供一定的指导依据。

填充柱色谱法精确测定乙醇/水体系中的醇水含量

利用填充柱气相色谱法测定乙醇/水体系中乙醇的含量,通过考察色谱柱、气化室温度、检测器温度、柱温及载气等色谱条件,获得了最佳色谱检测条件:汽化室温度160℃、检测器温度160℃、柱温140℃、载气流速50mL/min.以相对校正因子结合峰面积归一法定量测定乙醇/水体系中乙醇,该方法的标准偏差为0.0524～0.0332.

PDMS/PEI膜渗透汽化分离正丁醇/乙醇/水的性能及渗透通量关联模型研究

采用聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺(PDMS/PEI)膜渗透汽化分离正丁醇/乙醇/水体系,考察进料温度、进料组成等条件对膜渗透汽化分离性能的影响;采用Arrhenius型半经验渗透通量关联模型描述PDMS-PEI膜分离正丁醇/乙醇/水体系膜通量变化。结果表明,当原料液中正丁醇质量分数分别为4.0%、4.5%和5.0%时,正丁醇/乙醇/水三元体系中正丁醇渗透通量分别至少提高14.2%、17.7%和23.4%。渗透通量关联模型能较好地描述PDMS-PEI膜分离正丁醇/乙醇/水体系膜渗透通量变化。

乙醇/水体系中改性蚕丝织物的活性染料染色动力学和热力学

为进一步提升蚕丝织物的染色深度,利用活性红3BS在乙醇/水体系中对经阳离子表面活性剂改性的蚕丝织物进行染色,分析了染色温度、pH值、染料用量和染色时间对改性蚕丝织物性能的影响,同时也探究了改性蚕丝织物在乙醇/水体系中的动力学和热力学机制。试验结果表明:染色温度是影响改性蚕丝织物K/S值、明暗值、红绿值、黄蓝值和总色差值最大的因素,且随着染色温度的升高,染色速率常数先增大后降低,饱和吸附量逐渐增大,而半染时间、染料分配系数和标准亲和力逐渐减小;改性蚕丝织物的染色焓为-28.693 kJ/mol,染色熵为-0.066 kJ/(℃·mol),改性蚕丝织物在乙醇/水中的染色过程为放热反应;改性后的蚕丝织物染色深度有所提升,各项染色牢度基本未发生变化。

用聚丙烯磺酸盐膜渗透蒸发分离乙醇/水混合物的研究

通过聚丙烯膜进行非均相氯磺化反应,对其产物进一步水解和离子交换,得到具有不同反离子的聚丙烯磺酸盐膜。应用渗透蒸发法进行乙醇/水混合物的分离。研究了反离子的种类、膜离子交换容量、混合液的组成、膜厚度和实验温度等对该分离膜的分离特性(即分离系数和通量)的影响。并用X射线衍射法和扫描电子显微镜研究了膜结构和形态。

电位滴定法测定乙醇/水混合体系中松香酸的离解常数

采用电位滴定法,在乙醇/水混合溶剂体系(I=0.10 mol/L,KCl)测定了松香酸在不同乙醇含量(V/V总)时的离解常数。结果表明,在试验范围内pKa同乙醇含量的体积分数有良好线性关系,通过外推求得在试验条件下松香酸水溶液中的离解常数pKa为4.937。

萃取精馏分离乙醇/水过程中萃取剂的选择

萃取精馏是化学工业中应用非常广的分离技术,它能有效提纯传统精馏不能分离的沸点相近的混合物。在萃取精馏过程中需要加入萃取剂,主要用于改变被分离混合物的活度系数。乙醇/水混合物的分离是分离工程中的一个难题,萃取精馏能在分离乙醇/水的过程中发挥良好的分离效果。在相关过程中,萃取剂的选择是一个至关重要的问题。本文讨论了萃取精馏分离乙醇/水的过程中萃取剂的选择问题,希望讨论结果可以应用到其他含水物系的分离中去。

乙醇/水体系分离方法的研究进展

无水乙醇是一种重要有机化工原料,在食品、医药、航空及化工等行业有广泛应用。常压下,乙醇容易与水形成共沸物,共沸组成:乙醇95.6 wt%,共沸点78.1℃。因此,在生产过程中,不能通过常压精馏操作得到无水乙醇,需用特殊分离方法进行分离。近年来,乙醇作为可再生清洁燃料替代不可再生的石油资源成为能源工业发展的热点。本文总结了共沸精馏法、萃取精馏法、减压精馏法、膜分离法、吸附分离法和超重力精馏法等乙醇/水体系分离方法的研究现状和进展,对乙醇/水体系的分离具有一定的指导意义。

聚二甲基硅氧烷膜中乙醇-水的吸附和渗透蒸发行为

以乙醇/水体系为研究对象,结合F lory-Huggins理论,讨论溶胀过程的热力学行为,用以分析和考察聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜在乙醇/水中的溶胀特性及组分间的耦合效应。结果表明,在乙醇质量分数20%—40%,膜的溶胀程度最大。渗透蒸发实验表明,水的渗透速率在乙醇质量分数不大于30%范围内变化很小,而乙醇的渗透速率基本随溶液中乙醇质量分数增加而增大。