竹屑液化残渣改性高吸水树脂的制备及其性质研究

为验证竹屑液化残渣(BLR)作为纤维素来源用于制备改性高吸水树脂的可行性,本研究通过微波辐照法,以过硫酸钾(KPS)为自由基引发剂,在交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的作用下,将竹屑液化残渣(BLR)、丙烯酸(AA)、聚乙烯醇(PVA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行四元共聚反应制备BLR改性高吸水树脂(BLR-P(AAAMPS)/PVA),采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)仪、热重分析(TG)仪和场发射扫描电子显微镜(SEM)对产物结构和形貌进行表征,并通过单因素试验和正交试验优化制备工艺。研究结果表明:BLR的加入增加了BLR-P(AA-AMPS)/PVA树脂内部多孔结构,树脂的吸水性能明显改善。树脂的较佳制备工艺条件为BLR用量0.35 g,微波辐照功率500 W,微波辐照时间12 min,KPS用量0.6%,MBA用量0.1%,AA中和度85%,PVA用量1.5%,该条件下制备的树脂其吸蒸馏水倍率最高可达1526 g/g,吸0.9%(质量分数)氯化钠的倍率可达114 g/g,在5000 r/min时离心保水率达到60%,吸水过程符合二级动力学模型。

柠檬酸对竹屑-硫氧镁水泥物理性能的影响

硫氧镁(magnesium oxysulfate, MOS)水泥具有耐火性好、轻质、导热系数低和早强等优点,但其强度低,耐水性差。为了改善其性能,在MOS水泥中掺入竹屑和改性剂柠檬酸,研究了竹屑和柠檬酸对MOS水泥凝结时间、孔隙率、力学性能及耐水性的影响,并进行了X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)和电镜扫描(scanning electron microscope, SEM)。结果表明,竹屑的掺入缩短了MOS水泥凝结时间,增强了MOS水泥的力学性能和耐水性;柠檬酸的加入延长了竹屑-硫氧镁水泥(bamboo sawdust-MOS cement, BSMOSC)的水化诱导期,增长了水泥的凝结时间,并进一步提升了BSMOSC的力学性能和耐水性。竹屑和柠檬酸可分别作为填充剂和改性剂解决MOS水泥强度低、耐水性差的问题。

苯氧乙醇耦合酸/碱预处理竹屑中残留木质素对其纤维素酶水解的影响

以竹加工剩余物竹屑为对象,探究苯氧乙醇耦合酸/碱溶液预处理竹屑,分析了预处理后竹屑中残留木质素的结构特性和理化性质,并通过荧光光谱和表面等离子共振技术揭示不同方法预处理后的竹屑中残留木质素对纤维素酶的非生产性吸附机制。结果表明:随着苯氧乙醇体系中酸/碱加入,酶解72 h预处理竹屑的纤维素酶解得率从9.39%提高到67.38%和55.41%。对残留木质素进行表征,发现当温度升高,木质素的紫丁香基/愈创木基结构单元(S/G)的比值增高,且木质素相对分子质量分布更均匀。2D-HSQC NMR、^(31)P NMR、表面电荷及疏水性等测试结果表明:木质素对纤维素酶水解的抑制作用与其酚羟基含量、疏水性和Zeta电位有关。荧光光谱和表面等离子共振技术表明:木质素与纤维素酶作用的主要驱动力类型与预处理温度、苯氧乙醇体系中酸/碱溶液的加入相关。不同预处理竹屑中木质素与纤维素酶的亲和力不同,其中纯苯氧乙醇预处理竹屑中木质素与纤维素酶的亲和力最高,其次为纯酸/纯碱溶液预处理的木质素,而苯氧乙醇与酸/碱耦合预处理竹屑中木质素对纤维素酶的亲和力最低。

高湿竹屑替代商品草炭生产无土草坪的研究

【目的】开发替代商品草炭的无土草坪栽培基质,减少草坪生产中耕地的破坏以及资源消耗,降低生产成本,并实现竹材废弃物资源化利用。【方法】将新鲜竹屑(含水量60%)分别进行堆贮处理和堆肥处理,分析其理化性质,再进行草坪栽培试验,设置6个处理:CK1(草炭)、CK2(草炭+无纺布)、A1(堆贮竹屑)、A2(堆贮竹屑+无纺布)、B1(堆肥竹屑)、B2(堆肥竹屑+无纺布);进一步设置草炭与堆贮竹屑的不同混合体积比:100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100,进行黑麦草栽培试验,观测草坪草生长情况及草坪综合质量。【结果】堆贮竹屑比堆肥处理的更适合用作草坪栽培基料,配合使用无纺布可提升草皮成卷率。商品草炭与堆贮竹屑体积比50∶50的草坪质量评分更高。【结论】堆贮竹屑可替代50%的商品草炭进行草坪无土栽培,有利于草坪草生长,并可节约资源,有效降低生产成本。

桑枝和竹屑栽培平菇配方比较试验

目的:降低平菇生产成本,促进农业废弃物资源化利用。方法:以桑枝、竹屑为主料设计配方栽培江都71、台秀,考察平菇菌丝生长、鲜菇产量、生物转化率以及经济效益。结果:江都71、台秀菌株均能在桑枝、竹屑培养料中正常生长,但台秀菌株综合表现更好;添加桑枝和竹屑均可降低原料成本,但桑枝更适合作为平菇栽培原料;当桑枝质量分数为80%时,鲜菇产量最高,单袋利润和投入产出比也最高,江都71、台秀菌株的单袋利润分别为2.54元/袋、3.55元/袋,投入产出比分别为1∶1.74、1∶2.04。竹屑作为栽培原料时需要控制添加量,其质量分数不超过40%为宜。

竹屑和桑枝屑作为基质原料栽培香菇试验

四川省宜宾市拥有丰富的竹屑和桑树枝条资源,为提高其利用率,以竹屑和桑枝屑作为香菇的栽培基质原料,试验研究了在传统香菇培养基质中添加不同比例的竹屑和桑枝屑对香菇菌丝生长和产量的影响。结果表明,在培养基质中添加不同比例的竹屑和桑枝替代杂木屑栽培香菇,香菇均能正常生长,并长出子实体,但香菇产量、经济效益和生物转化率等均低于传统杂木屑基质,表明竹屑和桑枝替代杂木屑栽培香菇效果并不理想。

竹屑氧气-水蒸气气化制备富氢燃气

以竹屑为原料,使用氧气-水蒸气作为混合气化剂,在固定床气化反应器中进行竹屑的氧气-水蒸气气化实验,考察了气化温度、水蒸气流量和氧气用量比对竹屑气化制备富氢燃气的影响。研究结果表明:气化温度和水蒸气流量均对竹屑燃气中氢气体积分数影响较大,氢气体积分数随着气化温度的升高呈稳步增长趋势,随水蒸气流量增加呈先增加后减少趋势,分别在气化温度900℃和水蒸气流量0.7 mL/min时达到最大值;而随着氧气用量比的增加,氢气体积分数变化不明显。竹屑氧气-水蒸气气化制备富氢燃气最佳的气化条件为气化温度900℃、水蒸气流量0.7 mL/min、氧气用量比0.30,此条件下气化制备的燃气中氢气体积分数32.04%,热值11.37 MJ/m^(3),产气率1.40 L/g,燃气中CH_(4)体积分数8.82%,CO体积分数26.34%,CO_(2)体积分数30.55%,C_(2)H_(m)体积分数2.24%。

竹屑替代木屑栽培毛木耳的可行性及其品质综合评价

为评价竹屑用作毛木耳栽培代料的可行性,设计4个替代比例栽培毛木耳,以原配方为对照(CK),开展试验,对菌棒发菌、出耳单产、耳片性状,以及子实体营养成分和氨基酸组成等进行测定,并采用主成分分析、聚类热图分析、方差分析和氨基酸比值系数法等综合评价竹屑替代对毛木耳的影响。结果显示,用8%竹屑替代CK中相同比例的木屑进行毛木耳生产是可行的。用竹屑部分替代木屑,可显著(P<0.05)提高毛木耳子实体的氨基酸、灰分和蛋白质含量,显著降低粗纤维含量,且8%~16%的竹屑替代木屑还能显著提高子实体的粗多糖含量。从各处理(含CK)的毛木耳子实体中均检测到17种氨基酸,包括7种必需氨基酸,其必需氨基酸含量高于FAO(联合国粮食及农业组织)/WHO(世界卫生组织)模式谱,低于全鸡蛋模式谱,赖氨酸为第一限制性氨基酸。各处理下,干耳的铅、镉含量均符合相应的国家食品安全标准。综上,用8%的竹屑等量替代木屑不仅可用于毛木耳栽培,还能促进子实体的氨基酸积累,提高子实体的鲜味和蛋白营养。

蒸汽爆破预处理提高竹屑糖化效果的研究

采用蒸汽爆破法对制浆备料工段的竹屑进行预处理,探究其对竹屑水解糖化的影响,并对蒸汽爆破前后竹屑的色度、结构及组分进行对比分析。结果表明:最佳工艺条件为竹屑原料含水率55%、爆破压力2.5 MPa、维压时间180 s,在该条件下还原糖含量为12.50%,较未预处理竹屑提高了61.08%;纤维素含量提高了13.98%,且60.63%的半纤维素被保留下来;蒸汽爆破使得竹屑变得蓬松且颜色由黄棕色转为黄褐色,纤维表面出现撕裂现象;纤维主体结构没有改变,纤维素、半纤维素及酸不溶木素的部分结构被破坏,竹屑物料相对结晶度由49.46%增加到55.93%。

蔗糖和水玻璃对竹屑–硫氧镁水泥物理性能和水化反应的影响

为进一步提高硫氧镁(MOS)水泥的强度和耐水性,研究了竹屑作为填充剂,蔗糖和水玻璃作为分散剂对MOS水泥强度和耐水性的影响,通过采用X射线衍射和扫描电镜(SEM)分析了蔗糖和水玻璃对竹屑–硫氧镁水泥水化反应的影响,并在单掺蔗糖和水玻璃的基础上,复掺柠檬酸以对比探究影响机理。结果表明:蔗糖和水玻璃作为分散剂可以有效提高MgO颗粒的分散性,从而延缓水化反应,促进碱式硫酸镁相的生成,延长了竹屑–硫氧镁水泥的凝结时间,提高了强度和耐水性,柠檬酸的改性机制与蔗糖和水玻璃不同,复掺柠檬酸可以促进水化反应生成更高强度的5·1·7相。

竹屑/氯氧镁水泥复合材料性能试验研究

利用竹屑制备氯氧镁水泥复合材料,采用正交试验法研究H_(2)O/MgCl_(2)摩尔比、竹屑掺量、竹屑粒径、硼酸掺量对材料抗压强度、抗折强度及耐水性的影响,并用方差分析讨论了各因素对其力学性能及耐水性的影响规律。研究结果表明:随着H_(2)O/MgCl_(2)摩尔比的增加,材料的抗压和抗折强度呈下降趋势,当H_(2)O/MgCl_(2)摩尔比为15时,材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随竹屑掺量的增加,材料抗压和抗折强度降低;当竹屑掺量为20%时,材料存在较高的抗压和抗折强度值;随竹屑粒径的增大材料抗压和抗折强度降低,竹屑粒径应以16~12目为宜,此时材料的抗压强度值和抗折强度值较高;随硼酸掺量的增加,材料抗压强度和抗折强度有所降低,耐水性提高。综合分析可得:材料的最优组合为A_(1)B_(1)C_(1)D_(2),即当H_(2)O/MgCl_(2)摩尔比为15,竹屑掺量为20%,竹屑粒径为16~12目,硼酸掺量为0.25%时,材料有较好的力学性能和耐水性。

温度对竹屑热解多联产产物特性的影响

为了实现竹屑热解三态产物品质最优化，该文研究了竹屑250～950℃热解多联产的产物分布规律和演变特性，通过分析焦孔隙结构与分形维数演变规律对竹屑热解过程进行了探讨。结果表明，竹屑在较低温度下热解释放出大量的 CO 和 CO2，同时生成乙酸、糠醛和酮类物质；450～650℃之间，木质素大量分解使得 H2和 CH4含量上升，液体产物中苯酚类物质含量迅速增加，并开始出现萘、茚等物质；750℃后挥发分二次反应加剧，CO相对含量升高。650℃前，生物炭比表面积与总孔容积迅速增大，平均孔径逐渐减少，表面分形维数和体积分形维数均增大；650℃后，各参数均表现出相反的变化规律。650℃竹屑热解生物焦具有较好孔隙结构，比表面积可达307.65 m2/g。根据竹屑热解多联产产物分布规律与演变特性，可同时得到具有较高品质的气、液和固三态产物，有利于实现竹屑综合高效利用，为竹屑热解多联产设备的开发与运行提供参考依据。

竹屑热解过程及产物特征研究

以竹屑为原料,选择250~950℃温度范围,在小型固定床反应器上探究竹材热解过程及产物特征。研究发现:随着热解温度的升高,固体焦炭产率减小,气体产率规律与之相反,液体产率先增后减,且在450℃时达到最大(52.28%)。固体焦炭中化学官能团的种类随温度的升高逐渐减少,含量随之减小,650℃之后除苯环结构外,基本无其他官能团,说明竹屑热解主要发生在650℃之前。在较低温度下,热解油中以呋喃类、醛酮类、酚类等含氧化合物为主,气体产物中主要以CO、CO_2为主,当温度超过750℃后,热解油以萘、苊等多环芳烃为主要含量,由于挥发分的二次裂解加剧,使CO和H_2体积分数增大,CH_4比例随温度变化缓慢。

竹屑制备木糖的工艺研究

研究了以竹屑为原料进行水解生产木糖。其制备工艺包括原料的预处理、酸水解、中和、脱色和浓缩。成品经过薄层层析和旋光测定等鉴定确定为木糖。该制备工艺的得率为理论得率的80%。

竹屑磷酸法制取活性炭的研究

研究了以竹屑为原料,采用磷酸为活化剂制取活性炭的方法,所得活性炭产品过渡孔发达,非常适合各类不同分子大小色素的吸附,对柠檬酸等溶液的脱色效果优异。

竹屑及其主要组分低温热解和酸水解蒸馏产物分析

采用乙醇制浆法对毛竹屑的3种主要组分--木聚糖、木质素以及纤维素进行分离,比较竹屑低温热解、竹屑及其三大组成成分酸水解蒸馏产物主要化学成分的异同.结果表明：收集竹屑在120～140℃酸水解的馏分,其甲醇含量低,醋酸和糠醛含量较高;蒸馏产物中醋酸、糠醛主要来源于木聚糖的降解,甲醇则主要来源于木质素的降解,而纤维素酸水解蒸馏产物中只检测出极少量的醋酸和糠醛;竹屑酸水解产生的甲醇、醋酸及糠醛质量都大大高于等质量竹屑中三大组分木聚糖、木质素和纤维素分别进行酸水解产生的相应产物的总和;对分离得到的木聚糖进行酸水解蒸馏可以获得醋酸、糠醛和乙醇含量丰富而甲醇含量很少的优质竹醋.

竹屑粉酚醛树脂复合材料及其力学性能

用热模成型的方法制备竹屑粉酚醛树脂(PF)基复合材料,并对其力学性能特点进行了研究。结果表明:竹屑粉/PF复合材料中的竹屑粉含量和粒度对性能有明显的影响,控制竹屑粉的粒度和分散度能使竹屑粉/PF复合材料取得较好的性能。

竹屑成分测定及其精度分析

作者率领13组学生对竹青、15组学生对竹黄的5个项目的化学成分进行测定。采用区间估计、假设检验等数理统计方法对实验数据进行了分析,得到竹青竹黄的五项成分无明显区别,基本成分为水分11.13%,灰分1.04%,苯醇抽出物6.05%,纤维素41.27%,木质素23.00%。最后对28组实验数据的精度进行了分析,由此给出学生成绩排序的一种方法。

磷酸-复合活化剂法制竹屑活性炭的研究

以竹屑为原料,用磷酸 复合活化剂(由磷酸添加一种酸性化合物A和一种盐类化合物S)法制备活性炭。研究了磷酸 复合活化剂用量、炭活化温度、炭活化时间等对活性炭的得率、灰分和pH值的影响,确定了适宜的制备竹屑活性炭工艺条件:磷酸浓度为38°Be′/60℃、添加剂A2%、添加剂S4%(A和S以磷酸质量分数计)、炭活化温度450℃、炭活化时间3h。在此条件下所得活性炭的得率为36%、灰分含量4.8%、pH值4.6。对竹屑活性炭的吸附性能、比表面积和孔隙性质也进行了分析。结果表明:竹屑活性炭的比表面积为1500m2/g、比孔容积1.10mL/g、平均孔隙半径1.46nm、焦糖脱色率(A法)120%和亚甲基蓝吸附值225mg/g。

竹屑粉UF基复合材料的制备及其力学性能研究

制备了一种竹屑粉脲醛树脂(UF)基复合材料,并对其性能特点进行了研究;介绍了UF基竹屑粉复合材料的制备方法。实验指出:竹屑粉UF基复合材料中的竹屑粉含量和粒度对性能有明显的影响,合理控制竹屑粉的粒度和分散度能使竹屑粉UF基复合材料取得较好的性能。