砷在铜藻中的亚细胞分布及细胞壁吸附作用研究

为揭示铜藻(Sargassum horneri)细胞壁在砷(As)生物吸附中的作用,以铜藻幼苗为研究对象,测定了不同As胁迫浓度(50、100、150、200、250μmol·L^(-1))下细胞亚组分中的As含量变化,并对细胞壁的吸附动力学、细胞壁多糖As吸附效果以及细胞壁多糖傅里叶红外光谱进行了分析研究。结果表明:在低浓度(50μmol·L^(-1))As胁迫时,50.0%的As分布于细胞壁,明显高于其他组分;而在高浓度(≥150μmol·L^(-1))As胁迫时,As优势分布由细胞壁转向细胞可溶组分,细胞壁中的As比例下降至36.4%~37.3%。随着As胁迫浓度升高,细胞壁As含量呈上升趋势,当As胁迫浓度超过100μmol·L^(-1)时,细胞壁As含量上升趋于平缓。细胞壁吸附动力学实验表明酯化改性和甲基化改性可降低细胞壁As吸附的平衡容量,其降幅分别为68.5%和42.9%,同时细胞壁多糖红外光谱分析结果也表明羟基、氨基、羧基、硫酸盐基等官能团为细胞壁As吸附提供了结合位点。细胞壁多糖体外吸附实验表明随着多糖浓度的升高,多糖As吸附率呈上升趋势。研究表明铜藻细胞壁具有重要的As吸附能力,其中多糖官能团是细胞壁吸附As的关键因素,随多糖含量的升高细胞壁可吸附更多的As。

木材细胞壁增强改性研究进展

物理化学改性能够提高木材物理力学性能,主要源于改性剂对木材细胞壁的物理化学作用。因此,从某种意义上讲,木材改性主要是指木材细胞壁的增强改性,通过物理化学等手段,可以有效促进改性剂进入细胞壁,从而增强细胞壁。而近年来先进分析技术在木材改性领域的应用,能够更直观更准确地对木材细胞壁性能变化及改性剂分布进行表征。然而,木材细胞壁增强改性研究仍然存在许多问题,需要更系统更深入的研究。主要从物理增强、化学增强以及纳米技术的应用等方面对木材细胞壁增强改性最新研究进展进行了总结,对存在的问题进行了分析,并对今后的研究方向与可能的突破进行了展望。

木材化学功能改良技术进展与产业现状

木材化学功能改良旨在通过物理或化学的方法(主要是利用热或具有反应活性官能团的低分子单体/低聚体),对木材细胞壁成分进行永久改变和/或对木材细胞腔进行物理填充,由此改善木材的各项物理力学性能,并赋予其特定的新功能,提高木材的附加值,延长木材的使用寿命,从而实现木材的高效节约利用,缓解木材资源紧张的局面。对国内、国际上木材功能改良技术的发展和现状进行系统回顾,介绍炭化处理、乙酰化、氮甲氧基树脂处理、糠醇处理、热固性树脂处理等典型改性技术的原理、产品性能的优缺点及其商业化现状,展望木材功能改良技术发展面临的机遇与挑战。

化学法改良速生木材研究进展

木材是工业和生活中必不可少的天然材料,我国一直是木材及其制品的生产和消费大国。近年来,由于天然林保护工程的实施,木材缺口进一步扩大,供需矛盾尖锐。为了增加木材资源的供应量,我国大力发展了人工速生林,其具有成材时间短,产量高等优点。但人工速生林具有材质疏松、密度小、强度低、不耐腐、尺寸稳定性差等缺点,导致其产品性能较差,附加值低。对速生木材进行改性处理,可以改善其力学性能、耐久性和尺寸稳定性,拓宽速生木材的适用范围,缓解供需矛盾。化学法改良木材不仅能够克服天然木材尤其是速生材原有的缺陷,改善木材的力学性能,而且可以赋予木材阻燃性、耐腐性和疏水性等特定的新功能,提高其商业价值,实现木材的高效利用。化学改性已被认为是一种防止环境对木材破坏和维持其稳定性的有效策略,近几十年来,有关化学法改良木材的研究一直备受关注。化学改性主要是利用木材的多孔结构,通过加压浸渍的方式将改性剂注入木材内,然后在加热或催化剂作用下发生化学反应而固化。众所周知,改性剂只有与木材细胞壁发生化学反应并留存在细胞壁内才会对木材性能有明显的改善效果。因此,近些年来研究者们主要从选择合适的偶联剂和处理工艺方面不断尝试细胞壁改性,从而实现木材性能的有效改善。在木材化学改性技术中只有乙酰化处理、树脂改性和糠醇化处理成功实现了大规模商业化生产,其中乙酰化和糠醇化处理符合细胞壁改性要求。为了提高改性剂与木材细胞壁之间的结合能力,通常会加入甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸和马来酸酐等偶联剂。近两年的研究工作将两步处理法引入到细胞壁改性工艺中。目前,木材化学改性已经实现了细胞壁空间修饰的精确控制,同时在木材较低增重率的条件下实现尺寸稳定性的改善。文章综述了国内外关于木材化学改性的研究进展,重点介绍了热固性树脂改性、石蜡改性、有机单体改性、乙酰化改性、糠醇化改性、氮羟甲基酰胺类化合物改性等对速生木材化学改性的原理及力学性能的影响,并分析了木材化学改良技术目前存在的问题及其未来发展趋势。