臭氧催化氧化处理造纸厂二级生物处理出水

利用臭氧氧化法对造纸厂二级生物处理出水进行深度处理,考察了臭氧发生量、反应时间、反应温度、废水pH值、废水循环速率对造纸废水色度和COD_(Cr)去除率的影响,得出最优的臭氧氧化工艺;在此基础上,采用以不同金属盐为前驱体、掺氮活性炭(AC)为载体的催化剂对废水进行臭氧催化氧化处理。结果表明,在臭氧发生量为3 g/h、反应时间40 min、反应温度为40℃、pH值为原废水pH值、废水循环速率为500 mL/min的条件下,臭氧氧化法可将废水色度降至5 C.U.以下,COD_(Cr)去除率为86.9%;在多种催化剂中,镍基催化剂(Ni@AC)协同臭氧催化氧化可使废水COD_(Cr)去除率达91.7%。

基于湿法造纸工艺制备碳纤维增强热塑性树脂复合材料的研究

本课题提出了一种基于湿法造纸工艺的碳纤维增强热塑性复合材料(CFRTP)的制备方法,实验探究了碳纤维模量、长度、含量和模压工艺对CFRTP力学性能的影响。结果表明,利用湿法造纸工艺制备CFRTP是可行的,碳纤维含量是影响CFRTP力学性能和空隙率的主要因素;当碳纤维含量为30%时,制备的CFRTP性能最好,其拉伸强度为110.07 MPa,弯曲强度为208.59 MPa,缺口冲击韧性42.89 k J/m^2,材料空隙率最低。该方法具有工艺简单、成本低、利于碳纤维回收等特点。

纤维素溶解-填充法制备纸基/离子导体及湿气产电性能

通过常温DMAc/LiCl全溶解纤维素制备纤维素溶液,将其真空填充多孔性纸张,经溶剂再生、冷冻干燥工艺制备多孔纸基网状模板,通过浸渍LiCl水溶液和冷冻盐析构筑纸基/LiCl-再生纤维素离子导体,探讨了制备工艺与外界条件对材料结构和性能的影响。结果表明:8.0 wt%LiCl盐电解质水溶液,可在多孔性纸张内形成致密的纳米再生纤维素/LiCl网状结构,显著提高吸湿能力(ΔW=0.31 g)及离子电导率(24.6 mS/cm),进而提升湿气产电性能(开路电压为0.67 V,短路电流为135.0μA)。

固体酸SO42-/ZrO2催化果糖制备5-羟甲基糠醛

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表明:当焙烧温度高于450℃时,固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)在2θ为30.1°均存在较为明显的四方相晶体结构;随着焙烧温度的升高,催化剂的孔径存在一定程度的增大,但比表面积总体呈降低趋势,酸强度也存在一定程度的降低。在焙烧温度为550℃焙烧3 h时制备的固体酸SZ-550表现出较好的催化性能,用于催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)时,在反应温度为120℃,反应时间为90 min,催化剂用量为30 mg的最佳反应条件下,以二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂,果糖转化率为99.91%,5-HMF的得率为76.01%。XRD分析结果表明:固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)明显的四方相ZrO_(2)结构是其表现出较高催化活性的原因之一。

炭基固体酸协同熔盐水合物催化微晶纤维素选择性生成葡萄糖

以废弃湿巾为炭载体,采用炭化-磺化法制备了炭基固体酸催化剂,分别考察了不同的活化剂和煅烧温度对催化剂酸性位点和孔道结构的影响,通过SEM、FT-IR、XRD、TG等方法对催化剂性能进行表征,并考察其协同熔盐水合物催化微晶纤维素选择性水解为葡萄糖的催化性能。结果表明:以KOH为活化剂和煅烧温度500℃获得的催化剂(CSF-SO_(3)H-K-500)具有较多的酸性位点和较大的介孔结构,有利于催化纤维素水解制备葡萄糖。在LiBr·3H_(2)O反应体系中,当催化剂CSF-SO_(3)H-K-500用量为12.5%时,在140℃条件下反应255 min,葡萄糖得率可以达到75.89%,而5-羟甲基糠醛(5-HMF)得率仅有4.42%,并且在150℃反应2 h时,在较短时间内就可以达到较高的葡萄糖得率(73.41%)以及较低的5-HMF得率(5.33%);另外回收后的催化剂在循环使用6次后仍然具有一定催化活性,此时的纤维素转化率为89.7%,葡萄糖得率为35.9%。

芳纶纸力学性能调控及应用研究进展

芳纶纸是一种具有优异耐热性、耐腐蚀性和耐磨性的新型高性能纸基材料,被广泛应用于航空航天、国防、信息技术、能源和环保等重要领域。本文综述了近年来芳纶纸的改性方法及芳纶纸力学性能调控技术,分析了不同改性方法对芳纶纸力学性能的影响规律,总结了芳纶纸的增强增韧机制,旨在为芳纶纸力学性能优化研究提供参考。同时进一步介绍了芳纶纸的应用研究进展,并对芳纶纸未来发展趋势及面临的挑战进行了展望。

木质素基非异氰酸酯聚氨酯的研究进展

聚氨酯(PU)是用途广泛的聚合物材料之一。目前,以生物质资源为原料,合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的技术受到越来越多的关注。木质素是自然界中储量丰富的天然可再生芳香族聚合物,功能化木质素可用于替代不可持续的石油基原料,开发高附加值的NIPU产品。本文综述了近年来以木质素为原料合成NIPU的方法和策略,介绍了利用木质素及其功能化衍生物合成木质素基NIPU的研究进展,并展望了木质素基NIPU在泡沫材料、木材黏合剂、弹性体、涂料等相关领域的应用潜力。

木质素结构对其纳米化的影响及木质素纳米颗粒的功能性应用

木质素纳米颗粒结构和形态多样、绿色环保且可生物降解,其功能性开发和利用受到了广泛关注。受原料及生产工艺的影响,木质素结构差异较大,相应地影响了其纳米颗粒形态、尺寸、稳定性和化学性质等。本文综述了近年来木质素纳米颗粒的制备方法及其性能和应用的研究进展,重点介绍了木质素的结构特征对木质素纳米颗粒形态与功能性的影响,探讨了木质素纳米颗粒在增强纳米复合材料、紫外屏蔽材料、生物医学材料及食品包装等方面的应用,为其在高附加值生物基材料方面的开发提供一定参考。

泡沫成形法天丝纤维多孔缓冲材料的制备及其性能研究

本研究介绍了一种泡沫成形技术制备多孔缓冲材料的方法,同时利用聚酯纤维(PET纤维)和苯丙乳液增强天丝纤维缓冲材料,实现力学性能的改善。结果表明,当浆浓为3%,pH值=7,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为发泡剂,纯天丝缓冲材料采用质量分数3%苯丙乳液增强,缓冲材料弹性模量可从37.30 kPa提升至116.12 kPa。当使用质量分数9%苯丙乳液增强时,控制天丝纤维与PET纤维(细度17 dtex)质量比为1∶1,缓冲材料弹性模量为46.99 kPa,密度为0.030 g/cm^(3),可保证缓冲材料轻质化的同时,提高回弹性。对缓冲材料进行崩解测试发现,纯天丝纤维缓冲材料和天丝纤维/苯丙乳液增强缓冲材料具有一定的可降解性。

一种适用于多种农业生物质的汽爆高效低能耗预处理工艺的研究

本研究提出了螺旋挤压耦合超低酸喷雾协同瞬时弹射汽爆(SCT/ULAS/ICSE)预处理新方法,以蔗渣、蔗髓、玉米秸秆、玉米芯和小麦秸秆为研究对象,考察了该工艺的预处理效果及能耗影响。研究结果表明:5种原料经螺杆挤压和0.1%(体积分数)H_(2)SO_(4)喷雾处理后,在160℃,5 min,0.618 MPa汽爆条件下,均保留了92%~94%的纤维素。汽爆残渣加酶(酶用量25 FPU/g,以绝干残渣为基准)水解反应72 h后,蔗渣纤维素酶解得率(65.1%),与未处理原料相比提高了44.9%;玉米秸秆半纤维素酶解得率(55.6%)与未处理原料相比提升了45.3%。5种原料水解液中的抑制物均含量极低,其中甲酸和乙酸最高仅0.34 g/L(玉米秸秆)和4.67 g/L(蔗渣)。该预处理工艺处理5种原料消耗的单位能耗总体接近且较低,最高仅为1.4 kJ/g(蔗渣)。

合成碳酸钙分散稳定性调控及其对纸质文献脱酸效果研究

本研究提出了以甲基纤维素为分散助剂,对合成碳酸钙分散体系的粒径和分散稳定性进行调控的研究策略;并将合成碳酸钙分散体系应用于酸化纸质文献脱酸处理,并进行耐老化性能评估。研究发现,黏度为1500 mPa·s的甲基纤维素与氢氧化钙以质量比1∶4在二氧化碳氛围中合成的碳酸钙分散体系具有最佳分散稳定性,碳酸钙的平均粒径为108 nm,静置5天仍保持稳定分散。碳酸钙分散体系处理后的旧书纸张的冷抽提pH值从4.7提升到7.7,碱储量为1.95%碳酸钙当量;经过湿热加速老化14天后,脱酸旧书纸张的冷抽提pH值仍保持7.5,碱储量为1.70%碳酸钙当量;脱酸处理后的旧书纸张机械性能明显高于未处理组,色差<1,对字迹油墨无影响,表明该体系对纸质文献具有优异的脱酸性能,并可赋予其耐老化性能。

木质纤维素泡沫的制备及其力学性能

通过采用DMAc/LiCl溶解法制备一定质量浓度的纤维素溶液,研究了纤维素溶解-再生过程中的氢键重建胶粘策略,将木质纤维素(桉木)颗粒高效绿色粘接构筑高强度木质纤维素泡沫材料。研究结果表明:增加纤维素溶液会提升材料机械强度,优选纤维素质量浓度6%,桉木颗粒质量与纤维素溶液体积比为0.50 g/mL,可获得较佳的压缩强度(23.50MPa)和杨氏模量(11.45 MPa)、拉伸强度为0.87 MPa和高的孔隙率(65.56%)。

五种野生竹材纤维形态及化学成分分析

研究了吊丝竹、梁山慈、四川硬头黄、粉单竹和斜杆思劳竹的纤维形态和化学组成,发现在纤维形态上几种竹子的重量加权长度都大于1.5 mm,纤维长宽比在90~160之间,纤维细胞狭长,是优良的造纸原料。对比化学组成,梁山慈的综纤维素含量最高(64.70%),抽出物(4.35%)、灰分(1.23%)含量较低。进而研究了NaOH-戊醇两相预处理对梁山慈竹分离得到的半纤维素和木质素的化学结构和性质的影响,发现预处理得率、纤维素保留率随着温度上升而下降,半纤维素和木质素脱除率随温度上升而提高。分离的木质素和半纤维素分子量较高,半纤维素主要为阿拉伯木聚糖,含有4-O-甲基葡萄糖醛酸,木质素为典型的竹材HGS型木质素。

2类氨氧化菌的生态特性及其应用研究进展

氮素作为组成生物体的重要元素,一直以其独特的方式在自然界中循环.经典氮循环理论认为细菌的好氧氨氧化是氧化氨氮的唯一途径,然而,随着生物技术的发展,新的氮循环途径被不断发现,其中的古菌好氧氨氧化以及厌氧氨氧化过程,由于其突出的生态及工程应用重要性,成为学术界的研究热点.文章综述氮循环新途径中的厌氧氨氧化以及古菌好氧氨氧化过程的发现及研究现状,并进一步探讨了这2类氨氧化菌的研究及应用前景.

深共熔溶剂在分离提取中的应用

就DESs在分离提取中的应用做一综述,主要包括DESs在分离提取中的应用、提取方法、影响因素以及DESs提取物的回收和DESs回用等方面,并对DESs在分离提取中的应用未来研究方向进行了讨论。

改性硅氧烷增韧酚醛树脂的制备及其在机油滤纸中的应用

以自制含聚醚类侧链的聚硅氧烷为增韧剂,一方面聚氧化乙烯亲水链段的引入,除了起到增韧作用外,还改善有机硅的水溶性,使其能分散在水中,另一方面,侧链中的脂肪族柔性碳链也是传统的增韧结构,起到协同增韧的作用。由此类改性硅氧烷作为增韧剂制备的水溶性酚醛树脂,将其应用于机油滤纸的增强整理。结果表明,浸渍固化滤纸后力学性能相对纯酚醛树脂浸渍的滤纸有较大幅度的提高,其中耐破度可提高25%,抗张强度和挺度也有不同程度的提高,而伸长率和断裂功分别提高了72%和79%,大大减轻了酚醛树脂固化滤纸固有的脆性,提高了加工性能和使用性能。

壳聚糖纳米微粒的制备及其载药性能

本研究采用壳聚糖和海藻酸钠作为载体材料,通过离子交联法和超声辅助法制备了吡虫啉的载药微粒。相比较而言,直接的离子交联法直接冷冻干燥的产物制备过程简单,但制得的产物爆释现象明显,2小时内达到了90%的释放量;采用有机溶剂增溶的方法能够将载药量从10mg/g以下提高到26mg/g,采用超声波辅助的方法制得的微粒载药量高,最高的载药量可超过100mg/g,并且稳定性较好;测试了海藻酸钠及其与壳聚糖形成的聚电解质复合物的载药性能,结果显示相对单独的聚电解质微粒载药效果有所提高。

层层组装法制备纳米级海藻酸钠/聚乙烯亚胺微胶囊及其载药性能

使用碳酸钙作为无机模板,海藻酸钠与聚乙烯亚胺作为胶囊壁材,通过层层自组装法制备了一种新型的纳米微胶囊,并选用环丙沙星作为模型药物研究了纳米微胶囊对药物的包覆与释放性能。结果表明,碳酸钙模板的平均粒径在经过超声和表面活性剂十二烷基磺酸钠处理后达到了432nm;通过扫描电镜观察到海藻酸钠/聚乙烯亚胺微胶囊在模板移除后出现了塌陷的现象,同时也有100nm以下粒径的小尺寸微胶囊及微胶囊表层的褶皱与折叠形貌出现;海藻酸钠/聚乙烯亚胺微胶囊对环丙沙星具有很强的负载能力,最高负载率可达27.96%。

纸基微流控芯片的印刷制造工艺及其在食品安全检测中的应用

目的探究纸基微流控芯片的发展现状,为纸基微流控芯片进一步研发和推广应用提供借鉴和参考。方法通过调研文献,根据检测原理及印刷制备工艺对纸基微流控芯片进行阐述,然后对微流控芯片在食品安全检测中的应用研究进展进行总结。结果纸基微流控芯片适用于比色法、荧光法、电化学法及表面增强拉曼光谱等多种检测方法,印刷制备工艺也呈现多样化发展趋势。纸基微流控芯片检测技术成功应用于食品添加剂、污染物、成分分析及智能食品包装等安全检测领域。结论纸基微流控芯片应用潜力巨大,仍需进一步优化技术工艺以克服制约其发展的潜在瓶颈问题。

木质纤维生物质半纤维素分子模拟应用研究进展

木质纤维生物质资源是重要的可再生生物质资源,主要包含纤维素、半纤维素和木质素。半纤维素含量仅次于纤维素,是一种丰富、可再生的植物资源,其可水解制备重要化学品以及改性制备多功能材料。本文综述了生物质半纤维素分子模拟应用研究进展,从半纤维素大分子形态及其与纤维素结合方式的分子模拟研究和半纤维素制备化学品及材料的分子模拟研究2个方面进行阐述,从模拟结果可以看出半纤维素在细胞壁中与纤维素和木质素的相互作用及其本身的大分子形态对木质纤维生物质三大素的提取利用具有显著影响。分子模拟有利于理解过程机理,对反应效率的提高具有重要理论指导意义。最后对分子模拟在半纤维素研究的发展应用进行了展望,指出目前半纤维素分子模拟的空白领域,主要包括半纤维素液化生产生物油、木糖异构化生产木酮糖、半纤维素与木质素之间的结合方式以及其他的半纤维素基材料等,这些有待进一步的探索与研究。