燃料乙醇炼制系统优化与碳减排研究进展

生物质是丰富可再生的碳源,以糖、淀粉、秸秆纤维素或其他生物质原料高效生产燃料乙醇,可减少化石能源的需求,其中以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇具有广阔的发展前景。与化石能源相比,燃料乙醇具有环保、经济、可再生的优势,但其在生产工艺技术、经济效益和环境影响等方面仍需要深入研究。近年来,通过开展燃料乙醇炼制系统优化及全生命周期分析研究,有力地促进了燃料乙醇技术进步,推动了燃料乙醇碳减排相关研究。文章主要论述了近年来燃料乙醇生产技术的发展,重点对燃料乙醇系统的模拟优化和碳减排研究进展进行了总结,并对燃料乙醇发展趋势进行了展望,以期为燃料乙醇的可持续发展提供参考。

秸秆类生物质预处理技术的研究进展

秸秆类生物质是一种廉价、可持续、丰富的可再生原料,其高值化利用是当今世界的研究热点,其预处理过程是生物质向糖类、生物燃料等附加值产品转化的关键步骤。对近年来秸秆类生物质预处理技术进行了综述,介绍了物理法、化学法以及生物法等预处理方法,为有效分离半纤维素、纤维素和木质素提供参考,并总结了各种预处理方法的优缺点,对未来预处理的研究方向进行了展望。

粗甘油生物基聚氨酯材料的制备及吸附性能研究

以生物质基粗甘油为主要原料,采用一锅法合成粗甘油基多元醇,进一步发泡制备了聚氨酯泡沫材料。在此基础上,利用甲基三氯硅烷对泡沫材料进行疏水改性,制备出改性聚氨酯吸油材料。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜和热重分析对改性前后泡沫的结构形貌、热稳定性和接触角进行表征,测试了改性聚氨酯吸油材料吸油性能。结果表明:经疏水改性后在泡沫表面合成了聚硅氧烷,水接触角由130°增大至140°,提高了吸油材料疏水性能。改性聚氨酯吸油材料对乙醇、甲醇、氯仿等8种有机物的吸附量范围为16.7~45.2 g/g。经循环使用50次后,吸油材料对柴油和大豆油的吸附量分别为最高吸附量的95.8%和97.6%,表现出优异的吸油性能。

PEMP萃取剂萃取La(Ⅲ)性能研究

为了寻找一种稀土绿色冶金工艺,对聚甲基膦酸乙二醇酯(PEMP)萃取剂在稀土萃取中的性能进行探究,考察稀释剂种类、萃取剂浓度、体系温度以及初始水溶液酸度等对萃取镧的影响。结果表明,萃取过程是放热过程,在弱酸性条件下萃取La(Ⅲ)效果最佳,从而避免了使用强酸介质的中性萃取剂所带来的环境污染问题。萃取过程中盐析剂的加入有利于镧的萃取,在低酸度条件下,有利于La(Ⅲ)和其它稀土离子的分离。在一定浓度范围内,PEMP浓度的增大有利于La(Ⅲ)的萃取,萃取机理是中性络合萃取。

PEMP/AC对Ce(Ⅲ)的吸附性能研究

为寻求一种新型稀土富集分离工艺,通过浸渍法将自制甲基膦酸乙二醇酯低聚物(PEMP)负载到活性炭(AC)上,通过傅里叶红外光谱(FTIR)对PEMP/AC吸附Ce(Ⅲ)前后的结构进行表征,考察了吸附时间、吸附温度、初始水溶液酸度对吸附效果的影响。结果表明,在较低酸度条件下,PEMP/AC对Ce(Ⅲ)有着较好的吸附效果,符合Freundlich等温吸附模型;最佳饱和吸附容量为126.3mg/g,液膜扩散为吸附主控步骤;吸附过程是放热的,因此应在较低温度下进行吸附;稀盐酸对PEMP/AC洗脱效果的影响明显。

“新基建”促进农业数字化转型:作用机理与政策选择

随着农业现代化发展需求的不断加强,农业数字化转型成为必然选择,而农业“新基建”作为农业数字化转型道路上的主要动能,成为当前农业发展的建设重点。本文通过研究农业数字化转型过程,明确其对农业“新基建”的主要需求,依据发展需求及农业“新基建”具体内容,详细分析了“新基建”对农业数字化转型的作用机理,并依据建设过程中的现实困境,提出相应对策建议。

糠醛渣分级转化制备分散剂和吸水性树脂

采用分级转化策略,首先将糠醛渣中的木质素组分制备成木质素基分散剂(LS),在糠醛渣用量100 g、去离子水用量1000 g,反应温度70℃、反应时间3 h、氢氧化钠用量6.5 g、亚硫酸钠1.6 g、甲醛0.2 g的条件下得到的木质素基分散剂的分散力为105%。以分离得到的纤维素残渣制备吸水性树脂,探究了反应温度、引发剂过硫酸铵(APS)用量、交联剂N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)用量、复合单体丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)总用量对吸水性树脂吸水倍率的影响。在丙烯酸中和度为60%,引发时间0.5 h,复合单体用量9 g,引发剂用量1.3 g,交联剂用量0.05 g,反应温度52℃,接枝共聚反应时间3 h的优化条件下,吸水性树脂的吸水倍率达到64.6 g/g。FT-IR分析表明AM、AA和纤维素残渣发生了接枝反应;SEM表明反应生成了交联网状结构的产物;热重分析说明AA和AM的引入提高了吸水性树脂的热稳定性;XRD表明AA、AM的接枝反应发生在纤维素残渣的骨架上。

粗甘油基复合聚氨酯吸油泡沫的制备

以粗甘油为主要原料,采用一锅法合成了粗甘油基多元醇,并与聚醚多元醇330N和3628进行复配,制备粗甘油基聚氨酯吸油泡沫。考察了粗甘油基多元醇添加量、异氰酸酯指数和发泡剂用量对泡沫材料性能的影响,优化了吸油泡沫的合成配方,并对泡沫进行了红外光谱和扫描电镜表征。研究结果表明:在粗甘油基多元醇添加量25%,聚醚多元醇330N添加量55%,聚醚多元醇3628添加量20%,水添加量4%(以多元醇总质量计),异氰酸酯指数为0.90的条件下合成的粗甘油基复合聚氨酯泡沫与商业多元醇聚合成的聚氨酯泡沫官能团结构和骨架结构相似,复合吸油泡沫对不同有机物的吸油倍率分别为乙醇15.1 g/g、甲醇14.7 g/g、氯仿40.9 g/g、二氯甲烷43.7 g/g、丙酮18.0 g/g、甲苯19.2 g/g、大豆油9.0 g/g、柴油11.2 g/g、煤油12.0 g/g。与未添加粗甘油多元醇的聚氨酯泡沫相比,复合泡沫对甲醇的吸油倍率降低了3.29%,但对其余有机物的吸油倍率均显著提高,吸油倍率提高率在13.53%~46.34%之间。