生物质基光热材料研究进展

通过系统梳理生物质应用于光热转换材料的最新研究进展,具体归纳了生物质碳基材料、生物质复合材料、纤维素材料和木质素材料的制备过程和应用领域,深入阐释了光热转换性能和独特微纳米结构的构效关系,客观探讨了生物质基光热转换材料存在的一些理论问题和技术瓶颈,最后提出了对该领域未来发展的见解。

科教产融合背景下制浆造纸工程专业实验教学体系构建与实践

针对传统实验教学存在的不足,基于科教产融合理念,本文提出了以学生为中心、产学研结合和动态更新为原则的实验教学体系建设思路,通过优化教学内容、改革教学模式和制定实施策略,建成了系统化、创新型的实验教学体系。采用校企合作共建实习实训基地、产学研一体化实验教学和虚拟仿真实验训练等方式,提升了学生实践能力、创新能力和综合素质。应用效果表明,科教产融合背景下的实验教学体系有效提升了学生的培养质量,深化了校企合作,推动了科研成果转化,为制浆造纸工程专业的人才培养提供了有力支持。

生物质基水凝胶功能材料的研究进展

生物质基功能材料具有可持续、可生物降解和无毒性等优点,将生物质组分用于水凝胶功能材料的制备成为材料领域研究的热点。本文对几种生物质组分(纤维素、木质素、淀粉和单宁酸)及其衍生物用于制备水凝胶功能材料的最新研究进展进行了综述,对生物质基组分及其衍生物在水凝胶功能材料中的应用进行总结与展望,以期对新型功能材料的绿色发展提供参考。

可再生高强度纤维素基包装材料制备及其智能化应用

本研究提出了一种高强度可降解纤维素基复合打包带替代传统聚乙烯打包带的可靠策略,采用离子液体溶解制备再生纤维素材料,探讨了石墨烯对其导电性和机械性能的影响,从而制备高强度新型可再生复合打包带,并初步探索了其在智能包装领域的应用前景。结果表明,纤维素含量5%时,制得的再生纤维素丝和再生纤维素膜的拉伸强度分别可达194和74 kPa;双层打包带的最大应力可达26.3 MPa;再生纤维素打包带对于环境湿度和压力变化响应灵敏且具有良好的抗水性和生物降解性;纤维素和石墨烯质量比为1∶1时,纤维素/石墨烯复合材料电导率达0.8 S/m。

碳材料在镁基固态储氢领域中的应用进展

镁基储氢材料因其理论储氢密度高(MgH_(2),7.6%(质量分数))、来源广、成本低的特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一。但MgH_(2)的放氢焓值高(75 kJ/mol)、放氢温度高(>380℃),造成其动力学和热力学性能差,限制了在固态储氢领域的应用和发展。近年来,碳材料因结构多样化、可调控性强、比表面积大、力学性能高和电子传输能力强等优势,在镁基储氢材料的掺杂改性、纳米限域等方面应用广泛,可以有效改善吸放氢温度、循环性能和吸放氢活化能等性能指标,并取得了大量成果。本文主要针对碳材料在镁基储氢材料中的研究现状,归纳了碳材料的合成和改性方法,重点阐述了不同维度碳材料在镁基储氢领域的应用进展,并展望了未来的发展方向。

生物化学机械法制浆过程麦草废渣基棒状颗粒燃料的性能分析

为提高农业废弃物麦草全组分资源化利用效率,本研究将生物化学机械法制浆过程产生的麦草废渣和制浆废液进行混合,利用液压成形技术制备了麦草废渣基棒状颗粒燃料(简称颗粒燃料),探讨了麦渣粒径和废液添加量对颗粒燃料形貌、稳定性、物理性能和燃烧性能的影响。结果表明,颗粒燃料制备的较优工艺条件为:麦渣粒径范围[0.22,0.90)mm,制浆废液添加量36.31%。该条件下制备的颗粒燃料具有较好的稳定性、物理性能和燃烧性能,其松弛密度为1.50 g/cm^(3),抗跌碎性为99.94%,抗渗水性时间为105 min,横向抗压强度为75.1 MPa,径向抗压强度为1.53 MPa,热值为11 715 J/g,燃烧时间可达99 s。

层状双羟基氢氧化物及其衍生物在锂硫电池中的应用

锂硫电池具有超高的理论能量密度、较低的材料成本,是极有前途的下一代储能体系。但硫导电性差、充放电过程中的穿梭效应、体积膨胀、负极锂枝晶等问题造成锂硫电池的比容量低、容量衰减严重、库仑效率差,影响了其实际应用。层状双羟基氢氧化物(LDHs)是一种二维材料,具有可调节的插层结构、可控的表面化学性质和独特的拓扑转换特性,作为储能材料受到了广泛的关注。LDHs对多硫化物具有良好的约束能力,作为锂硫电池正极硫载体可以高效吸附和催化充放电过程中产生的多硫化物,减少多硫化物的迁移,加快氧化还原反应动力学,从而提升锂硫电池的电化学性能。此外,二维LDHs可涂覆于隔膜作为正极与隔膜间的中间层,通过物理作用阻挡多硫化物向负极的迁移,抑制穿梭效应;LDHs用于锂负极可以促进金属锂的均匀成核和沉积。目前LDHs在锂硫电池中应用广泛,本文综述了LDH及其衍生物在锂硫电池中的应用优势,介绍了其在锂硫电池正极、中间层、负极中的应用现状,指出了LDHs材料在锂硫电池中的发展方向。

应用于食品领域的纸基功能性包装材料研究进展

纸基功能性包装材料成本低廉、环境友好,在食品包装领域引起了广泛关注,但其应用仍存在一定的问题。本文系统地综述了应用于食品领域的纸基功能性包装材料的研究进展,探究其实用性,重点总结了应用于食品领域的纸基功能性包装材料在疏水、疏油、抗菌以及智能检测方面的发展趋势,为食品包装领域纸基功能性材料的开发提供理论依据。

生物质基三维多孔异质定形复合相变材料的制备

定形复合相变材料是一种新型复合相变材料,通过控制材料所在周边环境温度及工作热源,实现对温度的调控,克服了新型清洁可再生能源传递能量不稳定、波动性大及间歇性的缺点。其制备简单、使用方便、可循环利用、环境友好,且在相变过程中性能稳定,近年来获得较快发展。将生物质基大豆蜡与食用油合理调配,获得了适宜人类居住温度范围的二元相变芯材;同时利用脱木素的方法脱除木质纤维材料中的木素组分,得到稳定的多孔纤维材料作为支撑载体;再利用真空浸渍对相变芯材进行封装处理,构筑了三维多孔异质定形复合相变材料。实验利用扫描电子显微镜(SEM)、显微CT、孔隙率、X射线衍射仪等,研究材料表面、内部结构和力学性能;利用傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪(DSC)、热重、热导率测试仪、热红外成像仪等,研究材料的储热、控温性能及传导热机制。结果表明,以生物质木纤维多孔材料为主体构筑的三维网络骨架,为相变芯材提供了优异的支撑能力和定形作用,解决了相变芯材易泄露的问题。最后通过搭建房屋模型进行控温实验,验证了该定形复合相变能材料在新型节能建筑及温度智能调节等领域的应用可行性。

基于制浆造纸专业的工科大学生实践能力提升策略与实施过程控制

大学生实践能力是高素质应用型人才培养的关键环节和重要内容,结合我校实施的大学生实践能力提升计划"PAPP"(Practical Ability Promotion Plan),论述了该项工作的重要性和现实意义,并对制浆造纸专业在"PAPP"计划中具体实施时的组织保障、过程管理等方面进行了分析。

制浆纤维原料固废物基颗粒燃料的燃烧性能分析及改善

利用农业废弃草类植物进行制浆造纸可缓解中国制浆造纸工业面临的纤维原料短缺压力,将制浆过程产生的纤维原料废渣和制浆废液溶出物等固体废弃物进行颗粒燃料制备是实现工业固废物资源化利用的有效途径。为了解制浆过程不同纤维原料废渣的燃烧特性,将制浆过程备料工段产生的纤维原料废渣通过压缩成型技术制备了颗粒燃料,利用热重仪、扫描电镜、X射线衍射仪、热分析-红外-气质联用仪对不同纤维原料废渣固废物制备的颗粒燃料的燃烧特性进行了分析比较,研究探讨了添加制浆废液对颗粒燃料燃烧性能的改善效果。结果表明,草类纤维原料废渣基颗粒燃料因不可燃杂质含量较高,固定碳含量较低,其燃烧性能稍差于木材废渣基颗粒燃料;草类纤维原料废渣基颗粒燃料中的碱金属元素与硅元素在高温下反应生成结渣性金属硅酸盐类颗粒灰分;草类废渣基颗粒燃料因不可燃杂质含量较高导致固定碳不完全燃烧,增加了燃烧排放气体中CO气体成分。基于资源化利用制浆过程溶出物和改善颗粒燃料的燃烧性能,将10.28%固形物含量的制浆废液/麦草废渣混合物压缩制备颗粒燃料,颗粒燃料的综合燃烧指数为2.50×10^(-7)%^(2)/(min^(2)·℃~3),燃烧活化能为59.88 kJ/mol,与麦草废渣基颗粒燃料相比,燃烧指数提高了171.74%,燃烧活化能降低了22.72%,麦草废渣基颗粒燃料的燃烧性能得到明显改善。研究结果可为制浆造纸过程固体废弃物的资源化利用提供理论参考。

植物基水凝胶复合材料的应用研究进展

论述了近几年植物基复合水凝胶功能材料在生物医学(包括生物传感器、医用材料、药物输送载体和组织修复)、超级电容器和水处理领域的最新应用研究进展。植物组分的添加将进一步拓宽多功能水凝胶材料的应用领域,对实现多功能水凝胶材料的绿色和可持续发展具有重要意义。

多功能纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料的研究进展

纳米纤维素具有良好的生物相容性和无毒性,基于纳米纤维素的新一代水凝胶伤口愈合材料研究逐渐成为热点,但用纳米纤维素制备水凝胶伤口愈合材料面临诸多挑战,如愈合材料的自愈合、促细胞增殖、抗菌和可注射性能的提高等。本文对纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料以上性能的提高研究进行了综述,重点讨论了纳米纤维素经改性、交联、复合等技术制备纳米纤维素基水凝胶的过程与方法,总结了合成机理并展望了纳米纤维素基水凝胶伤口愈合材料多功能化的发展趋势。

基于熔盐水合物预处理的木质纤维生物质精炼研究进展

熔盐水合物(molten salt hydrate,MSH)具有易制备、成本低、沸点高、蒸汽压低、环境友好等特点,在木质纤维生物质精炼领域展现出广阔的应用前景。本文主要综述了MSH预处理技术在木质纤维生物质组分分离及高值化利用方面的研究进展,并总结了MSH预处理技术在目前木质纤维生物质精炼研究发展中存在的不足及未来的发展方向,以期为木质纤维生物质的精炼研究提供借鉴。

生物基聚氨酯泡沫材料研究进展

在石化资源日趋稀少的背景以及全世界号召“绿色生活”的时代主题之下,生物基聚氨酯泡沫材料逐渐走进人们的视野,各种生物基替代产品逐渐被发掘研究,像植物油、腰果壳油、玉米秸秆以及其他生物基可再生的绿色环境友好型原料来合成多元醇或异氰酸酯,作为聚氨酯材料的主要原料,合成聚氨酯前体,再对其生物基聚氨酯前体进行各种化学改性修饰后发泡,以此得到各种不同类型的聚氨酯泡沫材料。本文对近年来各种生物基聚氨酯泡沫材料的研究进行了总结,重点介绍了不同类型的生物基多元醇的制备、改性后对泡沫材料的影响。

山东省大蒜有机元素检测与分析

本试验以山东省65个大蒜样本为研究对象,采用有机元素分析仪对不同地区及品种大蒜中C、H、N和S共4种有机元素进行了测定,并分析了有机元素与大蒜中主要含硫化合物的相关性。结果表明,山东省大蒜中C、H、N和S平均含量分别为41.80%、6.30%、2.81%和0.83%,与其他蔬菜相比整体含量较高。不同品种、产地大蒜中有机元素含量均存在显著差异,东营、临沂和潍坊大蒜4种有机元素最为丰富,济宁大蒜中4种有机元素含量相对较低;相较于其他品种,鲁蒜一号大蒜中C、H、N、S含量较为丰富。N和S元素与大蒜中主要的含硫化合物存在较强的正相关性,后期可以作为预测大蒜中主要含硫化合物含量水平的特征性指标,从而实现大蒜品质的快速评价。

糠醛渣基磁性多孔炭的制备及其吸附性能研究

以糠醛渣为原料,通过氯化镍浸渍和氯化锌活化制备了糠醛渣衍生的磁性多孔炭。结果表明,制备的多孔炭不仅具有磁性,还含有丰富的官能团和多孔结构;当浸渍后原料与氯化锌的质量比为1∶2时,比表面积达1051 m^(2)/g,45℃下对亚甲基蓝的吸附量可达732.5 mg/g,且吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。

生物质基缓冲包装材料制备工艺的研究

随着人们环保意识的不断增强和绿色贸易壁垒对包装材料要求的日益严格,开发可降解型缓冲包装材料已成为学者们的研究热点。本文以农作物废弃物为主要原料,采用机械搅拌一步成型法制备环保型生物质缓冲包装材料,深入研究了制备工艺对材料发泡效率及产品密度、结构和强度的影响;通过对发泡过程实时监测及产品微观形貌分析,得到气泡与纤维的分布规律,并对生物质发泡材料的微孔成型过程及其机理进行初步探讨。

木质素基多功能共晶凝胶的制备及传感应用

以碱木质素(AL)和纤维素纳米晶体(CNC)为原料,低共熔溶剂(DES)为溶剂,制备了多功能共晶凝胶(DES-AL-CNC)。利用FTIR、SEM、EDS对DES-AL-CNC共晶凝胶的结构、机械性能、自恢复性能、黏附性能、抗干燥性和导电性能、抗紫外和透光性能、应变传感性能进行了测试。结果表明,共晶凝胶的断裂应变达852%,拉伸强度达542 kPa,具有良好的黏附性能(对玻璃的黏附强度高达32 kPa)、抗紫外性能和抗干燥性能(65℃存放7d后失重率<10%)。此外,共晶凝胶表现出高应变灵敏度(GF=1.74)、快速响应时间(500 ms)和恢复时间(500 ms),其可组装成柔性应变传感器用于实时监测人体的各项生理活动,同时作为生物电极可连续稳定地传输心电和肌电信号,拓宽了柔性可穿戴电子设备的应用。

木质素基复合膜的研究进展

木质素作为自然界中储量最为丰富的芳香族聚合物,可以赋予复合膜材料良好的机械强度,以及抗氧化、抗紫外等功能。本文介绍了木质素结构特点和改性方法,重点论述了木质素及其衍生物在聚合物复合膜材料中应用的研究进展,包括木质素作为填充物增强复合膜材料的机械性能,以及木质素作为改性剂提高复合膜材料的阻隔性和热稳定性等;展望了木质素及其衍生物应用于高性能复合膜材料的研究方向及应用潜力。