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林产化学与工业 2022年第3期42卷 90-96页

作者：郭晓亮祁思迈王春鹏储富祥王基夫中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业局和草原局林产化学工程重点实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

将脂松香(GR)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)合成脂松香基甲基丙烯酸酯(GRGMA),然后通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成乙基纤维素-脂松香-油脂基聚合物(EC-R-LMA),并采用FT-IR、^(1)H NMR、DSC、TG/DTG、应力-应变测试对GRGMA及EC-R-LMA... 详细信息

将脂松香(GR)与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)合成脂松香基甲基丙烯酸酯(GRGMA),然后通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成乙基纤维素-脂松香-油脂基聚合物(EC-R-LMA),并采用FT-IR、^(1)H NMR、DSC、TG/DTG、应力-应变测试对GRGMA及EC-R-LMA的结构和性能进行表征。研究结果表明:单体转化率均高于90%;随着GRGMA摩尔分数从10%增加至70%,EC-R-LMA的T^(g)从-61.3℃升高至62.58℃;当GRGMA摩尔分数从30%升高至35%,EC-R-LMA拉伸强度从0.41 MPa升高至0.50 MPa,经交联后,交联聚合物(BMI-EC-R-LMA)拉伸强度分别升高至1.04和1.27 MPa;此外,当GRGMA和LMA物质的量之比为1∶9和2∶8时,T^(g)分别为-61.3和-52.9℃,可用作压敏胶(PSA),GRGMA充当PSA的硬单体,而不是增黏树脂。GRGMA摩尔分数从10%升高至20%,压敏胶180°剥离强度从0.56 N/cm升高至1.08 N/cm,持黏性能从2 h升高至大于72 h。

关键词：脂松香乙基纤维素原子转移自由基聚合压敏胶

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生物质改性纤维素水凝胶的研究进展

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现代化工 2023年第10期43卷 24-29,35页

作者：冯雪贞王超张海波宋湛谦商士斌中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042 北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

综述了由环糊精、海藻酸盐、木质素、甲壳素和明胶改性的纤维素水凝胶;介绍了其在医药、工业(包括吸附和传感)和农业领域中的应用;同时,对其发展趋势进行了总结与展望。

关键词：纤维素水凝胶材料生物质改性

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含偶氮苯基团的松香基阴离子表面活性剂的合成及其性能研究

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林产化学与工业 2022年第3期42卷 57-64页

作者：叶圣丰翟兆兰商士斌宋湛谦中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

以改性松香马来海松酸为原料,通过D-A加成、酰亚胺化等一系列方法合成了一种含偶氮苯基团的松香基表面活性剂4-马来海松酸乙酯基偶氮苯酚钠(E-MPA-AZO-Na),并采用FT-IR和NMR表征其化学结构,通过采用表面张力法、尼罗红(NR)荧光探针法和... 详细信息

以改性松香马来海松酸为原料,通过D-A加成、酰亚胺化等一系列方法合成了一种含偶氮苯基团的松香基表面活性剂4-马来海松酸乙酯基偶氮苯酚钠(E-MPA-AZO-Na),并采用FT-IR和NMR表征其化学结构,通过采用表面张力法、尼罗红(NR)荧光探针法和偏光显微镜分析了它的表面活性和泡沫性能。研究结果表明:E-MPA-AZO-Na的临界胶束浓度(C_(cmc))低至0.035 mmol/L,达到C_(cmc)时的表面张力(γ_(cmc))为47.11 mN/m,最小截面积(a_(min))为1.35 nm^(2),具有良好的表面活性。E-MPA-AZO-Na的浓度为0.375、0.750和1.500 mmol/L时均可形成稳定的泡沫。随着浓度的增加,E-MPA-AZO-Na的发泡性越好,泡沫粒径越小,形成的泡沫也越稳定;各浓度对应的泡沫半衰期分别为1292、1770和2534 min,具有突出的稳泡性能。

关键词：松香基表面活性剂合成泡沫性能

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水性超支化环氧树脂的合成及应用

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精细化工 2022年第3期39卷 611-617页

作者：李帅张坤王义刚陈洁聂小安中国林业科学研究院林产化学工业研究所/生物质化学利用国家工程实验室/国家林业局林产化学工程重点开放性实验室/江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 南京林业大学森林资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

以丙三醇三缩水甘油醚和二甘醇为原料,合成了水性超支化环氧树脂HE-32。以己二酸和二乙烯三胺为原料,合成了水性聚酰胺PA236,将其接枝到HE-32上得到了改性水性聚酰胺PA236G。向PA236G水溶液中加入其质量2%的水性固化剂906得到粘缸剂CA-2... 详细信息

以丙三醇三缩水甘油醚和二甘醇为原料,合成了水性超支化环氧树脂HE-32。以己二酸和二乙烯三胺为原料,合成了水性聚酰胺PA236,将其接枝到HE-32上得到了改性水性聚酰胺PA236G。向PA236G水溶液中加入其质量2%的水性固化剂906得到粘缸剂CA-21。采用^(1)HNMR、^(13)CNMR、FTIR、GPC、TG对HE-32、PA236和PA236G进行了表征和性能测试,对CA-21进行了薄膜性能和力学性能的测试。结果表明,聚合物已成功合成,且PA236已成功接枝到HE-32上。PA236G的热稳定性大幅提高,CA-21的平均剪切强度可达0.17311 MPa,对基材的平均附着力可达171.2 N,分别约是市售产品1(主要成分为改性聚酰胺环氧氯丙烷树脂)的2.06倍和1.84倍,具有作为粘缸剂使用的潜力。

关键词：水性聚酰胺水性环氧树脂起皱粘缸剂造纸化学品

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K/Ca催化木屑水蒸气气化制取富氢合成气

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林产化学与工业 2023年第1期43卷 15-24页

作者：任菊荣苏允泓孙云娟应浩杨中志许乐中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏省生物质能源与材料重点实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037 东南大学能源与环境学院江苏南京210096

研制KOH/白云石复合催化剂,以松木屑为原料,在固定床气化炉中进行水蒸气气化实验,考察催化剂制备条件、反应温度、水蒸气流量、催化剂用量对气化合成气气体组分、产气率、产氢率及碳转化率等气化特性评价指标的影响,并对所研制的K/Ca复... 详细信息

研制KOH/白云石复合催化剂,以松木屑为原料,在固定床气化炉中进行水蒸气气化实验,考察催化剂制备条件、反应温度、水蒸气流量、催化剂用量对气化合成气气体组分、产气率、产氢率及碳转化率等气化特性评价指标的影响,并对所研制的K/Ca复合催化剂进行SEM、XRD和孔隙结构分析。研究表明:K元素很好地负载在白云石上。由KOH质量分数6%、K/Ca物质的量比2∶1和煅烧温度900℃制备的K/Ca复合催化剂的催化性能最好。气化温度从600℃增加到750℃,H_(2)体积分数由40.70%增加至59.09%,产氢率由16.38 g/kg增加至90.64 g/kg,但继续升高温度会造成催化剂活性下降使得H_(2)体积分数和产氢率均有所下降。水蒸气流量由0.4 mL/min增加至1.0 mL/min时,H_(2)体积分数由52.75%增加至59.09%,产氢率由68.14 g/kg增加至90.64 g/kg,进一步增加水蒸气流量则会造成系统热量损失,使得H_(2)体积分数和产氢率均有不同程度的下降。催化剂与松木屑质量比值为0.3 g/g时,H_(2)的体积分数为59.09%,产氢率为90.64 g/kg;当质量比值增加到0.6 g/g时,H_(2)的体积分数降低至58.50%,产氢率提高到103.18 g/kg,继续增加质量比,二者变化趋势明显缓慢,即催化反应基本达到平衡。综合考虑各方面影响,K/Ca复合催化剂催化松木屑水蒸气气化的最佳条件为反应温度750℃、水蒸气流量为1.0 mL/min,催化剂与原料质量比值为0.6 g/g,此时产物气中H_(2)体积分数为58.50%,产氢率为103.18 g/kg,低位热值为10.94 MJ/m^(3),碳转化率为83.25%。

关键词：生物质气化催化剂富氢合成气

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肉桂多糖的结构分析及抗氧化活性研究

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林产化学与工业 2022年第3期42卷 34-40页

作者：李胜男程贤毕良武曾维星陈玉湘赵振东中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

为探讨肉桂多糖的抗氧化活性,将肉桂水提物(CE)除蛋白得到粗多糖,通过纤维素DE-52离子柱和丙烯葡聚糖凝胶S-300进行分级分离得到肉桂中性多糖(CNP)。经凝胶渗透色谱(GPC)法测定CNP的相对分子质量(M_(r)),柱前衍生高效液相色谱法测定肉... 详细信息

为探讨肉桂多糖的抗氧化活性,将肉桂水提物(CE)除蛋白得到粗多糖,通过纤维素DE-52离子柱和丙烯葡聚糖凝胶S-300进行分级分离得到肉桂中性多糖(CNP)。经凝胶渗透色谱(GPC)法测定CNP的相对分子质量(M_(r)),柱前衍生高效液相色谱法测定肉桂中性多糖的单糖组分,通过甲基化法和核磁共振法测定其单糖的连接方式,采用体外化学模型研究CNP对DPPH·和ABTS^(+)·的清除作用。研究结果表明:CNP的重均相对分子质量(M_(w))为3630;主要的单糖为葡萄糖;单糖的3种连接方式为1,4,5-Ac_(3)-2,3,6-Me_(3)-Glu、1,5-Ac_(2)-2,3,4,6-Me_(4)-Glu、1,5,6-Ac_(3)-2,3,4-Me_(3)-Glu。CNP清除自由基测定结果表明:在质量浓度为2 g/L时,CNP对DPPH·的清除率达到最大为84%,ABTS^(+)·的清除率达到60%。虽然CNP对自由基的清除率比Vc低,但当CNP质量浓度较高(0.5 g/L)时对DPPH·的清除作用与Vc相当。因此CNP抗氧化活性良好,具有很好的开发价值。

关键词：肉桂多糖分离纯化结构分析抗氧化活性

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木质素基多孔炭材料的制备及应用研究进展

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林产化学与工业 2022年第1期42卷 131-138页

作者：侯兴隆许伟刘军利中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

木质素是无定型态的高度交联的多酚芳香族聚合物,来源广泛,碳含量丰富,适合用于多孔炭材料的制备。将木质素用于制备多孔炭是实现资源化利用,解决木质素难以大量高效利用而造成环境污染问题的重要途径。本文主要介绍了近些年来,以木质... 详细信息

木质素是无定型态的高度交联的多酚芳香族聚合物,来源广泛,碳含量丰富,适合用于多孔炭材料的制备。将木质素用于制备多孔炭是实现资源化利用,解决木质素难以大量高效利用而造成环境污染问题的重要途径。本文主要介绍了近些年来,以木质素为炭前驱体,通过物理、化学活化法制备出的以微孔为主的活性炭及采用模板法制备出的介孔炭材料工艺研究情况,对比分析了不同方法制备的多孔炭材料的孔道结构及形貌特点,以及其应用在吸附、催化和电化学方面取得的进展。

关键词：活化模板法吸附催化电化学

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AlCl_(3)促进毛竹低共熔体系预处理效率的研究

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林产化学与工业 2022年第2期42卷 56-62页

作者：程金元詹云妮黄晨邓拥军房桂干中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

研究了一种AlCl_(3)辅助的低共熔溶剂(DES)预处理毛竹的方法。合成了以氯化胆碱和AlCl_(3)为氢受体,愈创木酚为氢供体的低共熔溶剂,考察了低共熔溶剂中AlCl_(3)用量对毛竹原料的化学组成、物料得率和后续酶水解效率的影响,结果表明:随着... 详细信息

研究了一种AlCl_(3)辅助的低共熔溶剂(DES)预处理毛竹的方法。合成了以氯化胆碱和AlCl_(3)为氢受体,愈创木酚为氢供体的低共熔溶剂,考察了低共熔溶剂中AlCl_(3)用量对毛竹原料的化学组成、物料得率和后续酶水解效率的影响,结果表明:随着AlCl_(3)用量的增加,预处理物料木聚糖和木质素含量逐渐降低,葡聚糖含量升高,葡聚糖酶水解得率显著提高。当AlCl_(3)用量为1.32%(摩尔分数),氯化胆碱、愈创木酚和AlCl_(3)物质的量比为25∶50∶1)时,预处理效果达到最佳,预处理物料得率为57.16%,葡聚糖和木聚糖回收率分别为95.95%和12.84%,木质素脱除率为74.88%,葡聚糖酶水解得率由未添加AlCl_(3)时的11.16%提高到96.20%,表明AlCl_(3)可以有效促进DES体系对毛竹中木聚糖和木质素的溶解。通过XRD、SEM和FT-IR分析对预处理后物料进行表征。XRD分析结果表明预处理物料的结晶度随着AlCl_(3)用量的增加逐渐增加,主要是由于木质素和木聚糖组分逐渐被脱除,而纤维素组分无明显破坏;SEM分析结果发现预处理后物料纤维出现碎片化和团聚现象,随着AlCl_(3)用量的增加原料组分被逐渐溶解和破坏;FT-IR分析结果也进一步证明,预处理后的物料中纤维素含量的增加,伴随着木聚糖和木质素含量逐渐减少。

关键词： AlCl_(3) 低共熔溶剂毛竹酶水解

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磷酸法木质素基活性炭的制备及其电化学性能研究

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林产化学与工业 2022年第2期42卷 31-38页

作者：郭奇许伟刘军利中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037

以杨木木质素为原料,采用磷酸活化法制备中孔发达的活性炭,并利用孔结构分析、XRD、拉曼光谱,研究了活化温度(400~900℃),以及磷酸与木质素质量比(浸渍比,1∶1~4∶1)对活性炭LAC-x-y(x代表浸渍比值,y代表活化湿度)结构的影响,通过电化... 详细信息

以杨木木质素为原料,采用磷酸活化法制备中孔发达的活性炭,并利用孔结构分析、XRD、拉曼光谱,研究了活化温度(400~900℃),以及磷酸与木质素质量比(浸渍比,1∶1~4∶1)对活性炭LAC-x-y(x代表浸渍比值,y代表活化湿度)结构的影响,通过电化学表征手段,探讨了炭材料的电化学性能与其结构的关系。孔结构分析结果表明:提升温度和浸渍比有利于活性炭中孔的形成,但过高的温度会导致孔隙结构的坍塌,过高的浸渍比会导致灰分的增加,从而导致活性炭性能降低。XRD和拉曼光谱结果表明:提升温度有助于提高活性炭的石墨化程度,而增加浸渍比会导致石墨化程度的降低。在活化温度为800℃、浸渍比为2∶1的条件下,制得的活性炭LAC-2-800表现出最佳的结构性能,比表面积1031 m^(2)/g,中孔率61%,平均孔径3.31 nm。使用该活性炭作为超级电容器电极材料时,在1 A/g的电流密度下比电容达到165 F/g,且在10 A/g的电流密度下比电容仍有136 F/g。在1 A/g的电流密度下,在循环5000次后,比电容值能保持在初始值的78.1%。

关键词：杨木木质素磷酸中孔活性炭超级电容器

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抗冻大豆蛋白基凝胶电解质的制备及应用

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林产化学与工业 2023年第2期43卷 36-42页

作者：杨福生王定坤王发鹏刘美红南静娅王春鹏中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏省生物质能源与材料重点实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心江苏南京210042 南京林业大学江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210037 杭州钢铁集团有限公司浙江杭州310022

以大豆蛋白(SPI)、丙烯酰胺(AAm)和ZnCl_(2)为原料,热引发聚合制备了一种具备抗冻特性的大豆蛋白基凝胶电解质材料,探究了温度对材料离子电导率和力学性能的影响,并分析了其作用机制。研究结果表明:该凝胶电解质具有优异的抗冻性能,其中... 详细信息

以大豆蛋白(SPI)、丙烯酰胺(AAm)和ZnCl_(2)为原料,热引发聚合制备了一种具备抗冻特性的大豆蛋白基凝胶电解质材料,探究了温度对材料离子电导率和力学性能的影响,并分析了其作用机制。研究结果表明:该凝胶电解质具有优异的抗冻性能,其中ZnCl_(2)的引入形成了大量Zn^(2+)的溶剂化结构,破坏了水分子间的氢键,降低了凝胶电解质的凝固点;凝胶基体和盐离子的协同作用赋予了凝胶电解质高压缩回弹性和耐疲劳强度。对凝胶电解质的低温离子电导率分析表明:ZnCl_(2)≥5 mol/kg,凝胶电解质在-30℃的低温下离子电导率仍有3.65×10^(-3) S/cm。对凝胶电解质的低温力学性能分析发现:凝胶电解质在-30℃下经历应变为80%的100次压缩循环后仍能保持结构完整,应力保持率>85%,塑性变形率为15%。同时,利用凝胶电解质组装的电化学电容器表现出良好的耐低温性能,电流密度5 A/g下,器件在-30℃下仍能够正常工作,其电容保持率达83.2%,在-30℃下经历10000次循环充放电电容保持率达92%。

关键词：凝胶电解质抗冻性能压缩回弹耐疲劳强度电容保持率

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