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工程塑料应用 2024年第4期52卷 23-28页

作者：霍淑平刘贵锋霍美玉金灿吴国民孔振武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/江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心南京210042

针对木质素分子结构复杂、反应活性低、高值化利用不足等问题,从木质素高效可控降解、分子结构定向化学修饰以及复合功能化等方面出发,开展了木质素可控氢化降解以及基于木质素低聚物衍生聚氨酯泡沫(PUFs)材料的制备及性能调控研究。以N... 详细信息

针对木质素分子结构复杂、反应活性低、高值化利用不足等问题,从木质素高效可控降解、分子结构定向化学修饰以及复合功能化等方面出发,开展了木质素可控氢化降解以及基于木质素低聚物衍生聚氨酯泡沫(PUFs)材料的制备及性能调控研究。以Ni/ZrO_(2)/Hβ为催化剂,对木质素进行部分还原降解获得了高酚羟基含量的活性木质素低聚物,继而经氧丙基化改性,制备了高反应活性的木质素低聚物多元醇(LOP),通过^(31)P NMR和^(1)H NMR表征分析了木质素低聚物及LOP,探讨了木质素低聚物改性前后的结构变化。将LOP与大豆油多元醇复配构建了全生物基PUFs材料,考察了LOP的结构及用量等对PUFs材料的微观结构、形貌及其物理化学性能的作用与影响规律,探明了不同性能木质素低聚物衍生PUFs材料的制备工艺。研究结果表明,LOP的加入会导致PUFs材料的泡孔减小,闭孔率增加,进而有效改善PUFs力学性能和高温热稳定性,通过对LOP用量的调节,可实现不同强度PUFs的高效制备(压缩强度0.27~0.65 MPa)。

关键词：木质素低聚物多元醇聚氨酯泡沫

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pMDI对豆粕胶黏剂固化行为的影响

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林产化学与工业 2025年第2期45卷 109-115页

作者：叶韧王楚楚王春鹏储富祥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

针对豆粕胶黏剂(豆胶)固化速度慢的问题,利用聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(pMDI)作为豆粕胶黏剂的固化促进剂,探究pMDI对豆胶固化行为的影响。利用流变实验分析豆胶固化过程中的模量变化,采用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法计算豆胶固化... 详细信息

针对豆粕胶黏剂(豆胶)固化速度慢的问题,利用聚亚甲基二苯基二异氰酸酯(pMDI)作为豆粕胶黏剂的固化促进剂,探究pMDI对豆胶固化行为的影响。利用流变实验分析豆胶固化过程中的模量变化,采用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法计算豆胶固化过程中的表观活化能,同时通过红外对豆胶固化前后的化学结构进行了表征,热重(TG)实验分析了pMDI的添加对豆胶热稳定性的影响。研究结果表明:豆胶在整个固化过程中储能模量随pMDI添加量增加项快速增加,从初始的200 Pa提高至10^(6) Pa。pMDI的添加可以有效降低豆胶所需的固化温度,pMDI添加量5%(SPM5)时,豆胶固化阶段的表观活化能从91.3 kJ/mol降低至45.0 kJ/mol。FT-IR和流变行为分析表明,pMDI与大豆蛋白之间发生交联反应,且反应后期,大豆蛋白与大豆多糖会发生美拉德反应,促进了豆胶的固化。热重分析可知,为获取最佳固化效果,豆胶的固化温度不宜超过160℃。

关键词：大豆蛋白流变固化动力学

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β-水芹烯异构制备α-松油烯的研究

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林产化学与工业 2024年第4期44卷 45-50页

作者：王婧陈玉湘赵振东李海兵冯盛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、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042 普洱市思茅区森盛林化有限责任公司云南普洱665099

对β-水芹烯酸催化异构制备α-松油烯的工艺进行了研究,结果表明:三甲基溴硅烷(TMSBr)因酸性适中对β-水芹烯表现出良好催化效果,但其对α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、苧烯和异松油烯等单萜烯催化效果不佳;助剂30%(质量分数)H_(2)O_(2)因... 详细信息

对β-水芹烯酸催化异构制备α-松油烯的工艺进行了研究,结果表明:三甲基溴硅烷(TMSBr)因酸性适中对β-水芹烯表现出良好催化效果,但其对α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、苧烯和异松油烯等单萜烯催化效果不佳;助剂30%(质量分数)H_(2)O_(2)因其所含的水可使TMSBr转化为H+从而催化异构反应进行,并通过对H+的扩散作用减少副反应发生,此外H_(2)O_(2)自身酸性对反应起到辅助催化效应,这3方面特性极大提升了反应效率。β-水芹烯异构制备α-松油烯的较佳工艺条件为:β-水芹烯0.1 mol、TMSBr 0.002 mol、30%H_(2)O_(2)0.1 mol、反应温度100℃、反应时间6 h,此条件下原料转化率为88.4%,产物选择性为94.0%。

关键词： β-水芹烯 α-松油烯展松松节油催化异构三甲基溴硅烷

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氯化胆碱/1,4-丁二醇/AlCl_(3)三元低共熔体系提高毛竹预处理效率的研究

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林产化学与工业 2023年第3期43卷 108-114页

作者：刘旭泽詹云妮赵梦珂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协同创新中心江苏南京210042 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

以毛竹为原料,采用氯化胆碱(ChCl)/1,4-丁二醇(BDO)/AlCl_(3)低共熔溶剂(DES)体系,在90~130℃和固液比1∶4(g∶g)条件下对毛竹进行预处理,探讨了木质纤维高原料装锅量的DES反应体系在不同温度下对毛竹化学组分、酶水解效率和木质素回收... 详细信息

以毛竹为原料,采用氯化胆碱(ChCl)/1,4-丁二醇(BDO)/AlCl_(3)低共熔溶剂(DES)体系,在90~130℃和固液比1∶4(g∶g)条件下对毛竹进行预处理,探讨了木质纤维高原料装锅量的DES反应体系在不同温度下对毛竹化学组分、酶水解效率和木质素回收率的影响。研究结果表明:随着预处理温度的增加,预处理物料木聚糖和木质素质量分数逐渐降低,葡聚糖质量分数升高,酶水解效率显著提高。温度为110℃时,预处理效果最佳,此时预处理物料回收率为59.24%,葡聚糖、木聚糖回收率分别为91.38%和27.03%,木质素脱除率为69.72%,葡聚糖酶水解得率几乎接近100%,表明ChCl/BDO/AlCl_(3)三元低共熔溶剂体系可以极大提高对毛竹的预处理效率。进一步研究表明:通过有机溶剂溶解及沉淀再生的方法,可回收预处理液中90%以上的木质素,且回收的木质素纯度可达99.26%。通过物料衡算发现毛竹各组分可有效分离与转化。

关键词：高原料装锅量低共熔溶剂酶水解木质素

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银杏种仁分离蛋白水解产物的制备及其抗氧化活性研究

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 27-32页

作者：王翔张彩虹蒋建新谢普军黄立新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 北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 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

采用碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶和米曲霉蛋白酶对银杏种仁分离蛋白(GBSPI)进行水解,并通过体外DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基清除实验评价GBSPI水解产物的抗氧化活性。研究结果表明:碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶和米曲霉蛋白酶水解... 详细信息

采用碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶和米曲霉蛋白酶对银杏种仁分离蛋白(GBSPI)进行水解,并通过体外DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基清除实验评价GBSPI水解产物的抗氧化活性。研究结果表明:碱性蛋白酶、菠萝蛋白酶和米曲霉蛋白酶水解产物的得率分别为93.60%、60.00%和46.80%,水解度分别为13.76%、6.28%和5.55%。3种酶水解产物对DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基均具有较好的抑制作用,其中,碱性蛋白酶水解产物具有最强的抗氧化活性,其对DPPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基的IC 50值分别为5.29、0.35和7.01 g/L。

关键词：银杏种仁水解产物水解度抗氧化活性

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NiMoRe/HZSM-5催化剂的制备及其催化脂肪酸甲酯加氢脱氧

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 119-126页

作者：郭效博江文夺侯文彪赵平徐俊明刘朋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省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042 西南林业大学西南地区林业生物质资源高效利用国家林业和草原局重点实验室云南昆明650233 广西梧州日成林产化工股份有限公司广西梧州543000

使用浸渍法制备了5 kg NiMoRe/HZSM-5催化剂,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-OES)等表征手段对催化剂进行理化性质分析,并对该催化剂用于硬脂酸甲酯加氢脱氧反应的最佳条件进行探究。研究结... 详细信息

使用浸渍法制备了5 kg NiMoRe/HZSM-5催化剂,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-OES)等表征手段对催化剂进行理化性质分析,并对该催化剂用于硬脂酸甲酯加氢脱氧反应的最佳条件进行探究。研究结果表明:相比3种商用催化剂,NiMoRe/HZSM-5中金属Ni具有较小颗粒,且分散均匀,BET比表面积(S_(BET))更大,为239.1 m^(2)/g,具有更好的催化活性。在温度260℃、0.3 g催化剂用量、反应时间4 h、初始H 2压力3 MPa的最优反应条件下,原料转化率和烷烃选择性均为100%,且催化剂稳定性较佳,第5次循环原料转化率仍高达96.1%,加氢脱氧(HDO)反应的选择性(S HDO/DCO),即HDO反应与脱羧脱羰(DCO)反应的比值由1.2降至0.56。将催化剂NiMoRe/HZSM-5用于脂肪酸甲酯无溶剂条件下的加氢脱氧反应放大实验后进行中试,采用2.8 L固定床对25 kg脂肪酸甲酯进行连续加氢性能评价,经过15循环后脂肪酸甲酯的转化率达到98%。

关键词：脂肪酸甲酯中试加氢脱氧烃基生物柴油

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机器学习在生物质烘焙研究中的现状及展望

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林产化学与工业 2024年第6期44卷 1-10页

作者：刘海云孙云娟徐卫陈义峰汪东黄萍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 中石化南京化工研究院有限公司江苏南京210048

生物质资源丰富,对生物质进行烘焙预处理后,再利用机器学习(ML)对烘焙生物质进行燃料分级有利于实现生物质能源的规模化应用。本文介绍了机器学习算法在医疗诊断、图像识别、自然语言处理等领域的分类学方面的应用,重点综述了其对烘焙... 详细信息

生物质资源丰富,对生物质进行烘焙预处理后,再利用机器学习(ML)对烘焙生物质进行燃料分级有利于实现生物质能源的规模化应用。本文介绍了机器学习算法在医疗诊断、图像识别、自然语言处理等领域的分类学方面的应用,重点综述了其对烘焙生物质的产物能量及固体产物产量等的预测效果。最后,根据机器学习分类和预测的相互转化,展望了未来将机器学习的分类技术用于烘焙生物质分类的前景。

关键词：生物质烘焙机器学习原料分类

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水热液化制备5-羟甲基糠醛的碳稳定同位素分馏研究

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林产化学与工业 2023年第1期43卷 63-71页

作者：程琴沈娟章蔡燕燕叶俊午紫阳谭卫红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

对比了不同碳稳定同位素组成原料在水热液化制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程中碳稳定同位素分馏特征,研究原料的碳稳定同位素组成对5-HMF产率的影响。结果表明:木薯淀粉水热液化制备的5-HMF的最大产率为33.90%,高于玉米淀粉的29.93%,杨木... 详细信息

对比了不同碳稳定同位素组成原料在水热液化制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)过程中碳稳定同位素分馏特征,研究原料的碳稳定同位素组成对5-HMF产率的影响。结果表明:木薯淀粉水热液化制备的5-HMF的最大产率为33.90%,高于玉米淀粉的29.93%,杨木纤维素(P-C)最大产率为31.00%,高于玉米秸秆纤维素(CS-C)的30.76%,竹粉和杨木的最大产率分别为13.00%和13.80%,高于玉米秸秆和玉米芯(分别为11.60%和12.53%)。在反应时间为15 min时,不同原料的反应速率如下:木薯淀粉0.301 g/(L·min)大于玉米淀粉0.128 g/(L·min),P-C为0.513 g/(L·min)大于CS-C的0.386 g/(L·min),竹粉0.133 g/(L·min)大于杨木0.124 g/(L·min),大于玉米芯0.117 g/(L·min),大于玉米秸秆0.097 g/(L·min)。δ_(^(13)C)值较小的原料(木薯淀粉、P-C、杨木、竹粉)反应过程中的δ_(^(13)C)值在反应初期的变化速率大于δ_(^(13)C)较大的原料(玉米淀粉、CS-C、玉米秸秆和与玉米芯)。水热过程中存在稳定同位素动力学效应,^(13)C同位素较富集的原料参与反应需要的能量更多,反应速率慢,5-HMF的产率低。液化过程中结构简单的原料稳定同位素分馏影响较大;液化程度越大,δ_(^(13)C)的变化程度越大。

关键词：水热液化木质纤维素生物质碳同位素分馏 5-羟甲基糠醛单体同位素分析

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纳米纤维素构建超疏水材料研究进展

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化工进展 2022年第8期41卷 4303-4313页

作者：詹洵陈健杨兆哲吴国民孔振武沈葵忠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省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

纳米纤维素表面富含活性羟基,具有高度的亲水性和吸水性,这在很大程度上成为影响纳米纤维素在工业上大规模应用的主要因素。对纳米纤维素表面的活性羟基进行化学修饰提高其疏水性,日益成为国内外学者研究的热点。本文在简要阐述超疏水... 详细信息

纳米纤维素表面富含活性羟基,具有高度的亲水性和吸水性,这在很大程度上成为影响纳米纤维素在工业上大规模应用的主要因素。对纳米纤维素表面的活性羟基进行化学修饰提高其疏水性,日益成为国内外学者研究的热点。本文在简要阐述超疏水材料基本特征和制备方法的基础上,对比了不同超疏水材料制备方法(模板法、喷涂法、沉积法、刻蚀法)的优劣,重点介绍了国内外学者利用纳米纤维素构建超疏水材料(气凝胶、纸张、涂层、薄膜等)在生物医学、造纸工业、油水分离、食品包装、储能材料等不同领域的研究进展,归纳并分析了目前纳米纤维素构建超疏水材料在改性方式和性能提升等方面仍存在的问题,同时指出了纳米纤维素构建超疏水材料未来将朝着过程无污染化、工艺简化、稳定性优化等方向发展。

关键词：纳米纤维素超疏水材料气凝胶涂层薄膜

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龙凤檀磷酸法活性炭的孔径分布与吸附性能的构效关系

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林产化学与工业 2023年第1期43卷 51-56页

作者：马名哲孙昊孙康范孟孟张燕萍蒋剑春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

以硬杂木龙凤檀的加工剩余物为原料,研究了磷酸活化法的活化温度、磷酸质量分数和浸渍比对龙凤檀活性炭吸附性能的影响,通过N_(2)吸附-脱附等温线对活性炭的结构进行分析,并根据吸附理论和DFT孔径分布图,拟合计算出活性炭有效孔道所占... 详细信息

以硬杂木龙凤檀的加工剩余物为原料,研究了磷酸活化法的活化温度、磷酸质量分数和浸渍比对龙凤檀活性炭吸附性能的影响,通过N_(2)吸附-脱附等温线对活性炭的结构进行分析,并根据吸附理论和DFT孔径分布图,拟合计算出活性炭有效孔道所占的孔容积与液相吸附性能(碘吸附值、亚甲基蓝吸附值和焦糖脱色率)的构效关系。研究结果表明:在磷酸质量分数60%、磷酸溶液与龙凤檀浸渍比3∶1(mL∶g)、活化温度500℃、活化时间120 min的条件下,磷酸活化法制备的龙凤檀活性炭具有最佳的吸附性能和优异的孔隙结构,碘吸附值为841 mg/g,亚甲基蓝吸附值为270 mg/g,焦糖脱色率为120%,比表面积为1516 m^(2)/g,总孔容为1.145 cm^(3)/g,均优于软杂木杉木制备得到的活性炭。应用密度泛函理论(DFT),计算出龙凤檀活性炭不同孔径区间对应的孔容积,经过理论分析和拟合计算,发现碘吸附值与孔径在1.0~2.7 nm之间的孔容积、亚甲基蓝吸附值与孔径在1.7~5.0 nm之间的孔容积、焦糖脱色率与孔径在2.7~6.3 nm之间的孔容积有着很好的线性关系(R2>0.95),表明活性炭的孔隙结构分布与其液相特征吸附性能之间具有很好的关联度。

关键词：龙凤檀磷酸法活性炭孔径分布液相吸附线性拟合

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