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林产化学与工业 2024年第4期44卷 139-148页

作者：李蓓王傲孙康刘晓静姚东瑞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、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042 江苏省中国科学院植物研究所江苏南京210014

随着水资源短缺、能源紧张等问题的日益加剧,高效低耗的电容去离子(CDI)脱盐技术逐渐得到广泛重视。然而,CDI技术现在仍处于研究和发展的初期阶段,并未在工业界广泛应用。本文结合CDI技术现有的应用进展,首先介绍了CDI技术的电极材料和... 详细信息

随着水资源短缺、能源紧张等问题的日益加剧,高效低耗的电容去离子(CDI)脱盐技术逐渐得到广泛重视。然而,CDI技术现在仍处于研究和发展的初期阶段,并未在工业界广泛应用。本文结合CDI技术现有的应用进展,首先介绍了CDI技术的电极材料和装置构型,并指出各类电极材料和装置构型在应用中面临的挑战。然后,综述了全球现有CDI公司的发展现状及CDI技术的应用领域,对CDI技术在循环冷却水处理、市政生活废水回用等领域的应用进行了具体分析,并对应用中浓盐水排放问题进行了进一步分析讨论。最后,对CDI技术在水处理应用中的挑战进行归纳并对发展趋势进行了展望。

关键词：电容去离子技术活性炭苦咸水淡化电极材料

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生物基席夫碱自修复聚氨酯的制备与性能研究

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 71-78页

作者：樊旭董阜豪刘鹤蒋建新宋湛谦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 北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

动态共价键是一种能在特定条件下断开并复原的化学键。其中,席夫碱是一种由醛和胺类化合物缩合形成的动态共价键。通过1,8-对䓝烷二胺(MD)的氨基与香草醛的醛基反应合成了一种生物基席夫碱化合物(MV/S),用乙二胺代替MD合成了无脂肪环的... 详细信息

动态共价键是一种能在特定条件下断开并复原的化学键。其中,席夫碱是一种由醛和胺类化合物缩合形成的动态共价键。通过1,8-对䓝烷二胺(MD)的氨基与香草醛的醛基反应合成了一种生物基席夫碱化合物(MV/S),用乙二胺代替MD合成了无脂肪环的席夫碱化合物(EV/S),并以MV/S和EV/S为扩链剂制备了自修复的席夫碱聚氨酯膜(PU/SM和PU/SE),同时以不添加MV/S和EV/S时制备的不含席夫碱的聚氨酯(PU/BDO)为空白对照探讨MD对自修复聚氨酯性能的影响,采用多种测试方法对聚氨酯的结构、力学性能和自修复性能进行分析。研究结果表明:PU/SM的拉伸强度为30.7 MPa,与PU/BDO相比,拉伸强度提高了20.1 MPa。TG/DTG分析发现:MD的引入能显著提高PU/SM的耐热性;在相同温度下对比发现,PU/SM的松弛时间相比PU/SE明显减小,说明MD的引入促进了动态共价键的交换速率。与PU/SE相比,PU/SM的松弛速率较快,并且活化能(E_(a))降低了35.84 kJ/mol。自修复性能测试结果表明:与PU/BDO和PU/SE相比,PU/SM具有更优异的自修复性能,剪断后的PU/SM膜在80℃加热24 h的自修复率达到了77%。

关键词： 1,8-对䓝烷二胺松弛时间自修复环境友好

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活性炭改性及其对模拟废润滑油的净化性能

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化工进展 2024年

作者：徐茹婷赵剑孙康卢辛成蒋剑春苏忠高刘军利陈子标苏子寒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福建博海材料技术有限公司

以商品活性炭为原料，采用双氧水、硝酸、氨水、乙二胺四乙酸二钠对其进行改性，研究了改性活性炭对模拟废润滑油的净化性能，探讨了活性炭孔结构及表面化学性质对其净化性能的影响机制；进一步研究了活性炭复配聚氨酯制备碳基滤清器对... 详细信息

以商品活性炭为原料，采用双氧水、硝酸、氨水、乙二胺四乙酸二钠对其进行改性，研究了改性活性炭对模拟废润滑油的净化性能，探讨了活性炭孔结构及表面化学性质对其净化性能的影响机制；进一步研究了活性炭复配聚氨酯制备碳基滤清器对模拟废润滑油的净化性能。结果表明：氨水(NH3·H2O)和乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)改性可显著增强活性炭对废润滑油的净化性能，特别是0.03 mol/L EDTA-Na2改性，磨损金属元素吸附量和有机污染物吸附量较未改性活性炭提高了28%和94%，且2次再生后净化性能仍高于未改性活性炭。活性炭对废润滑油的净化性能与其微孔、中孔和表面含氮官能团有关，中孔增加有助于有机污染物和磨损金属元素去除，微孔增加有助于有机污染物去除，表面掺杂吡啶氮增强净化性能。活性炭与聚氨酯经复配、成型、封装制得碳基滤清器，对废润滑油净化效果显著，具有用于废润滑油再生及汽车发动机滤清器的潜力。

关键词：活性炭改性模拟废润滑油净化性能碳基滤清器

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Cu(Ⅱ)结合对3种黄酮醇分子结构与抗氧化活性影响的理论分析

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林产化学与工业 2024年第4期44卷 130-138页

作者：管勤昊汤丽华徐曼张亮亮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、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042 华侨大学先进碳转化技术研究院福建厦门361021

为揭示黄酮醇与Cu(Ⅱ)之间的相互作用机制,进而提升黄酮醇-Cu(Ⅱ)配位化合物的抗氧化活性,采用密度泛函理论B3LYP方法,分析了羟基去质子化及结合Cu(Ⅱ)对水溶液中3种林源膳食黄酮醇山奈酚、槲皮素、杨梅素分子结构与抗氧化活性的影响。... 详细信息

为揭示黄酮醇与Cu(Ⅱ)之间的相互作用机制,进而提升黄酮醇-Cu(Ⅱ)配位化合物的抗氧化活性,采用密度泛函理论B3LYP方法,分析了羟基去质子化及结合Cu(Ⅱ)对水溶液中3种林源膳食黄酮醇山奈酚、槲皮素、杨梅素分子结构与抗氧化活性的影响。结果表明:羟基去质子化后,黄酮醇分子内其他O—H键键长减小、苯环结构二面角发生改变、分子偶极矩增加、最高占有分子轨道(HOMO)与最低未占有分子轨道(LUMO)能级差(ΔE)减小、分子内其他羟基氢原子正电荷数减小;结合Cu(Ⅱ)后,黄酮醇分子内其他O—H键键长增加、二面角与偶极矩改变、ΔE减小、氢原子正电荷数增大。研究还发现:去质子化后的黄酮醇主要通过改变分子结构和减小ΔE提升离子活性,于去质子化位点形成较高负电势,从而通过静电相互作用与Cu(Ⅱ)发生配位;结合Cu(Ⅱ)后的黄酮醇主要通过增加键长、改变分子结构、增加氢原子正电荷数促进与自由基结合,减小ΔE提升分子活性,增强其抗氧化能力。

关键词：密度泛函理论林源膳食黄酮醇分子结构抗氧化

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林源饲料和添加剂技术现状及展望

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林产化学与工业 2023年第1期43卷 1-14页

作者：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省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

我国是世界上第一大饲料生产国和消费国,巨大的饲料生产及消费量需要庞大的原料量,饲料粮供给紧张,人地矛盾问题凸显,2021年仅饲用大豆原料累计进口已达9 652万吨。发展林源饲料部分替代粮食饲料,能有效缓解饲料粮供需矛盾,推动农林牧... 详细信息

我国是世界上第一大饲料生产国和消费国,巨大的饲料生产及消费量需要庞大的原料量,饲料粮供给紧张,人地矛盾问题凸显,2021年仅饲用大豆原料累计进口已达9 652万吨。发展林源饲料部分替代粮食饲料,能有效缓解饲料粮供需矛盾,推动农林牧高质量融合发展。本文归纳总结了我国林源饲料及添加剂中植物蛋白饲料、昆虫蛋白饲料、功能性低聚糖类饲料添加剂、提取物类饲料添加剂的制备及开发利用技术,充分分析了产业发展中主要存在的资源利用率低、产业核心技术缺乏、科技支撑薄弱、产业基础脆弱等瓶颈问题,在产业发展规划、科技创新体系、政策扶持等方面提出了全面发展林源饲料及添加剂产业的政策建议。

关键词：林源饲料添加剂蛋白饲料功能性低聚糖林源提取物

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油茶皂素化学修饰与溶血性的构效关系研究

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林产化学与工业 2025年第1期45卷 81-88页

作者：李胜男程贤李盼盼陈玉湘蒋建新毕良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 北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

为阐明油茶皂素及其衍生物与溶血活性的构效关系,为油茶皂素结构修饰提供理论指导,从而为油茶皂素药物开发提供理论基础。以油茶皂素为原料,通过酸水解、碱水解和还原反应合成油茶皂素化学修饰产物,基于红外光谱(FT-IR)、电喷雾-质谱(ES... 详细信息

为阐明油茶皂素及其衍生物与溶血活性的构效关系,为油茶皂素结构修饰提供理论指导,从而为油茶皂素药物开发提供理论基础。以油茶皂素为原料,通过酸水解、碱水解和还原反应合成油茶皂素化学修饰产物,基于红外光谱(FT-IR)、电喷雾-质谱(ESI-MS)和核磁共振氢谱(1H NMR)对目标产物进行结构表征,并测试了油茶皂素及其修饰产物的溶血活性。采用密度泛函理论方法(DFT)在B3LYP/6-311++G**水平上对油茶皂素代表性化合物山茶皂素B2(camellia saponin B2)进行量子化学计算,基于化合物的几何结构、自然布居分析(NPA)电荷、前线分子轨道等参数深入研究油茶皂素结构与溶血活性之间的关系。产物的结构表征结果发现:红外光谱中碱水解产物的羟基峰强度增加,而酯基官能团的羰基峰强度减弱,表明在碱水解过程中酯基被还原为羟基。溶血活性测试结果表明:油茶皂素及其修饰产物的溶血率具有浓度依赖性,随着化合物质量浓度的增加,溶血率逐渐增加;相同质量浓度时,油茶皂素碱水解产物的溶血率明显低于原料、酸水解产物和还原产物,推测油茶皂素的酯基官能团对其溶血活性起着重要作用;0.25 g/L时,碱水解产物的溶血率为41.81%。此外DFT计算结果表明:camellia saponin B2的溶血活性位点位于苷元上的酯基部位,因此碱水解能够通过消除酯基基团而降低油茶皂素的溶血活性。

关键词：油茶皂素化学修饰结构表征溶血活性构效关系

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响应面优化皂角刺皂苷超声波辅助提取工艺及其降血糖活性

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林产化学与工业 2023年第2期43卷 12-18页

作者：刘勇张彩虹谢普军邓叶俊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省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

在单因素试验基础上,采用响应面法优化超声波辅助提取皂角刺皂苷的最佳工艺,并考察了最佳提取工艺下提取物对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性。实验结果表明:皂角刺总皂苷超声波辅助提取的最佳工艺为液料比16∶1(mL∶g)、乙醇体积分... 详细信息

在单因素试验基础上,采用响应面法优化超声波辅助提取皂角刺皂苷的最佳工艺,并考察了最佳提取工艺下提取物对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性。实验结果表明:皂角刺总皂苷超声波辅助提取的最佳工艺为液料比16∶1(mL∶g)、乙醇体积分数60%、超声波时间80 min和提取温度50℃,在此条件下皂角刺总皂苷得率为13.28%±0.25%。最佳工艺下的提取物对α-葡萄糖苷酶的半数抑制质量浓度(IC 50)值为(0.146±0.019)g/L,强于阳性对照阿卡波糖IC 50值((0.48±0.18)g/L);当提取物质量浓度为2 g/L时,对α-淀粉酶抑制率可达35.13%±0.58%,表明皂角刺具有开发成为Ⅱ型糖尿病药物的潜力。

关键词：皂角刺皂苷响应面 α-葡萄糖苷酶 α-淀粉酶

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桐油改性胺的制备及其在环氧防腐涂料中的应用性能

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林产化学与工业 2023年第6期43卷 107-112页

作者：姚娜杨小华夏建陵李梅张燕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

为提升多元胺固化剂的柔韧性、耐腐蚀性、耐水性和低温固化性,以桐油为原料经酯交换、弗里德-克拉夫茨取代、曼尼希碱缩合、酰胺化反应合成一款新型桐油改性胺(TPH)固化剂,对其物化指标进行了表征,测试了单官能团(苄基缩水甘油醚)和双... 详细信息

为提升多元胺固化剂的柔韧性、耐腐蚀性、耐水性和低温固化性,以桐油为原料经酯交换、弗里德-克拉夫茨取代、曼尼希碱缩合、酰胺化反应合成一款新型桐油改性胺(TPH)固化剂,对其物化指标进行了表征,测试了单官能团(苄基缩水甘油醚)和双官能团(1,4-丁二醇二缩水甘油醚)活性稀释剂的添加量对环氧防腐涂料涂层性能的影响,以及涂膜的机械力学性能、防腐性能,并与腰果酚酚醛胺(PCD)固化漆膜的性能进行比较。研究结果表明:防腐涂料中稀释剂添加量为10%时,TPH漆膜的表干时间和实干时间分别为40和90 min,其冲击柔韧性80 cm、柔韧性1 mm、硬度5H、耐冲击性≥40 cm,耐热性(150℃±3℃,4 h)漆膜轻微起泡、不脱落,耐湿热(47℃±1℃、相对湿度96%±2%、1000 h)和耐盐雾(1500 h)无生锈、无气泡、无变色,耐航空煤油(168 h)硬度达4H、耐4109发动机润滑油(121℃±3℃,24 h)和耐15#液压油(66℃±3℃,24 h)表现为漆膜不起泡,不脱落,耐溶剂性能优良。与PCD漆膜相比,TPH漆膜具有优异的冲击柔韧性、硬度、耐高低温性以及耐溶剂性能。

关键词：桐油改性胺腰果酚酚醛胺机械力学性能防腐性能

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基于动态酯键的烷二胺基Vitrimer的制备及其性能研究

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林产化学与工业 2023年第2期43卷 73-79页

作者：代松林徐亚洲张海波赵振东王婧陈玉湘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

利用烷二胺合成环氧化烷二胺(EMDA),与桐马酸酐(EMA)反应制备了基于动态酯交换机理的生物基类玻璃高分子(vitrimers)材料。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、动态热机械分析(DMA)、热重(TG)分析和万能试验测试机等仪器对材料进行表征及... 详细信息

利用烷二胺合成环氧化烷二胺(EMDA),与桐马酸酐(EMA)反应制备了基于动态酯交换机理的生物基类玻璃高分子(vitrimers)材料。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、动态热机械分析(DMA)、热重(TG)分析和万能试验测试机等仪器对材料进行表征及测试。实验结果显示:材料拉伸强度最高达到35 MPa,断裂拉伸率达到12%,5%质量损失温度最高达到264℃,玻璃化转变温度(T_(g))最高达到119℃,其交联密度随着环氧化烷二胺用量的增加先增加后降低;且材料具有基于T_(g)的形状记忆能力和在180℃发生交联结构拓扑重排的能力。通过乙醇胺与材料中酯键的反应实现材料的降解,并通过凝胶渗透色谱(GPC)证明材料在130℃反应8 h能够被降解为数均相对分子质量(M_(n))为2594,多分散性指数(PDI)为1.09的低聚物。

关键词：生物基类玻璃高分子动态酯交换形状记忆可降解

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木瓜籽肽-锌螯合物的制备、结构表征及稳定性研究

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林产化学与工业 2023年第5期43卷 73-80页

作者：邓叶俊黄立新张彩虹谢普军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

为提高Zn^(2+)稳定性及生物利用度,以木瓜籽为原料,通过酶水解制备木瓜籽肽(CQSP),经超滤获得5个不同分子质量范围的多肽组分,并制备CQSP-Zn螯合物。考察了蛋白酶种类和多肽分子质量对Zn^(2+)螯合率的影响,运用氨基酸组成分析、红外光谱... 详细信息

为提高Zn^(2+)稳定性及生物利用度,以木瓜籽为原料,通过酶水解制备木瓜籽肽(CQSP),经超滤获得5个不同分子质量范围的多肽组分,并制备CQSP-Zn螯合物。考察了蛋白酶种类和多肽分子质量对Zn^(2+)螯合率的影响,运用氨基酸组成分析、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱对螯合物结构特征进行表征,并探究了CQSP-Zn在不同pH值和消化阶段的溶解度。研究结果表明:碱性蛋白酶水解的分子质量<1000 u的CQSP对Zn^(2+)螯合率最高,为83.26%。红外光谱、紫外光谱及荧光光谱分析表明:CQSP与Zn^(2+)间产生了相互作用,CQSP中的—NH、CH 2、C O、C—N、—COOH可能参与了对Zn^(2+)的螯合。相对于无机ZnSO 4,CQSP-Zn在pH值2.0~8.0及模拟胃肠道消化过程中具有更高的溶解度,pH值为8.0时,CQSP-Zn的Zn^(2+)溶解度为73.85%,达到ZnSO 4的11.19倍;在pH值为7.5的模拟肠液中,消化第0 min时CQSP-Zn的Zn^(2+)溶解度为65.86%,显著高于ZnSO 4的16.24%,表明CQSP-Zn具有作为Zn^(2+)增补剂的潜力。

关键词：肽螯合物模拟消化生物利用度

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