检索结果-内蒙古大学图书馆

高等学校化学学报 2023年第2期44卷 124-134页

作者：王鹏飞富文豪孙少妮曹学飞袁同琦北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

以纤维素纳米晶(CNC)为模板,酚醛树脂为碳源,KOH为活化剂,通过高温碳化制备了多级孔炭材料.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对合成的一系列炭材料进行了表征.结果表明,前驱体中CNC的降解... 详细信息

以纤维素纳米晶(CNC)为模板,酚醛树脂为碳源,KOH为活化剂,通过高温碳化制备了多级孔炭材料.采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对合成的一系列炭材料进行了表征.结果表明,前驱体中CNC的降解会形成与CNC直径相当的介孔,KOH活化则会导致炭材料产生大量的微孔和大孔,以及部分4 nm左右较小尺度的介孔,所制备炭材料呈现明显的多级孔特性,其比表面积达554.7 m^(2)/g,总孔体积为0.323 cm^(3)/g.以CNC为模板,KOH活化的炭材料作为电极材料时,在1.0 A/g电流密度下其比电容达202.8 F/g,当电流密度升高至40.0 A/g时,其电容保持率仍达69%,表明该炭材料具有优异的倍率性能;由该电极材料组装的超级电容器在10000次充放电循环后,电容保持率达95%以上,具有良好的循环稳定性.

关键词：炭材料介孔模板纤维素纳米晶超级电容器

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木质纤维LCC化学键在不同处理过程中的断裂机理研究进展

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林业工程学报 2025年第1期10卷 1-11页

作者：朱宇童李海潮胡愈诚苗国华许凤北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

以木质纤维生物质替代化石资源是解决当今环境问题的重要手段。木质纤维生物质细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素3种组分通过复杂的相互作用形成,其中,木质素与半纤维素之间复杂的化学键是导致木质纤维原料顽抗性的主要原因之一,同... 详细信息

以木质纤维生物质替代化石资源是解决当今环境问题的重要手段。木质纤维生物质细胞壁主要由纤维素、半纤维素和木质素3种组分通过复杂的相互作用形成,其中,木质素与半纤维素之间复杂的化学键是导致木质纤维原料顽抗性的主要原因之一,同时也是木质纤维素化学中最有争议的话题之一。目前木质纤维生物质处理和主要组分分离及转化技术已经取得了一定的进步,但总体上难以在保留木质素和半纤维素结构完整的前提下完全断裂木质素⁃碳水化合物复合体(LCC)化学键连接,进而导致大规模生物质精炼生产燃料、生物基化学品和材料仍然较困难。LCC中常见化学键在中性、酸性、碱性等不同的溶剂体系中反应性能不同,因此,需要针对不同的化学键设计绿色高效的处理方法,从而实现其精准选择性断裂,进而阐明LCC化学键选择性断裂机理。笔者综述了当前国内外学者对LCC之间化学键的键合机制及其主要化学键(如LCC醚/酯键、木质素β⁃O⁃4键等)断裂机理,重点介绍了LCC在各种处理过程中的变化,并探讨了不同处理手段存在的优势与不足,为木质纤维原料全组分分离及高效利用奠定理论与技术基础。

关键词：木质素⁃碳水化合物复合体(LCC) 键合机制化学键断裂生物质转化

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水解时间对纤维素纳米晶体性质及其连续相分离行为的影响

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中国造纸 2024年第5期43卷 10-17页

作者：赵思涵王鹏飞孙少妮曹学飞北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

本研究采用硫酸水解法制备了一系列细菌纤维素纳米晶体(BCNC),并考察了酸水解时间对BCNC性能及其连续相分离行为的影响。结果表明,随着酸水解时间的延长,BCNC的长度、直径和长径比均逐渐减小。当不同酸水解时间制备的BCNC悬浮液的质量... 详细信息

本研究采用硫酸水解法制备了一系列细菌纤维素纳米晶体(BCNC),并考察了酸水解时间对BCNC性能及其连续相分离行为的影响。结果表明,随着酸水解时间的延长,BCNC的长度、直径和长径比均逐渐减小。当不同酸水解时间制备的BCNC悬浮液的质量分数均调整到5.00%时,仅酸水解60 min制备的BCNC悬浮液出现连续相分离现象,且第2次相分离得到的各向异性相(BCNC_(60-2b))的体积分数明显小于第1次相分离得到的各向异性相(BCNC_(60-1b))的体积分数。各向同性相和各向异性相BCNC级分的性质存在明显差异,其中各向异性相BCNC的长度、直径、长径比、Zeta电位绝对值和结晶度,均大于相应各向同性相BCNC。因此,多分散的BCNC粒子的自组装不是随机发生的,不同的BCNC粒子具有不同的自组装优先级,而连续相分离行为可用于BCNC的分级。

关键词：纤维素纳米晶体细菌纤维素自组装相分离分级

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纤维素电纺纳米纤维柔性表皮电极制备与性能

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北京林业大学学报 2024年第9期46卷 132-140页

作者：袁溶锴黄欣悦李鑫许凤北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083

【目的】为了解决当前可穿戴电极材料的生物不相容性、低响应集成特性等问题,本研究采用天然纤维素为原料,结合新型溶解技术与静电纺丝技术,通过原位聚合导电高分子制备纤维素电纺纳米纤维柔性表皮电极,并探究其在人体电信号监测领域的... 详细信息

【目的】为了解决当前可穿戴电极材料的生物不相容性、低响应集成特性等问题,本研究采用天然纤维素为原料,结合新型溶解技术与静电纺丝技术,通过原位聚合导电高分子制备纤维素电纺纳米纤维柔性表皮电极,并探究其在人体电信号监测领域的应用。【方法】将纤维素溶解于新型离子液体复合溶剂中,构建低黏度、长期稳定的纺丝液;采用室温静电纺丝法结合预凝固过程制备再生纤维素基电纺纳米纤维;通过与导电材料聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)复合进行纳米自组装,得到柔性表皮电极。采用扫描电镜、全自动比表面和孔隙度分析仪、C101气体渗透测试系统、傅里叶变换红外光谱仪、X射线晶体衍射仪表征电极的形貌特征和化学结构,采用万能材料试验机测试电极的拉伸性能和黏附力,采用电化学工作站检测电极阻抗,通过双导肌肉电模块及多道生理信号采集系统监测肌电图和心电图。【结果】纤维素电纺纳米纤维柔性表皮电极具有有序排列的网状结构和丰富的孔道结构,呈现纤维素Ⅱ晶型结构;当PEDOT:PSS体积分数为20%时,电极的拉伸性能和黏附性最优,即应变为9.8%,杨氏模量0.04 MPa,且对玻璃和猪皮的黏合力(分别为17.8、14.7 N/m)较高;电极在10−2~105 Hz范围内表现出低电极–皮肤电接触阻抗,且能够产生高质量的肌电和心电信号。【结论】本研究以天然纤维素和导电材料为主要构件,制备了一种具有柔性、透气性、自黏附性和低阻抗性能的可穿戴电极。该电极可用于人体电信号监测,为生物相容纤维素基可穿戴电极材料的构建提供了技术支撑。

关键词：纤维素溶解离子液体静电纺丝纳米纤维表皮电极电生理信号

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纤维素、半纤维素与木质素间相互作用研究进展

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中国造纸 2023年第10期42卷 25-32页

作者：胡愈诚朱宇童车睿敏许凤北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 齐鲁工业大学(山东省科学院) 生物基材料与绿色造纸国家重点实验室山东济南250353

纤维素、半纤维素和木质素是木质纤维生物质细胞壁中的3种主要组分,其通过复杂的相互作用形成超分子网络结构,使木质纤维生物质具有优异的机械性能及抵抗物理、化学和微生物降解的能力,同时也导致生物质预处理和组分分离困难。本文总结... 详细信息

纤维素、半纤维素和木质素是木质纤维生物质细胞壁中的3种主要组分,其通过复杂的相互作用形成超分子网络结构,使木质纤维生物质具有优异的机械性能及抵抗物理、化学和微生物降解的能力,同时也导致生物质预处理和组分分离困难。本文总结了近年来关于纤维素、半纤维素与木质素间相互作用的研究进展,重点介绍了木质素与半纤维素之间的共价键、范德华力和静电作用等,以期在原子-分子水平上充分认识和了解细胞壁结构,为通过基因工程合成易降解的木质纤维原料,或寻找清洁高效的生物质精炼技术提供一定的理论指导。

关键词：纤维素半纤维素木质素植物细胞壁结构分子相互作用

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热力学方法计算5-羟甲基糠醛电氧化的可逆电池电动势

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化学教育（中英文） 2023年第4期44卷 99-102页

作者：薛智敏姚亦婷牟天成北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国人民大学化学系北京100872

电化学热力学建立了可逆电池电动势与相应电池反应热力学函数间的关系。电化学氧化5-羟甲基糠醛(5-HMF)制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)可以取代传统聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)路线制备生物衍生塑料,但是该反应的标准电动势和各分步反应的标... 详细信息

电化学热力学建立了可逆电池电动势与相应电池反应热力学函数间的关系。电化学氧化5-羟甲基糠醛(5-HMF)制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)可以取代传统聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)路线制备生物衍生塑料,但是该反应的标准电动势和各分步反应的标准可逆电极电势尚无精确的实验数据可用。本文通过查阅文献中的热力学数据推算了该数据,确证了从热力学和动力学2个方面看HMF的电氧化反应比水的电氧化反应都优先,而且HMF的电化学氧化在强碱性溶液中更易进行。将本文内容作为综合习题引入电化学热力学教学,加深了学生对物理化学各部分之间关系的理解,提升了其综合应用物理化学知识解决实际问题的能力。

关键词：物理化学可逆电池电动势 5-羟甲基糠醛热力学 2,5-呋喃二甲酸

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天然酚基动态共价键高分子材料研究进展

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林产化学与工业 2024年第5期44卷 185-198页

作者：周航李沿霖谭艺刘承果南京林业大学化学工程学院江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室江苏南京210037 北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

综述了近年来关于天然酚基动态共价键高分子材料的研究进展,其内容主要包括2方面:首先总结了天然酚资源的基本概况以及动态共价键的发展和特点,着重强调了动态共价键往往同时具有重排和分解2种机理;其次归纳了天然酚基高分子材料的研究... 详细信息

综述了近年来关于天然酚基动态共价键高分子材料的研究进展,其内容主要包括2方面:首先总结了天然酚资源的基本概况以及动态共价键的发展和特点,着重强调了动态共价键往往同时具有重排和分解2种机理;其次归纳了天然酚基高分子材料的研究进展,其中涉及的动态共价键种类包括席夫碱、二硫键、羟基-酯键、缩醛键和硼酸酯键,涉及的天然酚基原料主要包括香草醛、丁香酚、阿魏酸、漆酚、腰果酚、柚皮素、愈创木酚、单宁酸等,旨在推动塑料污染治理及绿色材料的研究和应用。

关键词：天然酚动态共价键聚合物自修复可回收加工

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基于近红外光谱和水分校正算法的造纸木片基本密度预测

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光谱学与光谱分析 2023年第8期43卷 2476-2482页

作者：梁龙吴珽沈葵忠熊智新许凤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、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心、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林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所北京100091 广西民族大学林产化学与工程国家民委重点实验室广西林产化学与工程重点实验室广西南宁530006 南京林业大学轻工与食品学院江苏南京210037

基本密度是评估木材制浆造纸性能的重要指标。采用近红外光谱技术检测造纸木片基本密度,实时掌握原料材性变化,能够为制定和优化制浆生产工艺提供基础理论数据。但在实际生产中,原料来源的复杂性造成木片水分含量波动较大,光谱中的水分... 详细信息

基本密度是评估木材制浆造纸性能的重要指标。采用近红外光谱技术检测造纸木片基本密度,实时掌握原料材性变化,能够为制定和优化制浆生产工艺提供基础理论数据。但在实际生产中,原料来源的复杂性造成木片水分含量波动较大,光谱中的水分干扰信息严重影响模型预测效果,成为制约近红外技术实际应用的主要因素。以杨木片为研究对象,通过对木片失水过程的近红外光谱动态监测,结合主成分分析明确光谱中水分吸收信息的特征响应,揭示了木片水分中结合水和自由水的变化规律。分别采用不同水分条件下的木片光谱建立偏最小二乘回归(PLS)模型预测木片基本密度,通过对比分析模型预测性能,探究木片水分变化对近红外预测木片密度的影响,并采用外部参数正交化算法(EPO)消除光谱中水分的干扰,提高模型对水分变化的抗干扰能力。研究结果表明,基于饱水木片光谱的模型具有最好的预测精度,模型的建立主要依靠近红外光谱对木片纤维结构特征信息的获取。而光谱中大量的水分吸收信息对建模是冗余无用的,并且会导致模型对样品水分高度敏感,当测试集水分含量变化时,模型预测出现严重偏差。通过EPO算法对木片失水过程动态光谱的解析,提取水分校正因子,能够有效消除水分变化引起的光谱差异。基于水分校正的基本密度预测模型对不同水分条件下的测试集均表现出稳定的预测性能,均方根误差、决定系数和预测相对标准偏差分别为12.23 kg·m^(-3)、0.8834和2.93。该研究将EPO算法引入对木材材性的近红外光谱分析,构建了抗水分干扰的稳健型基本密度预测模型,较好地解决了水分含量波动对原料材性快速检测的影响,为近红外光谱技术在制浆造纸领域的推广应用提供了依据。

关键词：造纸木片近红外光谱基本密度外部参数正交化算法

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研究生材料化学基础课程思政建设探索

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广东化工 2024年第8期51卷 171-172,182页

作者：李明飞刘佳郝翔北京林业大学材料科学与技术学院林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

研究生材料化学基础的课程思政建设要选择合适的教学方法,提高学生的科学素养,培养学生的实践创新能力,全面提升学生的思想素养。在思政元素与专业知识融合方面,可融入科学家事迹及行业发展历史,结合材料领域的社会热点问题,强调材料领... 详细信息

研究生材料化学基础的课程思政建设要选择合适的教学方法,提高学生的科学素养,培养学生的实践创新能力,全面提升学生的思想素养。在思政元素与专业知识融合方面,可融入科学家事迹及行业发展历史,结合材料领域的社会热点问题,强调材料领域的环境保护和绿色发展。在课程思政的实施中,要丰富课程学习内容,增加人文类素材;融入多个环节考查,加大思政考核力度;紧密结合研究生科研工作,加强科研伦理教育;加强双语教学,提高跨文化交流能力。通过多种方式,将爱国主义、文化自信、科学精神等思政内涵融入材料化学基础课程教学,有利于树立研究生正确的人生观和价值观,实现知识学习与信念塑造的统一。

关键词：材料化学课程思政科学精神研究生教育教学方法

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轻木细胞壁超微结构与力学性能关系研究

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北京林业大学学报 2022年第2期44卷 115-122页

作者：李柬龙陈胜李海潮张逊许杜鑫史梦华许凤林木生物质化学北京市重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 泰格林纸股份有限公司国家级技术中心湖南岳阳414002

【目的】研究轻木化学组成、纤维细胞壁分层结构和纤维素聚集态结构,探究其对力学性能的影响,为厘清轻木细胞壁超微结构与力学性能之间关系,提高其利用附加值奠定理论基础。【方法】将轻木与我国常见阔叶木树种杨木进行对比研究,采用水... 详细信息

【目的】研究轻木化学组成、纤维细胞壁分层结构和纤维素聚集态结构,探究其对力学性能的影响,为厘清轻木细胞壁超微结构与力学性能之间关系,提高其利用附加值奠定理论基础。【方法】将轻木与我国常见阔叶木树种杨木进行对比研究,采用水解法分析两者的化学组成;用透射电子显微镜、共聚焦拉曼显微镜等表征纤维细胞壁分层结构、微区化学和纤维素聚集态结构特征。【结果】轻木与杨木乙酰基质量分数分别为9.52%和5.61%。轻木纤维细胞壁S3层厚度占细胞壁总厚度的5.49%,比杨木的(3.86%)高。轻木纤维细胞次生壁中微纤丝角最大为30°,比杨木的(40°)小。轻木胞间层、S2层中微纤丝取向排列比杨木相应壁层更加规整。【结论】与杨木相比,轻木木聚糖的乙酰化程度、细胞壁分层结构、纤维素聚集态结构均有明显差异。轻木木聚糖的乙酰化程度更高,纤维细胞壁S3层厚度占细胞壁总厚度的比例更高,S2层中微纤丝角更小,胞间层和S2层中微纤丝排列更加规整。以上发现从化学结构和超微结构方面解释了轻木高强轻质的主要原因,为解译木材细胞壁化学组成和超微结构与力学性能关系以及轻木的高值化利用提供了重要的理论参考。

关键词：轻木木聚糖乙酰化超微结构微纤丝力学性能

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