检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学:化学 2025年第1期55卷 267-276页

作者：苗国华葛芳含陈胜许凤林木资源高效生产全国重点实验室生物质化学北京市重点实验室北京林业大学北京100083

本研究通过构建四种基于乳酸(lactic acid,LA)的低共熔溶剂(deep eutectic solvents,DES)体系(DES1:2-巯基丙酸/LA;DES2:3-巯基丙酸/LA;DES3:L-丙氨酸/LA;DES4:L-半胱氨酸/LA),系统研究了DES中官能团类型(-OH、-NH_(2)和-SH)及其位阻效应对毛竹预处理的影响以及纳米木质纤维素(lignocellulosic nanofibers,LCNF)制备的机理.结果表明,含有-SH官能团的DES1、DES2和DES4体系在预处理中表现出更优异的解构能力,显著提高了木质素和半纤维素去除率,并有效保留了纤维素.其中,DES4体系由于L-半胱氨酸中-NH_(2)和-SH官能团的协同作用,预处理效果最佳,LCNF得率最高,热稳定性最优,且LCNF悬浮液展现出良好的分散性和稳定性.相比之下,DES3体系由于-NH_(2)官能团的碱性特性降低了体系酸度,预处理能力较弱,LCNF得率低、性能较差.此外,通过分子动力学模拟揭示了DES体系的氢键性能(包括氢键数量、键角和键长)和纤维素与预处理体系间的相互作用能以及扩散系数之间的微观作用机制,进一步解释了不同DES体系预处理效果的差异.

关键词：低共熔溶剂毛竹预处理纳米木质纤维素乳酸

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木质素基钠离子电池负极材料研究进展

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中国造纸 2025年第4期44卷 1-15页

作者：田中原吴洪钦王梓荃黄剑波张学铭北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国制浆造纸研究院有限公司北京100102

随着全球范围内新能源汽车的高速增长以及储能市场的快速兴起,钠离子电池作为低成本储能电池的代表,正在迎来新的发展机遇。木质素资源丰富,利用其制备的硬碳材料性能优异,无疑是钠离子电池负极的首选。本文介绍了钠离子电池的优势、工... 详细信息

随着全球范围内新能源汽车的高速增长以及储能市场的快速兴起,钠离子电池作为低成本储能电池的代表,正在迎来新的发展机遇。木质素资源丰富,利用其制备的硬碳材料性能优异,无疑是钠离子电池负极的首选。本文介绍了钠离子电池的优势、工作原理、储钠机制以及钠离子电池负极材料种类,重点综述制备木质素硬碳负极材料碳化及掺杂的研究进展以及未来研究中需要进一步关注的问题。

关键词：木质素钠离子电池负极材料硬碳

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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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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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文冠果果实生长发育与内含物变化规律

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南京林业大学学报(自然科学版) 2025年第2期49卷 31-37页

作者：李雨嫣敖妍赵磊磊徐向银陈育红娜日苏林木资源高效生产全国重点实验室北京林业大学林学院省部共建森林培育与保护教育部重点实验室国家能源非粮生物质原料研发中心内蒙古赤峰市翁牛特旗林业和草原局内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗森林草原保护发展中心内蒙古赤峰市阿鲁科尔沁旗巴日图机械防火站

【目的】文冠果是中国特有木本油料树种，除种仁油之外，果皮皂苷在生产中也具有较高利用价值。本研究对文冠果优良无性系果实生长发育过程中果实形态指标、种仁油脂含量、果皮中皂苷、可溶性糖和淀粉含量的动态变化进行分析，为文冠果... 详细信息

【目的】文冠果是中国特有木本油料树种，除种仁油之外，果皮皂苷在生产中也具有较高利用价值。本研究对文冠果优良无性系果实生长发育过程中果实形态指标、种仁油脂含量、果皮中皂苷、可溶性糖和淀粉含量的动态变化进行分析，为文冠果高效栽培管理和果实采收策略的制定提供科学依据。【方法】调查了文冠果果实生长发育过程及内含物含量动态变化，并建立相关生长模型。【结果】(1)文冠果果实横纵径生长发育曲线为单“S”形曲线，果实生长过程可划分为生长初期(花后1～16 d)、速生期(花后17～38 d)、生长后期(花后39～45 d)、果实成熟期(花后46～80 d)4个阶段。(2)种子油脂及果皮皂苷积累关键时期分别为花后45～80 d和花后55～65 d,种仁含油率和果皮皂苷质量分数最高值分别出现在花后80 d(62.75%)和65 d (1.599%)。可溶性糖与淀粉含量分别在花后75 d和花后65 d达到峰值。(3)果皮皂苷、可溶性糖、淀粉含量与果实横纵径、鲜质量呈极显著正相关。【结论】花后75～80 d为文冠果油用果实最佳采收期，此时果实横径64.82～66.47 mm,纵径67.26～69.97mm;花后60～65 d为皂用果实最佳采收期，此时果实横径62.64～63.63 mm,纵径65.57～65.94 mm。

关键词：文冠果果实发育内含物皂苷

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水热协同酸性低共熔溶剂对泡桐物化性质及酶解效率的影响

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中国造纸 2025年第05期 1-9页

作者：陈艾霓孙丽丽韩颖曹学飞孙少妮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中国制浆造纸研究院有限公司

采用水热协同酸性低共熔溶剂两步法处理泡桐以获得高的木糖得率和纤维素酶解效率。首先，采用酒石酸（TA）辅助的水热对泡桐进行预处理，研究了温度（120～160℃）、时间（15～120 min）和TA质量分数（0～10%）对木糖得率的影响。随后... 详细信息

采用水热协同酸性低共熔溶剂两步法处理泡桐以获得高的木糖得率和纤维素酶解效率。首先，采用酒石酸（TA）辅助的水热对泡桐进行预处理，研究了温度（120～160℃）、时间（15～120 min）和TA质量分数（0～10%）对木糖得率的影响。随后，采用低共熔溶剂（DES，氯化胆碱/乳酸，90～150℃，2～8 h）对水热残渣进行后处理。结果表明，在140 oC、60 min、质量分数4%TA的预处理条件下，木糖得率最高达80.5%。水热协同DES处理能够有效去除半纤维素和木质素，处理后泡桐结晶度、结晶尺寸、表面粗糙度及比表面积均增加；当DES后处理在130℃、6 h条件时，半纤维素和木质素去除率分别达100%和89.7%，纤维素保留率为77.3%。添加吐温80后，纤维素酶解效率为85.2%，是泡桐酶解率的4.6倍。

关键词：水热预处理低共熔溶剂泡桐木糖酶水解

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微纤化纤维素的制备及应用

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化学进展 2014年第10期26卷 1752-1762页

作者：周素坤毛健贞许凤北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室

微纤化纤维素(MFC)是一种新型的纳米级功能材料,由于其具有生物相容性、生物可降解性、优良的力学性能、光学性能以及阻隔性能,在纳米纸、气凝胶、复合材料、造纸、医药等诸多领域具有广阔的应用前景。但MFC在制备及应用过程中还存在诸... 详细信息

微纤化纤维素(MFC)是一种新型的纳米级功能材料,由于其具有生物相容性、生物可降解性、优良的力学性能、光学性能以及阻隔性能,在纳米纸、气凝胶、复合材料、造纸、医药等诸多领域具有广阔的应用前景。但MFC在制备及应用过程中还存在诸多问题,例如机械处理能耗高,无法工业化生产;MFC极性强,在非极性基质中分散不均,这些都限制了其在纳米复合材料领域的发展,因此需要通过预处理降低机械处理过程中的能耗,同时系统地对MFC与聚合物复合机理进行研究以拓宽MFC的应用领域。本文综述了MFC的制备方法及其在纳米纸、气凝胶及纳米复合材料方面的应用现状,并对MFC的未来发展方向进行了展望。

关键词：微纤化纤维素机械处理预处理纳米纸气凝胶纳米复合材料

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新型溶剂法制备再生纤维素纤维研究进展

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化工学报 2014年第11期65卷 4213-4221页

作者：陈京环王堃许凤孙润仓北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室

再生纤维素纤维以可再生、可生物降解的天然纤维素为原料,它的研究和开发对充分利用纤维素资源和促进纤维行业的可持续发展具有重要意义。离子液体和碱溶液溶剂体系对纤维素具有独特的溶解性能,为再生纤维素纤维的制备提供了新方法。这... 详细信息

再生纤维素纤维以可再生、可生物降解的天然纤维素为原料,它的研究和开发对充分利用纤维素资源和促进纤维行业的可持续发展具有重要意义。离子液体和碱溶液溶剂体系对纤维素具有独特的溶解性能,为再生纤维素纤维的制备提供了新方法。这种新型的再生纤维素纤维具有制备过程简单、对环境无污染、纤维力学性能优异或生产成本低等优点,发展前景十分广阔。综述了离子液体法和碱溶液法再生纤维素纤维的最新研究进展,包括溶剂种类及其溶解能力、纤维素原料的性质与选择、纤维的制备方法和力学性能等,同时归纳和对比了各因素对新型再生纤维素纤维力学性能的影响。最后展望了两种新型再生纤维素纤维存在的挑战、未来发展趋势和工业化前景。

关键词：离子液体碱溶液溶剂溶解再生再生纤维素纤维

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纳米流体通道的制备及其应用研究进展

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材料工程 2022年第12期50卷 13-24页

作者：宋光辉吴忠旋陈阁谷彭锋北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

纳米流体是指流体在特征尺寸小于100 nm的通道或孔中流动呈现超快水运输、表面电荷控制离子传输等独特的物理行为。该现象的有效利用在生物、能源相关领域展现出巨大的潜力,因而引起人们的广泛关注。近年来,随着纳米流体通道制造技术的... 详细信息

纳米流体是指流体在特征尺寸小于100 nm的通道或孔中流动呈现超快水运输、表面电荷控制离子传输等独特的物理行为。该现象的有效利用在生物、能源相关领域展现出巨大的潜力,因而引起人们的广泛关注。近年来,随着纳米流体通道制造技术的飞速发展,利用其进行能源转化取得了空前的增长。本文综述了纳米流体通道的主要制备方法,介绍基于纳米光刻、微电子机械系统技术(MEMS)、纳米材料三类常规制备策略以及其他非常规纳米流体通道制备方法,随后讨论了纳米流体通道在盐差能转换、刺激相应门控、离子检测、单分子传感、海水淡化领域的重要应用研究,最后,对当前利用纳米流体材料的制备方法及未来研究方向面临的挑战和机遇进行讨论,比如高成本、可靠性和稳定性有待提高等。

关键词：纳米流体纳米通道光刻技术二维材料能量转换

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木质素氧化还原解聚研究现状

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化学进展 2017年第1期29卷 162-178页

作者：沈晓骏黄攀丽文甲龙孙润仓北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

木质素是自然界中含量巨大的天然酚类聚合物,其总量仅次于纤维素。由于其结构复杂性,仅有不到2%的木质素用于工业生产,因此实现木质素的高效综合利用是目前该领域的难题,而木质素的氧化还原转化为芳香化合物是目前一个重要且有前景的手... 详细信息

木质素是自然界中含量巨大的天然酚类聚合物,其总量仅次于纤维素。由于其结构复杂性,仅有不到2%的木质素用于工业生产,因此实现木质素的高效综合利用是目前该领域的难题,而木质素的氧化还原转化为芳香化合物是目前一个重要且有前景的手段:木质素氧化解聚能显著降低其主要化学键键能,促进木质素转化为香草醛、紫丁香醛和高香草醛等高度官能化的单体;而木质素还原解聚可将其结构中含氧官能团脱除,转化为低氧/无氧木质素生物油,可作为高热值生物燃油,且在反应中能显著抑制缩合反应的进行。本文简要介绍了木质素的结构单元以及联接方式,同时从反应条件和催化剂等方面全面综述了国内外木质素氧化还原解聚的最新研究进展,并对其反应机理进行了详细探讨。在此基础上,针对当前木质素解聚过程中的难题提出了未来该领域的研究重点和方向。

关键词：木质素氧化解聚还原解聚反应机理

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