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中国造纸 2023年第1期42卷 131-141页

作者：贾思雨饶俊吕子文闫雪晴吴萍彭锋北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室林木生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083

为解决不可降解塑料带来的环境污染问题,开发具有可降解特性的生物基塑料成为研究热点。天然多糖具有生物降解、生物相容和抗菌等特性,是制备可降解塑料的理想原料。但是由于天然高分子多糖具有较高的结晶度无法直接加工利用,且多羟基... 详细信息

为解决不可降解塑料带来的环境污染问题,开发具有可降解特性的生物基塑料成为研究热点。天然多糖具有生物降解、生物相容和抗菌等特性,是制备可降解塑料的理想原料。但是由于天然高分子多糖具有较高的结晶度无法直接加工利用,且多羟基结构使多糖基材料在高湿环境下易吸湿导致性能下降。因此,制备高性能的多糖基塑料仍具有很大的挑战。本文综述了近年来采用纤维素、甲壳素和淀粉3种天然多糖为原料,通过分子工程和复合策略构建多糖基塑料的研究进展,为开发新型多糖基生物可降解塑料提供理论基础和研究思路。

关键词：多糖纤维素甲壳素淀粉生物基塑料

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多元醇基三元DES预处理提高玉米秸秆酶解性能研究

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中国造纸 2024年第12期43卷 17-22页

作者：许慧敏左一兰李海潮许凤山东世纪阳光纸业集团有限公司山东潍坊262400 北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

探究了新型多元醇基低共熔溶剂(DES)预处理对玉米秸秆组分、表面形貌、纤维素聚合度(DP)和酶解效率的影响规律。结果表明,多元醇基DES预处理可高效脱除玉米秸秆的半纤维素和酸不溶木质素(AIL),并有效保留纤维素,多元醇碳链长度与预处理... 详细信息

探究了新型多元醇基低共熔溶剂(DES)预处理对玉米秸秆组分、表面形貌、纤维素聚合度(DP)和酶解效率的影响规律。结果表明,多元醇基DES预处理可高效脱除玉米秸秆的半纤维素和酸不溶木质素(AIL),并有效保留纤维素,多元醇碳链长度与预处理性能不存在正相关关系;氯化胆碱/1,4-丁二醇/4-羟基苯磺酸为最佳多元醇基DES体系,脱除了近100%的半纤维素和98%的AIL,纤维素保留率达84%,DP降至894;预处理玉米秸秆表面粗糙多孔,未发现沉积的木质素和假木质素颗粒;此时酶解效率高达94.80%,是玉米秸秆原料的5.9倍。综上所述,多元醇基DES预处理通过降低纤维素DP,脱除半纤维素和AIL,同时抑制木质素重新沉积,提高玉米秸秆表面粗糙性,可以极大提升酶解性能。

关键词：玉米秸秆低共熔溶剂预处理酶解性能多元醇

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基于木质素优先降解策略的木质素高值化利用研究进展

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林业工程学报 2022年第4期7卷 1-12页

作者：孙卓华王雪琪袁同琦北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

木质素优先降解策略是天然木质素高效解聚生产木质素平台化合物最有效的方法之一。区别于传统木质素催化降解路径,这种催化降解策略以木质纤维素为原料,木质素在分离的同时立即与催化剂接触并完成催化降解。这种方法既省略了复杂的木质... 详细信息

木质素优先降解策略是天然木质素高效解聚生产木质素平台化合物最有效的方法之一。区别于传统木质素催化降解路径,这种催化降解策略以木质纤维素为原料,木质素在分离的同时立即与催化剂接触并完成催化降解。这种方法既省略了复杂的木质素分离步骤,又避免了木质素分离过程中的再聚合反应,可以得到高产率的木质素单体。近年来,随着多种新型催化解聚体系的不断建立与完善,这一方向的研究热点将会逐渐转移至下游转化工艺,即对木质素降解产物的高效开发利用。近期报道的很多生物质炼制工艺都描述了从木质素降解产物到高附加值产品的完整工艺流程,这其中就包括大宗化学品和精细化学品的新型生产工艺,以及基于这些中间产品所开发的高分子材料、药物分子或高值燃料的全新合成路线。基于此,笔者概述了木质素优先降解催化体系及其降解产物下游转化工艺研究的最新进展,特别是对木质素降解产物中不同组分的高值化利用进行了深入细致的讨论。根据木质素降解产物的结构特点,将其分类归纳成不同的组分,详细阐述了各组分转化为化学品、燃料和高分子材料的具体催化转化路径,并对后续研究的重点突破方向进行了展望。

关键词：木质素催化降解木质素优先生物基化学品生物基高分子生物精炼

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木质纤维生物质烘焙预处理研究进展

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应用化工 2024年第5期53卷 1195-1198,1204页

作者：崔华敏李明飞北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 北京林业大学林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083

综述了烘焙过程的反应机制和烘焙动力学,分析了烘焙温度、停留时间、升温速率、烘焙气氛等因素对生物质理化特性的影响,探讨了烘焙对生物质后续热解、燃烧、气化的影响。烘焙温度是烘焙过程最主要的影响因素,不同烘焙气氛可以改变烘焙... 详细信息

综述了烘焙过程的反应机制和烘焙动力学,分析了烘焙温度、停留时间、升温速率、烘焙气氛等因素对生物质理化特性的影响,探讨了烘焙对生物质后续热解、燃烧、气化的影响。烘焙温度是烘焙过程最主要的影响因素,不同烘焙气氛可以改变烘焙产物分布。烘焙气氛除惰性氮气外,其他气氛如O_(2)、CO_(2)、烟气和NH_(3)等也被应用。烘焙动力学研究有利于揭示烘焙生物质的热降解行为。将烘焙与热解、气化、燃烧等工艺相结合可以获得高品质的生物油和富含氢气的合成气,提高生物质能源的利用效率。对木质纤维生物质烘焙预处理技术从烘焙气氛、集成优化和规模化等方面进行了展望。

关键词：烘焙木质纤维生物质气氛燃料动力学

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6种杀虫剂对无患子两种主要害虫(台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾)的室内毒力测定及田间药效评价

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南京林业大学学报(自然科学版) 2024年

作者：李素欣温俊宝贾黎明李露蔡婉婷曹秋丽翁学煌罗水晶北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室北京林业大学林木有害生物防治北京市重点实验室北京林业大学国家能源非粮生物质原料研发中心福建源华林业科技有限公司

【目的】选取6种针对鳞翅目害虫的高效药剂对无患子（Sapindus mukorossi）两种主要害虫—台湾洒灰蝶（Satyrium formosanum）和铃斑翅夜蛾（Serrodes compana）3龄幼虫进行防治研究，为台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾幼虫的田间防治提供参考... 详细信息

【目的】选取6种针对鳞翅目害虫的高效药剂对无患子（Sapindus mukorossi）两种主要害虫—台湾洒灰蝶（Satyrium formosanum）和铃斑翅夜蛾（Serrodes compana）3龄幼虫进行防治研究，为台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾幼虫的田间防治提供参考依据。【方法】采用叶片浸渍法测定高效氯氟氰菊酯、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、虫螨腈、虱螨脲、苏云金和苦参碱6种药剂对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾3龄幼虫的室内毒杀效果，分别计算6种药剂的LC50值（半致死浓度）；在福建省三明市建宁县无患子国家林木种质资源库试验区，采用田间喷雾法对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾进行田间药效评价，分析药后1、3、7天的虫口减退率和校正防效，比较不同药剂的防治效果。【结果】室内毒力测定表明：甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、高效氯氟氰菊酯对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾幼虫均具有较高毒力，LC50分别为0.003～0.007和0.030～3.735 mg/L，苦参碱对台湾洒灰蝶毒力较高，LC50为0.348 mg/L，而虫螨腈对这两种害虫的的毒力最低，LC50为37.651～118.146 mg/L。田间试验结果表明：施药后第3天，甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氟氰菊酯对这两种害虫的药效较好，均达90%以上；施药后第7天，苏云金杆菌、虱螨脲对台湾洒灰蝶幼虫的防效较好，超过90%，而虫螨腈和苦参碱的药效较差，防效仅为50%；苏云金杆菌和虫螨腈对铃斑翅夜蛾幼虫的防效较好，均在80%以上。【结论】建议甲氨基阿维菌素苯甲酸盐和高效氯氟氰菊酯在生产中可作为针对台湾洒灰蝶和铃斑翅夜蛾的速效药剂使用，同时以苏云金杆菌、虱螨脲和虫螨腈作为复配或轮换药剂使用，避免产生抗药性。

关键词：无患子台湾洒灰蝶铃斑翅夜蛾杀虫剂毒力测定田间防效

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酯化半乳甘露聚糖与Mg(OH)_(2)、Sb_(2)O_(3)混配抄造增强阻燃纸

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林产化学与工业 2022年第3期42卷 97-104页

作者：毕圣君宋先亮北京林业大学林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083 北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

以丁烷四羧酸制得的酯化半乳甘露聚糖(EGM)为纸张增强剂,Sb_(2)O_(3)和Mg(OH)_(2)为阻燃剂,研究其复配方式对阻燃纸物理性能和阻燃性的影响。研究结果表明:添加EGM能提高阻燃纸的抗张指数、耐破指数、耐折度,控制Sb_(2)O_(3)用量为15%,... 详细信息

以丁烷四羧酸制得的酯化半乳甘露聚糖(EGM)为纸张增强剂,Sb_(2)O_(3)和Mg(OH)_(2)为阻燃剂,研究其复配方式对阻燃纸物理性能和阻燃性的影响。研究结果表明:添加EGM能提高阻燃纸的抗张指数、耐破指数、耐折度,控制Sb_(2)O_(3)用量为15%,当添加1.5%EGM和15%Mg(OH)_(2)时,阻燃纸的抗张指数达到56.2 N·m/g,耐破指数达到了3.37 kPa·m^(2)/g,耐折度达46次,相比未添加EGM的阻燃纸分别增加了14.7%、12.0%和119.0%。当Sb_(2)O_(3)用量为15%、Mg(OH)_(2)为25%时,纸张的阻燃效果达到最佳,阻燃纸的炭化长度为16.8 mm,续燃时间为0.43 s,灼燃时间为25.96 s。扫描电镜及能谱分析表明:Mg(OH)_(2)和Sb_(2)O_(3)成功附着在纸张纤维中,且EGM的添加增强了Mg(OH)_(2)和Sb_(2)O_(3)在纸张表面的留着率,增强了纸张纤维之间的黏合力。TGA分析表明:添加Sb_(2)O_(3)与Mg(OH)_(2)使纸张的初始分解温度提高,在600℃的残炭量由对照样的0.34%提高到了15%。

关键词：半乳甘露聚糖酯化阻燃纸张

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木质素在直接生物质燃料电池中产电性能研究

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林产化学与工业 2022年第3期42卷 75-82页

作者：杜艺飞蒲悦张力平赵强宋先亮北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 北京林业大学林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083

通过改变溶剂体系及预处理条件,对酶解木质素(EHL)、碱木质素(AL)、木质素磺酸钠(SL)和糠醛渣(FR),这4种类型的木质素在直接生物质燃料电池中的产电性能进行了一系列的研究,并对AL反应前后的紫外吸收光谱、红外光谱和^(1)H NMR谱图进行... 详细信息

通过改变溶剂体系及预处理条件,对酶解木质素(EHL)、碱木质素(AL)、木质素磺酸钠(SL)和糠醛渣(FR),这4种类型的木质素在直接生物质燃料电池中的产电性能进行了一系列的研究,并对AL反应前后的紫外吸收光谱、红外光谱和^(1)H NMR谱图进行了分析。研究结果表明:AL的产电性能最好,开路电压可达392.7 mV,最大功率密度为0.198 W/m^(2)。木质素在3种不同的溶剂体系中的发电性能不同,在NaOH溶液中的产电性能最好,在NaOH+苯甲酸钠溶液中最差。水浴加热预处理对木质素的产电性能有提高作用,温度越高,处理时间越长,木质素的产电性能会越好。木质素在经紫外光照射处理时,随着时间的推移,产电性能呈现先增大后减小的趋势,在经处理24 h时产电性能最好,开路电压可以提高到431.2 mV,最大功率密度提高到0.371 W/m^(2)。经过在燃料电池中的氧化反应,AL的紫外吸收峰产生红移和增色效应,在红外光谱中羰基吸收峰增强,^(1)H NMR谱图中芳香族质子、酚羟基、脂肪族羟基的信号减弱,证明木质素的苯环结构已经受到一定程度的破坏,苯环上的羟基被氧化成了羰基结构。

关键词：生物质碱木质素预处理发电

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ZIF-67基Ni-Co类水滑石的合成及其固定化辣根过氧化物酶的研究

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应用化工 2022年第S02期51卷 7-12页

作者：黄睿汪丹张智红李赛赛雷建都王璐莹北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

采用纳米级ZIF-67型金属有机骨架材料为基体,利用镍离子溶液对ZIF-67纳米粒子进行刻蚀改性,合成具备微/介孔结构的ZIF-67基Ni-Co类水滑石(LDH@ZIF-67)。以LDH@ZIF-67为酶载体通过孔道扩散法制备了负载辣根过氧化物酶(HRP)的HRP@LDH@ZIF-... 详细信息

采用纳米级ZIF-67型金属有机骨架材料为基体,利用镍离子溶液对ZIF-67纳米粒子进行刻蚀改性,合成具备微/介孔结构的ZIF-67基Ni-Co类水滑石(LDH@ZIF-67)。以LDH@ZIF-67为酶载体通过孔道扩散法制备了负载辣根过氧化物酶(HRP)的HRP@LDH@ZIF-67,研究了刻蚀时间对酶负载量的影响。结果表明,经镍离子溶液刻蚀处理1 h后,LDH-1@ZIF-67仍保持与ZIF-67近似的晶型与粒径,但粒子表面为层状类水滑石形貌,且形成了10~30 nm的介孔结构。HRP@LDH-1@ZIF-67的负载量可达48.63 mg/g,进一步考察了所得HRP@LDH@ZIF-67的酶活、稳定性以及重复使用性。相较于游离HRP,所得HRP@LDH@ZIF-67展现出较优的催化活性、更宽的使用温度范围、良好的耐酸碱性和重复使用性。

关键词： ZIF-67 类水滑石固定化辣根过氧化物酶

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低共熔溶剂的分类及其溶解木质素研究进展

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林产化学与工业 2024年第5期44卷 80-90页

作者：刘巧玲汪洋藏启嘉汪钟凯安徽农业大学安徽省高性能生物基尼龙工程研究中心安徽合肥230036 安徽农业大学材料与化学学院安徽合肥230036 北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083

低共熔溶剂(DESs)作为一种绿色溶剂,具有低毒性、可设计性、价格低和生物可降解等特点。为更好地发展绿色溶剂体系,本文从小分子溶剂到大分子溶剂体系的设计思路着手,简要介绍了DESs的制备方式,阐述了不同DESs,包括传统DESs、低共熔超... 详细信息

低共熔溶剂(DESs)作为一种绿色溶剂,具有低毒性、可设计性、价格低和生物可降解等特点。为更好地发展绿色溶剂体系,本文从小分子溶剂到大分子溶剂体系的设计思路着手,简要介绍了DESs的制备方式,阐述了不同DESs,包括传统DESs、低共熔超分子聚合物(DESPs)和聚低共熔溶剂及其部分应用。随后,着重介绍了传统DESs在木质纤维素预处理方面的应用,综述了传统DESs结构对溶解和提取木质素影响的应用进展。最后,展望了DESs的设计合成及其对木质素溶解和提取方面的研究方向。

关键词：低共熔溶剂分类溶解和提取木质素

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纤维素基室温磷光材料研究进展

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林产化学与工业 2024年第5期44卷 105-114页

作者：吕保中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 北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京 100083 林木资源高效生产全国重点实验室北京 100083

有机室温磷光(RTP)材料在光电器件、生物成像、信息加密和防伪等领域极具应用前景,近年来获得了广泛关注.将纤维素转化为RTP材料可有效解决传统RTP材料合成复杂、成本高、难以大规模制备、加工性能低、缺乏可再生性及污染环境等一系列问... 详细信息

有机室温磷光(RTP)材料在光电器件、生物成像、信息加密和防伪等领域极具应用前景,近年来获得了广泛关注.将纤维素转化为RTP材料可有效解决传统RTP材料合成复杂、成本高、难以大规模制备、加工性能低、缺乏可再生性及污染环境等一系列问题,同时为纤维素的高值化利用提供新途径.本文综述了纤维素基RTP材料的设计思路:纤维素中的杂原子或不饱和基团的簇聚自身可发射RTP,通过合理改性可增强其性能;纤维素中含有大量活性羟基,可形成氢键/共价键网络,提供刚性环境,是构建有机RTP材料的良好基质;纤维素可作为碳源转化为具有RTP性质的碳点(CDs).重点介绍了具有变色、刺激响应及圆偏振磷光等特殊磷光属性的纤维素基RTP材料体系,并讨论了其内在的构效关系及潜在应用价值,最后总结了纤维素基RTP材料在材料性能、功能性、应用方面的主要挑战并展望了未来发展前景.

关键词：纤维素半纤维素室温磷光簇聚诱导发光

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