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世界竹藤通讯 2023年第4期21卷 82-87页

作者：雷佳欣赵志美麦琦付凯怡刘颖宋莎莎木质材料科学与应用教育部重点实验室、北京林业大学北京100083 木材科学与工程北京市重点实验室、北京林业大学北京100083

黎族藤编技艺是海南黎族的传统民间手工技艺,历史悠久,是黎族同胞勤劳智慧的结晶,被列入海南省省级非物质文化遗产名录。随着社会发展和技术进步,传统手工产品逐渐被工业化产品所替代,黎族藤编技艺的发展面临着困境。赋予传统藤编产品... 详细信息

黎族藤编技艺是海南黎族的传统民间手工技艺,历史悠久,是黎族同胞勤劳智慧的结晶,被列入海南省省级非物质文化遗产名录。随着社会发展和技术进步,传统手工产品逐渐被工业化产品所替代,黎族藤编技艺的发展面临着困境。赋予传统藤编产品以时代元素,探寻传统藤编转型发展路径对于发扬光大传统藤编技艺意义重大。文章在分析传统黎族藤编特点的基础上,从藤编材料、编织技艺和纹样3个方面阐述了黎族藤编转型发展的路径,可为传统藤编技艺的传承和发展提供参考。

关键词：藤编织技艺非物质文化遗产传承与创新黎族海南

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木基相变蓄热材料研究进展

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世界林业研究 2021年第6期34卷 45-49页

作者：王琰彭尧曹金珍北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

相变蓄热材料有助于节能和能源的可持续利用,缓解能源危机。木材虽具有调节温度的功能,但远未达到作为相变蓄热材料的要求,因此通常需要与其他相变材料进行复合制备木基相变蓄热材料。文中介绍了几种常与木材复合的相变材料(石蜡、聚乙... 详细信息

相变蓄热材料有助于节能和能源的可持续利用,缓解能源危机。木材虽具有调节温度的功能,但远未达到作为相变蓄热材料的要求,因此通常需要与其他相变材料进行复合制备木基相变蓄热材料。文中介绍了几种常与木材复合的相变材料(石蜡、聚乙二醇、脂肪酸),并对这些材料的特性和应用范围进行了比较;在此基础上概述了木基相变蓄热材料的研究现状,包括实木相变蓄热材料、木质复合相变蓄热材料和木塑相变蓄热材料,并阐述了各类材料的制备方法、性能特点和应用领域;对木基蓄热相变材料未来研究方向进行了展望。

关键词：木质材料相变蓄热材料制备方法

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基于中密度纤维板磨削的定组态砂带寿命研究

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林业机械与木工设备 2023年第3期51卷 62-66,75页

作者：杨冲张子木朱麒轩杜瑶李黎罗斌北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

磨削是中密度纤维板加工过程中必不可少的工序,在保持工件具有较高表面质量的前提下,对中密度纤维板厚度尺寸进行精确加工。当前有关木质材料磨削技术方面研究不充分,针对人造板砂带磨削的研究成果更少。在实际生产过程中,对于砂带寿命... 详细信息

磨削是中密度纤维板加工过程中必不可少的工序,在保持工件具有较高表面质量的前提下,对中密度纤维板厚度尺寸进行精确加工。当前有关木质材料磨削技术方面研究不充分,针对人造板砂带磨削的研究成果更少。在实际生产过程中,对于砂带寿命的判断只能通过经验完成,砂带寿命评价系统尚不完善。通过中密度纤维板磨削实验,探究了定组态砂带磨削材料去除率、砂带质量损失规律和磨削效率,采用灰色模型预测了定组态砂带材料去除率与磨削次数之间的关系。磨削过程中,定组态砂带的材料去除率呈现先快速、后平稳的下降趋势,砂带质量损失率基本呈线性下降趋势。建立的GM(1,1)灰色预测模型平均误差为14.2%,适用于定向组织调控砂带在MDF磨削过程中的预测。

关键词：磨削定组态砂带材料去除率砂带寿命灰色预测模型

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分子筛前驱体对定向刨花板性能的影响

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林业工程学报 2021年第2期6卷 49-56页

作者：张少迪任自忠王明枝北京林业大学材料科学与技术学院木质材料与应用教育部重点实验室北京100083

人造板阻燃研究中常将分子筛用作阻燃添加剂或协效剂,但合成分子筛通常使用水热方法,耗能大、流程复杂。本研究采用LTA型分子筛的合成前驱体浸渍处理刨花并制备阻燃定向刨花板(OSB)。通过热重分析(TGA)和极限氧指数(LOI)测试对浸渍处理... 详细信息

人造板阻燃研究中常将分子筛用作阻燃添加剂或协效剂,但合成分子筛通常使用水热方法,耗能大、流程复杂。本研究采用LTA型分子筛的合成前驱体浸渍处理刨花并制备阻燃定向刨花板(OSB)。通过热重分析(TGA)和极限氧指数(LOI)测试对浸渍处理刨花的热分解行为和燃烧性能进行考察,采用锥形量热测试和力学性能测试探究了分子筛前驱体处理刨花对OSB阻燃性能和力学性能的影响,并考察了残炭的微观形貌和元素组成。结果表明:分子筛前驱体浸渍处理提高了刨花的成炭性能和热稳定性,浸渍处理刨花的LOI由19.1%提升到44.0%,达到难燃级别。浸渍处理刨花制备的OSB第1、第2热释放速率峰值分别降低了48.1%和32.2%,总热释放量和总烟释放量较对照组分别降低了42.4%和47.0%。浸渍处理OSB的可燃气体产量减少、残炭量明显提升,同时在刨花表面生成Na_(2)CO_(3)和α-Al_(2)O_(3)等物质,提升了炭层稳定性,表明分子筛前驱体在气相和凝聚相方面均能起到阻燃作用。分子筛前驱体在刨花表面的沉积使刨花含水率提高、胶层的胶接性能下降,导致浸渍处理刨花制备的OSB各项力学性能均有所下降,但仍满足定向刨花板行业标准LY/T 1580—2010中OSB/3型刨花板的性能要求。

关键词：定向刨花板分子筛前驱体阻燃性能抑烟性能力学性能

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金佛山方竹细胞构成、形态及细胞壁层构造变异性

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北京林业大学学报 2022年第9期44卷 146-157页

作者：刘文娟王滔赵福泽林剑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北京100083 国家林业和草原局产业发展规划院北京100010 贵州省遵义市桐梓县林业局贵州遵义563299

【目的】为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征,揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性,从而丰富其基础解剖数据,促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。【方法】以1~5年生金佛山方竹天然植株... 详细信息

【目的】为探究金佛山方竹细胞构成、形态及其细胞壁层构造特征,揭示其随竹龄、竹秆轴向部位的变化规律以及与环境气候因素的相关性,从而丰富其基础解剖数据,促进金佛山方竹秆材资源的高值化利用。【方法】以1~5年生金佛山方竹天然植株为研究对象,采用传统切片法和富兰克林离析法制得永久横纵切片和离析单根纤维,通过光学显微镜和场发射扫描电镜观察并测量其组织比量、维管束、纤维细胞、基本组织薄壁细胞以及细胞壁壁层结构等特征。【结果】金佛山方竹基本组织占比(体积比)最大,为56.16%~65.92%;纤维组织占比次之,为27.69%~34.18%;输导组织占比最小,为6.40%~9.85%。维管束类型为开放型和半开放型,维管束密度、径向宽度和弦向宽度随竹龄、竹秆轴向变化差异均显著,宽度径弦比几乎一致,介于1.2~1.3之间。纤维细胞长度在1.7~2.1 mm之间,长宽比为110~133,属于长纤维等级。薄壁细胞形态多样,存在显著的竹壁径向差异。纤维细胞次生壁层数为奇数层,最高达9层,呈现出宽窄交替的特征;薄壁细胞次生壁层数也为奇数层,最高达9层,每层厚度近似相等,呈现出松紧相间的特征。竹壁不同位置的细胞壁层数存在差异性,但细胞壁最高层数随竹龄与竹秆轴向部位变化差异不显著。年平均降水量显著影响金佛山方竹的输导组织比量,呈负相关关系;气温显著影响维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚,前者呈负相关关系,后者呈正相关关系。【结论】金佛山方竹显微构造特征在竹龄和竹秆轴向部位两个变化模式下存在一定的构造差异性,但没有明显变化规律,3~4年生金佛山方竹显微构造特征相对趋于稳定。此外,环境气候因素与金佛山方竹解剖构造特征均存在一定的相关性,且与输导组织比量、维管束尺寸和薄壁细胞次生壁厚等存在显著相关性。

关键词：金佛山方竹显微构造竹龄竹秆纤维细胞薄壁细胞

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固化剂对酚醛模塑料性能影响

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工程塑料应用 2021年第5期49卷 137-142页

作者：吉康卢禹彤王浏浏张伟张德荣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林业大学北京100083

六亚甲基四胺(乌洛托品)受热分解为二胺类物质,其通过与热塑性酚醛树脂的羟基进行缩合脱水,形成交联网状结构,发生固化反应。通过对热塑性酚醛树脂/固化剂的质量比进行单因素分析,重点研究其对酚醛模塑料的电绝缘性能、阻燃性能、力学... 详细信息

六亚甲基四胺(乌洛托品)受热分解为二胺类物质,其通过与热塑性酚醛树脂的羟基进行缩合脱水,形成交联网状结构,发生固化反应。通过对热塑性酚醛树脂/固化剂的质量比进行单因素分析,重点研究其对酚醛模塑料的电绝缘性能、阻燃性能、力学性能和耐水性能的影响。结果表明,当热塑性酚醛树脂/固化剂的质量比为100/12时,制得的酚醛树脂模塑料的体积电阻率为1.27×10^(10)Ω·m,极限氧指数为30.20%,弯曲弹性模量为3910.46 MPa,冲击强度为1.9 kJ/m^(2),吸水率小于0.71%,表面接触角大于120°。

关键词：酚醛模塑料固化剂质量比电绝缘性能阻燃性能

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新兴的多元铋系光催化剂:结构分类、制备、改性及应用

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第2期57卷 18-50页

作者：李敏于世新黄洪伟北京林业大学环境科学与工程学院水体污染源控制技术北京市重点实验室污染水体源控制与生态修复技术北京市高等学校工程研究中心北京100083 北京林业大学林木资源高效生产全国重点实验室林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院地质碳储与资源低碳利用教育部工程研究中心非金属矿物与固废资源材料化利用北京市重点实验室矿物岩石材料开发应用国家专业实验室北京100083

光催化技术能够利用太阳能实现污染物降解和能源物质合成,被认为是解决环境污染和能源短缺两大难题的极具潜力的方法之一.探索新型光催化剂是推进光催化技术发展的重要途径.铋系光催化剂因具有独特的晶体结构、良好的杂化电子能带结构... 详细信息

光催化技术能够利用太阳能实现污染物降解和能源物质合成,被认为是解决环境污染和能源短缺两大难题的极具潜力的方法之一.探索新型光催化剂是推进光催化技术发展的重要途径.铋系光催化剂因具有独特的晶体结构、良好的杂化电子能带结构和多元的化学组成而表现出较好的光催化性能.多种传统铋系光催化剂已被广泛的制备和研究,它们具有不同的光吸收能力以及氧化还原能力,已经在污染物降解、水分解产氧等应用中取得成效.近年来越来越多的新型多元铋系光催化剂被开发,为不同的光催化反应提供了更多催化剂选择.因此有必要对近几年开发的新型铋系光催化材料进行总结,并为铋系光催化材料研究和发展提供一定的参考.本文综述了近十年共60余种新兴多元铋系光催化剂的研究进展,从多个角度进行系统的梳理和总结.首先,对60余种新型铋系光催化材料进行了汇总,并根据晶体结构构型进行了分类,包括Sillén,Sillén-related,Aurivillius,Sillén-Aurivillius以及其他结构类型共5大类,每种材料都具有从原子尺度到宏观尺度的独特结构,因此本文进一步对新型铋系材料的结构性规律进行了总结,主要分为层状铋系化合物和非层状铋系化合物.在此基础上,概括了材料的合成方法,目前多元铋系光催化材料的合成方法主要为水热溶解热法和高温固相法,分别讨论了不同合成方法对不同结构类型材料制备的优势,尤其在获得高性能的光催化剂方面,材料合成方法起到决定性作用.此外,归纳了针对提高新兴多元铋系光催化剂性能的修饰策略.材料改性修饰是目前铋系材料研究的热点,适当的合成方法结合相应的改性修饰可以获得更理想的光催化材料,阐述了形貌调控、特定晶面暴露、异质结构建、极性电场构建等方法对新型铋系材料性能促进的机理,并对各种策略存在的优缺点进行了总结.同时概述了新型多元铋系材料在不同光催化应用领域的进展,包括液体和气体污染物的降解、水裂解生成氢气和氧气、二氧化碳还原、固氮、硫化氢裂解生成氢气、有机合成等,为拓展不同多元铋系光催化剂的应用领域提供参考.最后,本文对新型多元铋系材料目前仍存在的关键问题以及未来的研究趋势进行了展望,希望能为铋系材料的进一步研发提供一定的启发.

关键词：铋系材料光催化晶体结构层状结构光催化应用

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木质基电化学储能器件的研究进展

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材料导报 2020年第23期34卷 23001-23008页

作者：张伟业刘毅郭洪武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北京100083

随着全球能源需求的持续增长,高效的能源存储方式变得尤为关键。电化学储能器件(如超级电容器、锂离子电池等)是一种典型的高效储能系统,其中超级电容器具有功率密度高、循环寿命长等优点;锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、自放... 详细信息

随着全球能源需求的持续增长,高效的能源存储方式变得尤为关键。电化学储能器件(如超级电容器、锂离子电池等)是一种典型的高效储能系统,其中超级电容器具有功率密度高、循环寿命长等优点;锂离子电池具有能量密度高、无记忆效应、自放电率低等优点。但现有电化学储能器件不可生物降解,对环境有一定的危害。生物质如木材作为光合作用的产物,具有低成本、可再生、绿色环保等优点,采用生物质制备衍生的电化学储能器件越来越受到人们的重视。电化学储能器件主要由电极材料、电解质及集流体等部件构成,器件的设计组装方式和结构形式是影响其电化学性质的一大关键因素。目前,关于电化学储能器件的制备,例如超级电容器是将碳材料等磨成粉末并加入粘合剂进行和浆制片,粘合剂的加入容易阻塞活性炭孔洞,从而降低其电化学性能,而且活性炭只能作为多孔储能物质,本身无法作为自支撑材料用于制备电极。常规锂电池的制备是将电化学活性材料与导电添加剂和黏结剂溶解在有机溶剂中形成浆料,并将其涂覆在集电器上以形成电极,但在制备过程中会导致电极的破裂以及电化学活性材料从集电器上分离。木材是一种可再生的生物质资源,具有多层级结构,木材经高温炭化处理或者负载电化学活性材料后可作为3D导电基板,独特的开放直通道有利于促进离子传输并提供高表面积,以实现活性材料的有效负载。此外,采用水热法或电化学沉积的方法在炭化木材上负载金属氧化物/氢氧化物、具有高理论电容的导电聚合物,从而制备复合电极材料,并将其用于超级电容器自支撑电极,可使其显示出优异的电化学性能;以木材为基板并负载磷酸铁锂等活性材料制备电极,有效地解决了传统电化学活性材料与基板开裂脱离的问题。本文归纳了木质基电化学储能器件的研究进展,详细分析了木材在超级电容器、锂离子电池、锂空电池、锂硫电池的应用,着重介绍了木材的孔结构对电化学储能设备的影响,探讨了木质基电化学储能器件面临的问题及今后的发展前景,为制备高性能、环境友好型的木质基电化学储能设备提供参考。

关键词：天然木材多层级结构电化学储能器件超级电容器锂离子电池

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L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型及其数值模拟

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西北林学院学报 2021年第5期36卷 168-172页

作者：沈杨王天龙北京林业大学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

为解决现有圆棒榫节点抗弯强度研究中试验偶然性的问题,采用有限元法,建立L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型,进行数值模拟,并通过相应的试验对模拟结果进行了验证。结果表明:1)所建立的有限元模型可用于实木榫接合家具设计中的抗弯强度... 详细信息

为解决现有圆棒榫节点抗弯强度研究中试验偶然性的问题,采用有限元法,建立L型构件双圆棒榫节点抗弯强度模型,进行数值模拟,并通过相应的试验对模拟结果进行了验证。结果表明:1)所建立的有限元模型可用于实木榫接合家具设计中的抗弯强度预测,不同直径下有限元分析结果与试验结果平均误差均<15%,且圆棒榫变形情况与试验结果相符;2)双圆棒榫接合构件抗弯节点主要破坏形式为榫损伤,抗弯强度随直径增加而增加,但增幅减小;3)直径为10 mm的双圆棒榫可用于椅子腿部与望板接合部位,直径为8 mm的双圆棒榫可用于椅子腿与扶手连接处,性能满足GB 103547所规定的要求,直径为6 mm的双圆棒榫不适用于椅子连接。

关键词：圆棒榫抗弯强度家具节点有限元

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气力式板栗采收装备悬浮速度的测定及影响规律

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南方农机 2024年第11期55卷 13-16页

作者：王瑞白效鹏徐道春何丹味北京林业大学工学院北京100083 国家林业和草原局林业装备与自动化重点实验室北京100083 北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 木材科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】研究形状系数、含水率以及粒径对板栗悬浮速度的影响规律并建立不同粒径下板栗悬浮速度预测模型。【方法】以河北省唐山市迁西县的燕山早丰板栗为研究对象,通过自制悬浮速度试验台测量板栗的悬浮速度,并选取含水率、粒径、形状... 详细信息

【目的】研究形状系数、含水率以及粒径对板栗悬浮速度的影响规律并建立不同粒径下板栗悬浮速度预测模型。【方法】以河北省唐山市迁西县的燕山早丰板栗为研究对象,通过自制悬浮速度试验台测量板栗的悬浮速度,并选取含水率、粒径、形状系数为影响因子,以悬浮速度为目标值,运用Origin软件进行单因素试验分析,建立不同粒径下板栗的悬浮速度预测模型,探究各参数与悬浮速度之间的变化规律。【结果】单因素试验中,粒径、含水率与悬浮速度呈现正相关,而形状系数与悬浮速度呈现负相关。不同粒径下板栗悬浮速度的变化范围为9.39 m/s~24.37 m/s;不同含水率下板栗悬浮速度的变化范围为12.78 m/s~23.12 m/s;不同形状系数下板栗悬浮速度的变化范围为9.18 m/s~24.84 m/s。【结论】本研究设计的板栗悬浮速度预测模型可以计算出板栗的最佳收获时期,降低设计气力输送装置时风机的功耗,提高板栗采收的效率,并为板栗气力输送、清选以及分级等机械设备的设计研究提供参考。

关键词：板栗悬浮速度物料特性形状系数预测模型

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