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工程科学学报 2025年第3期47卷 514-525页

作者：李攀赵宇吴兴国张璐璐胡俊豪陈玮白净常春方书起郑州大学机械与动力工程学院郑州450001 生物基运输燃料技术全国重点实验室郑州450001 河南省生物基化学品绿色制造重点实验室濮阳457000 生物质炼制技术与装备河南省工程实验室郑州450001

生物基航空煤油是一种可持续、绿色环保的航空燃料,能够有效降低航空业的碳排放,具有巨大的应用前景.本文综述了以生物质为原料制备航空煤油的工艺方法,重点关注我国生物乙醇产业的快速发展及其充足的产量.在此基础上,详细阐述了生物乙... 详细信息

生物基航空煤油是一种可持续、绿色环保的航空燃料,能够有效降低航空业的碳排放,具有巨大的应用前景.本文综述了以生物质为原料制备航空煤油的工艺方法,重点关注我国生物乙醇产业的快速发展及其充足的产量.在此基础上,详细阐述了生物乙醇制备航空煤油的主要工艺流程,分析了生物乙醇制航油技术中的三个关键反应(乙醇脱水制乙烯、烯烃低聚反应以及加氢反应)的工艺条件和催化剂应用.此外,介绍了乙醇碳碳偶联与加氢脱氧制备航空煤油的最新进展,探讨了高碳醇制备反应的机理和催化剂,以及加氢脱氧反应的研究动态.指出当前乙醇制备航空煤油面临成本较高和催化剂开发等挑战,并对未来该技术的发展方向进行了展望,为生物乙醇制备航空煤油的工业化提供了重要参考.

关键词：航空煤油生物乙醇催化剂高碳醇加氢脱氧

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催化(半)纤维素制呋喃平台分子及下游转化

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中国科学:化学 2025年第1期55卷 221-241页

作者：苑少宇冯云超李铮唐兴林鹿曾宪海厦门大学能源学院固体表面物理化学国家重点实验室厦门361102 福建省生物质清洁高值化技术工程研究中心厦门市生物质清洁高值化利用重点实验室厦门大学厦门361102

制备和利用生物质基平台分子来代替部分化石资源利用是能源转型和绿色可持续发展的重要手段.由木质纤维生物质的两大组分纤维素及半纤维素制得的呋喃类平台分子可催化转化为多种生物基化学品、燃料和聚合物单体等,是生物质资源化利用的... 详细信息

制备和利用生物质基平台分子来代替部分化石资源利用是能源转型和绿色可持续发展的重要手段.由木质纤维生物质的两大组分纤维素及半纤维素制得的呋喃类平台分子可催化转化为多种生物基化学品、燃料和聚合物单体等,是生物质资源化利用的重要路径,是化学品、燃料和材料等可再生化和绿色脱碳的重要手段.结合本团队多年积累,本文综述了将(半)纤维素转化为呋喃平台分子及其下游高值转化利用途径的研究进展,主要包括从(半)纤维素出发,通过催化热解、酸催化等手段制备呋喃平台分子;将呋喃平台分子通过催化氢化/氧化/胺化等手段进一步转化为多种高附加值产物.最后,探讨了(半)纤维素制备呋喃平台分子及下游转化面临的机遇与挑战.

关键词： (半)纤维素呋喃平台分子催化生物质转化

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以草酸二甲酯为原料高效合成2,2’-双(2-噁唑啉)

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化学工业与工程 2025年第1期42卷 9-18页

作者：葛浩栋吴林波浙江大学化学工程联合国家重点实验室化学工程与生物工程学院杭州310058 浙江大学生物质化工教育部重点实验室化学工程与生物工程学院杭州310058

针对2,2’-双(2-噁唑啉)(BOZ)合成存在原料成本高、反应时间长、产率低和提纯复杂等问题,以草酸二甲酯(DMO)和乙醇胺(MEA)为原料,采用三步法合成BOZ,最适宜条件为:在乙醇中,n(MEA)∶n(DMO)按2.6∶1.0在40℃反应20 min得到N,N-双(2-羟乙... 详细信息

针对2,2’-双(2-噁唑啉)(BOZ)合成存在原料成本高、反应时间长、产率低和提纯复杂等问题,以草酸二甲酯(DMO)和乙醇胺(MEA)为原料,采用三步法合成BOZ,最适宜条件为:在乙醇中,n(MEA)∶n(DMO)按2.6∶1.0在40℃反应20 min得到N,N-双(2-羟乙基)乙二酰胺(BHEOA);在甲苯中,n(BHEOA)∶n(SOCl_(2))按1∶3在50~90℃逐步升温反应得到N,N-双(氯乙基)乙二酰胺(BCEOA);最后在含吸水剂的乙醇中,n(BCEOA)∶n(NaOH)按1∶2回流反应1 h得到BOZ。3步产率分别为98.1%、96.3%和73.6%。第3步所得滤液经二次结晶,产率进一步提高到85.8%。

关键词：扩链剂 2,2’-双(2-噁唑啉) 草酸二甲酯

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红芪多糖超声提取工艺优化及抗氧化、美白和吸湿保湿活性

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精细化工 2025年第3期42卷 577-586页

作者：原梦瑶康淑荷崔璐娟朱青青李胜硕郭金旺环境友好复合材料国家民委重点实验室甘肃兰州730106 甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心甘肃兰州730106 甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室甘肃兰州730106 西北民族大学化工学院甘肃兰州730106

基于单因素〔超声时间、超声温度、料液比(g∶mL,下同)、提取次数、粒度〕超声辅助水提取法提取红芪多糖的实验结果,选取超声时间、超声温度、料液比采用响应面法优化了红芪多糖的提取工艺,考察了红芪多糖对2,2'-联氮-双(3-乙基苯... 详细信息

基于单因素〔超声时间、超声温度、料液比(g∶mL,下同)、提取次数、粒度〕超声辅助水提取法提取红芪多糖的实验结果,选取超声时间、超声温度、料液比采用响应面法优化了红芪多糖的提取工艺,考察了红芪多糖对2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐自由基(ABTS^(+)•)、1,1-二苯基-2-苦基肼自由基(DPPH•)、超氧阴离子自由基(•O_(2)^(–))和•OH的清除能力、对酪氨酸酶单酚酶的抑制作用及吸湿保湿性能。结果表明,超声辅助水对粒度45目的红芪粉末提取红芪多糖,在超声功率99 W、超声时间43 min、超声温度70℃、料液比1∶21、提取3次的最佳工艺条件下,多糖提取率为23.90%;质量浓度1.00 g/L红芪多糖对ABTS^(+)•清除率89.67%,半数抑制浓度(IC50)为0.40 g/L;质量浓度10.00 g/L红芪多糖对酪氨酸酶单酚酶的抑制率为54.14%,IC50为8.06 g/L;12 h内,在相对湿度43%的环境中,红芪多糖的吸湿率(红芪多糖吸水后的总质量占吸水前红芪多糖质量的百分数)为101.01%,质量浓度10 g/L红芪多糖溶液保湿率达99.87%。

关键词：红芪多糖提取响应面法抗氧化美白吸湿保湿中药现代化技术

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桉木高得率浆废水电场辅助微电解预处理研究

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林产化学与工业 2025年第1期45卷 149-156页

作者：尹航房桂干盘爱享田庆文朱亚玮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

分析了桉木高得率浆废水的有机污染特征,优化了该废水电场辅助微电解预处理的脱毒条件,并采用生物处理实验评估了电场辅助微电解的脱毒效果;进一步采用GC-MS法分析了原水(EW)、微电解(ME)和电场辅助微电解(EFME)预处理后废水的主要成分... 详细信息

分析了桉木高得率浆废水的有机污染特征,优化了该废水电场辅助微电解预处理的脱毒条件,并采用生物处理实验评估了电场辅助微电解的脱毒效果;进一步采用GC-MS法分析了原水(EW)、微电解(ME)和电场辅助微电解(EFME)预处理后废水的主要成分。结果表明:电场辅助微电解预处理的较佳条件为废水初始pH值4、电场强度1 kV/cm,此条件下反应60 min,其BOD值由未加电场时的2 480 mg/L提高到3 000 mg/L。原水经过微电解和电场辅助微电解后可生化性显著增加,生化需氧量/化学需氧量(BOD/COD,B/C值)从0.33分别提升到0.38和0.45,厌氧处理效率从55.5%分别提升至62.5%和70.0%,最终综合生化效率分别为75.2%、 78.6%和83.1%。桉木制浆废水经微电解和电场辅助微电解预处理后,废水中的酚类、有机酸及其衍生物等抗氧化活性物质被分解为容易进行生化处理的丙酸、丁酸等物质,使得酚类、酰胺类化合物含量下降,酸类物质含量提高,酸类物质从原水的5.2%提高到23.3%(ME)和20.8%(EFME),改善了废水的可生化性。

关键词：桉木制浆废水微电解静电场

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聚乙烯亚胺-戊二醛-多巴胺交联粘结剂在锂离子电池硅/碳负极中的性能研究

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化工新型材料 2025年

作者：孙兴燊刘敏胡家朋刘俊劭宋湛谦刘鹤武夷学院福建省生态产业绿色技术重点实验室绿色化工技术福建省高等学校重点实验室中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室

高比容量的硅/碳材料在嵌锂-脱锂过程中，Si的大体积膨胀容易引起电极粉碎和脱落问题，最终导致循环性能衰减和电池寿命缩短，通过设计新型硅/碳材料粘结剂可以有效提升电池循环性能。利用戊二醛（GA）的双醛基团与聚乙烯亚胺（PEI）和... 详细信息

高比容量的硅/碳材料在嵌锂-脱锂过程中，Si的大体积膨胀容易引起电极粉碎和脱落问题，最终导致循环性能衰减和电池寿命缩短，通过设计新型硅/碳材料粘结剂可以有效提升电池循环性能。利用戊二醛（GA）的双醛基团与聚乙烯亚胺（PEI）和多巴胺（DPA）的胺基能发生反应生成亚胺键（-C=N-）的原理，制备三维网状结构的粘结剂（PEI-GA-DPA），并用于高比容量的硅碳负极材料的性能研究。与纯PEI和商业化PVDF粘结剂对比，研究PEI-GA-DPA粘结剂的粘结性能和循环性能。结果表明：当PEI∶GA∶DPA的质量比为90∶0.2∶9.8时，制备的Si/C@PEI-GA-DPA电极的平均剥离强度为3.28N，高于Si/C@PVDF电极（1.43N）和Si/C@PEI电极（1.33N）。在0.5C电流密度循环100圈，Si/C@PEI-GA-DPA-2电池的充电比容量为540.8mAh/g，优于Si/C@PVDF电池（489.6mAh/g）和Si/C@PEI电池（412.0mAh/g）。因此，通过亚胺键的生成制备的粘结剂PEI-GA-DPA具有更优异的粘结力，能显著提升Si/C电极的循环性能。

关键词：硅碳负极聚乙烯亚胺戊二醛多巴胺锂离子电池

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生物质烘焙预调质及其优化热解产物品质的研究进展

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低碳化学与化工 2025年第2期50卷 69-77页

作者：陈颖刘鹏李艳玲孙堂磊雷廷宙常州大学城乡矿山研究院生物质高效炼制及高质化利用国家地方联合工程研究中心常州市生物质绿色安全高值利用技术重点实验室江苏常州213164

生物质储量丰富,是有望代替化石能源并减少碳排放的绿色可再生能源,但其氧含量大、水分含量大且分散度高导致了研磨性差、储运困难等一系列问题,使之资源化利用难。综述了国内外烘焙预调质(以下简称“烘焙”)优化生物质及其热解产物品... 详细信息

生物质储量丰富,是有望代替化石能源并减少碳排放的绿色可再生能源,但其氧含量大、水分含量大且分散度高导致了研磨性差、储运困难等一系列问题,使之资源化利用难。综述了国内外烘焙预调质(以下简称“烘焙”)优化生物质及其热解产物品质的研究进展,着重阐明了烘焙可改善生物质理化性质以及优化热解产物品质,并总结了烘焙起到的减排节能作用。烘焙改善了生物质的研磨能、热值和活化能等,有助于烘焙后生物质能源性能达到燃料煤水平。经过烘焙结合热解处理的生物炭比表面积增大,孔隙结构变得复杂,生物油氧含量及酸性物质含量减小,热解气可燃组分含量增大,产物品质均得到优化。对该技术的发展提出了建议,并对其应用潜力进行了展望,指出烘焙结合热解技术是替代煤炭制备清洁油品、炭材料和合成气的重要热转化技术之一,同时通过烘焙生物质结合煤炭热转化利用,提升煤炭清洁利用水平,可实现未来工业流程的低碳再造,为我国实现“双碳”目标、振兴乡村以及保障能源安全提供技术支撑。

关键词：生物质烘焙热解理化性质产物品质减排节能

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生物基环氧Vitrimer的制备及其应用

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林产化学与工业 2025年第1期45卷 142-148页

作者：马慧茹张海波毕良武王婧古研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

将樟脑酸缩水甘油酯(GECPA)与萜马二酸(TMA)合成生物基环氧vitrimer材料(GECPA-TMA),由于刚性松节油萜环的引入,TMA中活泼氢与GECPA中环氧基物质的量比为1∶1时,GECPA-TMA1.0vitrimer材料的拉伸强度为(65.9±1.7) MPa、 25℃的储能... 详细信息

将樟脑酸缩水甘油酯(GECPA)与萜马二酸(TMA)合成生物基环氧vitrimer材料(GECPA-TMA),由于刚性松节油萜环的引入,TMA中活泼氢与GECPA中环氧基物质的量比为1∶1时,GECPA-TMA1.0vitrimer材料的拉伸强度为(65.9±1.7) MPa、 25℃的储能模量为2 148 MPa、玻璃化转变温度(Tg)为100℃、交联密度为0.99×10^(-3)mol/cm^(3),热失重10%的温度(T10%)为329℃。在高温下通过动态酯交换反应(DTER)可以实现材料的自修复,180℃下加热30 min, GECPA-TMA vitrimer材料涂层的自修复率为94.89%。GECPA-TMA vitrimer材料和碳纤维(CFs)复合制备的GECPA-TMA-CF材料拉伸强度为(570.8±64) MPa,具有可再加工、形状记忆和可回收性能,在90℃的乙醇胺(EA)溶液中加热70 min可以实现基体的完全降解,实现CFs的无损回收。

关键词：环氧vitrimer 松节油生物基自修复回收

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碱性H_(2)O_(2)预处理杨木厌氧发酵产甲烷特性研究

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林产化学与工业 2025年第1期45卷 23-29页

作者：姜越张宁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

以杨木为原料,研究了碱性H_(2)O_(2)预处理对杨木厌氧发酵产甲烷及菌群结构的影响。结果表明:经碱性H_(2)O_(2)预处理后,杨木物料pH值呈中性,无需洗涤可直接投入后续高固含量厌氧发酵体系,既节水又减少排放污染,是一种绿色高效、环境友... 详细信息

以杨木为原料,研究了碱性H_(2)O_(2)预处理对杨木厌氧发酵产甲烷及菌群结构的影响。结果表明:经碱性H_(2)O_(2)预处理后,杨木物料pH值呈中性,无需洗涤可直接投入后续高固含量厌氧发酵体系,既节水又减少排放污染,是一种绿色高效、环境友好的预处理方法。碱性H_(2)O_(2)预处理促进了杨木中木质素的脱除以及纤维素的保留,其中1.0%NaOH/1.0%H_(2)O_(2)对杨木预处理效果最佳,该处理组厌氧发酵7 d,甲烷产量为125.5 mL/g,厌氧发酵至20 d时,甲烷产量达到240 mL/g。最高产甲烷速率出现在第1天,为46.1 mL/(d·g)。碱性H_(2)O_(2)预处理减少了代谢微生物菌群的竞争,促进了厚壁菌门、拟杆菌门、梭状芽孢杆菌纲、拟杆菌纲、甲烷八叠球菌属等有利于产甲烷的优势菌的生长。

关键词：杨木碱性过氧化氢甲烷厌氧发酵微生物群落结构

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柠檬酸改性聚醋酸乙烯酯胶黏剂的制备和性能

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精细化工 2025年

作者：程增会高士帅王基夫张代晖王春鹏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

为提升聚醋酸乙烯酯（PVAc）胶黏剂的耐水性能，采用柠檬酸（CA）对PVAc乳液进行改性，制备了CA改性PVAc胶黏剂（PVAc-CA）。采用SEM对CA改性PVAc乳液的粒子形貌进行了表征，通过XRD、FTIR、TGA、DSC以及吸水率、接触角测试考察了CA加... 详细信息

为提升聚醋酸乙烯酯（PVAc）胶黏剂的耐水性能，采用柠檬酸（CA）对PVAc乳液进行改性，制备了CA改性PVAc胶黏剂（PVAc-CA）。采用SEM对CA改性PVAc乳液的粒子形貌进行了表征，通过XRD、FTIR、TGA、DSC以及吸水率、接触角测试考察了CA加入量（以PVAc乳液质量计，下同）对CA改性PVAc胶膜结构、热稳定性和疏水性能的影响。将CA改性PVAc胶黏剂用于胶合板黏合，测试了其胶合强度。结果表明，CA能够与PVAc中的羟基发生反应，但对胶黏剂的结晶度影响不大；CA的添加可以提高PVAc的耐热性能；CA加入量为5%制备的PVAc-CA5胶膜的玻璃化转变温度从PVAc-CA0胶膜（即PVAc胶膜）胶膜的39.2 ℃提高到41.5 ℃；PVAc-CA5胶膜的吸水率最低，为7.7%，水接触角最大，为86.9°；经PVAc-CA5胶黏剂黏合的胶合板的湿强度和沸水煮强度分别为1.22和1.08 MPa，比PVAc黏合的胶合板（湿强度0.88 MPa，沸水煮强度0.71 MPa）分别提高了38.0%和52.1%。

关键词：柠檬酸聚醋酸乙烯酯耐水性木材胶黏剂强度黏合剂

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