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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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锆基金属有机框架材料在氧传感器上的应用

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化学学报 2025年第1期83卷 45-51页

作者：王跃邹莹张元郑舒婕王恒宇刘天赋李仁富闽江师范高等专科学校化学与生物技术学院福州350108 中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室福州350108

氧气传感在环境监测、医疗保健、工业生产和应用安全等各领域都发挥着至关重要的作用,而金属有机框架(MOFs)由于具有较强的氧吸附能力,有望应用于氧气传感并提高其响应性能.本工作选取4个常见的锆基MOF材料并比较了其与配体的荧光发射... 详细信息

氧气传感在环境监测、医疗保健、工业生产和应用安全等各领域都发挥着至关重要的作用,而金属有机框架(MOFs)由于具有较强的氧吸附能力,有望应用于氧气传感并提高其响应性能.本工作选取4个常见的锆基MOF材料并比较了其与配体的荧光发射和荧光寿命,阐述了其发光机理.4种锆基MOF均表现出对氧气的荧光淬灭性能,证明了氧气是有效淬灭锆基MOF的荧光的主要空气组分.其中,MOF-808和UiO-66具有良好的稳定性,有望成为氧气传感器的候选材料.在探究Zr基MOF中导致荧光淬灭的组成时,通过对比具有相同配体的铬MOF,证明了Zr^(4+)是引发荧光淬灭的主要因素,理论计算以及氧气吸附测试辅助验证了锆基MOF在氧气传感中的优势.另外,UiO-66较短的恢复响应时间证明了MOF中孔道的作用,MOF荧光寿命的降低揭示了氧气对MOF荧光路径的抑制.这些发现预计将为开发敏感的氧气传感器提供理论指导.

关键词：金属有机框架材料氧气传感多孔材料荧光淬灭

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数字图像比色法测定肉桂油中醛类化合物的研究

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林产化学与工业 2025年第2期45卷 19-25页

作者：程贤李胜男李盼盼陈玉湘李鹏飞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省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042 广西民族大学化工学院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/协同创新中心广西南宁530006

基于醛类化合物可与2,4-二硝基苯肼(DNPH)反应生成红色显色物质的原理,采集有颜色部位的图像,利用三基色红绿蓝(RGB)模式提取数据,建立了一种检测醛类化合物的数字图像比色法,用于检测肉桂油样品中醛类化合物,并对检测方法进行了条件优... 详细信息

基于醛类化合物可与2,4-二硝基苯肼(DNPH)反应生成红色显色物质的原理,采集有颜色部位的图像,利用三基色红绿蓝(RGB)模式提取数据,建立了一种检测醛类化合物的数字图像比色法,用于检测肉桂油样品中醛类化合物,并对检测方法进行了条件优化和方法学验证。研究结果表明:针对20μL待测样品,加入1 mL的DNPH(5 mmol/L)、 10μL盐酸和1.5 mL氢氧化钾(60 g/L)完成显色反应,可利用样本颜色的蓝/绿(B/G)值作为指标建立肉桂醛测量方法,该方法标准曲线的相关系数为0.998 6,定量限为1 mg/L,检测限为0.5 mg/L,基质干扰为6.5%,日内和日间精密度分别为0.39%和0.52%,准确度为102.5%~107.5%,相对标准偏差(RSD)均小于6.5%。

关键词：数字图像比色法 2 4-二硝基苯肼肉桂油醛类化合物

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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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纤维素基导电弹性体的制备及性能研究

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林产化学与工业 2025年第2期45卷 70-76页

作者：齐稷罗通王春鹏储富祥王基夫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

先通过丙烯酰氯(AC)与乙基纤维素(EC)进行酯化反应合成乙基纤维素基大分子单体(ECAC),然后以丙烯酸-2-羟基乙基酯(HEA)为单体,ECAC为交联剂,1-丁基-3-甲基氯化咪唑鎓为导电填料和2-羟基-2-甲基苯丙酮为光引发剂,通过光固化本体聚合,制... 详细信息

先通过丙烯酰氯(AC)与乙基纤维素(EC)进行酯化反应合成乙基纤维素基大分子单体(ECAC),然后以丙烯酸-2-羟基乙基酯(HEA)为单体,ECAC为交联剂,1-丁基-3-甲基氯化咪唑鎓为导电填料和2-羟基-2-甲基苯丙酮为光引发剂,通过光固化本体聚合,制备了一种无液体、可用于应变传感的纤维素基导电弹性体,并采用红外光谱(FT-IR)分析仪、核磁共振氢谱(~1H NMR)仪、差示扫描量热(DSC)分析仪、热失重(TG)分析仪和万能试验机等对产物进行表征。FT-IR和~1H NMR分析表明ECAC已成功合成,DSC与TG分析表明ECAC提高了纤维素基导电弹性体的热稳定性,ECAC添加量10%的导电弹性体比未添加的玻璃化温度高5.19℃,比ECAC添加量2%的导电弹性体损失5%和50%质量所对应的温度分别高20.2和12.7℃。当ECAC添加量为8%时,导电弹性体的力学性能最佳,其断裂伸长率和抗张强度分别达到698%和1.91 MPa。当导电弹性体作为传感器时,ECAC添加量的提升会降低其灵敏度(G_F),从而降低其传感性能。控制ECAC的添加量可以调控导电弹性体的力学和传感性能,实现导电弹性体在不同场景下的应用。

关键词：丙烯酸酯本体聚合改性纤维素弹性体传感器

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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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