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林产化学与工业 2020年第4期40卷 63-70页

作者：朱恩清史正军刘守庆杨静王大伟杨海艳西南林业大学西南地区林业生物质资源高效利用国家林业和草原局重点实验室云南昆明650224 西南林业大学云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室云南昆明650224

采用玉米秸秆碱木质素部分替代苯酚与甲醛反应合成木质素基酚醛树脂,并利用正戊烷、正己烷、活性炭负载正己烷3种发泡剂,经过物理发泡、高温炭化分别制备得到木质素基泡沫炭CF-P、CF-H和CF-ACH。研究结果表明:不同发泡剂发泡制备得到的... 详细信息

采用玉米秸秆碱木质素部分替代苯酚与甲醛反应合成木质素基酚醛树脂,并利用正戊烷、正己烷、活性炭负载正己烷3种发泡剂,经过物理发泡、高温炭化分别制备得到木质素基泡沫炭CF-P、CF-H和CF-ACH。研究结果表明:不同发泡剂发泡制备得到的木质素基酚醛泡沫均具有良好的热稳定性,经800℃热分解后的最终炭收率依然为47.95%;木质素基酚醛树脂泡沫炭为非石墨化无定型炭,孔形呈球形或椭球形,孔径分布在20~300μm之间;3种泡沫炭表观密度在0.15~0.55 g/cm^3之间,最高压缩强度可达13.13 MPa;CF-P、CF-ACH、CF-H比表面积分别为471.22、186.72和42.08 m^2/g,开孔率都大于64%,微孔面积百分比均在77%以上。

关键词：木质素发泡剂泡沫炭

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碱-羟甲基化预处理对甘蔗渣酶解和发酵效率的影响

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林产化学与工业 2020年第4期40卷 86-92页

作者：金艳杨海艳史正军王大伟徐高峰杨静西南林业大学化学工程学院云南昆明650224 云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室西南林业大学云南省生物质高效利用工程实验室云南昆明650224

以甘蔗渣(SCB)为原料,经1.4%氢氧化钠处理制得碱处理甘蔗渣(AP-SCB),再经羟甲基化反应制备碱-羟甲基化预处理甘蔗渣(AHP-SCB),考察甲醛用量对提高甘蔗渣酶水解效率和乙醇发酵得率的影响。实验结果表明:在甘蔗渣碱-羟甲基预处理过程中,... 详细信息

以甘蔗渣(SCB)为原料,经1.4%氢氧化钠处理制得碱处理甘蔗渣(AP-SCB),再经羟甲基化反应制备碱-羟甲基化预处理甘蔗渣(AHP-SCB),考察甲醛用量对提高甘蔗渣酶水解效率和乙醇发酵得率的影响。实验结果表明:在甘蔗渣碱-羟甲基预处理过程中,当甘蔗渣与甲醛质量比为1∶1.5,预处理2 h后,木质素脱除率为55.68%;在纤维素酶用量为20 FPIU/g(以葡聚糖质量计)时,72 h酶水解得率为89.61%,较未处理甘蔗渣(水解得率9.09%)提高了8.86倍;酶水解液经24 h发酵后,乙醇质量浓度从10.93 g/L(AP-SCB)增加至12.96 g/L(AHP-SCB-1.5)。通过红外光谱分析预处理前后物料结构的变化,并进行疏水度和酶可及度的测定,AHP-SCB-1.5的疏水度(0.127 L/g)和酶可及度(505.73 mg/g)分别是AP-SCB的64.64%和1.11倍;碱和羟甲基化反应在预处理中起到协同作用,改善甘蔗渣的亲水性和酶可及性。

关键词：羟甲基化碱处理甘蔗渣酶解发酵

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不同原料烘焙炭的理化特性及对亚甲基蓝的吸附性能

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材料导报 2019年第8期33卷 1276-1284页

作者：郑云武陶磊康佳黄元波刘灿郑志锋西南林业大学材料科学与工程学院云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室

选择四种生物质为原料,经300℃热裂解制成生物质烘焙炭,研究生物烘焙炭理化特性对亚甲基蓝的吸附特性以及动力学、热力学特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质投加量对吸附效果的影响。同时对吸附动力学以及吸附机制进... 详细信息

选择四种生物质为原料,经300℃热裂解制成生物质烘焙炭,研究生物烘焙炭理化特性对亚甲基蓝的吸附特性以及动力学、热力学特性,分析了pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度、生物质投加量对吸附效果的影响。同时对吸附动力学以及吸附机制进行研究。结果表明:生物质烘焙炭对亚甲基蓝的吸附约60 min即达平衡;适宜pH值为8～12,平衡吸附量随着初始浓度的增加而增加。四种生物质烘焙炭对亚甲基蓝的等温吸附均可用Langmuir方程和Frcundlich方程拟合,木粉烘焙炭属于单分子层吸附,而壳类生物质烘焙炭以多分子层吸附为主,吸附过程符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主,吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散共同控制,颗粒内扩散为主要吸附速率控制步骤,吸附过程为吸热反应,高温有利于吸附体系的自发进行。最终得到四种原料烘焙炭吸附能力的强弱顺序为:核桃壳烘焙炭>木粉烘焙炭>椰子壳烘焙炭>橡胶籽壳烘焙炭。

关键词：烘焙炭理化性能吸附性能亚甲基蓝动力学

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基于Py-GC×GC-qMS的玉米芯热解产物在线检测

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生物质化学工程 2020年第1期54卷 23-30页

作者：李文斌郑云武卢怡郑志锋云南省生物质能源国际联合研究中心云南省生物质高效利用工程实验室云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室西南林业大学云南昆明650224 西南林业大学材料科学与工程学院云南昆明650224 林业生物质资源高效利用技术国家地方联合工程研究中心西南林业大学云南昆明650224 厦门市现代农业生物质高值化技术重点实验室(厦门大学) 福建省生物质高值化技术工程研究中心(厦门大学)厦门大学能源学院福建厦门361102

利用热裂解-全二维气相色谱-质谱联用(Py-GC×GC-qMS)仪对玉米芯不同温度下热解产物进行在线分析。研究结果表明:玉米芯在550℃下热解18 s,GC×GC-qMS共检测到191种化合物,包括醇、酸、醛、酮、酯、呋喃类、碳氢化合物、酚类、... 详细信息

利用热裂解-全二维气相色谱-质谱联用(Py-GC×GC-qMS)仪对玉米芯不同温度下热解产物进行在线分析。研究结果表明:玉米芯在550℃下热解18 s,GC×GC-qMS共检测到191种化合物,包括醇、酸、醛、酮、酯、呋喃类、碳氢化合物、酚类、含氮类和糖类等。主要化合物包括2,3-二氢-苯并呋喃、1,6-脱水-β-d-吡喃葡萄糖和糠醛,其GC含量分别为9.15%、8.80%和5.21%;而GC-qMS仅检测到58种化合物,且未检测到糖类化合物。玉米芯热解产物的种类随着温度的升高逐渐增加,在550℃时达到稳定值。温度对醛类、酮类和呋喃类化合物的影响并不明显,GC含量分别在450、550和500℃时达到最大,分别为4.80%、13.57%和21.01%;醇类、酸类和酯类化合物易在低温条件下形成;碳氢化合物易在高温条件下形成,600℃时GC含量为10.77%;酚类呈现出先增加后减少的趋势,450℃时GC含量最大为23.77%;温度的升高对含氮类和糖类GC含量的影响并不明显。

关键词： Py-GC×GC-qMS 玉米芯温度热解产物在线检测

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KOH原位活化对木质素基泡沫炭的结构性能调控

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林业工程学报 2019年第2期4卷 99-105页

作者：周方浪杨静杨海艳邓佳郑志锋秦永剑史正军西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室昆明650224 西南林业大学云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室昆明650224

在碱性条件下,木质素可部分替代苯酚与甲醛反应制备木质素基酚醛树脂,酚醛树脂经物理发泡,高温碳化工艺生成木质素基泡沫炭。为达到调控木质素基泡孔炭的泡孔结构,改善其孔径分布比例的目的,选用600℃碳化后的泡沫炭(CF-600℃)作为活化... 详细信息

在碱性条件下,木质素可部分替代苯酚与甲醛反应制备木质素基酚醛树脂,酚醛树脂经物理发泡,高温碳化工艺生成木质素基泡沫炭。为达到调控木质素基泡孔炭的泡孔结构,改善其孔径分布比例的目的,选用600℃碳化后的泡沫炭(CF-600℃)作为活化基体,利用化学试剂KOH对泡沫炭进行原位活化。研究结果表明:纯碱木质素可以部分取代苯酚,与甲醛发生缩合反应生成酚醛树脂;酚醛树脂基泡沫在450℃时有最大分解速率2.04%/min,炭收率为54.36%; 600℃碳化后的泡沫炭(CF-600℃)、900℃碳化后的泡沫炭(CF-900℃)与KOH原位活化后的泡沫炭(CF-KOH)呈玻璃网状结构,泡孔由50～300μm的泡孔及孔壁组成; 3种泡沫炭皆为无定型炭,非石墨化的炭质结构; KOH原位活化后的泡沫炭(CF-KOH)微孔比例下降,中孔比例上升,比表面积可达1 094.14 m^2/g;且3种泡沫炭的表观密度在0.10～0.15 g/cm^3之间,压缩强度最高可达0.35 MPa。

关键词：木质素酚醛树脂泡沫炭原位活化结构性能

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木质素基酚醛泡沫炭的制备及性能研究

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化工新型材料 2019年第11期47卷 149-154页

作者：周方浪杨静杨海艳邓佳王大伟郑志锋徐高峰史正军西南林业大学云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室昆明650224 西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室昆明650224

在碱性条件下,木质素可部分替代苯酚,通过树脂化生成木质素基酚醛树脂,酚醛树脂经物理发泡、高温碳化工艺制得木质素基酚醛泡沫炭。研究结果表明:木质素基酚醛泡沫的热稳定性良好,当纯化木质素添加量为20%(质量分数)时,木质素基酚醛最... 详细信息

在碱性条件下,木质素可部分替代苯酚,通过树脂化生成木质素基酚醛树脂,酚醛树脂经物理发泡、高温碳化工艺制得木质素基酚醛泡沫炭。研究结果表明:木质素基酚醛泡沫的热稳定性良好,当纯化木质素添加量为20%(质量分数)时,木质素基酚醛最大炭收率为54. 60%,热稳定性优于其他泡沫;碳化后的4种木质素基酚醛泡沫炭(CF-L-0%、CF-L-10%、CF-L-20%、CF-L-30%)皆由100~600μm的泡孔及孔壁组成,其表观密度在0. 15~0. 23g/cm3之间,压缩强度最高可达3. 35MPa;4种木质素基酚醛泡沫炭为非石墨化的碳质结构,其微观结构以微孔为主;木质素基酚醛泡沫炭的碳含量随木质素替代量的增加而提高,碳质量分数最高可达72. 34%。

关键词：木质素酚醛树脂泡沫炭

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巨龙竹全组分乙酰化膜的制备与性能表征

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西南大学学报（自然科学版） 2019年第1期41卷 123-129页

作者：石纯杨静杨海艳邓佳赵一鹤张加研吴春华何鸣宇史正军西南林业大学云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室昆明650224 西南林业大学西南山地森林资源保育与利用教育部重点实验室昆明650224 云南省林业科学院昆明650204

选用云南省一种具有极大开发利用价值的大型丛生竹——巨龙竹作为研究对象,竹粉经1-甲基咪唑/二甲基亚砜(NMI/DMSO)溶剂体系预处理后,加入过量乙酸酐,得到的乙酰化原料用于制备全组分基膜材料,并引入增塑剂聚乙二醇(PEG)进一步对膜性能... 详细信息

选用云南省一种具有极大开发利用价值的大型丛生竹——巨龙竹作为研究对象,竹粉经1-甲基咪唑/二甲基亚砜(NMI/DMSO)溶剂体系预处理后,加入过量乙酸酐,得到的乙酰化原料用于制备全组分基膜材料,并引入增塑剂聚乙二醇(PEG)进一步对膜性能进行改性.经原料组分含量测定、红外光谱、紫外光谱、扫描电镜、力学性能和亲水性测定对膜材料表征分析.结果表明:乙酰化原料木质素、纤维素、半纤维素的质量分数分别为:22.3%、63.2%和13.6%,说明三大组分都得以有效利用,红外光谱进一步验证了乙酰化反应取代羟基效果明显;基膜紫外光区透过率为零,可见光区透过率也较低,但随着聚乙二醇添加量的增大,透光率增大;改性后的膜力学性能大幅提高,加入50%聚乙二醇的膜力学性能最优,拉伸强度提高了168%,伸长率提高了250%;接触角数值可以看出,聚乙二醇的添加使得膜亲水性能变好.

关键词：巨龙竹全组分聚乙二醇膜材料

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Ge掺杂对TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3压敏陶瓷结构及性能的影响

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无机材料学报 2018年第4期33卷 447-452页

作者：康昆勇徐开蒙刘灿杨晓琴郑志锋西南林业大学材料科学与工程学院昆明650224 西南林业大学云南省生物质高效利用工程实验室昆明650224 西南林业大学云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室昆明650224

TiO_2压敏电阻是一种典型的非线性电流-电压电子器件,本文研究了Ge掺杂对TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3压敏陶瓷的非线性系数α和压敏电压EB的影响。采用传统的球磨-成型-烧结方法成功制备Ge掺杂TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3压敏陶瓷,用压敏直流参数仪... 详细信息

TiO_2压敏电阻是一种典型的非线性电流-电压电子器件,本文研究了Ge掺杂对TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3压敏陶瓷的非线性系数α和压敏电压EB的影响。采用传统的球磨-成型-烧结方法成功制备Ge掺杂TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3压敏陶瓷,用压敏直流参数仪测试样品的非线性系数α、压敏电压EB和漏电流JL等电学性质,并根据相关公式计算样品平均势垒高度。XRD、XPS、SEM和STEM分析表明,Ge掺杂显著改变TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3压敏陶瓷微结构,提高非线性系数α和减小压敏电压EB。当施主Nb_2O_5和受主CaCO_3掺杂浓度分别为0.5mol%时,掺杂1.0mol%Ge的压敏陶瓷获得了最高的非线性系数和较低的压敏电压(α=10.6,EB=8.7 V/mm),明显优于不掺杂Ge的TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3压敏陶瓷。此外,Ge熔点较低,作为烧结助剂可以降低陶瓷的烧结温度,TiO_2-Nb_2O_5-CaCO_3-Ge压敏陶瓷最佳烧结温度是1300℃。

关键词： TiO2压敏陶瓷非线性系数压敏电压 Ge

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改性微-介孔催化剂的制备及其催化生物质热解制备芳烃

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农业工程学报 2018年第20期34卷 240-249页

作者：郑云武杨晓琴沈华杰黄元波刘灿郑志锋云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室西南林业大学材料科学与工程学院昆明650224

采用K2CO3对HZSM-5催化剂进行处理,制备微孔-介孔多级孔HZSM-5催化剂,研究了碱液浓度(0.2～0.6 mol/L)对制备多级孔催化剂及其多级孔催化剂对催化生物质热解制备芳烃的产率以及选择性的影响规律,同时采用比表面积和孔径分布仪、X射线衍... 详细信息

采用K2CO3对HZSM-5催化剂进行处理,制备微孔-介孔多级孔HZSM-5催化剂,研究了碱液浓度(0.2～0.6 mol/L)对制备多级孔催化剂及其多级孔催化剂对催化生物质热解制备芳烃的产率以及选择性的影响规律,同时采用比表面积和孔径分布仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、扫描电镜、化学吸附仪、傅里叶红外光谱仪、热重分析对催化剂进行了表征,结果表明:碱处理后催化剂依然保持MFI结构,在脱除分子筛中非骨架硅的同时,产生介孔结构,随着预处理浓度的增加,介孔含量增加,晶内介孔的利用率以及分子筛的扩散性能增加,但使总酸量降低,同时,改性催化剂可以明显的提高木质素来源的生物质热解产物芳烃的产率(67.75%～82.81%)降低焦炭的生成(31.26%～28.06%),提高生物油中萘族产物(甲基萘以及二甲基萘)的选择性,使C10+以上芳烃含量增加,当采用0.5 mol/L的K2CO3处理时,单环芳烃质量分数最高为82.81%,而焦炭质量分数最低为28.06%。

关键词：催化剂热解生物质 K2CO3 多级孔HZSM-5催化剂芳烃

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磷酸联合过氧化氢预处理玉米芯及其酶水解效率的影响

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林产化学与工业 2018年第5期38卷 100-106页

作者：应文俊吴凯史正军杨海艳郑志锋杨静西南林业大学化学工程学院云南昆明650224 云南省高校生物质化学炼制与合成重点实验室云南省生物质高效利用工程实验室西南林业大学云南昆明650224

利用磷酸联合过氧化氢(H_3PO_4-H_2O_2,PHP)预处理玉米芯,并以纤维素酶水解预处理后玉米芯,以酶解效率为指标优化预处理条件。研究结果表明:玉米芯经H_3PO_4-H_2O_2混合液(H_3PO_4质量分数80%)于50℃下预处理4 h后,纤维素质量分数57.38%... 详细信息

利用磷酸联合过氧化氢(H_3PO_4-H_2O_2,PHP)预处理玉米芯,并以纤维素酶水解预处理后玉米芯,以酶解效率为指标优化预处理条件。研究结果表明:玉米芯经H_3PO_4-H_2O_2混合液(H_3PO_4质量分数80%)于50℃下预处理4 h后,纤维素质量分数57.38%,纤维素回收率95.84%,半纤维素和木质素的脱除率分别为62.36%和68.97%。在酶用量10 FPIU/g(以葡聚糖质量计)的条件下,72 h酶水解得率为39.12%,相比未经预处理玉米芯的72 h酶水解得率(10.84%)提高了2.61倍。利用红外光谱分析物料预处理后结构的变化,H_3PO_4和H_2O_2在预处理过程中起到了协同作用,能同时去除半纤维素和木质素。相比单独使用H_3PO_4预处理(16.78%)或H_2O_2预处理(20.71%),H_3PO_4-H_2O_2预处理玉米芯的72 h酶水解得率分别提高了133.13%和88.89%。

关键词：条件优化玉米芯结构变化纤维素酶解

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