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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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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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核桃壳液化物合成高邻位热塑性酚醛树脂

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材料导报 2018年第18期32卷 3244-3248页

作者：卢宇晗黄元波杨晓琴徐开蒙刘灿张全王继大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材料科学与工程学院昆明650224

以核桃壳液化物为原料、氢氧化锌为催化剂合成核桃壳生物基高邻位热塑性酚醛树脂。采用核磁共振波谱分析(NMR)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、凝胶渗透色谱分析(GPC)、热重分析(TGA)和有机元素分析(OEA)对其结构和热性能进行了表征分析... 详细信息

以核桃壳液化物为原料、氢氧化锌为催化剂合成核桃壳生物基高邻位热塑性酚醛树脂。采用核磁共振波谱分析(NMR)、傅里叶红外光谱分析(FT-IR)、凝胶渗透色谱分析(GPC)、热重分析(TGA)和有机元素分析(OEA)对其结构和热性能进行了表征分析。结果表明:两步甲醛法可合成核桃壳生物基高邻位热塑性酚醛树脂,其长链结构由亚甲基邻-邻连接(o-o)酚环、亚甲基邻-对连接(o-p)酚环和亚甲基对-对连接(p-p)酚环组成,其中o-o和o-p酚环为主要组成结构,且邻对位结构比值(o-o/p-p)为1.22;其数均分子量为4 499g/mol,分子量分布指数为1.417;热失重过程包括两个阶段,最大失重温度为375℃、失重率为50%;由有机元素分析可推测其理论分子式为C_6H_6O_(1.2)。

关键词：核桃壳液化高邻位热塑性酚醛树脂核磁共振谱

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水红木果油的超声辅助提取与脂肪酸组成研究

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西南林业大学学报（自然科学） 2018年第1期38卷 169-174页

作者：杨晓琴黄元波郑云武刘灿马焕郑志锋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材料科学与工程学院云南昆明650224

采用超声波辅助提取水红木果油,在探讨超声功率、温度和时间等单因素对油脂得率的影响基础上,用正交试验优化提取工艺,并用GC和FTIR对水红木果油进行分析和表征。结果表明:以正己烷作溶剂,在超声功率为110 W、50℃下超声70 min,油脂提... 详细信息

采用超声波辅助提取水红木果油,在探讨超声功率、温度和时间等单因素对油脂得率的影响基础上,用正交试验优化提取工艺,并用GC和FTIR对水红木果油进行分析和表征。结果表明:以正己烷作溶剂,在超声功率为110 W、50℃下超声70 min,油脂提取率最高,为25.86%;水红木果油主要由棕榈酸(24.63%)、硬脂酸(1.93%)、油酸(39.61%)、亚油酸(28.93%)和亚麻酸(1.69%)组成,其中不饱和脂肪酸占70.23%;FTIR证实水红木果油结构中酯基和双键的存在。

关键词：水红木果油脂超声提取脂肪酸

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大豆油的热解特性及其产物分析

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食品工业科技 2018年第10期39卷 197-203页

作者：康佳郑云武杨晓琴刘灿郑志锋黄元波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 西南林业大学化学工程学院云南昆明650224

本实验利用自制固定床反应器对大豆油进行热解,然后利用GC-MS、FT-IR以及元素分析对其进行分析。探讨了不同热解参数(热解温度、氮气流速、进样速率、大豆油和甲醇比例)对大豆油热解特性及其产物生物油组成的影响。结果表明:大豆油热解... 详细信息

本实验利用自制固定床反应器对大豆油进行热解,然后利用GC-MS、FT-IR以及元素分析对其进行分析。探讨了不同热解参数(热解温度、氮气流速、进样速率、大豆油和甲醇比例)对大豆油热解特性及其产物生物油组成的影响。结果表明:大豆油热解的最佳条件为热解温度为550℃、氮气流速150 m L/min、油脂进样速率为0.3 m L/min、大豆油和甲醇体积比为3∶1。大豆油热解产物由脂肪烃和含氧化合物(酯、醇、酸、醚等)组成,其中脂肪烃含量可达到31.37%。

关键词：大豆油热解生物油化学组成

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果壳生物质热解特性与动力学

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生物质化学工程 2018年第6期52卷 8-14页

作者：范方宇黄元波杨晓琴郑云武刘灿王珍郑志锋西南林业大学轻工与食品工程学院云南昆明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云南昆明650224 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

采用热重分析仪对林产果壳生物质(澳洲坚果壳、油茶壳、核桃壳)热解特性进行了研究,利用分布活化能模型(DAEM)分析了热解动力学。热解特性研究表明:油茶壳最大失重速率最小,热解起始温度、结束温度、最大失重速率温度均低于澳洲坚果壳... 详细信息

采用热重分析仪对林产果壳生物质(澳洲坚果壳、油茶壳、核桃壳)热解特性进行了研究,利用分布活化能模型(DAEM)分析了热解动力学。热解特性研究表明:油茶壳最大失重速率最小,热解起始温度、结束温度、最大失重速率温度均低于澳洲坚果壳和核桃壳;澳洲坚果壳和核桃壳热解特征值近似; 3种果壳生物质随升温速率的增加,热解过程向高温区转移。DAEM研究表明:DAEM适用于3种果壳生物质的热解动力学研究,相关系数R2在0.914～0.999之间;澳洲坚果壳热解活化能83.91～211.86 k J/mol,油茶壳热解活化能68.64～244.49 k J/mol,核桃壳热解活化能98.69～267.75 k J/mol;随转化率的增加,3种果壳生物质活化能呈现相同的变化趋势,但变化幅度不同。

关键词：果壳生物质热解特性动力学 DAEM 活化能

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由液化物树脂制备多孔碳纳米纤维及其表征

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材料导报 2017年第10期31卷 101-106页

作者：陶磊郑云武邸明伟张彦华郑志锋东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 西南林业大学材料科学与工程学院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昆明650224

以壳粉为原料,在碱性条件下制备液化物树脂(LPF),经静电纺丝、固化、碳化得到多孔碳纳米纤维(PCNF)。探讨了聚乙烯醇(PVA)用量对纺丝液特性及纤维形貌的影响。同时,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)... 详细信息

以壳粉为原料,在碱性条件下制备液化物树脂(LPF),经静电纺丝、固化、碳化得到多孔碳纳米纤维(PCNF)。探讨了聚乙烯醇(PVA)用量对纺丝液特性及纤维形貌的影响。同时,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)等方法对不同碳化温度下的样品进行表征。结果表明:少量PVA可以明显提高LPF的纺丝性,且随PVA用量的增加,纤维的形貌更规整、直径更小;随着碳化温度的升高,LPF/PVA纤维逐渐裂解,多数官能团消失,基体为多苯稠环结构;同时,层间距d_((002))逐渐减小,平面尺寸L_c和L_c/d_((002))增加,纤维内部的类石墨结构逐渐向更规整、有序的石墨微晶结构转变;当碳化温度为800℃时,LPF/PVA的含碳量达55%以上,随着PVA用量的增加,纤维的比表面积明显增大且多以微孔为主,当PVA用量为8%时,得到比表面积为590m^2/g的多孔碳纳米纤维。

关键词：液化物树脂静电纺丝多孔碳纳米纤维

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木质素制备低成本碳纤维的研究进展

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高分子材料科学与工程 2017年第1期33卷 179-185,190页

作者：陶磊黄元波郑云武刘灿张彦华邸明伟郑志锋东北林业大学材料科学与工程学院黑龙江哈尔滨150040 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材料工程学院云南昆明650224

随着石油资源的日益短缺,生物质资源的开发和利用显得尤为重要。木质素作为第二大天然高分子,来源广泛,价格低廉,其高达60%以上的含碳量,是制备碳纤维的理想原料。因此,基于木质素基碳纤维重要的应用价值和广阔的市场前景,文中详细综述... 详细信息

随着石油资源的日益短缺,生物质资源的开发和利用显得尤为重要。木质素作为第二大天然高分子,来源广泛,价格低廉,其高达60%以上的含碳量,是制备碳纤维的理想原料。因此,基于木质素基碳纤维重要的应用价值和广阔的市场前景,文中详细综述了木质素为前驱体制备碳纤维的研究进展。木质素基碳纤维的制备包括:木质素的提取、前驱体的制备、原丝的预氧化和氧化原丝的碳化阶段,重点分析了木质素作为碳纤维前驱体存在的不足及解决方法。并对今后该领域的研究方向进行了展望。

关键词：木质素碳纤维前驱体热稳定碳化

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