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木质纤维原料的生物酶预处理理论与技术研究进展

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中国造纸学报 2022年第4期37卷 92-98页

作者：王营超田中建吉兴香王强齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室山东济南250353

基于生物酶的专一性、高效性和环境友好性,生物技术在制浆造纸工业中已获得了广泛应用,并取得了良好的经济和环保效益。采用生物酶预处理木质纤维原料不仅可以改善纤维形态、提高纸浆性能、降低磨浆能耗、提高生产效率,而且能够缓解传... 详细信息

基于生物酶的专一性、高效性和环境友好性,生物技术在制浆造纸工业中已获得了广泛应用,并取得了良好的经济和环保效益。采用生物酶预处理木质纤维原料不仅可以改善纤维形态、提高纸浆性能、降低磨浆能耗、提高生产效率,而且能够缓解传统制浆造纸工业面临的环境污染问题,为造纸行业的绿色转型发展提供更多可能。但目前生物酶技术在木质纤维原料预处理工段的应用还存在一些不足,如生物酶在各种环境下如何保持活性、生物酶成本高、处理条件苛刻及反应时间长等均是实际生产中需要解决的问题。本文综述了果胶酶、木聚糖酶、纤维素酶及木质素降解酶等生物酶预处理木质纤维原料的理论与技术研究进展,以期为解决上述问题并使生物酶预处理技术在制浆造纸工业化生产中达到高效利用提供一定参考与思路。

关键词：生物酶木质纤维原料预处理

高性能木材化学浆绿色制备与高值利用关键技术及产业化

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中华纸业 2023年第9期44卷 21-23+12页

作者：吉兴香齐鲁工业大学制浆造纸科学与技术教育部重点实验室齐鲁工业大学生物基材料与绿色造纸国家重点实验室齐鲁工业大学轻工学部

在2020年度国家科学技术奖励大会上，由齐鲁工业大学联合山东晨鸣纸业集团股份有限公司、山东华泰纸业股份有限公司、山东太阳纸业股份有限公司、山东恒联投资集团有限公司等多家造纸企业共同完成的项目“高性能木材化学浆绿色制备与高...

在2020年度国家科学技术奖励大会上，由齐鲁工业大学联合山东晨鸣纸业集团股份有限公司、山东华泰纸业股份有限公司、山东太阳纸业股份有限公司、山东恒联投资集团有限公司等多家造纸企业共同完成的项目“高性能木材化学浆绿色制备与高值利用关键技术及产业化”获得国家科学技术进步奖二等奖，也是2020年度国家科学技术奖励大会上唯一获奖的造纸行业项目。作为该项目的第一完成人——齐鲁工业大学(山东省科学院)轻工学部主任、生物基材料与绿色造纸国家重点实验室常务副主任吉兴香教授，成为造纸行业第二位以第一完成人身份获奖的女性科研工作者，更是造纸行业历次获奖名单中最年轻的获奖者。在第十二届中华纸业浆纸技术论坛上，受邀以“高性能木材化学浆绿色制备与高值利用关键技术及产业化”的话题做了专题报告。

关键词：

薄层高介孔率废纸脱墨污泥基活性炭的制备及其性能表征

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中国造纸 2022年第5期41卷 8-16页

作者：戴玉镯吉兴香田中建马浩张凤山房桂干齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室山东济南250353 齐鲁工业大学(山东省科学院)生物工程学院山东济南250353 山东华泰纸业股份有限公司山东东营257335 中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏南京210042

本研究以废纸脱墨污泥(DPS)为原料,采用热水和盐酸酸洗两次脱灰、KOH活化、球磨辅助,制备了具有薄层结构且富含介孔的脱墨污泥基活性炭(DPS-AC)。结果表明,DPS-AC制备的最佳工艺条件为:热水预处理和酸洗处理两次脱灰,KOH溶液浓度6.5 mol... 详细信息

本研究以废纸脱墨污泥(DPS)为原料,采用热水和盐酸酸洗两次脱灰、KOH活化、球磨辅助,制备了具有薄层结构且富含介孔的脱墨污泥基活性炭(DPS-AC)。结果表明,DPS-AC制备的最佳工艺条件为:热水预处理和酸洗处理两次脱灰,KOH溶液浓度6.5 mol/L,固液比1∶2,炭化温度750℃,炭化时间90 min,250 r/min间歇式球磨180 min。在此条件下制备的DPS-AC碘吸附量达657.50 mg/g,亚甲基蓝吸附量达230.69 mg/g,比表面积达595.138 m^(2)/g,总孔容达0.646 cm^(3)/g,平均孔径4.339 nm,介孔结构发达。

关键词：脱墨污泥 KOH 脱灰球磨活性炭

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杨木水热预处理过程中水解反应动力学研究

林产化学与工业 2022年第1期42卷 21-28页

作者：吴彦田中建陈嘉川张凤山房桂干吉兴香齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室山东济南250353 华泰集团山东东营257335 中国林业科学研究院林产化学工业研究所江苏南京210042

探讨了预处理温度和预处理时间对杨木水热预处理液中各组分含量的影响,同时采用改良的Saeman双相动力学模型建立了预处理液中木糖和葡萄糖的反应动力学方程,通过非线性拟合确定了不同条件下木糖和葡萄糖生成及分解的反应速率常数,由阿... 详细信息

探讨了预处理温度和预处理时间对杨木水热预处理液中各组分含量的影响,同时采用改良的Saeman双相动力学模型建立了预处理液中木糖和葡萄糖的反应动力学方程,通过非线性拟合确定了不同条件下木糖和葡萄糖生成及分解的反应速率常数,由阿伦尼乌斯公式线性拟合得出木质纤维原料水解反应活化能。杨木预处理过程中木聚糖易降解部分活化能(E_(f))为78.35 kJ/mol,难降解部分活化能(E_(s))为88.97 kJ/mol,木糖分解的活化能为80.17 kJ/mol;葡聚糖降解活化能(48.06 kJ/mol)低于葡萄糖分解活化能(90.18 kJ/mol)。研究结果表明:葡萄糖比木糖更加稳定,水热预处理温和的处理条件可实现溶解半纤维素的同时减少纤维素和单糖的降解。

关键词：杨木水热预处理双相动力学模型

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纤维素基TENG的应用研究进展

中国造纸 2023年

作者：庄雲棠杨正棒胡亚茹王莹吉兴香杨桂花和铭齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室

对摩擦纳米发电机（TENG）进行了简单介绍，并介绍了不同纤维素材料在TENG中的作用，总结了纤维素基TENG的优势及优化策略，系统阐述了纤维素基TENG在能量收集、传感器、环境监测、杀菌消毒、空气净化和金属保护等领域中的应用。

关键词：纤维素摩擦纳米发电机应用环保可降解

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纤维素基摩擦纳米发电机的应用研究进展

中国造纸 2023年第5期42卷 7-21页

作者：庄雲棠杨正棒胡亚茹王莹吉兴香杨桂花和铭齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室山东济南250353

对摩擦纳米发电机(TENG)进行了简单介绍,并介绍了不同纤维素材料在TENG中的作用,总结了纤维素基TENG的优势及优化策略,系统阐述了纤维素基TENG在能量收集、传感器、环境监测、杀菌消毒、空气净化和金属保护等领域中的应用。

关键词：纤维素摩擦纳米发电机应用环保可降解

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氧漂桉木硫酸盐浆臭氧漂白工艺研究

中国造纸学报 2023年第1期38卷 44-52页

作者：高其超杨桂花张凯张伟吉兴香刘泽华陈嘉川齐鲁工业大学生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室山东济南250353 山东太阳纸业股份有限公司山东兖州272100 华南理工大学轻工科学与工程学院广东广州510640

采用硫酸盐法制备桉木硫酸盐浆,经氧脱木质素处理后,对其进行臭氧漂白工艺的研究。探究臭氧漂白过程中浆浓、漂白时间、pH值、臭氧用量等对纸浆漂白性能及成纸性能的影响,得到较优的漂白工艺条件。结果表明,当浆浓为35%、漂白时间3 min... 详细信息

采用硫酸盐法制备桉木硫酸盐浆,经氧脱木质素处理后,对其进行臭氧漂白工艺的研究。探究臭氧漂白过程中浆浓、漂白时间、pH值、臭氧用量等对纸浆漂白性能及成纸性能的影响,得到较优的漂白工艺条件。结果表明,当浆浓为35%、漂白时间3 min、臭氧用量0.9%和pH值为2.0时,所得纸浆白度为76.9%ISO、纸浆黏度为535 mL/g、纸浆Kappa值为2.71,成纸抗张指数、耐破指数、撕裂指数和耐折度分别为57.4 N·m/g、4.77 kPa·m^(2)/g、7.95 mN·m^(2)/g和89次。

关键词：桉木硫酸盐浆氧脱木质素臭氧漂白

对甲基苯磺酸水解-高压均质法制备多尺度木质纤维素纳米纤丝

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中国造纸学报 2023年第2期38卷 52-58页

作者：董茂林苏雯皓舒璇姜波戴红旗吉兴香卞辉洋南京林业大学轻工与食品学院江苏南京210037 齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室山东济南250353

以杨木化学机械浆为原料,采用对甲基苯磺酸水解-高压均质法制备木质纤维素纳米纤丝(LCNF);研究对甲基苯磺酸水解过程中木质素脱除规律及残余木质素对LCNF微观形态、尺寸、结晶结构和热稳定性的影响。结果表明,对甲基苯磺酸水解能有效去... 详细信息

以杨木化学机械浆为原料,采用对甲基苯磺酸水解-高压均质法制备木质纤维素纳米纤丝(LCNF);研究对甲基苯磺酸水解过程中木质素脱除规律及残余木质素对LCNF微观形态、尺寸、结晶结构和热稳定性的影响。结果表明,对甲基苯磺酸水解能有效去除木质素,削弱纤维间结合力,有利于高压均质过程中的微纤丝解离分散。与纤维原料相比,LCNF的无定形区遭到破坏,结晶度由43.9%增至66.0%。通过酸水解可以调控残余木质素含量,进而控制高压均质后LCNF的平均宽度,实现多尺度LCNF的制备。LCNF的木质素含量越低,LCNF分散性越好、尺寸越均一。当残余木质素含量为4.89%时,LCNF平均宽度最小(10.6 nm),最大热失重降解温度(Tmax)在350~360℃。

关键词：对甲基苯磺酸高压均质木质纤维素纳米纤丝残余木质素杨木化学机械浆

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纤维素基电驱动材料的研究进展

材料导报 2023年第S1期37卷 461-468页

作者：胡亚茹杨正棒庄雲棠王莹吉兴香杨桂花和铭齐鲁工业大学(山东省科学院) 生物基材料与绿色造纸国家重点实验室/制浆造纸科学与技术教育部重点实验室济南250353

纤维素在自然界中来源广泛,是最丰富的天然聚合物之一,已成为一种极具吸引力的可用来制备柔性电驱动器的智能材料。纤维素的柔性轻质、低廉可再生使其可以作为电驱动材料的基材,但丰富的羟基也使其具有易受环境湿度影响等缺点,可与导电... 详细信息

纤维素在自然界中来源广泛,是最丰富的天然聚合物之一,已成为一种极具吸引力的可用来制备柔性电驱动器的智能材料。纤维素的柔性轻质、低廉可再生使其可以作为电驱动材料的基材,但丰富的羟基也使其具有易受环境湿度影响等缺点,可与导电材料复合改善纤维素基电驱动材料的性能,例如更大的弯曲变形、优异的耐久性、在湿环境中稳定驱动等,还可以采用纳米纤维素作为基材来提高材料的机械强度。本文主要对基于纤维素的电驱动材料的研究进展进行分析,重点介绍了其在柔性压电传感器、柔性仿生驱动器以及微机电系统等方面的应用,并对其发展前景进行了展望。

关键词：纤维素柔性电驱动器压电传感仿生驱动