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新型溶剂法制备再生纤维素纤维研究进展

化工学报 2014年第11期65卷 4213-4221页

作者：陈京环王堃许凤孙润仓北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室

再生纤维素纤维以可再生、可生物降解的天然纤维素为原料,它的研究和开发对充分利用纤维素资源和促进纤维行业的可持续发展具有重要意义。离子液体和碱溶液溶剂体系对纤维素具有独特的溶解性能,为再生纤维素纤维的制备提供了新方法。这... 详细信息

再生纤维素纤维以可再生、可生物降解的天然纤维素为原料,它的研究和开发对充分利用纤维素资源和促进纤维行业的可持续发展具有重要意义。离子液体和碱溶液溶剂体系对纤维素具有独特的溶解性能,为再生纤维素纤维的制备提供了新方法。这种新型的再生纤维素纤维具有制备过程简单、对环境无污染、纤维力学性能优异或生产成本低等优点,发展前景十分广阔。综述了离子液体法和碱溶液法再生纤维素纤维的最新研究进展,包括溶剂种类及其溶解能力、纤维素原料的性质与选择、纤维的制备方法和力学性能等,同时归纳和对比了各因素对新型再生纤维素纤维力学性能的影响。最后展望了两种新型再生纤维素纤维存在的挑战、未来发展趋势和工业化前景。

关键词：离子液体碱溶液溶剂溶解再生再生纤维素纤维

党参根腐病菌侵染过程观察及LAMP检测技术建立

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党参根腐病菌侵染过程观察及LAMP检测技术建立

作者：陈京环甘肃农业大学

学位级别：硕士

聚吡咯在纸浆纤维上化学沉积制备导电纸的研究

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聚吡咯在纸浆纤维上化学沉积制备导电纸的研究

作者：陈京环东北林业大学

学位级别：硕士

采用本征型导电聚合物与纸浆纤维复合制备导电纸的研究在国内刚刚起步,目前由本征型导电聚合物制备的导电纸,其成本较高,导电性能仅能达到防静电包装材料的要求,还不能用作电磁屏蔽材料。为了解决这些问题,本研究采用化学沉积法制备了... 详细信息

采用本征型导电聚合物与纸浆纤维复合制备导电纸的研究在国内刚刚起步,目前由本征型导电聚合物制备的导电纸,其成本较高,导电性能仅能达到防静电包装材料的要求,还不能用作电磁屏蔽材料。为了解决这些问题,本研究采用化学沉积法制备了聚吡咯涂覆的导电纸,优化了制备条件,并探讨了导电纸的导电稳定性和逾渗行为。采用液相化学沉积法制备聚吡咯/纸浆纤维导电纸,探讨了制备过程中各个因素对导电纸导电性能的影响,结合红外光谱分析、经X-射线衍射分析等手段,详细分析了主要因素的影响机理,优化了低表面电阻率、高导电稳定性的导电纸的制备条件和工艺过程。研究发现,吡咯用量、聚合反应时间、纸浆种类等是影响导电纸导电性能的主要因素,在制备过程中需适当选择和调整。另外,聚吡咯的脱掺杂和氧化是导电纸导电性能衰减的主要原因,处理条件和放置环境对导电纸的导电稳定性影响较大,应尽量避免碱性环境和高温环境等因素导致导电纸导电性能的降低。但同时可利用导电纸的这种对温度和pH环境的线性响应特性,将其用于制作温度、pH或气体传感器等。为了防止热分解,导电纸的使用温度应在250℃以下。采用气相化学沉积法对基纸进行功能化制备导电纸,对制备条件进行了优化。并分别研究了液相化学沉积法和气相化学沉积法制备的导电纸的逾渗行为。通过建立逾渗模型,求取了逾渗阈值。利用扫描电子显微镜和能谱分析对逾渗过程进行了解析。研究发现,导电纸的表而电阻率并不随着吡咯用量的增加而呈线性降低,采用气相化学沉积法能够在保持良好导电性能的基础上,减少导电纸中吡咯的使用量。本研究制备的聚吡咯/纸浆纤维导电纸,成本节约、表面电阻率低,具有较好的导电稳定性。单层导电纸的电磁屏蔽效能可达到23dB,多层导电纸进行叠加时,电磁屏蔽性能增强,一般叠加至三层时其屏蔽效能超过30dB,即可满足电磁屏蔽材料的要求,因此拓宽了导电纸的应用领域。

关键词：导电纸聚吡咯导电性能导电稳定性逾渗行为

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气相聚合法制备聚吡咯导电纸

中国造纸 2008年第4期27卷 5-8页

作者：陈京环钱学仁李翠翠于钢东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

采用气相聚合法制备了导电纸,探讨了聚合反应中氧化剂浓度、处理时间、干燥时间、反应时间等因素对聚吡咯导电纸性能的影响。结果表明,将原纸在浓度为1.5mol/L的氧化剂溶液中处理1min、50℃下烘干1min后置于真空度为0.06MPa的封闭器皿... 详细信息

采用气相聚合法制备了导电纸,探讨了聚合反应中氧化剂浓度、处理时间、干燥时间、反应时间等因素对聚吡咯导电纸性能的影响。结果表明,将原纸在浓度为1.5mol/L的氧化剂溶液中处理1min、50℃下烘干1min后置于真空度为0.06MPa的封闭器皿中与吡咯单体进行聚合反应10min,然后在室内自然晾干,所得导电纸的导电性能良好,表面电阻率可低至20Ω/cm^2。同时发现此方法不宜采用对甲苯磺酸进行掺杂。通过强度测定表明,该方法制得导电纸的定量和抗张强度均有增加,纤维零距抗张强度降低。

关键词：导电纸聚吡咯气相聚合

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热水预处理生物质原料及其生物转化研究进展

林业科学 2017年第9期53卷 97-104页

作者：陈倩陈京环王堃蒋建新孙润仓北京林业大学北京100083 中国制浆造纸研究院北京100102

在能源问题日益紧张的时局下,寻求可再生清洁能源是亟待解决的关键问题。由农林废弃物转化获得新能源、新材料已经成为重要的发展趋势,其中生物乙醇作为环保、可持续的新型能源得到了广泛关注。预处理作为生物乙醇制备的第一个重要环节... 详细信息

在能源问题日益紧张的时局下,寻求可再生清洁能源是亟待解决的关键问题。由农林废弃物转化获得新能源、新材料已经成为重要的发展趋势,其中生物乙醇作为环保、可持续的新型能源得到了广泛关注。预处理作为生物乙醇制备的第一个重要环节备受重视,传统化学预处理技术能量消耗大、对设备要求高、半纤维素降解严重且对环境造成污染,没有充分考虑半纤维素和木质素的高值化回收利用,单一化降解纤维素使得经济利用价值很低;生物预处理作为一种环境友好和低成本的预处理技术,也存在着转化效率低、作用周期长和碳水化合物损失严重的缺点。热水预处理通过条件参数优化可在尽量保留天然大分子原位结构的基础上,一定程度地破坏植物细胞壁的致密结构,且仅利用水作为反应试剂,具有无化学药剂使用、对环境友好、操作成本低等优点,其对生物质细胞壁的主要作用为使木素-碳水化合物复合体(LCC)连接键断裂并除去部分半纤维素,使木质素性质发生改变并进行再分配,且在一定程度上降低了纤维素的聚合度。热水预处理过程中生成的糠醛、5-羟甲基糠醛、甲酸、乙酸等产物,会对生物降解产生抑制作用,可以通过优化条件来控制其含量。酶解过程是指利用纤维素酶及其辅助酶将预处理后的纤维素降解为可发酵单糖,若直接将预处理后的产物进行发酵则需要较长时间且仅能获得极低浓度的乙醇。酶水解过程中由于半纤维素和木质素的保护作用,阻碍了纤维素酶与纤维素底物的接触,而预处理过程则会削弱或完全破坏这种阻碍作用,增大酶与纤维素的接触面积使酶解效率提高。提高预处理温度会使乙醇发酵得率提高,但是预处理温度过高会导致纤维素降解从而使乙醇得率降低。本文对热水预处理过程中纤维素、半纤维素、木质素物理化学性质的改变和处理过程中抑制物的转化生成进行总结,分析比较在不同预处理条件下生物质中各主要组分和降解产物不同程度的变化及其对后续酶水解、酵母发酵的影响。

关键词：热水预处理木质生物质抑制物酶水解生物乙醇

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磁性木材和磁性木质纤维的制备及应用

林产工业 2006年第5期33卷 8-11页

作者：陈京环钱学仁东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

磁性木材和磁性木质纤维制品是具有广泛用途和诱人开发前景的新型功能材料。笔者介绍了磁性木材和磁性木质纤维的制备方法及其特点,阐述了磁性木材和磁性木质纤维制品的应用领域。

关键词：磁性木材磁性木质纤维制备应用

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纳米纤维素及其在水性涂料中的应用研究进展

中国造纸 2022年第8期41卷 105-116页

作者：李鑫琪陈京环刘金刚中国制浆造纸研究院有限公司北京100102 制浆造纸国家工程实验室北京100102

纳米纤维素具有高长径比、高结晶度、高杨氏模量、高强度等优点,加之其具有生物质材料的轻质、可降解及可再生等特性,使其成为一种改善水性涂料机械、光学、耐水等性能的优异选择。本文综述了纳米纤维素制备和改性方法,详细论述了纤维... 详细信息

纳米纤维素具有高长径比、高结晶度、高杨氏模量、高强度等优点,加之其具有生物质材料的轻质、可降解及可再生等特性,使其成为一种改善水性涂料机械、光学、耐水等性能的优异选择。本文综述了纳米纤维素制备和改性方法,详细论述了纤维素纳米纤丝(CNF)和纤维素纳米晶体(CNC)对水性聚氨酯和水性丙烯酸涂料的性能改善机理及其应用研究进展。最后总结了纳米纤维素复合水性涂料研究现存的问题,并总结了未来的研究方向。

关键词：纤维素纳米纤丝纤维素纳米晶体水性丙烯酸水性聚氨酯水性涂料

羧乙基化和碱预处理玉米芯渣制备纳米纤维素的研究

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中国造纸 2021年第7期40卷 62-69页

作者：陈长明陈京环刘金刚金红叶纸业集团有限公司江苏苏州215126 中国制浆造纸研究院有限公司北京100102 制浆造纸国家工程实验室北京100102

玉米芯提取木糖后剩余的残渣富含纤维素和木质素,采用羧乙基化反应和质量分数1%的NaOH溶液分别对玉米芯渣进行预处理,再经机械解离制备了纳米纤维素,最后经棒涂法制得纳米纤维素膜,并对预处理前后玉米芯渣、纳米纤维素及其膜的化学结构... 详细信息

玉米芯提取木糖后剩余的残渣富含纤维素和木质素,采用羧乙基化反应和质量分数1%的NaOH溶液分别对玉米芯渣进行预处理,再经机械解离制备了纳米纤维素,最后经棒涂法制得纳米纤维素膜,并对预处理前后玉米芯渣、纳米纤维素及其膜的化学结构、组分含量、微观形貌、尺寸分布、水接触角和热稳定性进行了分析和表征。结果表明,羧乙基化预处理可增加玉米芯渣的羧基含量,同时脱除部分木质素,而碱预处理可脱除大部分木质素。经预处理后,玉米芯渣纤维尺寸明显降低、可及度增加。经机械解离后,羧乙基化预处理所得纳米纤维素的直径更小、分布更均匀,其经棒涂法所得膜也更加致密平滑,水接触角较大。另外,两种预处理方法均降低了所得纳米纤维素膜的热稳定性。

关键词：羧乙基化碱预处理玉米芯渣纳米纤维素

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纳米纤维素增强可生物降解聚合物的研究进展

中国造纸 2021年第2期40卷 50-62页

作者：侯磊磊陈京环刘金刚中国制浆造纸研究院有限公司北京100102 制浆造纸国家工程实验室北京100102

本文综述了纤维素纳米晶体(CNC)和纤维素纳米纤丝(CNF)在增强可生物降解聚合物中的研究进展。主要介绍了两种纳米纤维素及其制备方法,阐述了纳米纤维素的增强机理和复合材料的构筑方法,详细论述了纳米纤维素在增强聚乳酸(PLA)、热塑性淀... 详细信息

本文综述了纤维素纳米晶体(CNC)和纤维素纳米纤丝(CNF)在增强可生物降解聚合物中的研究进展。主要介绍了两种纳米纤维素及其制备方法,阐述了纳米纤维素的增强机理和复合材料的构筑方法,详细论述了纳米纤维素在增强聚乳酸(PLA)、热塑性淀粉(TPS)、聚己内酯(PCL)应用的研究进展。最后简要分析了纳米纤维素增强可生物降解聚合物在规模化和产业化上面临的挑战,并展望了其应用前景。

关键词：纳米纤维素纳米复合材料可生物降解聚合物改性