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碳酸钙/桉木复合材料的制备及力学性能研究

森林工程 2025年第1期41卷 50-58页

作者：钟昊林作鹏王亚男郭明辉东北林业大学生物质材料科学与技术教育部国家重点实验室哈尔滨150040

为扩大木材在室外反光材料领域的应用,使用氯化钙、碳酸氢钠对桉木交替真空浸渍的矿化方法,模拟天然贝壳有机/无机复合结构,通过热压法制备出一系列不同碳酸钙(CaCO_(3))含量的碳酸钙/桉木复合材料。通过对其进行结构表征及性能测试,探... 详细信息

为扩大木材在室外反光材料领域的应用,使用氯化钙、碳酸氢钠对桉木交替真空浸渍的矿化方法,模拟天然贝壳有机/无机复合结构,通过热压法制备出一系列不同碳酸钙(CaCO_(3))含量的碳酸钙/桉木复合材料。通过对其进行结构表征及性能测试,探究CaCO_(3)对矿化材料结构和性能的影响。结果表明,CaCO_(3)能够增强矿化材料的力学性能,提高其热稳定性以及对太阳光线的反射能力,降低材料受光照而发热的温度。当矿化时间低于3 d时,抗拉强度随CaCO_(3)的含量增加而提高,最高为18.35 MPa,过程呈现多次断裂;当矿化时间达到4 d时,材料对太阳光线的反射率达到80%以上,相比原始木材自身温度降低了10℃。这种环境友好型材料在户外反光隔热领域具有一定的应用潜力。

关键词：碳酸钙桉木仿生矿化光热效应热稳定性

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水泥基麦秸碎料复合材的制备工艺研究

建筑材料学报 2009年第3期12卷 369-374页

作者：刘一星韩景泉张显权于海鹏东北林业大学生物质材料科学与工程教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

以麦秸和水泥为原料,采用加压法生产工艺,研究了麦秸尺寸、灰秸比和原料预处理方式等工艺因子对水泥基麦秸碎料复合材性能的影响,并利用体视显微镜和扫描电子显微镜观察该复合材的胶接状况.结果表明：在灰秸比为7∶1（质量比,下同）,水... 详细信息

以麦秸和水泥为原料,采用加压法生产工艺,研究了麦秸尺寸、灰秸比和原料预处理方式等工艺因子对水泥基麦秸碎料复合材性能的影响,并利用体视显微镜和扫描电子显微镜观察该复合材的胶接状况.结果表明：在灰秸比为7∶1（质量比,下同）,水灰比为0.4∶1,麦秸尺寸为0.95～0.60 mm,且利用稀碱对麦秸进行预处理,化学助剂（CaCl2）的施加量为水泥质量的7%,加压压力为2.5 MPa,加压时间为4 h,自然养生28 d,最终含水率约8%～12%的条件下,所制备的复合材各项物理力学性能较佳,其指标可达到JC 411—91《水泥木屑板》标准中的合格品要求.

关键词：麦秸水泥复合材料物理力学性能

双模板-水热炭化制备马蹄形中空多孔炭及其电化学性能

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无机材料学报 2023年第8期38卷 954-962,I0004-I0008页

作者：徐州刘宇轩池俊霖张婷婷王姝越李伟马春慧罗沙刘守新东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040

以木糖为碳源,利用嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)/十二烷基硫酸钠(SDS)混合乳液构筑微反应器,水热炭化制备马蹄形中空多孔炭。研究表明木糖在微反应器与溶液界面发生水热反应,160℃水热条件下P123的亲水聚环氧乙烷... 详细信息

以木糖为碳源,利用嵌段共聚物聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(P123)/十二烷基硫酸钠(SDS)混合乳液构筑微反应器,水热炭化制备马蹄形中空多孔炭。研究表明木糖在微反应器与溶液界面发生水热反应,160℃水热条件下P123的亲水聚环氧乙烷嵌段(PEO)亲水性下降并向乳液内部增溶,使乳液逐渐润胀和破裂。P123/SDS质量比会影响微反应器的完整度,而水热时间可以调控微反应器的开口角度和空腔直径。开放性空腔能储存更多电荷和离子并缩短传输距离,使多孔炭的比电容和能量密度增大且与空腔直径呈正相关关系。当P123/SDS质量比为1.25:1、水热时间为12 h时,马蹄形中空多孔炭的开口角度(63°)和空腔直径(80 nm)最大、电化学性能最佳,在6 mol·L^(–1)KOH三电极体系中电流密度1 A·g^(–1)时比电容达292 F·g^(–1);在两电极体系中电流密度0.2 A·g^(–1)时比电容达185 F·g^(–1),能量密度达6.44 Wh·kg^(–1);电流密度5 A·g^(–1)时5000次充放电循环后电容保持率达94.83%。

关键词：马蹄形中空多孔炭木糖水热炭化模板界面

电催化氧化木质素解聚:温和高效的生物质增值策略

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高等学校化学学报 2023年第5期44卷 304-315页

作者：徐佳宁白文静楼雨寒于海鹏窦烁东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室哈尔滨150040

木质素是一种天然可再生芳香族聚合物,通过催化反应过程可实现其解聚制备芳香族化学品,其高附加值转化对实现生物燃料、精细化学品和大宗化学品的绿色生产具有重要意义.其中,电催化氧化解聚为木质素的高值化利用提供了一种高效节能途径... 详细信息

木质素是一种天然可再生芳香族聚合物,通过催化反应过程可实现其解聚制备芳香族化学品,其高附加值转化对实现生物燃料、精细化学品和大宗化学品的绿色生产具有重要意义.其中,电催化氧化解聚为木质素的高值化利用提供了一种高效节能途径.凭借电催化过程中电位或电流易于调节的特性,可实现产物的选择性和反应物转化率的有效调控.但实现木质素的可控降解,首先需对其解聚机理充分了解掌握.其中,由催化剂、电解质和催化反应池等组成的电催化系统均需合理设计.本文以木质素解聚过程中C—C键和C—O键的断裂机理为基础,综合评述了近年来木质素及其模型化合物在电催化氧化制备芳香族单体过程中不同的断键机制,总结了自由基中间体在C—O和C—C键的高选择性断裂中发挥的决定作用.最后,展望了电催化木质素解聚的发展前景以及面临的挑战.

关键词：电催化木质素解聚电氧化模型化合物反应机理

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Co-Mn掺杂碳气凝胶的制备与性能

复合材料学报 2019年第9期36卷 2196-2203页

作者：臧君娇倪晓慧王栋曹美莲迟祥程万里韩广萍东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

为探究不同碳化温度对Co-Mn掺杂碳气凝胶(Co-Mn/CA)电催化析氢性能的影响,以资源丰富且可再生的木质纤维素为碳源、四水乙酸钴为钴源、四水乙酸锰为Mn源,通过水热法制备出Co-Mn/CA。研究发现,纤维素气凝胶碳化后表面形貌发生改变,由片... 详细信息

为探究不同碳化温度对Co-Mn掺杂碳气凝胶(Co-Mn/CA)电催化析氢性能的影响,以资源丰富且可再生的木质纤维素为碳源、四水乙酸钴为钴源、四水乙酸锰为Mn源,通过水热法制备出Co-Mn/CA。研究发现,纤维素气凝胶碳化后表面形貌发生改变,由片层结构转变为多孔结构,使其活性位点数量增多,电催化析氢活性增加。通过XRD和N2吸-脱附对其结构进行了表征处理分析,结果表明,经碳化处理后的CA产物以无定型碳为主,经900℃碳化处理后的CA(CA-900)比表面积和总孔隙体积均为最大,分别为958 m2·g-1和0.33cm3·g-1。电化学性能测试表明,Co-Mn/CA-900表现出最好的电催化析氢反应(HER)催化活性,在1mol/L KOH电解液中、50mA·cm-2的电流密度下,具有175mV的过电势,经过10h的计时电位测试,压降仅为7%,表现出较好的电催化析氢稳定性。

关键词：木质纤维素碳气凝胶 Co-Mn掺杂析氢反应电催化剂

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利用CONE研究阻燃胶合板的动态燃烧行为

建筑材料学报 2012年第3期15卷 366-371+381页

作者：王奉强宋永明孙理超冯建稳谢延军王清文东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

利用锥形量热仪CONE调查了磷氮硼系阻燃剂FRW处理胶合板在不同热辐射通量条件下的动态燃烧行为.结果显示:随热辐射通量提高,未阻燃胶合板的热释放速率峰值、烟气释放量和火势增长指数上升明显,火灾危险性高;阻燃胶合板的成炭率较高、热... 详细信息

利用锥形量热仪CONE调查了磷氮硼系阻燃剂FRW处理胶合板在不同热辐射通量条件下的动态燃烧行为.结果显示:随热辐射通量提高,未阻燃胶合板的热释放速率峰值、烟气释放量和火势增长指数上升明显,火灾危险性高;阻燃胶合板的成炭率较高、热释放和烟释放较低;在燃烧过程中CO产率受热辐射通量增大的影响较小;FRW能显著抑制胶合板的可燃性,从而降低胶合板在使用过程中的火灾安全风险.

关键词：锥形量热仪胶合板火灾安全性动态燃烧烟释放

改性橡胶木纤维素水凝胶的制备及其吸附性能研究

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高校化学工程学报 2019年第4期33卷 957-964页

作者：郑丁源李梦扬张显权岳金权东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

为了解决橡胶木利用价值低的问题,尝试以改性橡胶木纤维素为基体制备水凝胶并应用于染料吸附以提高其利用价值。对橡胶木纤维素(PCF)进行羧甲基化改性,通过反相悬浮聚合法,制备水凝胶;以不同pH值的缓冲溶液为介质研究水凝胶的水溶胀性能... 详细信息

为了解决橡胶木利用价值低的问题,尝试以改性橡胶木纤维素为基体制备水凝胶并应用于染料吸附以提高其利用价值。对橡胶木纤维素(PCF)进行羧甲基化改性,通过反相悬浮聚合法,制备水凝胶;以不同pH值的缓冲溶液为介质研究水凝胶的水溶胀性能;在不同浓度的缓冲溶液中研究水凝胶对罗丹明B(RhB)的吸附。结果表明,制备的球形水凝胶有一定的pH敏感性,并且对RhB的吸附性能良好,在pH为10、RhB浓度为1 200 mg·L^-1的缓冲溶液中,添加κ-卡拉胶的水凝胶对RhB的吸附容量为546.81 mg·g^-1。该球形水凝胶在染料吸附领域具有潜在应用价值。

关键词：橡胶木羧甲基纤维素 κ-卡拉胶水凝胶罗丹明B

La掺杂TiO_2膜的制备及其对甲苯的去除性能

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无机材料学报 2010年第9期25卷 928-934页

作者：孙剑刘守新东北林业大学生物质材料教育部重点实验室哈尔滨150040

以钛酸四丁酯和硝酸镧为原料,采用溶胶-凝胶法,制备出La掺杂TiO2膜.采用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)、低温氮物理吸附、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对光催化剂的晶相结构、光谱特征和... 详细信息

以钛酸四丁酯和硝酸镧为原料,采用溶胶-凝胶法,制备出La掺杂TiO2膜.采用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外(FTIR)、X射线衍射(XRD)、低温氮物理吸附、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)对光催化剂的晶相结构、光谱特征和表面结构进行表征.以气相甲苯为模型物,在自制光催化反应器中考察了催化剂在可见光下对气相有机污染物的去除性能.结果表明,La掺杂可诱发催化剂的可见光催化活性,500℃热处理的2.8%molLa掺杂TiO2膜在60min内即可完全去除6110.18mg/m3的气相甲苯;掺入的La主要以La2O3的形式存在,同时有一部分形成Ti-O-La键;La掺杂可抑制TiO2锐钛矿相向金红石相转变、提高相转变温度、减小晶粒尺寸及增大催化剂比表面积;La/TiO2薄膜表面光滑、致密,La的引入能有效抑制TiO2膜气孔的产生;La掺杂可提高TiO2在可见光区的吸收,使催化剂吸收边向长波移动;La的f轨道的电子跃迁和TiO2晶格扭曲是催化剂可见光活性提高的重要原因.

关键词：可见光 La掺杂 TiO2 薄膜甲苯

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基于离子液体的炭材料制备、改性及应用

化学进展 2019年第8期31卷 1136-1147页

作者：佟国宾鄂雷徐州马春慧李伟刘守新东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

离子液体因其熔点低、液态温域宽、蒸气压低、热稳定性高、电导率高、电化学窗口宽、结构可设计及对许多化合物的亲和性等系列性能而引起人们广泛关注。离子液体在炭材料制备、改性领域展示出了良好的前景及巨大的应用潜力,可直接作为碳... 详细信息

离子液体因其熔点低、液态温域宽、蒸气压低、热稳定性高、电导率高、电化学窗口宽、结构可设计及对许多化合物的亲和性等系列性能而引起人们广泛关注。离子液体在炭材料制备、改性领域展示出了良好的前景及巨大的应用潜力,可直接作为碳源,经过高温炭化实现杂原子掺杂制备多孔炭材料;离子液体也可充当反应介质和致孔剂,将生物质转化为多孔炭材料;此外,由于离子液体与炭材料相容性较好,可以用于多孔炭材料改性制备炭复合材料。基于离子液体的炭材料在电催化、超级电容器、吸附分离及生物医学等领域具有潜在的应用价值。本文总结了基于离子液体炭材料的制备、改性及应用最新研究进展,并着重介绍了其在能源和环境相关领域的应用。

关键词：离子液体炭材料制备改性超级电容器吸附