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向新出发，木材科学前沿发展

森林工程 2025年第1期 1-39页

作者：李坚甘文涛陈志俊杨海月王耀星东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

木材及其制品被广泛应用于人们日常生活，包括家具制造、室内装饰和建筑等领域。木材工业的年产值总量已经超过3万亿元，是重要的国民经济基础产业。然而，木业发展过程中仍存在产品附加值低、企业创新能力弱和生产供应链分散等问题，... 详细信息

木材及其制品被广泛应用于人们日常生活，包括家具制造、室内装饰和建筑等领域。木材工业的年产值总量已经超过3万亿元，是重要的国民经济基础产业。然而，木业发展过程中仍存在产品附加值低、企业创新能力弱和生产供应链分散等问题，向新出发、向绿而行，孵化功能木质制造新技术、新材料，培育木业新质生产力是助推行业发展、蓄能助力低碳转型的重要方向。为此，聚焦木材科学前沿发展方向，针对木业新质生产力重要论述，阐明科技创新对木业发展的重要意义，提出木材科学未来发展向极微观深入、向极宏观拓展、向极端条件迈进、向极综合交叉发力4个发展方向，并综述了现阶段具代表性研究成果，梳理代表性木质新产品和功能新材料的发展现状和发展趋势，为进一步提出我国木业新质生产力发展路径奠定基础。

关键词：木材科学新质生产力创新智能化可持续发展

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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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

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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

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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

超声波活化处理对微晶纤维素结构和氧化反应性能的影响

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高等学校化学学报 2007年第3期28卷 565-567页

作者：王献玲方桂珍胡春平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

Microcrystalline cellulose(MCC) was activated with ultrasonic wave. The changes in supramolecular structure and morphology structure of MCC were studied by XRD and SEM. The influence of ultrasonic treatment on accessibility and oxidation reactivity of MCC with periodate sodium was investigated. The mechanism of the change of reactivity after ultrasonic treatment was discussed. The results showed that crystalline type of cellulose was not changed and no significant changes in crystalline size of cellulose were observed. However, after treatment with ultrasonic wave the crystallinity of cellulose decreased and morphology changes of the treated MCC was significant. These changes contributed to the increase of specific surface area and WRV, which implied the increase of accessibility. The reactivity of MCC with periodate sodium was successfully improved after ultrasonic treatment. The aldehyde content of its oxidized products dialdehyde cellulose(DAC) was improved from 71.3% to 85.0%. As the increase of ultrasonic treating time the aldehyde content first increased and then decreased.

关键词：微晶纤维素超声波活化可及度氧化纤维素

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云杉木材钢琴共振板振动特性的研究

北京林业大学学报 2008年第5期30卷 129-133页

作者：刘镇波刘一星沈隽苗媛媛东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室

钢琴共振板是钢琴最重要的部件之一,对钢琴声学品质有决定性的影响。研究共振板振动特性对提高钢琴产品质量具有重要的意义。该文在分析钢琴共振板基本振动理论的基础上,得出了自由振动的频率方程。并以俄罗斯远东红皮云杉、东北长白鱼... 详细信息

钢琴共振板是钢琴最重要的部件之一,对钢琴声学品质有决定性的影响。研究共振板振动特性对提高钢琴产品质量具有重要的意义。该文在分析钢琴共振板基本振动理论的基础上,得出了自由振动的频率方程。并以俄罗斯远东红皮云杉、东北长白鱼鳞云杉、西藏林芝云杉、美国西加云杉4个树种共8块共振板(每个树种2块)为研究对象,采用基于打击音的快速傅立叶变换频谱分析方法,测定了计算共振板弹性模量等参数所必须的(2,0)、(0,2)、(1,1)、(2,2)阶振动频率。应用自由振动频率方程计算了共振板的弯曲刚度与扭转刚度,进而计算共振板不同方向的动态弹性模量、纵波传播速度。分析共振板振动特性与钢琴声学品质主观评价、客观评价指标之间的关系得出,共振板y方向振动特性与钢琴声学品质之间的关系比x方向显著。随着共振板的弹性模量与纵波传播速度的增大,钢琴声学品质提高,尤其是共振板y方向的弹性模量与纵波传播速度值,对钢琴声学品质影响显著。这也说明了共振板y方向的振动特性参数检测对于钢琴声学品质评价的重要性。

关键词：云杉木材钢琴共振板振动特性声学品质