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固体酸SO42-/ZrO2催化果糖制备5-羟甲基糠醛

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林产化学与工业 2024年第4期44卷 79-86页

作者：甘甜刘颖何佳杰武书彬庄军平华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表... 详细信息

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表明:当焙烧温度高于450℃时,固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)在2θ为30.1°均存在较为明显的四方相晶体结构;随着焙烧温度的升高,催化剂的孔径存在一定程度的增大,但比表面积总体呈降低趋势,酸强度也存在一定程度的降低。在焙烧温度为550℃焙烧3 h时制备的固体酸SZ-550表现出较好的催化性能,用于催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)时,在反应温度为120℃,反应时间为90 min,催化剂用量为30 mg的最佳反应条件下,以二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂,果糖转化率为99.91%,5-HMF的得率为76.01%。XRD分析结果表明:固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)明显的四方相ZrO_(2)结构是其表现出较高催化活性的原因之一。

关键词：固体酸 SO42-/ZrO2 果糖 5-羟甲基糠醛

疏水二氧化硅粒子的制备及超疏水改性聚氨酯树脂

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 8-16页

作者：刘晓庆杨进华南理工大学轻工科学与工程学院造纸与污染控制国家工程研究中心制浆造纸国家重点实验室广东广州510640

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水... 详细信息

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水效应的二氧化硅粒子。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段表征其结构,确定了疏水改性粒子的制备方法和规律。将自制改性SiO_(2)粒子与水性聚氨酯树脂(WPU)进行物理共混,制备出具有超疏水性能的水性聚氨酯涂料。采用差示扫描量热分析和热重分析表征涂料的共混性能及耐热性能,采用扫描电镜和原子力显微镜量化分析涂层特征及表面形貌,采用接触角测试表征水性涂层的超疏水性能及表面能的变化。结果显示,自制疏水粒子迁移到环氧树脂表面,通过化学作用和物理缠结形成强烈的界面结合,使其表面微纳结构稳定且持久,结合长链烷烃的低表面能修饰,赋予共混树脂超疏水性能,接触角达到158°,而涂层的均方根粗糙度(Rq)由纯WPU的7.82 nm增大至101 nm,平均粗糙度(Ra)由6.24 nm增大至77.9 nm,表面粗糙度大大提升。将水性树脂的水性化制备与超疏水性能相结合,制备了绿色环保具有自清洁效应的水性聚氨酯,而形成的特殊的树脂涂层表面在苛刻环境中保持了结构的稳定性和持久性,表现出优异的耐磨和耐化学腐蚀性能。

关键词：粒子设计水性聚氨酯超疏水表面能微胶囊包覆

木质素结构对其纳米化的影响及木质素纳米颗粒的功能性应用

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中国造纸学报 2024年第2期39卷 61-72页

作者：欧金芬陈振东张涵杨柳于少翼岳凤霞华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510630 山东华勤橡胶科技有限公司山东兖州272000

木质素纳米颗粒结构和形态多样、绿色环保且可生物降解,其功能性开发和利用受到了广泛关注。受原料及生产工艺的影响,木质素结构差异较大,相应地影响了其纳米颗粒形态、尺寸、稳定性和化学性质等。本文综述了近年来木质素纳米颗粒的制... 详细信息

木质素纳米颗粒结构和形态多样、绿色环保且可生物降解,其功能性开发和利用受到了广泛关注。受原料及生产工艺的影响,木质素结构差异较大,相应地影响了其纳米颗粒形态、尺寸、稳定性和化学性质等。本文综述了近年来木质素纳米颗粒的制备方法及其性能和应用的研究进展,重点介绍了木质素的结构特征对木质素纳米颗粒形态与功能性的影响,探讨了木质素纳米颗粒在增强纳米复合材料、紫外屏蔽材料、生物医学材料及食品包装等方面的应用,为其在高附加值生物基材料方面的开发提供一定参考。

关键词：木质素纳米颗粒酚羟基紫外屏蔽

碱预处理耦合三元DES体系对提高桉木组分分离效率的研究

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中国造纸 2024年第5期43卷 18-27页

作者：张兴武书彬华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学轻工与食品国家级实验教学示范中心广东广州510640

本研究探索了一种氢氧化钾预处理耦合三元低共熔溶剂(DES)两段处理法,并用于分离桉木组分。首先采用单因素和Box-Behnken法优化了碱预处理分离桉木半纤维素的工艺条件,然后探究了碱预处理耦合三元DES两段处理桉木的微观形貌、比表面积... 详细信息

本研究探索了一种氢氧化钾预处理耦合三元低共熔溶剂(DES)两段处理法,并用于分离桉木组分。首先采用单因素和Box-Behnken法优化了碱预处理分离桉木半纤维素的工艺条件,然后探究了碱预处理耦合三元DES两段处理桉木的微观形貌、比表面积、结晶度等。结果表明,优化后的氢氧化钾处理工艺条件为:处理温度76℃、处理时间5 h、氢氧化钾质量分数15%,此时半纤维素去除率可达(77.1±0.2)%。经碱预处理耦合三元DES(固液比1∶20(g∶mL)、反应时间30 min、反应温度90℃)两段处理后,桉木中纤维素、半纤维素和木质素形成的致密结构被打破,半纤维素去除率达83.3%,木质素去除率达96.5%,纤维素保留率达91.0%,比表面积和相对结晶度分别达0.9015 m^(2)/g和89.7%,显著提升了后续溶剂或生物酶的接触表面积。

关键词：低共熔溶剂组分分离半纤维素木质素响应面法

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木质素基非异氰酸酯聚氨酯的研究进展

中国造纸学报 2024年第2期39卷 115-124页

作者：吴泽琪罗敏蓝武苏振华刘传富田超华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 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

聚氨酯(PU)是用途广泛的聚合物材料之一。目前,以生物质资源为原料,合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的技术受到越来越多的关注。木质素是自然界中储量丰富的天然可再生芳香族聚合物,功能化木质素可用于替代不可持续的石油基原料,开发高附加... 详细信息

聚氨酯(PU)是用途广泛的聚合物材料之一。目前,以生物质资源为原料,合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的技术受到越来越多的关注。木质素是自然界中储量丰富的天然可再生芳香族聚合物,功能化木质素可用于替代不可持续的石油基原料,开发高附加值的NIPU产品。本文综述了近年来以木质素为原料合成NIPU的方法和策略,介绍了利用木质素及其功能化衍生物合成木质素基NIPU的研究进展,并展望了木质素基NIPU在泡沫材料、木材黏合剂、弹性体、涂料等相关领域的应用潜力。

关键词：木质素非异氰酸酯聚氨酯改性生物基材料

阳离子田菁胶助染剂对纸张浆外染色效果的影响

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中国造纸 2024年第1期43卷 123-130页

作者：梁任华韩辰盛杰杨仁党华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 佛山科学技术学院环境与化学工程学院广东佛山528000

本研究通过醚化反应制备了阳离子田菁胶(CSG)助染剂,并通过浆外浸渍染色法,探究了其对直接耐晒翠蓝GL染色效果的影响,并确定了最佳染色工艺。适度提高醚化剂用量,能获得更高取代度的CSG;CSG的热稳定性比未改性田菁胶(SG)较差。加入CSG后... 详细信息

本研究通过醚化反应制备了阳离子田菁胶(CSG)助染剂,并通过浆外浸渍染色法,探究了其对直接耐晒翠蓝GL染色效果的影响,并确定了最佳染色工艺。适度提高醚化剂用量,能获得更高取代度的CSG;CSG的热稳定性比未改性田菁胶(SG)较差。加入CSG后,染料分子和CSG可通过静电吸附作用,稳固地附着在纸张表面,染色效果显著。选用取代度0.22、N含量0.63%的CSG作为助染剂,染色时间30 s、染液pH值6、CSG用量0.8%、染液温度70℃时,CSG染色效果最佳,相比SG组染色效果提升168.9%。染纸水洗前后Δb^(*)值变化不大,说明CSG同时具有较好的固色效果。

关键词：染色助染剂田菁胶阳离子改性

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4种常见木质素有机溶剂法分级的研究进展

中国造纸学报 2024年第2期39卷 1-8页

作者：程鹏超孙衍宁李尧李继庚王兴孙广卫张馨月大连工业大学轻工与化学工程学院辽宁生物质化学与材料重点实验室辽宁大连116034 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

随着对木质素基生物质材料开发和研究的逐渐深入,进一步提高木质素基生物质材料的性能,需对木质素原料进行结构分级。有机溶剂法分级是一种可以获得具有特定理化性质木质素的简单可行的分级方法。本文总结了近年来采用有机溶剂法,对硫... 详细信息

随着对木质素基生物质材料开发和研究的逐渐深入,进一步提高木质素基生物质材料的性能,需对木质素原料进行结构分级。有机溶剂法分级是一种可以获得具有特定理化性质木质素的简单可行的分级方法。本文总结了近年来采用有机溶剂法,对硫酸盐木质素、有机溶剂木质素、碱木质素和酶解木质素4种常见木质素进行分级,且分级效果较好的研究成果,利用分子质量及分子质量分布,以及醇羟基、酚羟基、甲氧基等官能团含量作为分级评价指标,比较了不同分级策略所使用的单一或多种有机溶剂的分级特点和优缺点,并对木质素分级研究作简要总结和展望。

关键词：木质素分级方法有机溶剂分子质量分布

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不同多羟基聚合物涂层对涂布纸吸放湿性能和调湿能力的影响研究

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中国造纸 2024年第6期43卷 96-107页

作者：李尧张雪张红杰赵涛侯磊磊张文晖天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457 中国制浆造纸研究院有限公司北京100102 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 广东壮丽彩印股份有限公司广东汕头515041 制浆造纸国家工程实验室北京100102

对3种多羟基聚合物涂层和涂布量对涂布纸的吸放湿性能和调湿效果的影响进行了研究,并搭建了一套实时检测密闭微环境湿度变化的实验装置,探讨了密闭微环境在外部环境相对湿度影响下利用涂布纸调控其湿度变化的可行性。结果表明,海藻酸钠(... 详细信息

对3种多羟基聚合物涂层和涂布量对涂布纸的吸放湿性能和调湿效果的影响进行了研究,并搭建了一套实时检测密闭微环境湿度变化的实验装置,探讨了密闭微环境在外部环境相对湿度影响下利用涂布纸调控其湿度变化的可行性。结果表明,海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纤维素钠(CMC)3种多羟基聚合物涂布纸相比,CMC涂布纸的吸放湿性能和调湿效果最好;涂布量为8.5 g/m^(2)时,CMC涂布纸(相较于未涂布原纸)的湿容量和放湿量分别增加了70.2%和234.2%;经4次开合后,与未涂布原纸相比,CMC涂布纸(涂布量为34.1 g/m^(2))使密闭微环境的相对湿度波动值,在高湿环境下降低了11.5个百分点,在干燥环境下升高了8.6个百分点。

关键词：海藻酸钠聚乙烯醇羧甲基纤维素钠吸放湿性能调湿能力

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微波辅助氯化胆碱/乳酸低共熔溶剂法制备高聚合度木质纤维

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中国造纸 2024年第9期43卷 83-93,195页

作者：黄盼杨东杰周杰李玉洁方志强华南理工大学化学与化工学院广东广州510640 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

以云杉木片为原料、氯化胆碱/乳酸为反应液,采用微波辅助低共熔溶剂法制备高纤维素聚合度的木质纤维,考察了氯化胆碱与乳酸的物质的量比、反应温度、反应时间和水掺杂量等制浆工艺参数对纤维素聚合度的影响。结果表明,微波加热有效地缩... 详细信息

以云杉木片为原料、氯化胆碱/乳酸为反应液,采用微波辅助低共熔溶剂法制备高纤维素聚合度的木质纤维,考察了氯化胆碱与乳酸的物质的量比、反应温度、反应时间和水掺杂量等制浆工艺参数对纤维素聚合度的影响。结果表明,微波加热有效地缩短了脱木质素反应所需时间,从而减少了纤维素的酸性降解,有效地保留了木质纤维的纤维素聚合度。在氯化胆碱与乳酸的物质的量比1∶11、反应温度140℃、反应时间45 min、水掺杂量3%时,所制木质纤维的纤维素聚合度最高(1998),零距抗张强度达261.9 N·m/g,其抄造的纸张也呈现出良好的拉伸应力(51.6 MPa)和韧性(2.0 MJ/m^(3))。

关键词：微波低共熔溶剂纤维素聚合度力学性能