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中国造纸 2024年第1期43卷 148-160页

作者：王雨潇周通贺靖一窦文芳刘泽华天津科技大学轻工科学与工程学院生物源纤维制造技术国家重点实验室天津市制浆造纸重点实验室中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室天津300457

本文介绍了造纸用干强剂的增强机理,系统阐述了不同类型造纸用干强剂的研究进展与应用。其中,重点讨论了淀粉、壳聚糖、水溶性植物胶、纤维素及其衍生物、聚丙烯酰胺及其他化学合成类干强剂在造纸湿部领域的研究现状,并对其未来的发展... 详细信息

本文介绍了造纸用干强剂的增强机理,系统阐述了不同类型造纸用干强剂的研究进展与应用。其中,重点讨论了淀粉、壳聚糖、水溶性植物胶、纤维素及其衍生物、聚丙烯酰胺及其他化学合成类干强剂在造纸湿部领域的研究现状,并对其未来的发展进行了展望。

关键词：造纸用干强剂天然聚合物合成聚合物

基于CFD-PBE耦合的连续结晶过程数值模拟

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化学工程 2024年第1期52卷 41-47页

作者：潘立杰刘伯潭赵文立盖晓龙天津科技大学化学工程与材料科学学院天津大学化学工程联合国家重点实验室

通过CFD(计算流体力学)与PBE(粒数衡算方程)耦合对连续结晶过程进行数值模拟。采用QMOM(积分矩方法)求解PBE。在考虑成核、生长、聚并和破碎的情况下,通过网格独立性验证确定计算网格数量。在此基础上研究挡板设置、停留时间、搅拌转速... 详细信息

通过CFD(计算流体力学)与PBE(粒数衡算方程)耦合对连续结晶过程进行数值模拟。采用QMOM(积分矩方法)求解PBE。在考虑成核、生长、聚并和破碎的情况下,通过网格独立性验证确定计算网格数量。在此基础上研究挡板设置、停留时间、搅拌转速以及搅拌桨类型等因素对CSD(晶体粒径分布)演变的影响,结果表明:挡板的设置增强了结晶器内湍流程度;高转速和低停留时间会获得平均粒径较小的颗粒。对比3种搅拌桨对CSD演变的影响,轴流式的螺旋桨功耗小,适用于大颗粒晶体结晶过程,而径流式的圆盘涡轮桨适用于微粒结晶过程。

关键词：连续结晶数值模拟粒数衡算方程积分矩方法晶体粒径分布

木质素/PBAT复合材料的性能提升与应用研究进展

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中国造纸 2024年第4期43卷 10-24页

作者：吴雨纯袁璐璐常广谦刘苇侯庆喜岳凤霞王汉敏天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室天津300457 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

木质素作为可再生自然资源,具有多种高附加值的功能特性,将其与可生物降解高分子聚合物复合是其转化利用的重要途径之一。然而,木质素的异质性限制了其在复合材料中的开发和利用,采取针对性的策略和方法生产高附加值的木质素基可生物降... 详细信息

木质素作为可再生自然资源,具有多种高附加值的功能特性,将其与可生物降解高分子聚合物复合是其转化利用的重要途径之一。然而,木质素的异质性限制了其在复合材料中的开发和利用,采取针对性的策略和方法生产高附加值的木质素基可生物降解复合材料至关重要。本文主要阐述了高性能木质素/聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)复合材料的不同制备策略,如添加增容剂、木质素的溶剂分级、纳米化和化学改性等,进一步总结了该复合材料在紫外屏蔽、水蒸气/氧气阻隔和抗菌等方面的潜在应用,并对木质素/PBAT复合材料所面临的挑战和未来发展方向进行总结和展望。

关键词：木质素聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT) 可生物降解复合材料功能特性

非对称润湿性纤维复合膜的制备及其油水分离性能

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纺织学报 2024年第8期45卷 10-17页

作者：杨硕赵朋举程春祖李晨暘程博闻天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457 天津科技大学生物源纤维制造技术国家重点实验室天津300457 天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室天津300457 中国纺织科学研究院有限公司生物源纤维制造技术国家重点实验室北京100025

为解决乳化油分离过程中分离效率和通量难以兼顾的问题,以木浆为原料,以氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用静电纺丝技术制备纤维素纳米纤维膜;以纤维素纳米纤维膜为亲水层,以聚丙烯熔喷布为疏水层,采用热压复合工艺,构建了具有非对称... 详细信息

为解决乳化油分离过程中分离效率和通量难以兼顾的问题,以木浆为原料,以氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用静电纺丝技术制备纤维素纳米纤维膜;以纤维素纳米纤维膜为亲水层,以聚丙烯熔喷布为疏水层,采用热压复合工艺,构建了具有非对称润湿性材料(Janus)特性的纤维复合膜,并应用于乳化油的油水分离。结果表明:在最佳工艺条件下,复合膜的孔径为0.826μm,分离效率为98.8%,通量为9798.8 L/(m^(2)·h);复合膜具有优异的重复使用性能,使用10次后其分离效率仍能保持在98%,通量达9444.5 L/(m^(2)·h);复合膜对正己烷、正庚烷、三氯甲烷、四氯化碳、石油醚均具有显著分离效果,其分离效率均大于98%,通量均在9000 L/(m^(2)·h)以上。

关键词：纤维素静电纺丝纳米纤维聚丙烯熔喷布油水分离非对称润湿性材料

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有机酸改性聚乙烯醇涂布对纸张阻隔性能影响

中国造纸 2024年第8期43卷 57-63页

作者：邵英杰陈阳帆梅逸兴邵学军王东兴王高升天津科技大学轻工科学与工程学院天津市制浆造纸重点实验室天津300457 山东世纪阳光纸业集团有限公司山东潍坊262400

为了提高聚乙烯醇(PVA)涂布纸张的阻隔性能,采用琥珀酸(SA)、柠檬酸(CA)或二者协同策略对PVA化学改性,探究了有机酸改性PVA涂布对纸张防水、防油和水蒸气阻隔性能的影响。结果表明,有机酸改性PVA的溶胀度明显下降,其中SA与CA协同改性PVA... 详细信息

为了提高聚乙烯醇(PVA)涂布纸张的阻隔性能,采用琥珀酸(SA)、柠檬酸(CA)或二者协同策略对PVA化学改性,探究了有机酸改性PVA涂布对纸张防水、防油和水蒸气阻隔性能的影响。结果表明,有机酸改性PVA的溶胀度明显下降,其中SA与CA协同改性PVA(PVA-SC)的溶胀度下降最大,为未改性PVA的14%;当涂布量为5.0 g/m2时,相较于未改性PVA,PVA-SC涂布纸Cobb60值下降约50%,水蒸气透过率下降90%;有机酸改性PVA和未改性PVA均具有优异的防油性能。在改性或未改性PVA涂布液中添加AKD乳液,涂布后纸张表面自由能大幅下降,接触角增大,疏水性增强。

关键词：聚乙烯醇纸基材料琥珀酸柠檬酸阻隔性能

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木质素基碳量子点的制备与应用研究进展

林业工程学报 2024年

作者：王汉敏吴瑞清吴雨纯李小虎李凤凤侯庆喜天津科技大学生物源纤维制造技术国家重点实验室天津科技大学天津市制浆造纸重点实验室齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室

木质素是自然界中含量仅次于纤维素的大分子聚合物，也是最丰富的芳香族资源。木质素独特的分子结构和丰富的官能团使其具有极高的利用潜力，如木质素基碳纳米材料。木质素基碳量子点（LCQDs）作为一种新型的纳米材料，具有原料来源广... 详细信息

木质素是自然界中含量仅次于纤维素的大分子聚合物，也是最丰富的芳香族资源。木质素独特的分子结构和丰富的官能团使其具有极高的利用潜力，如木质素基碳纳米材料。木质素基碳量子点（LCQDs）作为一种新型的纳米材料，具有原料来源广、环境友好、成本低廉和多功能性等优点，因此LCQDs的发展应用引起了研究人员的广泛关注。通过文献综述，首先梳理了目前该类碳量子点的制备方法和策略，包括“一锅法”和“两步法”；然后系统地分类介绍了其在光学、生物医药、化学检测和环境监测等领域的最新应用，如荧光防伪、光催化、抗菌、荧光探针检测与监测等方面。此外，基于木质素分子结构的复杂性和碳量子点的特点和功能特性，如荧光性、稳定性、生物相容性和低毒性，对LCQDs的制备、开发和应用存在的问题进行了总结，并对其后续发展进行了展望。将为木质素的高值化利用提供更全面的借鉴，为新型材料开发提供新思路，对于林业资源利用和生物质基材料发展具有重要意义。

关键词：木质素碳量子点木质素利用光学应用环境监测

纳米纤维素复合水凝胶的制备及其在食品工业中的研究进展

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天津科技大学学报 2024年第3期39卷 1-8页

作者：刘鹏涛樊荣汪文雪天津市制浆造纸重点实验室天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457

随着石油基聚合物的过度消耗、地球资源的日渐减少,能源枯竭、环境污染等问题逐渐显现。为了解决这些问题,寻求可持续资源、开发低成本材料的研究迫在眉睫。纳米纤维素复合水凝胶在兼具传统水凝胶良好的柔韧性、高比表面积的基础上结合... 详细信息

随着石油基聚合物的过度消耗、地球资源的日渐减少,能源枯竭、环境污染等问题逐渐显现。为了解决这些问题,寻求可持续资源、开发低成本材料的研究迫在眉睫。纳米纤维素复合水凝胶在兼具传统水凝胶良好的柔韧性、高比表面积的基础上结合了纳米纤维素具有的独特纳米级结构以及相容性好、可再生、可降解等优点,同时表现出机械增强和许多其他理想的性能,从而被广泛应用于生物医药、组织工程、药物递送等领域,近年来其在食品工业中的研究也逐渐兴起。本文总结了纳米纤维素复合水凝胶的不同制备方法,介绍其在食品活性包装、智能包装和食品安全传感等方面的应用,并对纳米纤维素复合水凝胶未来的发展进行展望,为纳米纤维素复合水凝胶在食品工业中的实际应用提供参考。

关键词：纤维素水凝胶智能包装安全传感

基于纳米纤维素和碳点的荧光复合材料的制备与应用研究进展

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天津科技大学学报 2024年第1期39卷 1-7页

作者：刘鹏涛汪文雪樊荣天津市制浆造纸重点实验室天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457

碳点是一种新型的零维荧光纳米材料,具有优异的光学性能、高热稳定性和化学稳定性,是近几年的一个研究热点。从天然生物质中提取的纳米纤维素,具有比表面积大、环境友好和可生物降解等特点。以纳米纤维素为载体掺杂碳点制备的复合材料... 详细信息

碳点是一种新型的零维荧光纳米材料,具有优异的光学性能、高热稳定性和化学稳定性,是近几年的一个研究热点。从天然生物质中提取的纳米纤维素,具有比表面积大、环境友好和可生物降解等特点。以纳米纤维素为载体掺杂碳点制备的复合材料兼具优异的荧光性能和机械性能,具有重要的应用价值。本文综述了基于纳米纤维素和碳点的荧光复合材料的制备与应用,简要介绍了碳点的性质和制备,论述了纳米纤维素基荧光碳点水凝胶、薄膜以及气凝胶和油墨等复合材料的制备方法及相关应用,并对纳米纤维素和碳点的荧光复合材料的发展进行展望。

关键词：纳米纤维素碳点水凝胶薄膜

NiCo2S4/木材液化物碳气凝胶复合材料的制备及电化学性能

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林业工程学报 2024年第2期9卷 101-107页

作者：邱良木马晓军天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457

以木材液化物为前驱体原料,经凝胶、碳化、活化法制备的碳气凝胶(CA)为基材,通过两步水热法在其骨架表面原位负载NiCo2S4得到NiCo2S4/木材液化物碳气凝胶(NiCo2S4-CA)复合电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附实验、傅里... 详细信息

以木材液化物为前驱体原料,经凝胶、碳化、活化法制备的碳气凝胶(CA)为基材,通过两步水热法在其骨架表面原位负载NiCo2S4得到NiCo2S4/木材液化物碳气凝胶(NiCo2S4-CA)复合电极材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附-脱附实验、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等手段来表征NiCo2S4-CA材料的物相结构和表面形貌,通过循环伏安法、恒电流充放电及电化学交流阻抗等测试方法研究其电化学性能,探究其电荷储存机理。结果表明:NiCo2S4纳米颗粒锚定在具有珊瑚网络结构的CA骨架表面,形成丰富的多级孔隙结构。CA的引入有利于NiCo2S4的良好分散,缓解其团聚问题,且不会改变NiCo2S4的晶体结构。NiCo2S4-CA3作为超级电容器电极材料表现出极好的电化学性能,其比容量最大值为1 040.2 F/g(1 A/g),较小的等效电阻为1.01Ω和良好的循环稳定性,经2 000次恒流充放电(10 A/g)循环后,保持着初始比电容的56.61%,优于纯NiCo2S4的47.33%。NiCo2S4-CA3复合材料在20 A/g超大电流密度的电容保持率高达74.34%,远高于纯NiCo2S4的57.65%,电荷储存动力学显示其电化学过程由表面电容控制和扩散控制过程共同作用。该合成工艺简单且成本较低,NiCo2S4-CA3作为超级电容器电极材料在要求高容量、大电流密度领域具有极其广阔的应用前景。

关键词：木材液化物碳气凝胶 NiCo2S4 超级电容器电化学性能

PVDF基超滤膜的制备及其切削液废水分离性能

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材料工程 2024年第2期52卷 227-234页

作者：刘耀威黄坤张博君付维贵杜润红赵义平天津工业大学材料科学与工程学院省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387

切削液废水含有大量乳化油,如未经处理直接排放,会造成环境污染、水生态系统破坏等。为了实现水包油乳化废水的高效分离、降低膜污染,以成膜性好、力学性能稳定、耐化学性能佳的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,将胱胺的氨基引入到膜... 详细信息

切削液废水含有大量乳化油,如未经处理直接排放,会造成环境污染、水生态系统破坏等。为了实现水包油乳化废水的高效分离、降低膜污染,以成膜性好、力学性能稳定、耐化学性能佳的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,将胱胺的氨基引入到膜表面,再与甲基丙烯酸的羧基发生酰胺化反应,然后通过自由基聚合反应形成环状聚合物功能层,从而得到亲水性好、通量大且油水分离率高的PVDF基复合膜。通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、水接触角等测试对改性前后的膜样品的物化性能进行表征;采用自制错流过滤装置测试正己烷油水混合乳液、切削液废水的分离效果。研究结果表明,原膜(M0)的水接触角(WCA)为91.95°,改性后的膜M1,M2和M3的WCA分别降低至65.78°,51.08°,71.70°,说明改性膜的亲水性提高。M0与M1,M2和M3在正己烷油水乳液分离中各自的渗透通量分别为37.34,58.40,81.57,44.55 L·m^(-2)·h^(-1);对切削液废水分离的渗透通量分别是7.41,11.96,24.36,10.80 L·m^(-2)·h^(-1)。原膜和改性膜在分离高浓度的切削液废水时,渗透通量都有所下降,但改性膜的渗透通量明显高于原膜水渗透通量,其中M2改性膜的分离通量最佳,说明改性膜的亲水性和抗污染性最佳,有望用于工业含油废水处理。

关键词：聚偏氟乙烯胱胺甲基丙烯酸油水分离切削液废水