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PFI磨预处理提高桉木浆纤维反应活性的研究

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林产化学与工业 2024年第3期44卷 105-111页

作者：林艳邓拥军沈葵忠房桂干中国林业科学研究院林产化学工业研究所、江苏省生物质能源与材料重点实验室、国家林业和草原局林产化学工程重点实验室、林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

采用PFI磨对桉木漂白化学浆进行预处理后,以丙烯酰氯为酯化试剂,在球磨机中进行酯化反应,通过纤维质量分析仪、光学显微镜、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对纤维的形貌和结构进行了分析,并进一步考察了酯化条件对纤维素反应活... 详细信息

采用PFI磨对桉木漂白化学浆进行预处理后,以丙烯酰氯为酯化试剂,在球磨机中进行酯化反应,通过纤维质量分析仪、光学显微镜、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对纤维的形貌和结构进行了分析,并进一步考察了酯化条件对纤维素反应活性的影响。研究结果表明:随着PFI磨转数的增加,纤维长度、纤维宽度减小,细小纤维比例显著提高,由19.86%增大至38.47%。经PFI磨打浆后,纸浆纤维表面纤丝化明显,其结晶区域部分遭破坏,结晶度由72.7%降低至66.9%;XRD结果表明:反应过程中酯化产物的结晶结构发生了改变。FT-IR结果表明:PFI磨解纤维与丙烯酰氯经球磨发生酯化反应得到丙烯酰基纤维素。酯化产物的取代度(D_(S))随着PFI磨转数的增加而增大;与未经预处理纤维相比,反应产物的D_(S)明显增加,最高可达2.38,此时的反应条件为PFI磨预处理24000 r,纤维素与丙烯酰氯的物质的量比1∶6,球磨反应时间48 h。

关键词： PFI磨解纸浆纤维纤维形态结晶度取代度

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超低甲醛释放木质素基胶黏剂的制备及应用

林产化学与工业 2024年第4期44卷 29-35页

作者：高士帅谢宜彤张代晖储富祥王春鹏中国林业科学研究院林产化学工业研究所、江苏省生物质能源与材料重点实验室国家林业和草原局林产化学工程重点实验室、林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

针对脲醛树脂耐水、耐候性能差和潜在甲醛释放的问题,以工业碱木质素(L)为原料,通过与苯酚(P)、尿素(U)和甲醛(F)共缩聚反应制备了符合ENF级Ⅰ类胶合板要求的木质素基胶黏剂(LPUs)。考察了L、P和U质量比对LPUs凝胶时间、游离甲醛含量、... 详细信息

针对脲醛树脂耐水、耐候性能差和潜在甲醛释放的问题,以工业碱木质素(L)为原料,通过与苯酚(P)、尿素(U)和甲醛(F)共缩聚反应制备了符合ENF级Ⅰ类胶合板要求的木质素基胶黏剂(LPUs)。考察了L、P和U质量比对LPUs凝胶时间、游离甲醛含量、储存稳定性、固化反应活性以及胶合板理化性能的影响。结果表明:mL/(mP+mU)为1∶1时制备的树脂LPU1~LPU4中,随着尿素用量的增加,LPUs树脂的凝胶时间逐渐缩短,m(P)∶m(U)=30∶70时制备的LPU4,其凝胶时间为(18±2)min,约为LPU1(m(P)∶m(U)=90∶10)的凝胶时间(30±2)min的40%,游离甲醛含量从0.05%(LPU1)升高至0.18%,储存期由127 d缩短至14 d,表现出脲醛树脂的理化特性。DSC监测固化过程焓变行为表明,LPUs树脂反应活化能仅为商业酚醛树脂和脲醛树脂的2%~7.8%。mL/(mP+mU)=1且苯酚用量不低于尿素时制备的LPU1~LPU3树脂胶合板耐沸水胶合强度和甲醛释放量满足ENF级Ⅰ类胶合板要求,其中LPU2树脂的施胶量可降低至工业生产工艺的66.7%,此时,依然可以确保胶合板的耐沸水胶合强度和甲醛释放量满足ENF级Ⅰ类要求,可有效降低胶合板生产成本。

关键词：木质素共缩聚反应胶合板耐沸水胶合强度甲醛释放量

紫外分光光度法测定歧化松香中去氢枞酸含量的干扰因素研究

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林产化学与工业 2024年第3期44卷 30-36页

作者：王宏晓沈娟章马艳谭卫红中国林业科学研究院林产化学工业研究所、江苏省生物质能源与材料重点实验室、国家林业和草原局林产化学工程重点实验室、林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

利用液相色谱仪、制备液相色谱仪、气相色谱质谱联用仪,对歧化松香(DR)中去氢枞酸(DA)紫外光谱测定方法的干扰因素进行了详细研究。测定的市售不同省份的5个样品中有2个主要干扰物质,进一步定性,确定干扰物质1为6,8,11,13-枞四烯酸(ATA)... 详细信息

利用液相色谱仪、制备液相色谱仪、气相色谱质谱联用仪,对歧化松香(DR)中去氢枞酸(DA)紫外光谱测定方法的干扰因素进行了详细研究。测定的市售不同省份的5个样品中有2个主要干扰物质,进一步定性,确定干扰物质1为6,8,11,13-枞四烯酸(ATA),干扰物质2为混合物,主要检出物为去氢枞醛(D)和枞酸(AA)。采用二阶导数光谱法和偏最小二乘(PLS)法对紫外光谱数据进行分析,以消除去氢枞酸紫外分光光度法的干扰,结果表明:PLS法比二阶导数光谱法误差更小,能够同时消除多种干扰因素,使测试结果更加接近真实值。

关键词：歧化松香紫外可见分光光度法干扰因素偏最小二乘法

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木质素基碳点的制备及其对pH响应分析

林产化学与工业 2024年第4期44卷 107-112页

作者：王楚楚叶韧史霄宇刘玉鹏南静娅王春鹏中国林业科学研究院林产化学工业研究所、江苏省生物质能源与材料重点实验室、国家林业和草原局林产化学工程重点实验室、林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

以碱木质素为原料,利用对甲苯磺酸进行酸解后再通过水热法制备了S掺杂的木质素基碳点(L-SCDs)。通过透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)对L-SCDs的形貌结构和光学性质进... 详细信息

以碱木质素为原料,利用对甲苯磺酸进行酸解后再通过水热法制备了S掺杂的木质素基碳点(L-SCDs)。通过透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和荧光光谱(FL)对L-SCDs的形貌结构和光学性质进行表征分析,并探究了L-SCDs在不同pH环境下的响应性能。结果表明:L-SCDs主要由类石墨结构的碳核及其表面的发光单元组成,具有很好的分散性,平均粒径为2.19 nm;L-SCDs主要含有碳、氧、硫3种元素,其表面存在羟基、羰基、羧基等官能团,表明碱木质素与对甲苯磺酸发生了反应,S元素成功掺杂到L-SCDs中。L-SCDs在不同pH值下的荧光变化研究发现:L-SCDs在碱性环境下荧光强度显著下降,且pH值越大下降越明显,这主要是因为L-SCDs的发光单元中存在羧基,在碱性环境中形成羧酸盐,发光单元被破坏,荧光强度下降;而在酸性和中性环境下荧光强度无明显变化,表明L-SCDs具有选择性地对pH值响应的特性,可用于荧光探针检测酸碱性。

关键词：碱木质素碳点荧光 pH响应

含整体煤气化燃料电池-碳捕集电厂的风火储系统分布鲁棒调度方法

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中国电机工程学报 2024年第9期44卷 3573-3587,I0020页

作者：王骞张学广朱玲徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106

整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)是与碳捕集技术高度适配的清洁、高效、稳定的绿色煤电技术,有望克服传统碳捕集技术在低浓度CO_(2)环境下产生的高成本、高能耗问题。该文构建含IGFC碳捕集电厂的风火储发... 详细信息

整体煤气化燃料电池(integrated gasification fuel cell,IGFC)是与碳捕集技术高度适配的清洁、高效、稳定的绿色煤电技术,有望克服传统碳捕集技术在低浓度CO_(2)环境下产生的高成本、高能耗问题。该文构建含IGFC碳捕集电厂的风火储发电系统。研究IGFC碳捕集电厂的运行机理,对IGFC内部各环节建立数学模型,提出工况匹配时燃烧利用率和阴极空气利用率需要满足的运行条件,并针对该型碳捕集电厂的电碳特性进行分析。为计及风电出力的不确定性,构建风火储系统的两阶段分布鲁棒经济调度模型,引入k阶适应性理论,提出基于正交支撑子集策略的求解方法来获得鲁棒对等式。最后,在改进IEEE-30节点系统中进行算例分析,结果表明,该型碳捕集电厂可利用阳极碳富集的优势,实现系统低碳经济调度的目标,并验证所提优化方法能为可行解提供可解释性。

关键词：整体煤气化燃料电池(IGFC) 碳捕集电厂风火储系统经济调度分布鲁棒优化有限适应性理论

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木质素基高比表面积活性炭的制备及其电化学性能研究

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林产化学与工业 2024年第3期44卷 37-44页

作者：杨中志王傲马名哲丁玉孙云娟蒋剑春中国林业科学研究院林产化学工业研究所、江苏省生物质能源与材料重点实验室、国家林业和草原局林产化学工程重点实验室、林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

将杨木先经过CO_(2)辅助水热预处理,再用对甲苯磺酸溶液处理,分离得到高纯度酸溶性木质素(AHL)。以AHL为前驱体,分别采用H_(3)PO_(4)法和KOH法制备了孔隙结构发达的活性炭AHLAC-H_(3)PO_(4)和AHL-AC-KOH,通过多种技术手段对活性炭的结... 详细信息

将杨木先经过CO_(2)辅助水热预处理,再用对甲苯磺酸溶液处理,分离得到高纯度酸溶性木质素(AHL)。以AHL为前驱体,分别采用H_(3)PO_(4)法和KOH法制备了孔隙结构发达的活性炭AHLAC-H_(3)PO_(4)和AHL-AC-KOH,通过多种技术手段对活性炭的结构进行了表征,并对比研究了其作为超级电容器电极材料时的电化学性能。结构表征结果表明:AHL-AC-H_(3)PO_(4)和AHL-AC-KOH的比表面积分别为2490和3344 m^(2)/g,总孔容分别为1.24和1.74 cm^(3)/g。电化学性能测试结果表明:随着电流密度从0.5 A/g增大到10 A/g时,AHL-AC-H_(3)PO_(4)的比电容由241.24 F/g下降至83.95 F/g,电容保持率仅为34.80%;而AHL-AC-KOH的比电容由269.19 F/g下降至229.76 F/g,电容保持率为85.35%。AHL-AC-H_(3)PO_(4)的充/放电行为可逆性和倍率性能较差,电阻较大;而AHL-AC-KOH具有典型的双电层电容和法拉第快速氧化还原反应特性,并展现出高度可逆的充/放电行为,且具有良好的倍率性能和较小的电阻。

关键词：木质素活性炭电化学性能超级电容器

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木质素低聚物衍生聚氨酯泡沫的制备及性能

工程塑料应用 2024年第4期52卷 23-28页

作者：霍淑平刘贵锋霍美玉金灿吴国民孔振武中国林业科学研究院林产化学工业研究所/江苏省生物质能源与材料重点实验室/国家林业和草原局林产化学工程重点实验室/林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心/江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心南京210042

针对木质素分子结构复杂、反应活性低、高值化利用不足等问题,从木质素高效可控降解、分子结构定向化学修饰以及复合功能化等方面出发,开展了木质素可控氢化降解以及基于木质素低聚物衍生聚氨酯泡沫(PUFs)材料的制备及性能调控研究。以N... 详细信息

针对木质素分子结构复杂、反应活性低、高值化利用不足等问题,从木质素高效可控降解、分子结构定向化学修饰以及复合功能化等方面出发,开展了木质素可控氢化降解以及基于木质素低聚物衍生聚氨酯泡沫(PUFs)材料的制备及性能调控研究。以Ni/ZrO_(2)/Hβ为催化剂,对木质素进行部分还原降解获得了高酚羟基含量的活性木质素低聚物,继而经氧丙基化改性,制备了高反应活性的木质素低聚物多元醇(LOP),通过^(31)P NMR和^(1)H NMR表征分析了木质素低聚物及LOP,探讨了木质素低聚物改性前后的结构变化。将LOP与大豆油多元醇复配构建了全生物基PUFs材料,考察了LOP的结构及用量等对PUFs材料的微观结构、形貌及其物理化学性能的作用与影响规律,探明了不同性能木质素低聚物衍生PUFs材料的制备工艺。研究结果表明,LOP的加入会导致PUFs材料的泡孔减小,闭孔率增加,进而有效改善PUFs力学性能和高温热稳定性,通过对LOP用量的调节,可实现不同强度PUFs的高效制备(压缩强度0.27~0.65 MPa)。

关键词：木质素低聚物多元醇聚氨酯泡沫

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废纸制浆造纸废水好氧生物强化增效处理研究

林产化学与工业 2024年第4期44卷 9-17页

作者：丁来保朱津苇杨然郭奇田庆文中国林业科学研究院林产化学工业研究所、江苏省生物质能源与材料重点实验室、国家林业和草原局林产化学工程重点实验室、林木生物质低碳高效利用国家工程研究中心、江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心江苏南京210042

以竹炭为载体制备氮铈掺杂改性且固定化微生物及微量元素的生物增效材料,采用生物强化增效技术对废纸制浆造纸废水的好氧处理进行优化,通过降低生化处理出水浓度来降低深度处理的难度和成本。利用SEM和16S rRNA测序等手段对活性污泥表... 详细信息

以竹炭为载体制备氮铈掺杂改性且固定化微生物及微量元素的生物增效材料,采用生物强化增效技术对废纸制浆造纸废水的好氧处理进行优化,通过降低生化处理出水浓度来降低深度处理的难度和成本。利用SEM和16S rRNA测序等手段对活性污泥表面形貌及结构和微生物菌落结构进行分析,综合评价了生物强化增效技术对废纸制浆废水好氧生物处理性能的影响。研究结果表明:该技术可以提高污染物生物降解能力,提高生物处理效果。普通生化处理出水COD平均值140 mg/L、氨氮平均值2.3 mg/L,色度平均值260倍,平均COD去除率86.47%、平均氨氮去除率88.83%、平均色度去除率33.33%;同等条件下,生物增效处理出水COD平均值72.2 mg/L、氨氮平均值0.95 mg/L、色度平均值50倍,平均COD去除率93.02%、平均氨氮去除率达到了95.39%、平均色度去除率87.18%,处理效果明显优于普通生化处理。生物增效处理出水采用传统PAC或PFS处理均可达到排放标准,且PFS的处理成本低至0.63元/m^(3);而普通生化处理只能采用芬顿处理才能达到排放标准,且处理成本达3.27元/m^(3)。SEM分析结果显示:生物增效处理的活性污泥絮体结构紧凑,具有更高的生物量;与普通生化处理的污泥相比,生物增效处理的污泥中脱硫杆菌门(Desulfobacterota)和拟杆菌门(Bacteroidota)丰度增加了3.07和2.29个百分点,unclassified_o_PB19属增加了2.96个百分点,说明生物增效材料的投加能帮助一些具备特殊降解功能的微生物创造有利生存环境并激活其生长,提高了反应体系的定向降解能力。

关键词：废纸制浆造纸废水活性污泥法处理生物强化增效碳基改性材料微生物菌群结构

有机光响应一氧化碳供体分子设计及其在疾病治疗中的应用（特邀）

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光子学报 2024年第3期 8-23页

作者：樊睿枭李刚锋崔汉楠宋健王腾蛟西北工业大学柔性电子研究院

一氧化碳作为一种内源性气体信使分子，其浓度相关的生理信号调控性能及疾病治疗效果已被广泛研究。为了更精准地调控一氧化碳在病理部位的释放浓度，同时克服其递送时空间精度不佳和释放机制不明确等问题，研究人员开始关注具有光、声... 详细信息

一氧化碳作为一种内源性气体信使分子，其浓度相关的生理信号调控性能及疾病治疗效果已被广泛研究。为了更精准地调控一氧化碳在病理部位的释放浓度，同时克服其递送时空间精度不佳和释放机制不明确等问题，研究人员开始关注具有光、声、磁、热等敏感的一氧化碳供体分子（CORMs）的设计及其响应释放机制。本文总结了近年来有机光响应一氧化碳供体分子（Photo-CORMs）的研究进展，介绍了Photo-CORMs的光物理和化学性质，并讨论了它们在疾病治疗中的作用，此外，对有机Photo-CORMs的未来发展进行了展望，为未来设计和开发更有效的治疗策略提供指导。

关键词：光动力治疗一氧化碳气体疗法一氧化碳供体分子气体信使