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仿酶生物处理杨木心材Bio-APMP制浆废水及回用

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中国造纸学报 2024年第3期 114-122页

作者：周俊怡谢益民张功侠牛虎军赵云博周安乡薛超湖北工业大学制浆造纸研究院湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北华海纤维科技股份有限公司

杨木心材碱性过氧化氢机械浆（APMP）的制浆废水不仅产生水量大，且化学需氧量（COD）较高，处理难度较大；通过白腐菌Trametes sp.48424预处理杨木心材，经碱性过氧化氢制浆得到生物处理APMP (Bio-APMP)，可以有效降低制浆废水中的污... 详细信息

杨木心材碱性过氧化氢机械浆（APMP）的制浆废水不仅产生水量大，且化学需氧量（COD）较高，处理难度较大；通过白腐菌Trametes sp.48424预处理杨木心材，经碱性过氧化氢制浆得到生物处理APMP (Bio-APMP)，可以有效降低制浆废水中的污染物含量，提高纸浆质量。本研究首先用内循环（IC）厌氧反应器对杨木心材Bio-APMP制浆废水进行厌氧生物处理，再利用仿酶-混凝与曝气生物滤池（BAF）相结合的组合工艺进行深度处理，探究厌氧和BAF处理的最佳工艺条件，以及仿酶络合物和絮凝剂的最佳用量。同时，研究了处理后制浆废水回用对Bio-APMP制浆性能的影响。研究结果表明，采用白腐菌生物预处理技术，Bio-APMP制浆废水的COD和木质素含量均低于传统APMP，制浆废水中的CODCr降低了15.3%。在最佳厌氧生物处理条件下，CODCr去除率为89.5%。此外，工艺优化后BAF的CODCr最高去除率为81.9%。Fe-EDTA仿酶络合物用量为15 mg/L时，仿酶-混凝法处理制浆废水效果最好，此时CODCr去除率为67.7%。利用厌氧+BAF+仿酶-混凝结合的方法深度处理Bio-APMP制浆废水，制浆废水的CODCr从11952 mg/L降至80.4 mg/L；将深度处理后的废水回用于Bio-APMP制浆过程，纸浆质量有所下降，纸张物理强度有所降低。

关键词： Bio-APMP 厌氧废水处理曝气生物滤池仿酶处理废水回用

絮凝沉淀与生物曝气滤池结合处理杨木心材生物化学机械法制浆废水

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中国造纸学报 2024年第1期39卷 38-46页

作者：牛虎军谢益民罗文琪周安乡薛超湖北工业大学制浆造纸研究院湖北武汉430068 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北武汉430068 湖北华海纤维科技股份有限公司湖北南漳441500

本研究利用白腐菌Trametes sp.48424预处理杨木心材,结合絮凝沉淀与生物曝气滤池(BAF),处理化学机械法制浆过程中产生的综合废水,研究废水回用对生物化学机械法制浆及BAF的影响,探究处理后废水回用的可行性。结果表明,采用白腐菌预处理... 详细信息

本研究利用白腐菌Trametes sp.48424预处理杨木心材,结合絮凝沉淀与生物曝气滤池(BAF),处理化学机械法制浆过程中产生的综合废水,研究废水回用对生物化学机械法制浆及BAF的影响,探究处理后废水回用的可行性。结果表明,采用白腐菌预处理技术,能够抵消添加2%(相对于原料绝干质量)的NaOH所产生的CODCr。絮凝沉淀处理后,CODCr的最高去除率为49.9%。BAF处理后COD_(Cr)最高去除率可达91.8%,出水CODCr浓度降至39.8 mg/L,达到制浆废水回用和排放的标准。废水回用会降低BAF的整体效率,且处理后的废水回用于制浆系统,对浆料的成纸性能也会产生一定的影响;回用1次后出水CODCr浓度升至76.3 mg/L,故处理后的废水只能回用1次。

关键词：白腐菌生物化学机械浆絮凝沉淀法生物曝气滤池废水回用

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PFI/超声分步协同处理对溶解浆在NMMO溶液中溶解性能的影响

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中国造纸 2024年第6期43卷 42-50,138页

作者：张蛟龙侯磊磊张红杰张雪李海明大连工业大学辽宁省生物质化学与材料重点实验室辽宁木质纤维生物质精炼协同创新中心辽宁大连116034 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

本研究对预水解硫酸盐溶解浆纤维进行了PFI/超声分步协同处理。结果表明,经PFI/超声协同处理后,溶解浆纤维的表面形貌被破坏,大部分初生壁和次生壁S1层被脱除,比表面积、孔容和孔径变大,针叶木溶解浆孔径从未处理的16.76 nm增大到21.85 ... 详细信息

本研究对预水解硫酸盐溶解浆纤维进行了PFI/超声分步协同处理。结果表明,经PFI/超声协同处理后,溶解浆纤维的表面形貌被破坏,大部分初生壁和次生壁S1层被脱除,比表面积、孔容和孔径变大,针叶木溶解浆孔径从未处理的16.76 nm增大到21.85 nm,阔叶木溶解浆从16.74 nm增大到21.61 nm;纤维形貌特征的变化引起了溶解浆纤维保水值和吸液率显著增加,针叶木和阔叶木溶解浆保水值分别增大205.0%和78.5%。同时纤维素结晶度、特性黏度和分子质量降低。PFI/超声协同处理可以有效改善溶解浆在NMMO溶液中的溶解性能。

关键词：超声 PFI 溶解浆 NMMO 溶解性能

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K_(2)CO_(3)活化法油茶果壳活性炭的制备及表征

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 87-93页

作者：浦丽伟莫立焕胡崟李军华南理工大学制浆造纸国家重点实验室广东广州510640

以油茶果壳(COS)为原料,K_(2)CO_(3)为活化剂,分别在空气和氮气中活化制备COS活性炭,探讨了活化温度、活化时间和K_(2)CO_(3)溶液浸渍COS的比例(浸渍比,mL∶g)对活性炭制备的影响,利用元素分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)... 详细信息

以油茶果壳(COS)为原料,K_(2)CO_(3)为活化剂,分别在空气和氮气中活化制备COS活性炭,探讨了活化温度、活化时间和K_(2)CO_(3)溶液浸渍COS的比例(浸渍比,mL∶g)对活性炭制备的影响,利用元素分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等手段对活性炭进行了表征。研究结果表明:在空气中活化,浸渍比值为1.5,温度为800℃,炭化活化时间为1 h的条件下,制得的活性炭得率为12.48%,BET比表面积为1080.94 m^(2)/g,亚甲基蓝(MB)吸附值为441.62 mg/g;在氮气中活化,浸渍比值为2.5,温度为800℃,炭化活化时间为1 h时,制得的活性炭得率为18.00%,BET比表面积为942.42 m^(2)/g,MB吸附值为428.77 mg/g。元素分析结果表明氮气气氛下制备的活性炭H/C元素比低,芳香性提高;FT-IR和SEM分析表明活化促进了活性炭—CH、—COOH热解和孔隙生长;相比N_(2)气氛下的样品,空气作热解气制备的活性炭孔隙更发达,吸附性能更好。

关键词：油茶果壳活性炭碳酸钾吸附

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碳材料在镁基固态储氢领域中的应用进展

中国有色金属学报 2024年第1期34卷 63-76页

作者：周润晨刘美佳薛欣萌范银宇王守娟孔凡功齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室济南250353 齐鲁工业大学(山东省科学院)制浆造纸科学与技术教育部重点实验室济南250353

镁基储氢材料因其理论储氢密度高(MgH_(2),7.6%(质量分数))、来源广、成本低的特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一。但MgH_(2)的放氢焓值高(75 kJ/mol)、放氢温度高(>380℃),造成其动力学和热力学性能差,限制了在固态储氢领... 详细信息

镁基储氢材料因其理论储氢密度高(MgH_(2),7.6%(质量分数))、来源广、成本低的特点,被认为是最具应用前景的固态储氢材料之一。但MgH_(2)的放氢焓值高(75 kJ/mol)、放氢温度高(>380℃),造成其动力学和热力学性能差,限制了在固态储氢领域的应用和发展。近年来,碳材料因结构多样化、可调控性强、比表面积大、力学性能高和电子传输能力强等优势,在镁基储氢材料的掺杂改性、纳米限域等方面应用广泛,可以有效改善吸放氢温度、循环性能和吸放氢活化能等性能指标,并取得了大量成果。本文主要针对碳材料在镁基储氢材料中的研究现状,归纳了碳材料的合成和改性方法,重点阐述了不同维度碳材料在镁基储氢领域的应用进展,并展望了未来的发展方向。

关键词：储氢碳材料镁基储氢材料吸放氢性能热力学动力学改性

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可生物降解纳米材料在食品包装中的研究进展

化工新型材料 2024年第S1期52卷 137-142页

作者：江天宇王晓娟造纸工业生产力促进中心衢州324400 中国制浆造纸研究院衢州分院衢州324000 天津科技大学天津300457

日益严峻的全球环境问题和日益紧缺的资源给食品包装材料的开发与利用提出了挑战。为进一步推动可生物降解包装材料在食品包装中的应用,对与纳米技术相结合、可生物降解的食品包装的制备原料、主要性能及其在食品保鲜、抗菌、延长货架... 详细信息

日益严峻的全球环境问题和日益紧缺的资源给食品包装材料的开发与利用提出了挑战。为进一步推动可生物降解包装材料在食品包装中的应用,对与纳米技术相结合、可生物降解的食品包装的制备原料、主要性能及其在食品保鲜、抗菌、延长货架期的方法和效果进行了综述。纳米材料独特的生物相容性好、利于化学修饰和小尺寸效应等优势与生物可降解性相结合可促进食品包装的功能强化和应用的拓宽。

关键词：可生物降解材料纳米材料食品包装

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木质素基高效染料吸附材料制备及其性能研究

中国造纸 2024年第7期43卷 74-83页

作者：温默涵徐新李丽君黄剑波张学铭北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 中国制浆造纸研究院有限公司北京100102

本研究采用ZnCl2、KOH和尿素共同活化处理工业碱木质素,经高温碳化(700℃)制备得到木质素基高吸附性能材料(Zn-LB)。将Zn-LB用于亚甲基蓝和甲基橙染料溶液吸附实验,探究了染料种类、吸附温度、多元混合染料体系对Zn-LB吸附性能的影响。... 详细信息

本研究采用ZnCl2、KOH和尿素共同活化处理工业碱木质素,经高温碳化(700℃)制备得到木质素基高吸附性能材料(Zn-LB)。将Zn-LB用于亚甲基蓝和甲基橙染料溶液吸附实验,探究了染料种类、吸附温度、多元混合染料体系对Zn-LB吸附性能的影响。结果表明,Zn-LB的比表面积高达2190.3 m^(2)/g。通过Langmuir吸附等温线模型拟合了Zn-LB对亚甲基蓝和甲基橙的最大平衡吸附量分别为1345.9和1732.4 mg/g。此外,Zn-LB对亚甲基蓝的吸附量随温度的升高而升高,表明吸附亚甲基蓝是一个吸热过程;而Zn-LB对甲基橙的吸附则相反,是一个放热过程。

关键词：碱木质素吸附剂亚甲基蓝甲基橙吸附等温线模型

面向制浆造纸生产过程的物性数据库系统的构建研究

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中国造纸学报 2024年第3期 145-150页

作者：白纪飞李康昊潘磊韩育林满奕华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室

由于植物纤维的表征较为复杂，基于植物纤维理化性质的制浆造纸物性数据库尚未建立，这导致基于物性数据的机理模拟仿真存在较大困难，从而阻碍了机器学习等先进方法在制浆造纸模型开发过程中的深度利用。为此，本研究基于制浆造纸工业... 详细信息

由于植物纤维的表征较为复杂，基于植物纤维理化性质的制浆造纸物性数据库尚未建立，这导致基于物性数据的机理模拟仿真存在较大困难，从而阻碍了机器学习等先进方法在制浆造纸模型开发过程中的深度利用。为此，本研究基于制浆造纸工业专业知识和数据库结构设计语言，开发了系统性表征植物纤维的方法，并构建了面向制浆造纸生产过程的物性数据库系统。本研究提出了一种物性数据库集成架构，可自动化采集开源研究数据，并对其进行结构化处理；该物性数据库可兼容大量植物纤维、基础化工物质和热力学计算模型数据，为开发面向制浆造纸工业的交互式模拟计算提供数据基础和技术支持。

关键词：制浆造纸过程纤维表征数据集成物性数据库

纤维素纳米晶体-琼脂糖-碳化钛复合水凝胶界面蒸发器的制备及在海水淡化和制浆废液处理中的应用

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复合材料学报 2024年

作者：王晓法陈嘉川王宝斌刘浩李俊超杨桂花齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室制浆造纸科学与技术教育部重点实验室

淡水资源短缺和能源危机已经严重影响到人类社会的可持续发展。因此，探寻人类及工业用水清洁脱盐技术成为研究热点。近年来利用太阳能进行水资源脱盐技术发展成为低成本生产清洁淡水的有效途径。本研究以纤维素纳米晶体（Cellulose nan... 详细信息

淡水资源短缺和能源危机已经严重影响到人类社会的可持续发展。因此，探寻人类及工业用水清洁脱盐技术成为研究热点。近年来利用太阳能进行水资源脱盐技术发展成为低成本生产清洁淡水的有效途径。本研究以纤维素纳米晶体（Cellulose nanocrystals）为原料，琼脂糖（Agarose）作为水凝胶自交联网络，制备纤维素纳米晶体-琼脂糖-碳化钛（MXene）(Ce-CAM)复合水凝胶界面蒸发器。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、流变仪对Ce-CAM复合水凝胶的物理化学性能进行分析表征，并对其在海水脱盐淡化和制浆废液净化处理方面的应用进行探究。结果表明，Ce-CAM复合水凝胶在250-2500 nm范围内的光吸收率为90%以上，在1 kW·m-2的光照强度下，其对3.5%氯化钠溶液和制浆废液的蒸发速率分别为1.44 kg·m-2·h-1、1.42 kg·m-2·h-1，且对Na+、Mg2+、K+、Ca2+四种离子去除率大于99.9%。其BOD、COD去除率分别可达到99.48%、99.53%。本研究可为基于水凝胶界面蒸发用于海水淡化和制浆废液净化处理提供了潜在的应用前景。

关键词：水凝胶纤维素纳米晶体界面蒸发器海水淡化制浆废液净化