崔玉虎
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王奇
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苟光俊
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姜曼
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周祚万
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张胜利
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付金丽
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.05.018
木质素是自然界中含量仅次于纤维素的天然有机高分子,它是以3种苯丙烷(芥子醇、松柏醇和香豆醇)为结构单元,通过C-C和C-O-C键连接形成的无定形网状大分子,是自然界唯一可再生的芳香类物质原料.木质素在生产大宗化学品和精细化学品方面有着巨大潜力.但是,木质素复杂的结构导致其难以高效、高选择性转化而被有效利用.近年来,有关木质素催化降解液化的研究成为一个备受关注的热点.概述了木质素催化降解液化的研究现状,基于溶液状态下木质素分子尺度和形态分析,设计与之匹配的负载酸和金属粒子的介孔催化剂,可实现木质素在有限孔道内催化降解以及抑制降解片段重聚,最后对其未来发展趋势进行了展望.
关键词:
木质素
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催化
,
降解液化
朱世步
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姜曼
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王伟
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周祚万
材料导报
研究了常压条件下水/有机溶剂体系对于水稻秸秆木素的脱除效果,考察了水/甲醇、水/N-甲基吡咯烷酮(NMP)、水/二甲亚砜(DMSO)和水/二甲基甲酰胺(DMF))及其在添加酸(水杨酸、甲酸、对苯二甲酸)或碱(氢氧化钠、苯胺)等助剂条件下的木素脱除率.残留木素和红外谱图分析表明,在不添加催化剂的条件下,水/非质子溶剂体系的效果优于水/甲醇等有机质子溶剂体系,水/DMSO体系、水/NMP和水/DMF体系的木素脱除率分别达到63.27%、75.14%和84.78%,而水/甲醇体系的木素脱除率为57.13%;在溶剂体系中添加少量苯胺可以有效提高木素脱除率,水/甲醇中添加苯胺后木素脱除率从57.13%提高到79.99%,水/DMF中添加苯胺后木素脱除率从84.78%提高到95.04%,处理后的样品酸不溶木素含量仅剩0.87%.回收的溶液经减压蒸馏回收木素和溶剂,溶剂回收率达到99%以上,并可循环使用.
关键词:
水稻秸秆
,
水/有机溶剂体系
,
脱木素作用
王伟
,
姜曼
,
朱世步
,
周祚万
材料科学与工程学报
粉碎的水稻秸秆经水煮和抽提预处理后,采用乙二醇(EG)和水的混合体系(体积比9:1)为溶剂,在酸或碱催化作用下,分离得到纤维素,同时回收木质素和半纤维素;对所得样品的组分含量、晶体结构、微观形貌等进行了分析.结果表明:经水煮和抽提预处理后,秸秆纤维束状结构变得疏松;在0.1mol/L的硫酸催化下,经混合溶剂处理所得样品的综纤维素含量达到86.59%(其中纤维素含量为83.09%),酸不溶木质素含量为3.70%;相同条件下,以0.1mol/L氢氧化钠为催化剂,所得样品中酸不溶木质素含量为4.21%.研究还发现,混合溶剂可高效回收并循环使用.基于实验结果和结论分析,对催化剂可能的作用机理解释为:在适当浓度的酸或碱作用下,木质素的重聚合被有效抑制,从而促进了其在混合溶剂中溶解,并使其从秸秆组织中分离.
关键词:
水稻秸秆
,
纤维素
,
乙二醇-水混合溶剂
,
催化剂
蒋中国
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赵蒙蒙
,
姜曼
,
周祚万
材料导报
在分析紫茎泽兰不同部位纤维素、木素和多戊糖等组分含量的基础上,探索了用水煮预处理,再以乙二醇(EG)和水的混合溶剂在硫酸催化下进行组分分离,得到综纤维素含量达93.60％的纤维素产品,同时还分离出了木素.对EG-水混合溶剂体系的回收再利用研究证实其可高效回收并循环利用.
关键词:
紫茎泽兰
,
组分分离
,
可循环混合溶剂
,
纤维素
,
木素
翟永清
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李璇
,
王艳慧
,
姜曼
,
刘佳
稀有金属材料与工程
采用水热法,通过控制焙烧温度和PEG-1000用量制备了一系列不同发光强度的ZnWO4荧光粉体,运用X射线粉末衍射仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等对样品进行了分析和表征.结果表明:得到的ZnWO4蓝色荧光粉均为黑钨矿纯相;水热产物为类球形小颗粒,经700℃焙烧后得到边缘清晰的短棒状结构;添加0.5 gPEG-1000且700℃焙烧后所得样品颗粒仍为短棒状结构,但其颗粒尺寸明显减小.ZnWO4的发射光谱由一宽发射带组成,峰值位于465 nm处;水热法制备的ZnWO4粉体经过焙烧可以提高荧光粉的结晶度和发光性能,最佳焙烧温度为700℃;表面活性剂PEG-1000的添加也使得荧光粉的发光强度明显提高,最佳用量为0.8 g.
关键词:
ZnWO4
,
水热法
,
发光性质
,
PEG-1000
赵蒙蒙
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姜曼
,
周祚万
材料导报
农作物秸秆是一类重要的可再生生物质资源,却长期未得到重视和开发利用；测定和分析其中的有用成分,有助于实现其环保化高附加值利用.研究了产于成都平原地区的水稻、小麦、油菜等几种农作物秸秆不同部位的主要成分,发现不仅秸秆种类,而且同一种秸秆的不同部位,其纤维素、半纤维素和木质素等主要成分含量都存在较大差异；杆部(直杆部位)纤维素含量较高,而穗部的半纤维素和木质素含量较高.其中,油菜秸秆中纤维素含量最高(杆部达52.99％),小麦秸秆次之(杆部达51.16％),且随部位不同差异明显,水稻秸秆中纤维素含量相对较低(杆部为39.69％)；小麦秸秆中半纤维素含量最高(穗部达28.41％),水稻秸秆次之(穗部为24.81％),油菜秸秆最低(油菜籽壳中为18.34％)；不同种类的秸秆中木质素含量不同,其中油菜秸秆(油菜籽壳中为22.06％)和小麦秸秆(穗部为23.89％)较低,而水稻秸秆含量较高(穗部为25.22％).通过对分析方法的建立,可快速得到不同秸秆及秸秆不同部位主要组分含量的信息,可用以指导组分的有效分离和高值化利用.
关键词:
秸秆组份分析
,
纤维素
,
半纤维素
,
木质素
