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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
金枝 曾珍 赵广杰
【目的】为进一步揭示木材液化物活性碳纤维（ALWCFs）孔结构形成机制，探讨了不同炭化–活化过程杉木液化物碳纤维（LWCFs）微晶结构演变及孔结构形成路径。【方法】通过控制炭化温度（500～900℃）获得具有不同微晶结构的LWCFs，在800℃进行水蒸气活化，采用元素分析仪、X射线衍射仪和氮气吸附仪分别考察了不同炭化–活化过程中LWCFs的元素组成、微晶结构和孔结构的变化。【结果】随着炭化温度的升高，LWCFs中碳元素质量分数逐渐升高，氢、氧元素质量分数减少，ALWCFs碳元素质量分数逐渐增加，氢、氧元素质量分数逐渐减少。炭化温度的升高使LWCFs乱层石墨微晶轴向尺寸逐渐增大，结构更加致密，900℃时横向微晶发生了生长。在活化过程中，高的炭化温度显著促进了水蒸气对轴向微晶的侵蚀，且随着活化时间的延长，侵蚀程度加重。活化20 min时，微晶横向尺寸显著增大，900℃炭化样品增长最为明显，进一步延长活化时间横向微晶结构无显著变化。孔结构数据表明：炭化温度的升高提高了ALWCFs的比表面积和总孔容，对微孔结构的形成有明显促进作用，且活化时间越长，微孔结构增加越显著。低的炭化温度有利于活化初期中孔结构的形成，而900℃炭化样品初期中孔结构较少，但随着活化时间延长，微孔结构的逐步扩大导致了中孔结构明显增多。【结论】水蒸气对乱层石墨轴向微晶内部的侵蚀是形成ALWCFs微孔结构的主要途径，中孔结构在活化初期主要来源于水蒸气对晶体缺陷或初始孔隙处的活化作用，活化后期主要来自于初期微孔的逐步扩大。
关键词：
活性碳纤维 木材液化物 微晶结构 孔结构
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
马晓军 赵广杰
为了扩大木材的应用领域和降低碳纤维的成本,以木材液化物为原料,加入六次甲基四胺熔融纺丝,经甲醛和盐酸溶液固化处理后获得木材液化物碳纤维原丝,利用IR、XRD、拉曼光谱分析仪等初步揭示了木材液化物碳纤维原丝在炭化过程中微结构的变化。结果表明:炭化温度400℃以上,木材液化物原丝中出现了较明显的(100)衍射峰;炭化温度500℃以上在1360cm-1处附近出现D峰、1595cm-1处附近出现G峰;随炭化温度的提高,原丝内部微观结构逐步趋于有序化;炭化过程中,原丝分别在500和800℃时结构发生了两次大的改变,但代表芳环骨架振动的1632、1454cm-1处吸收峰在整个炭化过程中依然存在,表明木材液...
关键词：
碳纤维 木材液化物 微结构 温度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
马晓军 赵广杰
该文以木材苯酚液化物为原料,加入六次甲基四胺后熔融纺丝,将熔纺纤维置于甲醛和盐酸溶液中固化处理后制成碳纤维原丝,对不同工艺条件下获得的碳纤维原丝的力学性能进行了研究。结果表明,原丝的拉伸强度随收丝辊转速和固化处理时间的增加而显著增大;在盐酸浓度15%、固化升温速率15℃/h时,拉伸强度和模量达到最大值;原丝的拉伸模量与其拉伸强度的变化趋势基本一致。在收丝辊转速72 r/min、固化液盐酸浓度18.5%、固化升温速率10℃/h和固化时间4 h条件下,制备出拉伸强度、拉伸模量分别为356 MPa和31 GPa的木材苯酚液化物碳纤维原丝。
关键词：
碳纤维原丝 木材液化物 拉伸强度 固化
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张求慧 赵广杰 何静
为搞清酸性条件下三倍体毛白杨和杉木苯酚液化物的结构,该研究对两种木材分别进行了液化处理,并对液化物进行了傅立叶转换红外光谱(FTIR)、核磁共振光谱(1H--NMR1、3C--NMR和31P--NMR)以及电子扫描电镜(SEM)的测定分析.FTIR和NMR的分析结果表明,液化后的毛白杨和杉木均发生了结构上的明显变化,出现了纤维素和木素的基本活性结构单元,表明液化处理使木材发生了降解、酚化等化学反应.SEM测定结果表明,木材液化物中含有未完全液化的微小木材组织碎片,两种木材液化物中残存的这种物质的大小存在差异.
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
赵广杰
为了搞清楚木质碳纤维在炭化、石墨化过程中化学反应的路径以及微细结构的生成演化机制,归纳了迄今为止诸多研究者在木质碳纤维制备技术与基本性能,木质碳纤维在炭化、石墨化不同处理过程中的化学反应历程,以及微细结构的生成演化等方面的研究成果。在此基础上提出了该领域研究课题的焦点,以及今后应重点考虑的一些问题,旨在使同学界人士对当今木质碳纤维的研究有比较全面、细致的认知,为进一步深入开展木质碳纤维研究提供基础参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
金枝 赵广杰
综述生物质纤维基活性碳纤维、黏胶基活性碳纤维、木质素基活性碳纤维、生物质苯酚液化物基活性碳纤维、生物质沥青基活性碳纤维5种生物质活性碳纤维的孔隙调控与结构表征研究进展,归纳其晶体结构、表面形态结构、表面化学结构和吸附性能,并提出几点建议。
关键词：
生物质活性碳纤维 孔隙结构 孔隙调控
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
赵广杰 刘文静
为探讨用木质生物质替代石油等化石资源,制备新型功能化活性碳纤维材料,系统归纳了木质碳纤维在以下几方面的研究现状与发展趋势:1)以木质生物质为原料,通过固化、炭化,物理、化学活化处理,制备活性木材液化物碳纤维;2)通过孔隙调整、表面改性和离子化处理,对活性木材液化物碳纤维进行功能化处理;3)活性、功能化处理对木质碳纤维的晶体结构、表面含氧基团结构、孔隙结构和表面形态结构、物理性能和吸附性能、环保和抗菌功能的影响。并在此基础上,提出了今后一段时期内木质碳纤维的活化、功能化研究存在的科学问题与思考。
关键词：
木质碳纤维 活性 功能化
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
叶结旺 傅深渊 于红卫 槐敏
以苯酚为液化剂,对杉木Cunninghamia lanceolata树皮进行了液化实验。分析了反应温度、液比(苯酚与杉木树皮的质量比)、催化剂的种类和用量及液化时间对液化反应的影响。结果表明:与盐酸和磷酸相比,硫酸对杉木树皮的液化具有较好的催化效果;适宜液化工艺条件为:以72%(720 g.kg-1)硫酸为催化剂,用量为0.15 mL.g-1,液化时间为1.0 h,反应温度为150℃,液比为3,此时液化残渣率为9.97%。利用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了杉木树皮及其液化产物的结构特征,结果显示杉木树皮的化学组分发生了明显的酚化反应。图6表1参20
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
付小斌 陈琦 刘苑秋 段天择 王力行 潘颜乐 康王朝 邓文平
【目的】全球气温上升和降水格局变化导致的频繁干旱对森林生态系统造成了重大影响，因此，研究植物干旱前后水分利用和适应的机制至关重要。【方法】以杉木Cunninghamia lanceolata幼苗为研究对象，设置4个降水量梯度和2个降水间隔的双因素控制试验，研究杉木幼苗不同器官中非结构性碳水化合物(NSC)及其相关组分质量分数对降水量和降水间隔变化的响应。【结果】随着降水量减少，杉木幼苗的NSC质量分数在吸收根、运输根、枝条和叶中均呈先增加后减少的趋势，在枝干中则持续下降，杉木幼苗通过增加运输根、吸收根、叶和枝条的NSC质量分数，同时将吸收根的淀粉水解转化成可溶性糖，来调节细胞内的水势；可溶性糖质量分数在运输根和枝干中均呈持续减少的趋势，在吸收根、叶和枝条中先增加后减少；淀粉质量分数在所有器官中均呈先增加后减少的趋势；当降水量过少时，杉木幼苗会消耗体内的NSC，优先供给吸收根的生存需求，导致运输根、枝条和枝干的NSC质量分数显著下降(P<0.05)。延长降水间隔，杉木幼苗叶和运输根的NSC质量分数显著上升(P<0.05)；叶的可溶性糖质量分数显著下降(P<0.05)，运输根的可溶性糖质量分数显著上升(P<0.05)。【结论】土壤含水量应保持在当地多年旱季月平均降水量的50%以上，可提高杉木人工林在降水格局变化下的存活率，降水量较高的地区可以适当延长浇水间隔。图3表1参51
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
周贤武 邓丽萍 王滋 王玉荣 吕建雄 赵荣军
【目的】研究不同年轮沙柳(Salix psammophila)材的孔隙结构、微纤丝角和纤维素结晶度,为更合理、有效地利用沙柳资源提供依据。【方法】以取自内蒙古鄂尔多斯沙地的3年生沙柳为研究对象,利用氮气吸附法(NAD)研究不同年轮处沙柳木材的孔隙结构,并用X射线衍射(XRD)测定不同年轮处沙柳木材的微纤丝角和纤维素结晶度。【结果】从髓心到树皮的3个年轮处沙柳木材的比表面积逐渐增大,分别为0.54,0.68和1.81m2/g;孔体积逐渐增大,分别为0.002,0.468和1.560cm3/g,大多数孔隙的直
关键词：
沙柳 孔隙结构 微纤丝角 纤维素结晶度
[期刊] 林业科学
[作者]
孙瑾 林锐航 李晓增 王晓波 朱晓枫 徐恩光
探讨一种无污染、无废弃物排放的胶黏剂合成工艺———碱性的杉木液化物与少量的苯酚、甲醛合成一种高性能的木材胶黏剂。检测胶黏剂的游离苯酚和游离甲醛、胶合板的胶合性能和甲醛释放量,并与工业用酚醛树脂进行性能比对。结果表明:杉木液化物-苯酚甲醛胶黏剂具有较低的游离苯酚和游离甲醛,其制得的胶合板具有更好的胶接性能和更低的甲醛释放量。红外分析结果表明:杉木液化物与苯酚、甲醛发生了化学反应,并生成了高聚物化学结构。DSC结果显示:杉木液化物-苯酚甲醛胶黏剂需要更高的固化温度,但不影响其实用性。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
刘小英 段爱国 张建国 张雄清 朱安明
#N/A
[期刊] 林业科学
[作者]
彭霄鹏 聂双喜 刘璟 崔颖
【目的】将微波加热与甘油利用相结合的综合炼制工艺用于木质纤维素生物质预处理,探索其在燃料乙醇制备中的可行性,为实现经济可行、经济有效的木质纤维素生物质酶解预处理技术和生物燃料生产提供基础信息。【方法】以银腺杨、日本落叶松、刚竹和柳枝稷为试验材料,采用微波液化法对其进行液化处理,将液化产物分为纤维素、半纤维素和木质素组分,并对纤维素纤维组分进行综合表征。【结果】化学分析结果表明,纤维素纤维具有较高的葡聚糖含量;红外光谱显示,木质素和半纤维素的信号逐渐减弱,说明半纤维素和木质素经液化处理后有效脱除; XRD分析结果表明,纤维素纤维结晶度高、表面积大。【结论】相比原木质纤维素生物质,银腺杨、日本落叶松、刚竹和柳枝稷4种原材料纤维素纤维的酶解糖化效率均有不同程度提升(最高酶解转化率可达70%),液化固体产物——纤维素纤维在制备燃料乙醇中具有广阔的潜力和前景。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王哲 杨洪秀 李琛 高珊
【目的】植物纤维多孔材料的制备通常采用热分解型化学发泡剂，研究碳酸氢铵（NH4HCO3）、碳酸氢钠（NaHCO_3）、偶氮二甲酰胺/碳酸氢钠（AC/NaHCO_3）以及AC/NaHCO_3不同复配比例对植物纤维多孔材料的泡孔结构及缓冲性能的影响。【方法】以漂白针叶木浆为主要原料，添加NH4HCO3、NaHCO_3、AC/NaHCO_3 3种不同的发泡剂，以及AC/NaHCO_3不同复配比例条件下，采用微波成型工艺制备植物纤维多孔材料。利用Image Pro Plus 6.0软件对植物纤维多孔材料泡孔的显微图像进行处理分析，得到孔隙率、孔径大小及泡孔分布等参数；通过静态压缩测试分析材料力学性能和单位体积变形能。【结果】对比3种发泡剂试样，AC/NaHCO_3复配发泡剂制备的植物纤维多孔材料具有较高的孔隙率且泡孔分布较均匀，得到最小缓冲系数为4.93，具有良好的缓冲特性；对比AC/NaHCO_3 3种不同配比的试样，得出比例为2∶1及3∶1时发泡效果较好，泡孔分布较均匀，其中AC/NaHCO_3比例为2∶1时材料得到的最小缓冲系数最小，缓冲性能良好。【结论】AC/NaHCO_3复配发泡剂能在更大温度范围内持续产生气体，且AC/NaHCO_3比例为2∶1时，发泡剂发气均匀，制备的植物纤维多孔材料泡孔分布均匀性更好，材料缓冲性能优良，此结果可为研究发泡剂对植物纤维多孔材料的泡孔结构及缓冲性能的影响提供参考。
关键词：
植物纤维 发泡剂 泡孔结构 缓冲性能
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
徐蕴哲 陈一钒 林心怡 方鑫烨 吴强
【目的】探索聚乙二醇(PEG)对纤维素纳米晶体(CNC)液晶薄膜湿度响应的影响，阐明其响应机制，旨在为开发低成本、可重复使用和高灵敏度的PEG/CNC复合薄膜湿度传感器提供理论基础。【方法】将CNC与PEG共组装，制备了一种具有湿度响应性能的虹彩色手性向列相光子液晶薄膜，系统考察了PEG质量分数对液晶薄膜的微观结构、显色、力学性能及湿度响应的影响，在此基础上，研究了PEG/CNC复合液晶薄膜在不同湿度条件下的响应循环性能。【结果】对于纯CNC体系，CNC质量分数由3%增加到7%,CNC液晶薄膜的螺距减小，最大反射光波长由596.5nm蓝移至511.0 nm；对于添加PEG的CNC体系，随着PEG质量分数的增加，PEG/CNC复合液晶薄膜的螺距由394.0nm减小到244.0 nm，最大反射光波长由613.5 nm蓝移至350.5 nm，韧性先提升后下降，PEG质量分数为5%时为最佳，断裂能为31.9 J·m~(-2)，较纯CNC薄膜提升了138%；液晶薄膜经过5次吸湿-解湿，表现出良好的湿度响应重复性，平衡波长的变化率小于0.6%。【结论】制备了一种对湿度具有敏感响应的虹彩色光子PEG/CNC复合液晶薄膜，PEG可以调控复合薄膜螺距，起到调节结构色的作用。图6参25
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