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[期刊] 林业科学
[作者]
熊福全 王航 韩雁明 储富祥 吴义强
在植物纤维原料中,木质素是仅次于纤维素的天然可再生资源,但由于结构复杂且不同类型木质素结构性能差异,其通常被认为是一种废料或低价值副产品。微纳米木质素是近年来兴起的新发展方向,可为木质素产品高值化利用提供一种新途径。木质素微纳米球是一种具有规整结构的微纳米木质素,其自组装制备方法主要有溶剂-反溶剂法、气溶胶的流式反应器法和界面细乳液聚合法。利用四氢呋喃、二氧六环和乙醇等溶剂对木质素或化学修饰木质素进行溶解,然后滴加反溶剂去离子水可获得木质素微纳米球,然而溶剂-反溶剂法获得的木质素微纳米球悬浮液在干燥过程中存在微纳米球团聚问题;气溶胶的流式反应器法能将木质素溶液直接雾化自组装成气溶胶;界面细乳液聚合法可使木质素分子在非共价自组装形成微纳米球基础上实现共价键结合。相比实心微纳米球,中空微纳米球拥有较高的比表面积。木质素微纳米球当前主要应用于药物载体、紫外防护和纳米填料等方面。采用木质素包载疏水药物,能提高药物在水溶液中的溶解性能,实现可控释放,延长作用时间,降低毒副作用;将木质素微纳米球用于光敏性农药的包载,能使其具有可控释放和抗光降解功效;将木质素微纳米球对酶进行包载,能使其具有较好的稳定性和催化活性。通过调控木质素自组装过程,可使其微纳米球具有相对亲水或疏水外表面,使微纳米球与相应亲水或疏水高分子聚合物共混时具有较强的分子间作用。此外,木质素微纳米球亦可用于吸附材料、聚集诱导发光纳米材料和锂离子电池电极材料等方面。目前,木质素微纳米球研究还处于起步阶段,其简单可行的可控构筑方法及其高值化应用领域需要进一步探索。界面细乳液聚合法能使木质素分子自组装过程中实现非共价键和共价键协同作用,且通过该方法可获得中空木质素微纳米球,为新型中空结构木质素微纳米球的开发提供了新方向;木质素具有自发荧光特性,且自组装制备微纳米球过程中木质素分子会产生J-聚集增强其荧光强度,为新型木质素基发光材料的开发提供了新思路。
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
熊福全
木质素是一种由苯丙烷单元组成的芳香烃聚合物,是继纤维素之后世界上最丰富的可再生自然资源。然而,由于木质素的复杂结构导致其没有被广泛应用。将可再生的木质素资源开发为微纳米材料,是实现木质素高值化利用的一种新途径。此外,木质素的化学修饰能结合木质素和修饰基团的优势,使其用途更为广泛。因此,利用木质素在结构和化学组成上的特性,制备微纳米木质素并对其进行化学修饰和应用探讨,能为木质素利用开拓新途径,对生物质资源的高值化利用具有重要意义。本论文以木质素的微纳米化开发为目标,选用酶解木质素为原料,成功制备了实心木质素
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
周静
酶解木质素(Enzymatic Hydrolysis Lignin,简称EHL)是一种从生物质制备燃料乙醇或丁醇的残渣中分离、提取的高分子物质。由于EHL复杂的成分和分子结构,使得利用率较低,应用推广受到限制。本文采用磷钨酸辅助草酸新型催化剂催化、苯酚液化的方法对EHL进行预处理活化,提高其反应活性,进而制备酚醛树脂和酚醛模塑料。EHL的高效应用,不仅能够降低模塑料的生产成本,而且间接降低生物质燃料乙醇的成本;减轻模塑料对环境带来的污染,也降低对石油化学品的依赖,缓解能源危机。本文采用元素分析、FT-IR
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
薛凤莲 林剑 赵广杰 张扬 来雅婷
为改善碱木质素的熔融性能，实现熔融纺丝法制备碱木质素基纤维，以制浆造纸黑液粉末中提取的碱木质素为原料，与不同质量比的聚乙二醇－４００（ＰＥＧ－４００）混合加热，再倒入水中搅拌不同时间后过滤干燥，测定改性处理后碱木质素的热稳定性、黏度及熔融纺丝性能等特征。结果表明：１）在相同搅拌时间时，不同质量比的ＰＥＧ－４００改性处理对灰分含量影响不大，木质素含量随质量比的增加而变少或不变；在相同质量比时，搅拌时间越长，灰分含量越少，木质素含量越多。２）经ＰＥＧ－４００改性处理的碱木质素的热分解温度增加，热稳定性能提高；但随着质量比或搅拌时间的增加，其热分解温度均减少，热稳定性能降低。３）质量比为１∶１和１∶．．．
关键词：
碱木质素 聚乙二醇 熔融性能 纤维
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
路祺 朱明华 祖元刚 张莹 张晓南 李汶罡 祖柏实 张宝友
以制药生产提取的刺五加根茎剩余物作为原料,采用超临界反溶剂法(SAS)对高沸醇溶剂法所提取的木质素进行纳米化以及抗氧化活性检测实验。结果表明正交优化实验条件:沉淀反应釜温度35℃,沉淀反应釜压力30MPa,温度差+10℃,木质素溶液浓度0.5mg/mL。通过重复性验证实验,最终得到粒径(0.144±0.03)μm纳米级有机木质素。纳米和未纳米有机木质素DPPH自由基清除能力(EC50值)分别为(0.884±0.02)mg/mL、(0.563±0.02)mg/mL,表明纳米有机木质素DPPH自由基清除能力比未纳米有机木质素有大幅提高。
[期刊] 中国林业科学研究院
[作者]
王钧
酚醛树脂是世界上最早进行工业化生产的一类石油基类胶黏剂,因其具有优异的耐候、沸水与胶接强度高等特点而被广泛用于户外人造板的生产。随着人们环保意识的不断增强以及石化资源的日益短缺,利用天然可再生资源替代部分石化原料制备高分子树脂已成为合成树脂研究与发展的一个重要方向。酶解木质素(Enzymatic Hydrolysis Lignin,简称EHL)是从植物秸秆发酵生产燃料丁醇、乙醇的残渣中分离得到,其构成结构单元与苯酚类似,含有酚羟基、邻位空位反应点,因而EHL可替代苯酚合成木质素—酚醛(LPF)树脂。由于木
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张新荔 吴义强 胡云楚
为开发生物质导电材料,以木质素为原料,氯化铁为催化剂,通过热解炭化工艺制备木质素炭,并利用响应面法对影响炭产率的4个主要因素即载气流量、升温速率、炭化温度、炭化时间进行了优化。研究结果表明,利用Design-Expert软件的Box-Behnken设计建立的二次多项式模型较显著,当载气流量为1.26 L/min,升温速率为20℃/min,炭化温度为700℃,炭化时间为60 min时,炭产率达到最大值46.04%,与实际值45.86%较为接近,说明优化结果可信。洗涤处理后的木质素炭呈片层堆积状,其结构类似于
关键词：
木质素 炭化 电阻率 响应面
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
林新兴 刘凯 陈礼辉 黄六莲 曹石林
利用离子交联法制备壳聚糖-盐酸胍纳米微球,并通过红外光谱(FTIR)与热失重(TG)对微球的化学结构、热稳定性进行检测.结果表明:壳聚糖与盐酸胍复合后壳聚糖的酰胺键发生位移,其强度也有所增加,两者之间并未产生新的化学键,而是以物理交联的方式相结合.通过Zeta电位的测定及吸附动力学的研究可知,纳米微球的Zeta电位为+23.6 mV,竹浆纤维的Zeta电位达到-203.4 mV;该纳米微球可通过静电和氢键作用吸附在竹浆纤维上,其吸附平衡时间仅为8 min.添加该纳米微球的抗菌纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有较好的抑制作用.
关键词：
壳聚糖 盐酸胍 抗菌纸 抗菌性能
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李秉正 毛志怀
以高压均质为乳化方式,采用细乳液交联法合成淀粉纳米微球。对W/O细乳液制备条件的研究结果表明:Span-80与Tween-80质量比为84∶16,淀粉溶液中NaCl与H2O质量比为6∶100时可制得圆整性和分散性较好的粗乳液;复合乳化剂与环己烷的质量体积比为0.04～0.08g/mL时,细乳液粒径和多分散系数(PDI)变化不明显;随着均质压力的提高,细乳液粒径和PDI逐渐减小;随着均质次数的增加,细乳液粒径和PDI先是逐渐减小,均质5次后变化趋于平缓。以环氧氯丙烷为交联剂,成功制得了粒径约50～100nm淀粉纳米微球。
关键词：
淀粉 纳米微球 高压均质 细乳液 交联
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘家冉 郭思勤 赵天畅 许凤
【目的】以工业碱木质素和甲醛为原料,在盐的制孔和稳定作用下,水热反应后直接碳化制备多孔碳气凝胶,并检测其结构、理化性质和电化学性能,探究其在超级电容器电极材料中的运用。【方法】将2 g工业碱木质素分别与3种盐(ZnCl_2、NaCl、Na_2CO_3)混合均匀,各加入1.5 mL甲醛,搅拌成黏稠浆状,转移至反应釜中,160℃反应2 h,得到一系列的木质素碳气凝胶(LCA)前驱体,在通氮气保护的管式炉中,以3℃/min的升温速率升温至900℃,保温3 h进行碳化,自然冷却后取出并洗涤,得到LCA。通过比表面积测定(SSA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征碳气凝胶的结构和理化性质,将其研磨粉碎后制成超级电容器电极,通过循环伏安测试、恒流充放电测试和开位电路阻抗测试进行电化学储能表征。【结果】以ZnCl_2为模板制备的LCA最高比表面积可达711 m~2/g,在SEM下能观察到凝胶状结构,XRD表明LCA以无定形碳为主。在0.2 A/g的电流密度下,比电容达到124 F/g;在10 A/g的高电流密度下,比电容维持在60 F/g,电容保持率约为48%,拥有最佳的倍率性能。【结论】本实验以价格低廉的工业碱木质素为原料,在盐模板下经过水热和碳化过程直接制备LCA。在ZnCl_2盐模板下可以制备出高比表面积,以无定形碳为主的LCA,并拥有优良的电化学性能,可用于超级电容器电极材料。该方法绿色环保、操作简单、成本低,具有潜在的工业化利用前景。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
田金玲 师晓梦 方桂珍 任世学
为了探究木质素季铵盐包埋尿素的优化制备条件及其在缓释肥生产中的应用,以三甲基木质素季铵盐(L-QA)为原料、甲醛为交联剂、司盘80为分散剂,采用反相悬浮法制备甲醛交联木质素季铵盐-尿素(FCL-QA-U)颗粒,并通过傅里叶红外光谱表征其结构,探讨交联剂用量、转速、反应时间和分散剂用量等因素对尿素包埋率的影响,以得到最佳制备工艺条件及产品,再利用水溶试验和土柱淋溶试验测定其缓释性能。结果表明:尿素被包埋在三甲基木质素季铵盐中;L-QA含氮量为1.98%,FCL-QA-U含氮量为3.27%。制备FCL-QA-U颗粒的最佳工艺条件为甲醛用量2 m L、转速300 r/min、反应时间2 h、司盘80...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
苏玲 庞久寅 任世学 李淑君 姜贵全
【目的】对工业废弃碱木质素改性制备阳离子木质素聚电解质,将其与聚乙烯醇改性产物羧甲基化聚乙烯醇复合制备聚电解质复合薄膜。分析不同因素对聚电解质薄膜力学性能的影响,并对薄膜结构、热稳定性等进行表征,为木质素基聚电解质在缓释、地膜、包装方面的应用提供理论依据。【方法】首先对木质素和聚乙烯醇分别进行季铵化和羧甲基化改性,制备阴、阳离子聚电解质。以甲醛为交联剂,聚乙烯醇为成膜剂,采用流延法制备三甲基木质素季铵盐/羧甲基化聚乙烯醇(TLQA/CMPVA)反应薄膜,通过红外光谱、扫描电镜、热重分析等对聚电解质薄膜结构、形貌、热性能进行表征。【结果】木质素季铵盐中季铵根离子质量摩尔浓度为1. 81 mmol/g,羧甲基化聚乙烯醇中羧酸根离子为0. 62 mmol/g。制备具有较佳力学性能的聚电解质薄膜的条件为:TLQA/CMPVA反应薄膜的固含量为10%,固含中聚乙烯醇(PVA)质量分数为30%,三甲基木质素季铵盐(TLQA)和羧甲基化聚乙烯醇(CMPVA)(质量比为3∶7)的质量分数为70%,甲醛加入质量分数为3. 88%,溶液p H值为9。所制备聚电解质反应薄膜的最佳断裂伸长率为222. 13%,拉伸强度为6. 80 MPa。聚电解质反应薄膜的平面较光滑,断面不平整,聚电解质共混薄膜平面粗糙。聚电解质反应薄膜分子结构中有醚键形成;聚电解质反应薄膜的热稳定性大于聚电解质共混薄膜的热稳定性。【结论】木质素和聚乙烯醇改性后,通过加入成膜剂聚乙烯醇、交联剂甲醛,聚电解质薄膜热稳定性得到提高,可获得具有较好力学性能和缓释性能的TLQA/CMPVA聚电解质反应薄膜。
[期刊] 林业科学
[作者]
李燕 敖日格勒 韩雁明
将乙酸制浆法废液中的木质素进行提取和精制,采用红外光谱(FTIR)、31P-NMR谱和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行表征,并利用乙酸木质素、聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯在发泡剂和催化剂的条件下合成聚氨酯硬泡。采用TG、DSC和压缩测试对聚氨酯硬泡的热学和力学性能进行研究,并用扫描电子显微镜观察聚氨酯硬泡的泡孔结构。结果表明:乙酸木质素作为多羟基聚合物,可以部分代替聚醚多元醇和异氰酸酯发生反应制备聚氨酯材料;当乙酸木质素添加量为5%时,聚氨酯硬泡的压缩强度达到1.325MPa,比未添加木质素的泡沫高出约63%,此时的压缩模量也达到0.181MPa;随着乙酸木质素添加量增加,乙酸木质素基聚氨酯硬...
关键词：
乙酸制浆法 乙酸木质素 聚氨酯硬泡
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
崔涵 侯科旭 姜炜坤 周昊 吕高金
【目的】由木质素加工制备高分子复合材料，可以提高可再生木质素资源的高附加利用价值。若将木质素引入水凝胶中，不仅可以实现水凝胶中化石原料的有效替代，还可以提高水凝胶的强度，并赋予水凝胶多种优异性能。【方法】在碱性条件下，以木质素磺酸钠为原料，结合单宁酸，通过Fe~(3+)的原位还原作用，以过硫酸铵为引发剂，制备了一种多功能木质素磺酸钠@单宁酸–聚丙烯酸（TA@SL-PAA）水凝胶。通过红外光谱仪、扫描电子显微镜证明了单宁酸成功包覆在木质素磺酸钠的表面，并采用质构仪、固体紫外分光光度计、电导率仪等对水凝胶的机械性能、抗紫外性、导电性和自愈合性等进行了分析。【结果】单宁酸成功负载在木质素磺酸钠上，形成木质素磺酸钠@单宁酸（TA@SL）复合物，以此为原料制备的木质素磺酸钠@单宁酸水凝胶具有良好的机械性能，在最佳条件下，其断裂伸长率可达约1 700%，抗压强度可达275 kPa。该水凝胶在具有较高透明度的同时还具有有效的紫外屏蔽效果，紫外吸收能力可达100%。此外，由于木质素磺酸钠和金属离子的存在，使得该水凝胶还具有优异的黏附性、自愈合能力、导电性能和高灵敏度等。值得一提的是，利用该水凝胶的传感特性来制备水凝胶电极，可以有效地捕捉到稳定的肌电图与心电图信号。【结论】由于木质素磺酸钠@单宁酸水凝胶具有良好的机械性能、导电性和自愈合性等特征，使其在传感器、商业电极和可穿戴电极等领域有着巨大的应用潜力。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张琼 任世学 马艳丽 方桂珍
以三甲基木质素季铵盐为原料,司盘60为分散剂,甲醛为交联剂,用反相悬浮法合成了球形三甲基木质素季铵盐,再用激光粒度仪、扫描电镜和红外光谱仪对其进行表征,并以酸性黑ATT为模型物,考察了球形三甲基木质素季铵盐对酸性染料的絮凝性能。结果表明:合成球形三甲基木质素季铵盐的最佳实验条件为分散剂司盘60用量2.5%、甲醛质量分数11%、反应时间1h、搅拌速度100r/min;产物平均粒径为0.161mm;在pH值1～2的条件下,球形三甲基木质素季铵盐对酸性黑ATT染料溶液脱色率为94.09%,而三甲基木质素季铵盐絮凝在最佳pH值3～4时脱色率为78.82%;球形三甲基木质素季铵盐对质量浓度0.1g/L酸...
关键词：
球形三甲基木质素季铵盐 反相悬浮 絮凝剂
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