木棉纤维成分及其微细结构分析

采用美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)标准测试法和美国纸浆与造纸工业技术协会(Technical Association of the Pulp and Paper Industry,TAPPI)标准测试法,分别测试了海南产木棉纤维的主体成分含量,发现以TAPPI法测试时因脱除木质素不彻底而导致测得的半纤维素含量偏高。采用NREL法测试了印尼木棉纤维的主体成分含量,与海南产木棉纤维主体成分含量相比:印尼木棉的纤维素、半纤维素含量略高,而木质素含量明显较低。木棉纤维在90℃下于质量分数为8%的氢氧化钠溶液中处理3h后,其中绝大多数半纤维素(84.2%)、小部分木质素(29.5%)被去除。当木质素或半纤维素与木质素一起被去除后,木棉纤维表面原纤网络结构显现出来。     

竹笋壳纤维组分的组合分离技术研究

对竹笋壳纤维中半纤维素、纤维素和木质素的组合分离技术进行了初步研究.实验结果表明：较好的稀酸水解条件为：纤维颗粒度80目,稀硫酸浓度3%,液固比100∶1（v/w）,温度70℃,时间10h;酸处理竹笋纤维无水乙醇提取的较优条件为：先将酸处理竹笋纤维在-20℃反复冷冻-解冻2次,再按20∶1（液固比）的比例加入无水乙醇,在80℃下提取10 h.在确定的酸解和醇提条件下,能较好地实现半纤维素、木质素和纤维素的分离.     

簸箕柳材性性状株内纵向变异的趋势分析

以簸箕柳为对象,对其木材基本密度,木材纤维素、半纤维素及木质素含量在树干不同高度上的变化趋势进行了研究。结果表明:6株样本木材的基本密度为0.331 2～0.385 4 g/cm³,且在个体内都呈现随着树干高度的增加逐渐降低的趋势; 样本木材的纤维素、木质素及半纤维素含量的变化范围分别为48.69%～56.89%、12.58%～16.42%、19.83%～23.76%,纤维素含量及半纤维素含量在不同个体内由根部到梢部均逐渐降低,木质素含量则表现出两头高、中间低的趋势,并且最高值出现在梢部。方差分析表明,尽管不同个体间木材化学成分含量和基本密度都存在显著差异(达1%极显著性水平),但这些性状在不同植株内沿树干高度的变异均未达显著水平。     

5种狼尾草属植物生物能用性状评价及利用方式

针对5种狼尾草属植物的农艺性状、含水量、木质纤维素含量等共11个指标进行测定和分析,并将茎、叶与全株的木质纤维素含量进行了相关性分析.结果表明:1供试5种狼尾草属植物的农艺性状以及木质纤维素含量等能用性状均呈现显著差异,其中,纤维素含量为杂交狼尾草(1号及2号)及象草显著大于台湾甜草及红象草,木质素含量为象草杂交狼尾草2号杂交狼尾草1号台湾甜草红象草;2相关性分析表明,植株茎叶的木质纤维素含量与全株均呈现一定的相关性;3对5种植物的利用方式进行评价,杂交狼尾草1号是纤维乙醇生产和沼气发酵的良好材料,杂交狼尾草2号次之.研究结果对于狼尾草属植物优质材料的培育和能源利用具有一定的理论指导和参考价值.     

利用微生物发酵生物质生产酒精工艺

生物质由纤维素、半纤维素、木质素和可溶性固形物组成,利用产纤维素酶的微生物或纤维素酶先将纤维素水解成可发酵性的糖,然后经微生物作用将其发酵成酒精。主要的工艺过程包括预处理、水解和发酵。     

玉米秸秆纤维素高效分离工艺研究

采用有机酸混合液为溶剂、稀盐酸为催化剂,将玉米秸秆在常压下蒸煮,再经过氧化氢处理,将半纤维素和木质素与纤维素脱离,达到分离出纤维素的目的 .处理后的废液再经酸沉-醇析法,分离和回收半纤维素与木质素,实现秸秆资源的全组分分离.通过对纤维素分离工艺的探讨,确定了玉米秸秆组分分离实验的最佳工艺条件.结果表明,甲酸、乙酸和水体积比为30∶60∶10,反应温度90℃,反应时间4 h,粗纤维素以5%过氧化氢为溶剂,溶液pH为12,60℃条件下处理3 h,得到的纤维素纯度可达到94.2%,纤维素、木质素和半纤维素的回收率分别为88.9%、75.6%和28.5%.     

香蕉杆组分测定及其产沼气潜力的研究

【目的】测定香蕉杆中的纤维素、半纤维素和木质素组分,并对其发酵产沼气的潜力进行研究,以期为香蕉杆的资源化利用提供可靠的基础资料。【方法】分别采用改进后的硫酸-重铬酸钾氧化法、2mol/L盐酸水解法和72%浓硫酸法测定香蕉杆中纤维素、半纤维素和木质素的含量;在35℃恒温条件下进行厌氧发酵产沼气,绘制不同原料产沼气过程变化曲线图。【结果】香蕉杆纤维素、半纤维素和木质素含量分别为17.47%、11%、6.86%,其厌氧发酵产沼气最高可达到(155±3)mL/g TS。【结论】香蕉杆纤维含量较高,可作为沼气发酵原料使用,为香蕉杆的资源化利用提供有益参考。     

苎麻纤维理化性能研究

苎麻以其纤维细长,强力高,吸湿、散湿、吸热,散热快而被公认为是一种品质优良的纺织原料．本文精选了几种目前我国种植的主要品种,借助于德国罗伊特林根应用研究所的先进技术对选定的品种作了全面测试．不同地区苎麻的油脂及半纤维素含量差异与木质素及总胶含量差异呈相同趋势．湖南省所产苎麻具有较高的油脂、半纤维素、木质素及总胶质含量．四川麻的油脂、半纤维素、木质素及胶质总含量则相应较低．山地麻含较高的果胶,半纤维素和总胶量．湖区麻的油脂,木质素及水溶物则含量较高．三季麻的果胶含量较高,其余化学成分及总含胶量则最低．     

甲酸法绿色分离缅甸黄花梨中木质素和纤维素的研究

采用甲酸法处理缅甸黄花梨生物质,分离木质素和纤维素,探究了甲酸浓度、反应温度和时间对木质素分离效果的影响,结果表明最佳工艺参数为：甲酸质量分数88%,反应温度110 ℃,反应时间2 h。在此条件下的纤维素得率为89.56%,木质素含量（质量分数）为90%。傅里叶转换红外光谱（FT-IR）和高效液相色谱（HPLC）的分析表明,经过甲酸处理得到的纤维素和木质素都发生了不同程度的甲酰化修饰改性。X射线衍射（XRD）结果显示,经甲酸法处理后,纤维素的结晶度增大。以上结果可为生物质组分分离及其功能性材料制备提供技术支撑。     

农作物秸秆细胞壁成分对其干燥过程的影响

为获得木质素、纤维素和半纤维素含量对农作物秸秆干燥的影响,对玉米秆、小麦秆、棉花秆进行干燥实验,化学成分测定.分别得到玉米秆、小麦秆、棉花秆的木质素、纤维素、半纤维素和总纤维素含量及不同温度下各种物料的干燥曲线,通过对比干燥曲线,总结农作物秸秆的不同化学成分含量对干燥过程的影响,同时分析了产生这种影响的原因.     

不同紫花苜蓿栽培品种生物能源性状评价

选取了54个苜蓿品种,采用温室盆栽方法进行两次刈割,对产草量、细胞壁成分(纤维素、半纤维素和木质素)质量分数、株高、分枝数和叶茎比等生物学性状进行了方差分析和聚类分析.结果表明:苜蓿品种间产草量和细胞壁各成分质量分数存在显著差异(P＜0.01),且品种内变异大于品种间变异;产草量和细胞壁成分变异系数由大到小的顺序为:产草量(42.42％)＞木质素质量分数(17.22％)＞纤维素质量分数(12.74％)＞半纤维素质量分数(10.04％);刈割处理显著降低了半纤维素质量分数(P ＜0.01),但产草量、纤维素和木质素没有显著变化;根据产量、株高、细胞壁成分等性状将供试苜蓿品种分为五个大类,其中第Ⅱ类群和第V类群生产性能最高,且第Ⅴ类群表现出良好的再生性能;综合评价提出甘农3号、黄羊镇、和阗、WL903、三得利、大郁山、平凉和意大利作为进一步开展生物质能源性状选育的优良种质材料.     

生物质三组分热解反应及动力学的比较

采用热重分析法考察了生物质中三种主要成分纤维素、半纤维素和木质素的热解反应行为,以Coats-Redfern积分法对实验数据进行动力学解析,建立了该三组分热解反应的动力学模型。结果表明,分子结构上的不同使得该三组分的热解特性存在明显差异;在所考察的温区内纤维素的失重量约为86%,半纤维素模型化合物木聚糖的失重量为69%左右,而木质素的失重量仅为51%;热解反应深度按照纤维素、木聚糖和木质素的顺序依次降低;木质素和木聚糖的热解反应均可以用两个分段二级动力学方程来描述,但纤维素在低温区和高温区分别遵循一级和二级动力学规律。     

用阔叶材生产纸浆和回收木糖的研究——Ⅱ.柠檬桉木片稀硫酸预水解最佳工艺条件和硫酸盐制浆

<正>本文研究了稀硫酸预水解过程中不同硫酸浓度、温度和水解时间对柠檬桉木片中半纤维素溶出情况的影响,并用回归方程对此作了计算。根据试验结果和回归分析,得出柠檬桉木片稀硫酸预水解的最佳工艺条件是:液体对木片比率4:1,硫酸浓度0.2％,最高温度135℃,反应时间2小时。在此条件下,酸预水解液中固形物含量为3—4％,木糖约占总糖量的90％。预水解后木片经硫酸盐蒸煮,氯化-碱抽提—次氯酸钠漂白—酸处理制得的漂白浆,其得率为32.80％。对漂白浆中α-纤维素,聚戊糖,灰分、铁质含量以及纸浆反应性能的测定结果证明,所制浆料完全适合于生产人造丝和纤维素衍生物。     

基于多元高斯分布活化能模型的玉米秸秆水热炭燃烧动力学研究

农林废弃生物质作为植物光合作用的产物,具有可再生、总量大、分布广和低污染的特点,是目前唯一具有可再生性能的含碳清洁燃料。相比于其它种类的可再生能源,生物质还具备良好的可存储性和易运输特点,将丰富的农林废弃生物质应用于炼铁生产将助力钢铁行业实现“双碳”目标。但农林废弃生物质也存在水分高,固定碳和发热值低,碱金属含量高和燃烧过程不稳定的缺点,不经提质处理难以满足炼铁生产对固体燃料的性能要求。本文采用水热炭化技术处理玉米秸秆制备水热炭产品,并采用多元高斯分布活化能模型（DAEM）研究玉米秸秆水热炭的燃烧动力学。结果表明,采用DAEM模型能够精确表征玉米秸秆以及玉米秸秆水热炭的燃烧动力学行为,玉米秸秆原料的燃烧过程可以分为四个阶段:半纤维素、纤维素、木质素和半焦的燃烧,玉米秸秆水热炭的燃烧可分为三种阶段:纤维素、木质素和半焦的燃烧。动力学计算表明纤维素、木质素和半焦燃烧的平均活化能范围为分别为273.7–292.8 kJ/mol、315.1–334.5 kJ/mol和354.4–370 kJ/mol,标准差分别为2.1–23.1 kJ/mol、9.5–27.4 kJ/mol和12.1–22.9 kJ/mol,随着水热炭化温度的升高,玉米秸秆水热炭中纤维素和木质素质量分数先升高后降低,而半焦的质量分数逐渐增加。     

基于根系化学组成的抗拉力学特性分析

【目的】分析根系力学特性与化学组成的关系,揭示根系固土的机理,为边坡的生态修复预测及树种优化提供理论基础。【方法】以贵州省石漠化土层浅薄地区乡土树种火棘(Pyracantha fortuneana)和刺鼠李(Rhamnus dumetorum Schneid)为研究对象,通过对根系木质素、纤维素和半纤维素含量及根系抗拉特性的测定,结合根系横截面的表观形态分析,从更为微观的角度分析根系固土护坡机制。【结果】根系力学性质与根径间存在明显的尺寸效应,根径越大,极限抗拉力越大,极限抗拉强度和极限延伸率越小。随着根径的增加,纤维素和半纤维素含量呈增加趋势,木质素含量呈减小趋势。其中火棘木质素含量高于刺鼠李,纤维素含量低于刺鼠李。木质素含量越高,根系极限抗拉力和极限抗拉强度越大,纤维素和半纤维素含量越高,极限延伸率越小。纤维素、半纤维素和木质素在微观的化学结构上韧性和强度可能对根系宏观的力学特性有较大影响。根系在微观结构方面具有与木材一样的微观“多孔结构”,从而对根系产生一定的增韧作用。【结论】根系的木质素、纤维素和半纤维素均对根系的抗拉力学性能有一定影响,在一定程度上揭示了影响根系力学性质内在因素。     

木薯渣预处理工艺和酶水解工艺研究

以木薯渣为纤维素材料,利用稀酸预处理和绿色木霉产的纤维素酶对植物中的纤维素进行降解,同时,分析了木薯渣的主要组分。结果表明：木薯渣中纤维素含量为46．7％,木质素为16．9％,半纤维素为32．6％;当固液比为1：40,HCI浓度为3．5％,反应时间为3．5h时,进行预处理,可以收到较好的处理效果。当水解温度为55℃,pH=4．8,纤维素酶用量为120FPA／g,水解时间为28h时,还原糖的释放量为0．191mg／mL。     

生物脱毒改善蔗渣水解物木糖醇发酵性能的研究

为提高热带假丝酵母Candida troplicalis 1-18代谢产物木糖醇的产量,本研究以蔗渣半纤维素稀酸水解物作为研究材料,以生物脱毒菌株东方伊萨酵母Issatchenkia orientalis S-7细胞干重、水解物在280 nm处紫外吸收物含量、木糖醇产量作为评价指标,考察尿素、pH值、脱毒时间、预浓缩比例和细胞循环利用等5个因素对蔗渣半纤维素稀酸水解物木糖醇发酵性能的影响。结果表明,蔗渣半纤维素稀酸水解物采用Ca（OH）₂调节pH值为5,预浓缩至1/2体积,添加2 g·L^-1尿素,东方伊萨酵母S-7生物脱毒40 h,脱毒后水解物预浓缩至木糖浓度为150 g·L^-1时,热带假丝酵母1-18发酵的木糖醇产量最高,达134.5 g·L^-1,比对照组高出70 g·L^-1;循环利用细胞进行生物脱毒,脱毒时间缩短13 h;循环利用热带假丝酵母1-18对生物脱毒水解物进行产醇发酵,木糖醇产量达163.8 g·L^-1,生成速率为5.85 g·L^-1·h^-1,比第一代发酵（1.95 g·L^-1·h^-1）提高2倍。生物脱毒是改善木质纤维稀酸水解物木糖醇发酵性能的有效手段。