竹材加工剩余物制备竹炭的发展现状与前景展望

中国竹材资源丰富，但是竹材利用率不高。利用竹材加工剩余物研究开发新型竹材产品。以此来代替未材产品，不仅能变废为宝，提高经济效益，同时也是缓解木材资源短缺的有效途径。本文介绍了竹材加工剩余物制备竹炭的研究现状．竹活性炭的生产及应用价值。并对其发展前景进行了展望。     

竹炭吸附性能的应用

竹炭是一种多孔性含有多种无机物比表面积大的新型材料,研究其应用已成为竹材研究领域的一个新方向。本文对竹炭的吸附性能的应用进行了概括和总结。首先介绍了我国竹炭的烧制方法,然后重点介绍了竹炭吸附性能在各方面的应用。     

炭化过程中的竹材收缩率

在温度为200～900℃的炭化过程中，通过测定6年生毛竹竹材的收缩率和竹炭得率，集中研究了竹材收缩率的各向异性及其与竹材主要组成之间的关系。结果表明：(1)在炭化过程中的相同炭化温度下，毛竹竹材在轴向、内部弦向、径向及外部弦向的收缩率依次增大。将竹材在200℃时处理3h，其轴向收缩率仍为零；(2)在整个炭化过程中，炭化温度在200～400℃范围内竹材收缩率的变化最大；(3)炭化温度低于400℃时，竹材中某一方向或部位的纤维素含量越高，其收缩率越大。炭化后期，竹炭的石墨化程度对竹炭收缩率可能有较大的影响；(4)加热温度低于300～350℃时，含水率越高的竹材，其收缩率越高。     

竹炭的性能和应用研究进展

 竹材热分解得到的竹炭具有较高的孔隙度和比表面积，其良好的性能引起了人们的广泛关注。本文综述了近年来关于竹炭性能和应用的研究报道，着重介绍了竹炭的吸附性能，电、磁性能及其在各领域的应用状况，如吸附大气和水环境中的无机、有机污染物；以竹炭为原料生产电磁屏蔽材料、静电屏蔽材料和电热材料，同时，可通过重整孔结构和修饰孔表面等方法来提高竹炭的吸附能力。另外，竹炭的多孔性能使不同材料负载其上成为可能，由此可充分发挥两种材料的优势，使得竹炭基复合材料具有很广的应用前景。本文还涉及竹炭吸附热力学、动力学及再生研究、改性竹炭等内容，并指出今后竹炭研究的发展趋势。     

不同炭化条件下竹炭的电子顺磁共振

利用电子顺磁共振(ESR)技术对竹材热处理至900℃的炭化机理进行了研究。结果表明:(1)600℃左右是竹材炭化的一个非常重要的热处理温度。低于600℃时,为竹材炭化的热解阶段;高于600℃时,为竹材炭化的过渡阶段,并且产生非常显著的硅效应。(2)竹材的热分解历程主要表现为自由基反应。(3)竹炭中的水分和炭化气氛对自旋中心的性质和弛豫机制都产生了比较明显的影响,并且在不同的炭化阶段产生的影响不同。     

南京林业大学木材加工与人造板工艺重点实验室

“木材加工与人造板工艺重点实验室”依托南京林业大学木材工业学院“木材科学与技术”学科，主要以木材及其他可再生资源为研究对象，突出人工速生林、竹材和农作物秸秆等资源的研究开发和高效利用．以及木制品与家具等产品的开发与产业化推广．强化新型环保、高附加值和功能性．用高新技术改造传统的木竹材加工产业．促进我国林业产业的可持续发展。2001年，     

21世纪人造板工业发展趋势

中国实施天然林保护工程后,会发生木材资源的短缺现象,可利用速 生树种、竹材、农作物剩余物=秸秆和废弃木制品替代天然林资源,企业家应从“模仿成功”走上技术创新和信息化道路,开展新产品及其应用研究,开拓新市场。     

重视竹材化学利用开发竹炭应用技术

本文作者系中国工程院院士、南京林业大学教授、博士生导师。现任浙江林学院院长。长期从事木材和竹材加工利用的教学和研究工作,特别是在竹材加工利用领域进行了卓有成效的研究和开拓,推动、促进了我国竹材加工这一新型产业的形成和发展,组建了我国第一个专职从事竹材加工利用研究的竹材工程研究中心,使我国的竹材加工业居世界前列。出版专(译)著8本,论文40余篇,完成的多项科研成果荣获国家发明三等奖、国家科技进步二等奖、中国发明专利创造金奖、伊利达科技奖等多项奖励。本文是作者2002年11月在第三届浙江青年学术论坛“竹业技术与产业发展”分论坛会上的报告。     

熏烟处理对毛竹性能影响的研究

分别以竹炭窑和厂房式熏烟窑作为热处理设施,利用竹质燃料所产生的热蒸汽、烟气、温度,在预设的温度和湿度曲线下对竹材进行熏烟热处理,所得产品经野外耐久性观察和物理、化学、生物学方法检验,确认其已消除成长应力,并具有抗霉、抗虫、不翘曲、不裂变等性能,力学性能佳,耐候性强;经加工试验,得到了工艺表现优秀的产品.     

给我一点竹炭还你一池清水--张齐生院士的污水处理新思路

动辄数百万乃至上亿元的污水处理工程,使得中小城镇污水处理成为一道难题.现在,中国工程院院士、南京林业大学张齐生教授主持的一项自主创新课题“生物改性竹炭处理城市河道污水示范”,可望以较低代价解决中小城镇污水处理难题.该课题的核心内容是利用竹炭的强吸附能力,把对分解污物有益的微生物负载到竹炭上,吸附分解净化污水.     

竹类研究进展

自古以来竹子一种重要的自然资源,在人们的日常生活中得到了广泛的应用,随着竹材加工工艺的不断改进,以竹子为原料的新产品层出不穷,竹材的工业化利用,使竹子已经不再是“穷人的木材”,竹制精品已称豪华,而竹子的化学利用将成为开拓高附加值竹产品的有效途径,在基础理论研究方面,竹子生物多样性的研究成为新的热点。竹林的生太民功能及其在可持续发展中的重要性愈来愈受到国际社会的广泛关注。在拉丁美洲和非洲,以及在没有天然竹林分布的欧洲和北美洲都日趋注重对竹类的研究与开发利用,现代生物学技术为分子水平揭示竹类植物系统发育和个体发育的机制提供了更有效的手段。     

木竹重组材抗弯性能的研究

根据混杂复合材料理论，将重组木的构成单元——木束与重组竹的构成单元——竹束，采用混杂方法复合，并对3种不同的混杂形态和不同混杂比进行了木竹重组材的结构设计及抗弯力学性能的研究。结果表明，与重组木相比，木竹重组材的比模量略有提高，比强度提高较大；3种混杂形态中，以竹束为表面的夹芯结构的比模量及比强度最高，均匀混杂的木竹重组材的抗弯性能最低；木竹重组材的抗弯性能均随竹束用量的增大而有不同程度地增大。重组竹的比模量和比强度分别比重组木高出50％和120％。     

合理锯截提高竹材利用率的研究

通过毛竹材外径、壁厚及离地高度三者对应关系的实测，应用回归方法得到毛竹材壁厚与竹材外径、离地高度两因子间的回归方程式，经检验符合要求，应用此回归方程式，以胸径为10cm的竹材为例进行了不同锯夫方案竹材壁厚利用率的计算，通过比较评定，得到了适合生产要求、竹材利用率较高的锯截方案。     

竹木复合集装箱底板静曲强度的预测模型

应用弹塑性断裂力学的Weakest-link破坏准则,分析了竹木复合集装箱底板在弯曲载荷下的破坏模式。结果表明:竹木复合集装箱底板主要发生两种形式的破坏,即底面拉伸破坏和芯层剪切破坏。同时笔者提出了这两种破坏形式下,底板静曲强度的理论预测模型,并应用统计回归模拟方法,研究了单板压缩和涂胶对静曲强度的影响规律,建立了静曲强度和弹性模量的相关模型。     

竹炭炭化机理及吸附性能的初步研究

对不同最终炭化温度的竹炭产物进行FT-IR光谱分析及SEM图片解析。尝试结合理论推测,探究竹炭炭化机理。根据已有的竹炭吸附有害气体性能评价的标准方法,加以改进,准确测试竹炭对甲醛的吸附率,并提出相应的可行性方向。     

基于生态、经济与文化相协同的竹产业集群发展模式研究

竹产业成为全球公认的绿色产业,拥有巨大的文化、生态与经济价值。科学培育与合理开发利用毛竹,通过自主创新不断创造和提升竹产品的附加值,是竹产业集群转型升级的重要战略问题。研究文化、生态与经济相协同的竹产业集群自主创新战略模式,用生态致富理念促进竹产业集群的优化升级,提高竹产业核心竞争力,促进我国竹产业集群的可持续发展。     

竹制活性炭在水溶液中对Ru(Ⅲ)离子及其配合物的吸附

目前,人们对木炭的需求量不断增长,但是生产木炭的树木生长非常缓慢,砍树烧炭对生态环境破坏严重,国家不得不禁止使用木材烧炭.为了缓解木炭需求与保护生态资源的矛盾,已经找到了一种完全能替代木炭的再生材料,就是用竹子烧制的竹炭.此次实验就以竹子为原料,用化学活化法制备活性炭,通过测定和计算活性炭的吸附热力学及动力学参数来研究竹制活性炭自水溶液中对Ru(Ⅲ)离子及其配合物的吸附规律、特征和影响因素.     

竹炭与絮凝剂复配处理印染废水的研究

以竹炭、絮凝剂聚合氯化铝(PAC)及聚丙烯酰胺(NPAM)处理印染废水.结果表明,在处理印染废水时,竹炭与絮凝剂的组合使用效果优于单一组分的处理效果.当竹炭、PAC和NPAM的用量分别为0.15g、680mg/L和6mg/L时,CODCr去除率为91.3%,沉降速率53.47mm/min,处理后水的色度低于2倍.