植物细胞壁研究与生物质改造利用

细胞壁是植物细胞区别于动物细胞的重要结构特征之一,在植物细胞生长发育和环境响应中发挥重要作用.同时,地球上陆生植物光合作用产物约70%存于细胞壁中,细胞壁生物质是地球上最丰富的可再生资源.植物如何将光合产物合成为细胞壁成分?人类如何有效利用大量的、可再生的细胞壁生物质资源?这些问题近年来受到了广泛的关注.本文对细胞壁合成、利用生物技术对细胞壁生物质进行改造,以及细胞壁生物质利用等研究进行简要介绍和综述.     

纤维素多相催化一步制备多元醇

化石资源的日益枯竭,能源需求的不断增长以及全球气候和环境的不断恶化,迫使人类不得不寻找能替代化石资源的可再生新能源.近年来,生物质能由于广泛易得、廉价、碳中性等特点获得了世界各国的高度重视并得到飞速发展.以生物质及其衍生物为原料,催化转化制备多元醇更是成为当前国内外化学工作者的研究热点.多元醇作为一种重要的工业原料,可用于合成氢气、液体燃料和化学品.作为自然界最为丰富的生物质,纤维素可以通过催化转化的方法转变为多元醇.本文对纤维素制备山梨醇、异山梨醇、乙二醇、丙二醇的研究进展进行了总结和评述,并结合本课题组的一系列工作提出了纤维素制备多元醇的未来挑战.     

乙酸锌对生物质热解产物分布及热解过程的影响

利用热裂解-气相色谱质谱联用装置(Py-GC/MS)和在线热解光电离质谱实验装置(Py-PI-TOFMS),从热解产物和热解过程两方面研究了乙酸锌对生物质热解的催化作用.以稻壳为原料,经酸洗脱除碱金属和碱土金属,在5种梯度浓度的乙酸锌溶液中进行浸渍预处理. Py-GC/MS结果表明:乙酸锌提高了热解产物中酸类、呋喃类和脱水糖类产物的相对含量,降低了酚类和醛酮类产物的相对含量;随着乙酸锌负载量增加,酸类的相对含量持续增加,呋喃类、脱水糖类和酮类产物的相对含量先增加后趋于稳定,醛类和酚类产物的相对含量先下降后趋于稳定;在乙酸锌Lewis酸性作用下,糠醛和1-羟基-3,6-二氧杂双环[3.2.1]辛-2-酮产率大幅增加, 4-乙烯基苯酚产率大幅下降.Py-PI-TOFM实验发现:生物质热解过程中不同种类产物达到最大生成速率的时间存在差异;在乙酸锌催化作用下,呋喃和环戊酮类产物达到最大生成速率的时间提前;对糠醛和5-羟甲基糠醛随时间的变化规律进行分析,在同一个热解过程中,糠醛到达最大生成速率的时间早于5-羟甲基糠醛;当5-羟甲基糠醛达到最大生成速率时,糠醛的生成速率呈减弱趋势,说明糠醛和5-羟甲基糠醛的生成路径为竞争关系;乙酸锌对糠醛达到最大生成速率的时间无明显影响,可使5-羟甲基糠醛达到最大生成速率的时间提前.     

生物质的低温热解预处理实验研究

农作物秸秆类生物质水分含量高、能量密度低、资源分散,因此储存运输成本高,而且可磨性差不易制粉用于煤粉锅炉或气化炉的混合燃烧与气化.生物质低温预处理技术是一种能够解决上述问题的温和热解方法,能够显著改善生物质的特性.在固定床实验台进行了棉花秆和小麦秆N2氛围下的低温热解试验,200,230,250,270和300℃下加热时间均为30min.热解得到的固体焦产物能量密度显著提高,对比原始的生物质其可磨性得到明显改善,并且具有了疏水性,便于储存运输和磨粉用于气流床气化.热解气体产物以CO2,CO为主还有少量CH4,液体产物主要是水分和焦油.随着热解温度升高,液体产物和气体产物量均增加,固体焦的质量产率和能量产率都下降.对热解气体产生的动力学分析,作为相互平行独立的一级反应求解生成的动力学参数.     

2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英光解行为的量子化学

应用半经验量子化学计算方法,分析了2,3,7,8-四氯代二苯并二（口恶）英（2,3,7,8-TCDD）及其降解产物光激发后的电子跃迁类型,发现其紫外吸收图谱和阳光光谱有明显的重叠,光解是该类污染物的重要降解途径.通过计算2,3,7,8-TCDD及其光解产物光激发后化学键强度的变化和氢原子自由基反应描述符fR的数值,发现 UV-A和 UV-B辐射下反应以断裂 C-O键为主,而 UV-C辐射下脱氯产物增多;2,3,7,8-TCDD逐级光解脱氯生成三氯、二氯、一氯取代的异构体,并最终生成二苯并二（口恶）英;两个苯环上氯取代较多的一边更容易脱氯.2,3,7,8-TCDD及其脱氯产物也可以断裂C-O键,生成氯和羟基取代的二苯醚化合物,通过重排和进一步光解还可以生成氯取代联苯酚、苯酚以及多氯代二苯并呋喃.     

新型吗啉基离子液体中碳水化合物高效转化为5-羟甲基糠醛

发展用于碳水化合物脱水合成5-羟甲基糠醛(HMF)的高效催化体系具有重要的意义.本文新合成了几种苯磺酸根(BS)为阴离子的吗啉基离子液体,并将其用作碳水化合物脱水合成5-羟甲基糠醛(HMF)的溶剂.研究发现,以Sn Cl4为催化剂,在所合成的几种离子液体中均可使不同碳水化合物脱水生成HMF;其中,离子液体[Et-MMP]BS对葡萄糖脱水表现出最好的效果.在Sn Cl4/[Et-MMP]BS催化体系中系统研究了温度、时间以及催化剂用量对葡萄糖脱水合成HMF的影响.在最优的反应条件下,由葡萄糖得到HMF的最高产率为67.6%.同时,该催化体系能够重复使用5次而催化效率没有明显降低.     

八种联苯二甲腈路易士酸复合物的X-射线光电子能谱(XPS)研究

联苯二甲腈在路易士酸催化下可以聚合成主链含有芳环和对称三嗪环结构的交联高分子,但对路易士酸催化作用的机理未有报道。我们认为这一聚合反应是由于路易士酸与联苯二甲腈生成电荷转移复合物,从而加快了聚合反应速度。因此研究这种中间产物的结构与键合作用对聚合机理的了解有着重要的作用。为此,我们合成了这些中间产物——联苯二甲     

封面说明

正植物细胞壁储藏了绝大部分光合作用产物,是地球上最丰富、但尚未完全开发利用的可再生生物质资源.植物细胞壁主要由纤维素、半纤维素、果胶质和木质素组成,是纤维及其制品、化工和生物能源的原料.认识植物细胞壁合成及其调控,通过生物技术培育可高效转化利用的细胞壁生物质,对充分利用植物细胞壁这一丰富的可再生资源,建立环境     

含钒催化剂作用下生物质选择性氧化制备甲酸

甲酸是重要的化工原料,从生物质制取甲酸可实现甲酸生产的可持续化.目前生物质高效转化为甲酸的方法主要为含钒杂多酸、Na VO3/H2SO4和VOSO4体系催化下的水热氧化法.该方法条件温和,制得的甲酸纯度高,是一种很有潜力的甲酸制取方法.本文介绍了含钒杂多酸、Na VO3/H2SO4和VOSO4催化剂体系中生物质选择性氧化、甲酸生成机理、生物质转化过程中水解和氧化之间的各种反应关系以及催化剂的重复使用方法,分析了生物质选择性氧化制甲酸过程中存在的问题,并尝试提出生物质制甲酸研究进一步的发展方向.     

1～5GPa压力下蛇纹石脱水反应温度的确定——电导率方法

含水矿物脱水反应的P-T条件对于探讨成岩作用、岩浆成因、变质演化以及俯冲带的地球化学过程具有重要意义.高温高压下含水矿物的脱水温度主要通过平衡实验、高压差热分析(HP-DTA)、分子动力学(MD)计算和热力学计算等确定.蛇纹石是超镁铁质岩中一种重要的含水矿物,广泛存在于大洋板块中.目前对蛇纹石及其相体系在高压下脱水温度的确定主要是基于平衡实验的方法,也已进行过蛇纹石脱水反应的电导率测量,但是均在小于200MPa压力下.高温高压下,通过测量不同压力下蛇纹石的电导随温度的变化,发现脱水反应发生时其电导的变化非常明显,可以通过电导的变化准确地确定其脱水温度.     

第二次成人过程原理

迄今为止,人类似乎未能认识到人还有一个第二次成人过程,以为人与动物一样,只有一次性生成过程——在母体中的那种一次性生成过程。这在动物界无疑是正确的,因为动物只有一次性生成过程,而决无第二次生成过程;但推演到人类,则大谬。早在50年代,人们就读到过有关印度“狼孩”的报道。对于任何出生后的人而言,若失     

钯-路易斯酸催化体系可高效催化苯酚加氢生成环己酮反应

环己酮是合成尼龙等材料的重要中间体,其制备主要通过苯酚加氢反应,但该反应效率的提高受到进一步加氢而过度还原生成副产物环己醇的制约.中国科学院化学研究所北京分子科学     

21世纪的重要能源--生物质能

生物质是指地球上从光合作用获得的各种物质,它是以化学方式储存的太阳能,也是以可再生形式储存在生物圈中的碳。因此,它是地球上一个巨大的能源库。生物质的种类很多,目前人们可以利用的大致分为六大类：木质素、农业废弃物、水生植物、油料作物、加工废弃物、人畜粪便等。生物质能的转换和利用具有解决能源短缺问题和环境保护的双重效果,受到了人们的极大重视,是21世纪能源发展的一个方向。展望对世纪的能源发展,国外不少学者使用了“能源革命”（energyrevolution）一词,认为人类将面临严重的能源问题,解决能源短缺问题是人类社…     

低成熟阶段煤可溶有机质的热缩聚作用

近年来,煤成油研究在诸多方面取得了可喜进展.煤在地质地球化学演化过程中的化学反应及其与煤成油形成演化的关系的研究,是煤成油形成机理研究中的关键问题之一,本文将简要论述煤液态烃生成演化的重要规律之一——低成熟阶段煤可溶有机质的热缩聚作用.     

2,3,7,8-四氯代二苯并二噁英光解行为的量子化学

应用半径量子化学计算方法，分析了2，3，7，8－四氯代二苯并二恶英（1，3，7，8－TCDD）及其降解产物光激发后的电子跃迁类型，发现其紫外吸收图谱和阳光光谱有明显的重叠，光解是该类污染物的重要降解途径，通过计算2，3，7，8－TCDD及其光解产物光激发后化学键强度的变化和氢原子自由基反应描述符fR的数值，发现UV－A和UV－B辐射下反 以断裂C－O键为主，而UV－C辐射下脱氯产物增多；2，3，7，7－TCDD逐级光解脱氯生成三氯，二氯，一氯取代的异构体，并最终生成二苯并二恶英，两个苯环上氯取代较多的一边更容易脱氯，2，3，7，8－TCDD及其脱氯产物也可以断裂C－O键，生成氯和羟基取代的二苯醚化合物，通过重排和进一步光解还可以生成氯取代联苯酚，苯酚以及多氰代二苯并呋喃。     

分子振转动量子计算及分子振转动纠缠

随着对于量子计算(机)的深入研究, 人们相继提出了不同量子计算的模型. 近年来, 基于分子振-转激发态的量子计算模型受到了研究者的广泛关注. 研究发现, 基于分子振动和转动模式的量子计算模型可以很方便地实现多量子比特计算, 并且可以获得足够长的退相干时间. 同时, 分子振转动量子计算的数值模拟也发现各种形式的量子逻辑门均可以获得很高的计算保真度. 分子振转动模式之间的纠缠是分子振转动量子计算的一个重要资源, 因此, 分子振转动纠缠动力学的研究也引起了人们的兴趣. 对于分子振转动量子纠缠动力学的研究能够为分子振转动量子计算的进一步研究和应用提供参考. 本文对分子振转动量子计算和分子振动纠缠的研究进展做了简要综述.     

PM_(2.5)源解析方法的比较与评述

当前我国PM2.5污染严重,空气质量、大气能见度和人体健康均受到影响和威胁,准确判定解析和定量确定PM2.5的来源是有针对性地制定相关政策法规和控制措施的重要科学前提.本文简要总结目前3大主要颗粒物源解析方法——源清单法、扩散模型法和受体模型法的发展历程和应用特征;以美国亚特兰大采集的PM2.5及化学成分为公共数据平台,评述了目前几种主要PM2.5源解析模型(受体模型和扩散模型)的方法特点以及适用性,分析了不同源解析方法对机动车源、燃煤源、生物质燃烧源、道路尘以及二次源等多种源类的解析特点、结果差异以及可能原因,总结了各种源解析方法在方法及应用上的优势和局限,提出多种方法集成应用和发展混合模型是未来开展颗粒物源解析工作的方向.     

我国海洋沉降颗粒物质的有机地球化学研究——Ⅱ.酮、醛和醇脂类化合物组成特征的地球化学意义

海洋沉降颗粒有机质在海洋环境中扮演着重要的角色,它不仅为海洋生物提供了食物、参与了海洋化学循环,而且为海底沉积物提供了沉积有机质,因此,海洋沉降颗粒有机质的来源、传送和转移过程一直受到人们的关注.海洋沉降颗粒有机质的传送过程可以通过测定沉降颗粒物质的有机碳含量去认识,对它们的来源以及生物和生物化学作用过程则可通过研究其脂类化合物的组成特征而详细了解.笔者首次对我国南、东海沉降颗粒物质进行了有     

生物质快速热解产物在线催化提质研究

采用Py-GC/MS(裂解-气相/质谱联用)装置实现了四种生物质原料(杉木、杨木、棉花杆和稻壳)的快速热解以及热解气组分的在线检测, 研究了这四种原料热解产物的差别, 并考察了两种微孔分子筛(HZSM-5和HY)和三种介孔催化剂(ZrO₂&;TiO₂, SBA-15和Al/SBA-15)对棉花杆热解气在线催化裂解的效果. 结果表明, 不同生物质原料热解产物的种类和含量都有一定的差别; 棉花杆热解气经催化裂解后, 产物组成发生了较大的变化, 如左旋葡聚糖、羟基乙醛和羟基丙酮等的产率都有较大的下降, 而烃类产物的产率都有一定的增加; 两种微孔分子筛催化剂都具有较好的催化脱氧功效, 热解气经其催化裂解后形成了大量的芳香烃类产物; 而三种介孔催化剂则能够大幅地促进呋喃、糠醛等小分子呋喃类产物的形成, 同时也增加了乙酸的产率.     

浅谈三网融合背景下网络电视承载的业务

简要论述了网络电视以三网融合为背景所承载的业务并对三网融合的前景进行了展望.通过可承载业务的介绍,展现了三网融合可以带来的人们生活方式的改变.