可再生生物质资源——木质素的研究

木质素是天然芳香族可再生资源,从人类发现木质素到确定它是芳香族化合物,研究其基本官能团种类及化学结构,至今已有180年历史。但由于木质素结构的复杂性和多变性,其研究进展缓慢。笔者阐述了木质素及其化学研究体系的形成,综述了木质素研究的进展,分析了木质素研究的特点和难点,提出了今后木质素研究的方向和热点课题。     

绿液预处理过程中杨木木质素结构的变化

以绿液(Na₂S和Na₂CO₃)对杨木进行预处理,研究了预处理条件对木质素脱除的影响,并用碱性硝基苯氧化表征预处理后木质素化学结构特征的变化。结果表明:杨木原料木质素的碱性硝基苯氧化产物的总得率为2.61 mmol/g,其木质素非缩合部分紫丁香基结构的硝基苯氧化降解产物与愈疮木基摩尔比n(S+SA)/n(V+VA)为2.0; 随着预处理H-因子的升高和用碱量的增加,杨木浆料的木质素脱除率上升,n(S+SA)/n(V+VA)下降; 杨木浆料残余木质素的缩合程度随着木质素脱除率的增加而增大,且紫丁香基丙烷结构比愈疮木基丙烷结构在绿液预处理过程中更容易断裂。     

利用复合菌系处理甘蔗渣及城市污泥堆肥效果

木质素与纤维素的有效降解是甘蔗渣等农废减量化及资源化的重点。试验首先以细菌、真菌构建复合功能菌;而后以生活污水厂污泥与尿素为调节剂,研究不同接种方式对甘蔗渣堆肥效果的影响,探讨复合菌系对甘蔗渣的堆肥降解的切实可行性。结果表明:接种两次复合菌Y123,调整甘蔗渣堆肥体系初始碳氮比为20时,降解效果最好。28 d纤维素与木质素含量分别降低了58. 51%、51. 19%,较空白W0降解率提升5倍以上。堆肥泥质满足《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》(CJT309—2009) B级标准,堆肥产物可直接用于农业生产。     

改性木质素磺酸盐表面活性剂合成及性能研究

以草浆或木浆碱木素为原料,经过与脂肪多胺的曼尼希反应、与油酰氯的酰化反应和磺甲基化反应,合成了一系列含有酰胺结构的改性木质素磺酸盐表面活性剂．对改性木质素磺酸盐界面性能进行了测试,讨论了表面活性剂质量分数及碱质量分数对界面张力的影响．结果表明改性产品具有非常优良的界面活性,单独使用即可在较宽的表面活性剂质量分数和碱质量分数的变化范围内,形成超低油-水界面张力,符合三次采油的基本要求．     

高性能环保型木质素基酚醛胶粘剂的制备

采用酚化技术制备了低成本和低游离酚、醛的木质素基酚醛胶粘剂(LPF).利用单因素实验法,探讨了加料方式对传统酚醛树脂(PF)胶粘剂游离酚、醛的影响;实验考察了酚化木质素以及用木质素酚化产物代替苯酚制备LPF胶的影响因素,优化得到高性能环保型LPF的配方工艺;并采用红外光谱测试了木质素在酸催化条件下酚化改性后的结构变化.结果表明,木质素分子在酚化条件下发生降解,通过酚化反应羟基含量显著提高,并产生了新的具有不同取代基的苯环结构;以苯酚为液化试剂,用浓盐酸作催化剂、浓盐酸用量为3%、液化温度为120℃、液化时间为10min、酚木比为2:1,酚化得到的木质素酚化液,在酚醛比为1:1.8时,甲醛分3次加入、碱液分2次加入,制备得到的LPF具有比传统PF更低的游离酚、醛含量、优异的胶合性能和储存稳定性.     

落叶松人工林树皮厚度预测模型

【目的】建立落叶松人工林树皮因子及任意高度处树皮厚度的预测模型,以期更加准确地对树皮厚度进行预测,为实际木材生产和森林经营提供更加准确的指导。【方法】基于2015年黑龙江省佳木斯市孟家岗林场49株人工落叶松的1 186个圆盘数据,利用SAS 9.4软件中的MIXED模块构建落叶松人工林树皮厚度(树皮因子、任意高度处树皮厚度)的线性混合效应预测模型。模型评价指标选用赤池信息准则(AIC)、贝叶斯信息准则(BIC)、-2倍的对数似然值(-2LL)及似然比检验(LRT)。【结果】对于树皮因子模型,基于树木效应时含b₁、b₂、b₄随机参数组合的树皮因子模型为最优混合模型;基于样地效应时含b₁、b₂随机参数组合的模型是最优混合效应模型。对于任意高度处树皮厚度模型,基于树木效应时含b₁、b₂的组合为最优混合模型;基于样地效应时含b₀、b₂、b₃组合的为最优模型。所有最优模型在具有无结构(UN)方差-协方差矩阵时拟合效果最好。【结论】不论是树皮因子还是树皮厚度模型,树木效应对模型的影响最大;混合效应模型的预估精度与传统回归模型相比有明显提高。     

磷酸法木质素基活性炭活化过程研究

以玉米芯木质素为原料,采用磷酸活化法制备木质素基活性炭.结合FTIR、低温氮吸附、拉曼光谱等表征手段,探究了不同活化温度(300～600℃)及磷酸与木质素质量比(1～3)对活性炭孔隙结构的影响,并探究磷酸活化木质素的反应机理.对比研究了有无磷酸作用下木质素受热过程中气体产物的变化规律.实验结果表明,磷酸降低了木质素中官能团的断键温度,使得CO、CO_2和CH_4的生成温度降低;促进了高温下(500℃)木质素半焦的缩聚,使高温下H_2生成量增多;中孔和微孔在350℃以上开始发展,在500℃孔隙最为发达,温度的进一步升高使得孔体积减小;磷酸与木质素质量比增大可以提高中孔率.在活化温度500℃和磷酸与木质素质量比2～3条件下,制得活性炭比表面积达1 046 m~2/g,收率55%.     

一株木质素降解菌的筛选、鉴定及其漆酶发酵条件的优化

采用愈创木酚-PDA平板显色、Azure-B蓝色平板脱色初筛,摇瓶发酵复筛,从腐木中筛选到木质素酶高活性菌株Lys3002.经ITS测序分析和形态观察,Lys3002鉴定为毛栓菌(Trameteshirsuta).采用液体摇瓶优化发酵条件,结果表明:野生型菌株Lys3002的木质素酶系中漆酶的最适发酵条件是:麸皮20g/L,豆饼粉6g/L,培养基初始pH6.0,MgSO4·7H2O0.5g/L,CuSO4·5H2O0.05g/L,MnSO40.05g/L,培养温度30℃,发酵周期5d,漆酶活力高达597.82U/L,具有深入研究价值和应用潜力.     

重阳木木质素的研究——Ⅱ、今、古重阳木木质素的对比

<正>一、前言 1971年,在湖北宜昌葛洲坝附近兴修水利工程中,发现了埋于长江江底沙石层下的古树层。本文研究的古重阳木是江底沙石层下古树层中较完整的一株树木。出土时尚有较完整的树根形态与第一枝椏痕迹,仅树干表面炭化龟裂,内部材质较完好,是世界上木材天然保存极为罕见的发现,经碳14同位素测定距今已有6570±110年。 今、古重阳木化学成份比较分析的结果已证明古木在乏气条件下半纤维素首先分解,损失较多;纤维素含量下降不多,而木质素最稳定。