生物质木炭用于鲕状高磷铁矿除磷

针对难处理的鲕状高磷铁矿,提出了首先采用高气化性生物质木炭制备含碳球团,然后通过直接还原--高温熔分的方法,成功实现了该铁矿的除磷提铁.直接还原实验采用管式炉.考察了还原温度、生物质木炭加入比例(碳氧摩尔比)和气氛等条件对样品还原行为的影响,并确定了适宜的还原条件为温度1373K、配碳量0.9、时间15~25min以及气氛PCO2/PCO=1∶1.在此条件下,样品的金属化率和残碳质量分数分别在75%~80%和0.69%~0.11%的范围内.通过对该金属化球团的X射线衍射和扫描电镜--能谱分析发现:还原后样品中的主要物相为金属铁、磷灰石和硅酸三钙;磷没有被还原而仍以磷灰石的形式存在于脉石中.高温熔分实验采用Si--Mo棒高温箱式炉.实验结果得到磷质量分数为0.4%的铁样.在熔分体系中进一步添加相对质量为2%~4%的Na2CO3,可以得到磷质量分数在0.3%以下的铁样.基于以上分析,证明了采用生物质木炭用于高磷铁矿的除磷提铁是可行的.     

生物质气化的冷热电联供系统分析

以生物质气化为前提条件,结合某用能建筑的冷热电负荷,以内燃机和排烟再燃型溴化锂吸收式冷温水机组组成的冷热电联供系统为分析对象,对用能建筑的联供系统进行了能量分析,得出了一次能源利用率、一次能源节约率、效率和经济成本.生物质气化冷热电联供系统可实现生物质能源的梯级利用,为生物质能源的综合利用提供了一定的参考.     

离子液体在纤维素资源化利用中的应用研究进展

作为地球上最丰富的可再生有机碳资源,木质纤维素的高效利用,对缓解全球能源危机和解决地球环境问题,实现人类社会的可持续发展具有重要意义.作为一种绿色、高效的反应介质材料,离子液体在木质纤维素的资源化转化与利用方面的研究受到了广泛关注.基于此,本文对离子液体作为溶解纤维素的溶剂、在木质纤维素的预处理方面的应用以及作为催化剂催化纤维素的降解反应方面的研究进展进行了综述.其中,对于离子液体作为溶解纤维素的溶剂方面的研究已经取得了很大的进展,不仅研究了大多数常规离子液体对纤维素的溶解性能,而且,大量的功能化离子液体被合成出来用于溶解纤维素,很多的新的技术与手段也被发展应用于提高和改善离子液体对纤维素的溶解性能;离子液体在纤维素的预处理方面也显示出了优良的性能,离子液体预处理的生物质的酶降解效率得到了很大的改善,但这方面的研究仍缺乏系统完整的实验数据和完善的理论支撑;相对来说,使用离子液体作为催化剂催化纤维素的降解反应的研究发展比较滞后,具有优良的催化性能的离子液体催化体系很少,使用离子液体催化纤维素的降解反应还存在反应条件苛刻,催化效率低下,需要其他的无机酸或金属基助催化剂等问题.最后,对离子液体介质中木质纤维素的资源化利用技术中存在的问题与挑战、未来的发展趋势及工业化应用前景进行了分析与展望.     

木质纤维素类生物质酸水解研究进展

木质纤维素中纤维素和半纤维素经酸水解可转化为糖,糖进一步可生产燃料乙醇和其他化工产品。因此,木质纤维素酸水解制备糖是纤维素转化过程中关键步骤。本文综述了硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、马来酸等无机、有机酸水解木质纤维素类生物质研究进展,对各种酸水解工艺的优缺点进行了分析和比较,指出了木质纤维素类生物质酸水解的研究方向。     

生物质炭辅助沼肥对生菜生长特性的影响

采用盆栽试验,研究木炭粉与沼液配合施用对生菜生长特性的影响。结果表明：作物根系类型和木炭粉在土壤中的分布深度对生菜生长特性具有重要影响。     

需求不确定下的生物质物流系统的选址与路径问题

为有效解决在生物质资源开发和利用过程中物流系统成本较高等问题，通过研究需求不确定性对生物质物流系统选址与路径问题的影响，提出生物质物流系统选址与路径的鲁棒优化模型。使用混合整数非线性规划对该问题进行数学描述，再根据强对偶理论将非线性模型转化为等价的线性鲁棒优化模型。利用CPLEX软件进行数值计算和分析，结果表明：需求不确定性会对生物质物流系统的最优决策产生影响。基于该模型的特殊性开发相关的自适应遗传算法，通过算法自适应机制避免陷入问题的局部最优情况，从而更精确地接近问题的最优解，最后通过大型算例验证所提出的自适应遗传算法相比于传统的遗传算法具有更加良好的性能。     

绿色MOFs基固体酸低温催化制备生物柴油

生物柴油是重要的可再生能源，有希望代替化石燃料满足世界的能源需求。开发具有高Lewis酸性位点的多孔材料用于催化酯化反应制备生物柴油是当下的热门领域。以无溶剂法，通过生物质基2,5-呋喃二甲酸(FDCA)与氧氯化锆的简易组装，制备了介孔-金属有机杂化物FDCA-Zr,并通过油酸与甲醇进行酯化反应生成脂肪酸甲酯(FAME)的反应过程验证了其催化活性。采用XRD、FT-IR、BET、SEM、TEM、STEM-Mapping、热重分析、吡啶红外等方法对FDCA-Zr进行了详细的结构和性质分析。结果表明：FDCA-Zr具有良好的颗粒尺寸和优秀的催化性能，与传统的固体酸催化剂以及液体酸催化剂相比，在长烷基链脂肪酸的酯化反应中表现出相当或优越的催化效果，FAME的收率可达到98%。此外，FDCA-Zr在连续循环使用过程中结构稳定，在6次循环后FAME的收率仍保持在90%,重复利用性良好。     

生物基2,5-呋喃二甲酸的绿色合成技术综述

生物基芳香二酸2,5-呋喃二甲酸(2,5-furandicarboxylic acid, FDCA)有望部分替代石油基二酸对苯二甲酸(terephthalic acid, PTA)用于高性能高分子材料的合成.本文综述了从5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural, HMF)、糠酸、呋喃、二甘醇酸、己糖二酸、 2,5-二甲基呋喃和2-甲基呋喃制备FDCA的各路线,并详细介绍了HMF的直接氧化法、多相热催化氧化法、光电催化氧化法以及糠酸羧基化、歧化、羰基化等策略合成FDCA.在比较了各路线优缺点的基础上,认为HMF路线和糠酸路线是FDCA规模化生产最有希望的路线,提出未来应在改进催化路线、简化反应工艺、提高分离效率、减少三废含量等方面进行更为深入的探索和研究.     

生物质能源利用研究进展

围绕生物质能源原料的来源、原料的处理、生物质转化技术、生物质能源的应用、生物质能源的发展前景5个方面，讨论了生物质能源利用的现状和存在的不足。虽然生物质能源研究蓬勃发展，但是仍有一些地方可以改进：在原料产地就近建厂，降低原料成本；微藻不占用土地，是一种可行原料；原料预处理需要综合考虑效益与成本；对于生物质转化技术的选择，生化与热化学转化相结合可能是一个好的方案；生物质能源的应用方面可以进行生物精炼，提高生产效能，此外，生物燃料电池具有巨大发展潜力。