纤维素直接催化转化为5-羟甲基糠醛的过程和机理的研究进展

对纤维素为原料制备5-羟甲基糠醛的国内外研究进展进行总结,分析指出目前催化体系下生物质资源直接制备5-羟甲基糠醛很难实现大规模工业化的原因,并对未来纤维素制备5-羟甲基糠醛的研究方向进行探讨和展望,望对今后的进一步研究具有一定指导意义.     

球形纤维素吸附特性的研究(英)

对两种商业用球形胶质纤维素和它的低孔隙的胶质改性物的吸附特性进行了研究．得到了他们的孔隙率、排斥分离尺寸和描述微粒分配平衡系数的模型．特别是,发现他们中的一种的微粒分配平衡系数可用简单的RandomPlane模型来描述．     

纤维素纳米晶须/柞蚕丝素纳米纤维的制备与表征

采用同轴静电纺丝技术,制备了纤维素纳米晶须/柞蚕丝素(CNW/TSF)核壳结构纳米纤维.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射研究了不同核壳质量比的CNW/TSF纳米纤维的形貌和结晶结构.研究表明:与纯柞蚕丝素纳米纤维相比,核壳结构的纳米纤维的直径显著增加;在所选的质量比范围内,CNW含量对核壳结构纳米纤维的直径影响不明显;CNW/TSF纳米纤维呈现明显的核壳结构,且作为皮层的TSF能够很好地包覆作为芯层的CNW;随着CNW与TSF质量比的增加,芯层厚度逐渐增加,皮层厚度逐渐减小,但CNW和TSF相应的结晶结构均未发生改变.     

PVA、PVP和β-CD改性再生纤维素膜的制备及渗透汽化分离己内酰胺水溶液

己内酰胺(CPL)是重要的有机化工原料,对CPL脱水是除杂工艺中最后一步。然而,CPL是热敏性物质,为防止CPL高温分解,重点研究了渗透汽化膜分离技术对CPL脱水。以棉短绒为制膜原料,采用碱溶解方法,通过相转变制备了再生纤维素(RC)膜。研究了铸膜液浓度对膜结构的影响。铸膜液的最佳浓度为4 wt%,RC膜表面平滑、无孔,可作为渗透汽化膜,但纯RC膜的通量较小。因此,选取了聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和β-环糊精(β-CD)分别对RC膜共混改性,考察了改性膜的溶胀度、接触角和渗透汽化膜分离性能。RC-PVA膜的机械强度、通量和分离因子均优于纯RC膜。β-CD提高了膜的分离因子,对通量影响较小。     

木质纤维素气凝胶及纳米纤丝化纤维素

"卷首语"栏目结合本期专题论文刊发中国工程院院士李坚的文章,介绍木材剩余物高效再加工和循环利用中的木质纤维素气凝胶和纳米纤丝化纤维素的研究现状,此二者已经成为国内外该领域研究重点。     

纤维素在炭化和活化过程中的结构变化

以纤维素为原料,通过在氮气氛下炭化和水蒸气活化得到纤维素基炭.采用热分析、傅里叶红外光谱、X射线衍射及低温N2吸附测试手段研究了纤维素的炭化和活化过程以及过程中炭微晶结构和比表面积的变化.纤维素分子结构中的C—OH、C—O—C、C—H等基团在280~380℃之间大量分解,380℃后少量裂解产生的小分子碎片或基团持续分解,同时碳元素发生结构重排,形成石墨微晶.炭化温度是影响纤维素基活性炭微晶结构及孔结构的关键因素,随炭化温度的升高,石墨微晶尺寸变大,孔结构得到发育,但活性炭的比表面积则呈先增加后下降趋势,当炭化温度为600℃时所得活性炭比表面积最大;炭化时间对炭微晶结构及比表面积的影响不显著;随着活化时间的延长,先是炭结构中的非微晶碳被氧化,比表面积及总孔容积变大,然后微晶碳被氧化,微晶结构被破坏,炭中部分微孔变成中孔或大孔,导致比表面积及总孔容积变小,当微晶间的非微晶碳被充分氧化而又不破坏原微晶结构时得到的炭孔隙最丰富.     

高压匀质处理对纳米纤维素自聚集特性及气凝胶结构的影响

木材细胞壁的重要组成部分是许多直径在纳米尺度、具有高长径比、高比表面积和丰富表面基团的纤维素分子聚集体。基于"自下而上"的思想,利用层层分离法从木粉中分离出纳米尺度的基元纤丝。首先,通过化学和超声预处理并结合高压匀质处理的方法从木材中分离制备出纳米纤维素(CNF);然后,通过冷冻干燥的方法将CNF进一步组装加工成纳米纤维素气凝胶。研究发现,超声结合匀质的方法,可得到均匀纤丝化的CNF,具有低直径尺寸分布(纤丝直径为1~3 nm)和高长径比特征,但氢键作用的影响使得单根纤丝又易重构为簇、带状的聚集体形式。随着CNF溶液浓度的增大,所形成的气凝胶密度增大,孔隙度降低,结构由以纤维为主,转变为纤丝交织的片层结构。本研究所得的气凝胶可广泛应用于包装、生物医药、吸附材料等领域。     

再生竹纤维球形介孔气凝胶的表征

为获得均一稳定的纤维素气凝胶,以再生竹纤维为原料,采用滴定悬浮和真空冷冻干燥的方法制备球形纤维素气凝胶。傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分析结果表明,球形纤维素气凝胶为纤维素II型结构,内部为疏松多孔的网络状结构。球形纤维素气凝胶的比表面积均在240 m2/g以上,且孔径均在15 nm以下,最小密度可达37 mg/cm3,这表明球形纤维素气凝胶具有较高的比表面积、较小的孔径。热重分析(TG)结果表明,纤维素气凝胶大球的最大热失重温度为364.4℃,纤维素气凝胶中球的最大热失重温度为357.3℃,纤维素气凝胶小球的最大热失重温度为354.2℃,而再生竹纤维的最大热失重温度为354.0℃。球形纤维素气凝胶在污水处理、海水除油、重金属离子吸附等领域具有开发价值。     

NREL法测定大米草原料组分的含量

采用美国国家可再生能源实验室(NREL)方法定量大米草原料中纤维素、半纤维素及木质素。72%浓硫酸水解1 h、4%稀硫酸水解1 h可将大米草的纤维素、半纤维素降解为可用HPLC定量的单糖,适宜的样品添加量为0.3 g。同时,NREL法测定大米草纤维素、半纤维素及木质素的含量分别为32.92%、27.65%和24.2%。这三个组分的含量是评价大米草预处理、酶解及发酵工艺条件的重要依据。     

乙基纤维素电纺纤维调控PDMS/CNT柔性复合材料性能的研究

研究了乙基纤维素(EC)电纺纤维调控PDMS/CNT柔性复合材料的力学和电学性能.结果表明,引入电纺EC纤维后,PDMS/CNT柔性复合材料的拉伸强度从1.73 MPa提高至3.97 MPa,断裂应变由86.56%提高到115.00%,韧性由0.61 MJ·m^-3提高到1.58 MJ·m^-3;有缺口PDMS/CNT柔性复合材料的拉伸强度从0.34 MPa提高至1.57 MPa,断裂应变由18.85%提高到27.54%,韧性由0.04 MJ·m^-3提高到0.27 MJ·m^-3;导电电阻由550 kΩ下降至228 kΩ,导电性上升.基于EC电纺纤维调控的PDMS/CNT复合材料组装的应力传感器灵敏度和循环稳定性获得了有效提升,引入1 wt%EC电纺纤维后,柔性应力传感器的灵敏度从0.341 kPa^-1提高至4.922 kPa^-1,提升了14倍,引入电纺EC纤维后的传感器循环电阻变化率曲线变得相对更加规整,异常波动更小.