草浆碱木素过氧化氢氧化氨解制备氨化木质素缓释肥料的研究

研究了草浆碱木素的过氧化氢氧化氨解的工艺过程，研究了各种工艺参数对过氧化氢氧化氨解的影响。在最佳的工艺条件，120℃, 90 min 反应时间, 20%过氧化氢用量和20% 氨水用量下，得到的氨化木质素总氮11.62%，氨态氮4.12%。研究表明过氧化氢完全可以替代氧气作为木质素氧化剂，为草浆碱木素转化成有机肥料提供依据。     

油菜秸秆直接液化为液体油工艺探讨

为了实现油菜秸秆的综合利用,将其在高温高压下催化液化制备液体油。结果表明:(1)油菜秸秆中的纤维素、半纤维素、木质素质量分数分别为25.45%、11.57%、28.73%,木质素最高,其次是纤维素。(2)油菜秸秆和残渣元素分析可知,液化反应前后油菜秸秆各元素含量无明显变化,热值(HHV)分别为10.58、10.47MJ/kg。(3)硫酸盐催化作用优于氯化物催化剂,硫酸铁和硫酸亚铁在中性反应溶剂条件下催化效果较佳,特别是在酮类反应溶剂中。在实验条件为固液比1.0∶19.3(油菜秸秆与混合溶剂的质量比)、反应时间4h、催化剂用量1%(质量分数)、丙酮作反应溶剂、硫酸铁作催化剂时,转化率可达47.106%。(4)预先将油菜秸秆浸泡在1%(质量分数)KOH溶液中12h,对生物质中纤维素、半纤维素和木质素有溶胀作用,能提高转化率。(5)通过热重(TG)/差热(DTG)曲线分析,残渣的燃烧反应性更好,活化能略低于油菜秸秆。     

微波辐射Bi_2O_3/沸石-H_2O_2体系降解废水中的硝基苯

研究了微波辐射下,以负载于沸石上的三氧化二铋为催化剂,以双氧水为氧化剂的催化氧化体系处理硝基苯工艺。通过单因素实验法,从反应催化剂负载量、pH、双氧水用量、微波功率、反应时间、催化剂用量等方面初步考察了硝基苯在该体系中的催化氧化效果。在氧化铋负载量3%(质量比),pH=2,2 mL 30%双氧水,火力为中火,催化剂投加量为0.7 g,反应2 m in,对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析。结果表明,该体系对硝基苯的去除率能够达到99.2%,COD去除率为73.91%。     

微波辐射Bi2O3/沸石-H2O2体系降解废水中的硝基苯

研究了微波辐射下,以负载于沸石上的三氧化二铋为催化剂,以双氧水为氧化剂的催化氧化体系处理硝基苯工艺。通过单因素实验法,从反应催化剂负载量、pH、双氧水用量、微波功率、反应时间、催化剂用量等方面初步考察了硝基苯在该体系中的催化氧化效果。在氧化铋负载量3%（质量比）,pH=2,2 mL 30%双氧水,火力为中火,催化剂投加量为0.7 g,反应2 m in,对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析。结果表明,该体系对硝基苯的去除率能够达到99.2%,COD去除率为73.91%。     

微波辐射Bi2O3/沸石-H2O2体系降解废水中的硝基苯

研究了微波辐射下，以负载于沸石上的三氧化二铋为催化剂，以双氧水为氧化剂的催化氧化体系处理硝基苯工艺。通过单因素实验法，从反应催化剂负载量、pH、双氧水用量、微波功率、反应时间、催化剂用量等方面初步考察了硝基苯在该体系中的催化氧化效果。在氧化铋负载量3%（质量比），pH=2，2 mL 30%双氧水，火力为中火，催化剂投加量为0.7 g，反应2 min，对降解过程所得的中间产物和终产物进行了分析。结果表明，该体系对硝基苯的去除率能够达到99.2%，COD去除率为73.91%。     

NaOH预处理对秸秆与蓝藻混合厌氧发酵产沼气的影响

以稻秸和蓝藻为原料,在实验室自制小型发酵装置内进行混合物料厌氧发酵实验,研究不同质量分数NaOH预处理对秸秆与蓝藻混合厌氧发酵产沼气的影响。结果表明,经过NaOH预处理后,稻秸组分被破坏,产气量较对照组有明显增加,发酵时间缩短。扫描电镜观察显示,经碱性预处理过的稻草秸秆孔隙度增大,机械组织暴露,酶解的有效比表面积增大,酶解速率加快。NaOH质量分数为6%的处理组产气效果最好,总产气量比对照组高出248%,且甲烷平均含量达到58.89%,预处理效果最为理想。     

NaOH预处理对玉米秸秆固态厌氧消化的影响

实验主要研究了NaOH预处理对玉米秸秆厌氧消化产气量和产气效率的影响。采用质量分数分别为1.0%、2.5%、5.0%和7.5%NaOH溶液对玉米秸秆进行24 h浸泡和未浸泡等预处理,测定其厌氧消化过程中各指标的变化。结果表明,经质量分数为5.0%NaOH浸泡24 h后,玉米秸秆木质素降解率最大,为38.67%;厌氧发酵累积产气量为226.75L/kg VS,与未经碱处理实验组相比提高了38.5%。该结果提示,5.0%NaOH溶液浸泡24 h后可使玉米秸秆厌氧消化的产气量和产气效率显著提高。     

碱液预处理玉米秸秆的条件优化及添加剂的选择

利用稀NaOH溶液预处理玉米秸秆,以去除木质素,减少半纤维素、纤维素的损失为目的,采用响应曲面法对预处理条件进行优化,得到的最佳预处理条件为:NaOH溶液浓度0.77%(w/w),预处理时间16 h,温度45.6℃。并且,进一步研究了不同添加剂(聚乙二醇、吐温-80和尿素)与NaOH溶液协同作用下秸秆中木质素的去除效果,结果表明尿素与NaOH的混合溶液对木质素去除效果最显著。秸秆在45.6℃,0.77%NaOH和0.2%尿素混合溶液中浸泡16 h后,纤维素回收率为86.33%,半纤维素回收率为69.89%,木质素去除率为64.93%;与原秸秆相比,纤维素含量提高了31.70%,半纤维素含量提高了6.62%,木质素含量减少了46.48%。     

造纸黑液木质素用于制备人造板胶粘剂的研究

分别采用硫酸、硝酸和盐酸从造纸黑液中提取木质素,以此替代部分苯酚.制备改性人造板用酚醛树脂胶粘剂,并测定其固体含量、动力黏度(40℃)、游离甲醛含量和胶合强度等性能;考察了3种酸析木质素掺入量、催化剂(氧氧化钠)加入量和苯酚与甲醛摩尔比(简称酚醛比)对木质素酚醛树脂胶粘剂性能的影响.结果表明,当硫酸、硝酸木质素掺入量为苯酚用量的20%(质量分数,下同)时,获得的胶粘剂性能较好;以硝酸木质素掺入量为苯酚用量的20%为例,当氢氧化钠加入量为苯酚用量的0.6%(质量分数)、酚醛比为1.0:1.5时.制备的硝酸木质素酚醛树脂胶粘剂胶合性能较好.用木质素替代部分苯酚,不仅可以降低产品成本,而且减少了苯酚的用量,更环保.     

腐秆剂对水稻秸秆腐解性能的影响

以水稻秸秆为代表性秸秆,研究了腐秆剂对秸秆腐解性能的影响。对秸秆中施用腐秆剂后各项基本指标(腐解率,C/N)进行测定,探索了不同时间、腐秆剂用量、p H、温度、含水量和尿素用量对秸秆腐解的影响。对腐解前后的秸秆进行了红外光谱(IR)分析。结果表明,秸秆在腐解25 d后速率趋于平缓;腐解的适宜p H为7.0、温度为30℃、含水量为80%、尿素用量和腐秆剂用量均为秸秆质量的1%,此条件下腐解25 d,腐解率可达40.73%。对比腐解前后秸秆的红外谱图发现,腐解后的秸秆中纤维素、木质素和半纤维素等碳水化合物发生分解,使羟基和亚甲基基团减少,同时也表明酚类化合物被氧化成醌类物质;秸秆中的蛋白质和氨基酸分解后生成酰胺类化合物、硝酸盐和铵盐。     

絮凝-Fenton试剂氧化处理印染废水

采用Fenton试剂对某染袜厂2种印染废水(印染红和印染蓝)进行处理。考察了硫酸亚铁投加量、双氧水投加量、反应时间及pH值对印染废水的色度及COD去除率的影响,通过正交实验确定了Fenton试剂处理该废水的最佳操作条件为:反应时间30 min、双氧水(30%)投加量4 mL/L、硫酸亚铁投加量300 mg/L、pH值为4左右。在最佳条件下,印染蓝废水经氧化处理后COD去除率大于80%,色度去除率95%以上;印染红废水需经絮凝预处理后再用Fenton试剂氧化处理,其脱色率达到了99.6%,COD去除率为91.2%,出水COD浓度为96 mg/L,可达标排放。     

猪粪与玉米秸秆混合中温发酵产气效果

以猪粪及碱液预处理后的玉米秸秆为原料,在恒温35℃和料液总固体质量分数为5%的条件下,以实验室内培养的不产气厌氧活性污泥为接种物,研究猪粪与玉米秸秆不同配比(干物质比分别为1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1和0∶1(单一猪粪))混合发酵对产气效果的影响。研究结果表明,在35℃条件下,猪粪与玉米秸秆以2∶1配比的累积产气量最大,为15 157 mL;其次是1∶1样品,累积产气量为15 088 mL。但甲烷产量最高为1∶1样品,56 d共产甲烷9 137 mL,甲烷气占总产气量的60.6%。通过对发酵过程中pH及COD的测定,证明经碱液预处理后的玉米秸秆能与猪粪混合稳定发酵,发酵前后厌氧消化液中COD的降解率可达50%以上。进一步研究分析得出,将玉米秸秆和猪粪按一定比例混合发酵不仅可以缩短发酵周期、提高产气速率,而且可以大幅提升原料的产气潜力。     

汽爆秸秆高温固态发酵沼气的研究

沼气液态深层发酵及秸秆的物理、化学和生物预处理方式存在效率低、污染重等问题。为了解决这些问题，对蒸汽爆破预处理方式以及固态发酵在玉米秸秆沼气化中的应用进行了研究。秸秆经过蒸汽爆破预处理后，在50℃的高温条件下进行固态发酵沼气，甲烷产量达到138.2 mL/g TS。通过单因素实验优化，确定最佳发酵条件为：固液比1∶7，初始pH值7.5，接种量35%，NH₄HCO₃添加量0.04 g/g干汽爆秸秆，纤维素酶用量30 IU/g干汽爆秸秆，发酵温度50℃。在上述实验条件下，汽爆秸秆的甲烷产量提高至153.0 mL/g TS，是未汽爆秸秆的2.9倍。发酵后秸秆纤维素和半纤维素的降解率分别为59.86%和67.22%。因此，蒸汽爆破预处理有助于提高秸秆的产气量和降解率。高温固态发酵不仅可以缩短发酵延迟期，提高产气效率，而且发酵结束后不会产生大量废液，对环境友好。     

稻草经超声波辅助预处理后酶解过程的动力学研究

在功率为120 W、处理时间为30 min的条件下,分别对稻草进行超声波辅助酸碱预处理,与传统化学预处理(碱-预处理、酸-预处理)后稻草的主要化学组成相比较,结果表明超声波技术辅助酸碱预处理可以更为有效地去除半纤维素和木质素,从而提高了稻草基质中纤维素的相对含量,有利于缩短稻草水解时间。在一系列实验研究的基础上,建立了稻草酶水解动力学模型。结果表明,分别经碱、超声波-碱、酸、超声波-酸预处理的稻草在糖化过程中的模型参数(米氏常数KM,速率常数k和抑制常数KI)均不相同,KM分别为17.55、14.14、15.29和15.08 g/L;k分别为15.30、21.32、13.40和15.42 h-1;抑制常数KI变化不明显分别为2.31、2.08、1.81和1.85 g/L。模型及实验方法简便可靠,有较好的拟合性,对稻草酶水解过程工程放大及过程控制都具有一定的参考价值。     

湿式双氧水氧化处理染料中间体H-酸钠盐溶液的研究

在0.5 L压力反应器内,对染料中间体H-酸钠盐溶液进行湿式双氧水氧化(WPO)及湿式双氧水催化氧化(CWPO)降解处理.分别考察反应时间、双氧水用量、温度、进水pH值和催化剂等对反应过程与对象污染物降解的影响规律.结果表明,WPO能在温和的条件下降解难于生物降解的有机物,在温度为110℃、压力为0.5 MPa、双氧水用量为理论需用量、进水pH=5的条件下,处理含10 g/L H-酸钠盐的H-酸盐溶液的COD和色度去除率分别为62.0%和98.7%;采用非均相Cu/Ni复合催化剂,在同样操作条件下,CWPO对同一废水的COD和色度去除率分别可达到92.0%和99.9%.表明催化剂的存在大大提高了WPO的氧化效果.     

CuO/γ-Al_2O_3催化双氧水处理聚乙烯醇废水的研究

采用浸渍—煅烧法制备CuO/γ-Al_2O_3催化剂,并用其催化双氧水处理聚乙烯醇(PVA)废水,对比了不同煅烧温度下CuO/γ-Al_2O_3的催化性能以及催化剂投加量、双氧水投加量、PVA初始质量分数对PVA去除率的影响。结果表明,煅烧温度为450℃时得到的CuO/γ-Al_2O_3催化性能最好,增加CuO/γ-Al_2O_3和双氧水的投加量均有助于降低PVA降解产物黏均分子量,而PVA初始质量分数越高,PVA降解产物的黏均分子量越高。当PVA初始质量分数为1.0%,双氧水投加量为60 mL/L,CuO/γ-Al_2O_3投加量为1.0g/L,反应温度为60℃,溶液初始pH=3时,反应2h后PVA去除率达90%以上,PVA降解产物的黏均分子量从100 773降至3 194,下降了近97%,CuO/γ-Al_2O_3的催化性能随着重复使用次数的增加有一定下降。     

石灰预处理和干发酵对稻草热解特性影响

深入研究生物质热解有助于热解机理的理解,利用热重分析来探讨石灰预处理和干发酵对稻草热解特性的影响。结果表明:预处理使木质素和半纤维素含量增加,而干发酵使VS、半纤维素和纤维素含量降低;预处理和干发酵改变稻草热解特性,但未改变稻草的热反应机理;热解一级动力学方程很好模拟稻草热解的主失重阶段,稻草热解活化能数值为42.3～47.8 kJ/mol,属于正常范围;预处理降低反应活化能,而干发酵增加反应活化能。这为秸秆及其干发酵残渣的气化提供了重要的设计依据。     

玉米秆碳源去除地下水硝酸盐

研究比较了经氢氧化钠、氨水预处理的玉米秆和玉米芯作为生物反硝化碳源时,不同氮负荷条件下的脱氮性能。结果表明,经3%氢氧化钠溶液预处理的玉米秆,在不同氮负荷下均具有较高的硝酸盐去除率,最高达到了97.17%。在原位净化模拟实验中,用该方法预处理的玉米秆作为可渗透反应墙(PRB)的填充介质,硝酸盐和总氮的去除率分别达到了89.68%和84.97%,且出水中没有亚硝酸盐氮和氨氮的积累。结果表明,经3%氢氧化钠溶液预处理的玉米秆,可以作为地下水原位净化修复的固相碳源。     

微波辅助双氧水氧化降解水中磺胺二甲嘧啶

采用微波辐照技术辅助双氧水氧化降解水中磺胺二甲嘧啶（SM2）,研究了微波辅助双氧水氧化降解水中SM2的影响因素。结果表明,单纯使用微波辐照并不能显著降解SM2,而微波辐照可显著促进双氧水对SM2的氧化作用,提高SM2的降解率。在初始浓度为50 mg/L,微波功率为900 W,加入0.25 mL质量分数为30%的双氧水,pH值为4的条件下辐照6 min,SM2的降解率可达96.5%,COD去除率为72%。     

玉米芯水热预处理条件优化及木质素的结构表征

利用基于3因素3水平的Box-Behnken设计响应曲面实验,研究了添加干冰为辅助介质的水热预处理条件:预处理温度,预处理时间以及辅助介质添加量这3个因素以及这3个因素中两两交互作用对木质素含量的影响,并对水热预处理条件进行了优化。并采用13C固体核磁波谱(NMR)和红外(FT-IR)光谱分析了木质素的结构变化。根据方差分析,辅助介质添加量对木质素含量的影响最为显著,其次是预处理时间,预处理温度的影响最弱。以木质素含量最小为目标,根据二元回归方程预测出最佳的预处理条件为:温度180℃,时间90 min,0.47 g辅助介质添加量,在最优条件下,木质素含量预计为21.2%,脱除率达到31.6%。固体13C NMR和FTIR分析表明,在水热预处理过程中,木质素的致密结构遭到了破坏,木质素高聚体进行了解聚,产生了单体和低聚体。并且确定玉米芯中的木质素主要是紫丁香基型木质素和愈创木基型木质素。