超细煤矸石矿粉作天然橡胶补强填充剂的性能研究

以煤矸石为原料，通过超细粉碎、表面改性等深度加工，制取了一种新的橡胶补强剂，并对煤矸石作补强剂影响因素进行初步的研究，实验表明它能够取代或部分取代炭黑用作天然橡胶的补强剂。     

从钽铌冶炼废水中回收氟化钠

氟化钠是一种无色发亮的晶体,溶于水而呈碱性,难溶于乙醇。氟化钠的用途十分广泛,在林业和医药上可用作防腐剂,酿造业上可用作理想的杀菌剂,农业上作杀虫剂,另外,可用于饮用水的氟化处理等领域。化工上一般采用氟化氢加氢氧化钠或碳酸钠加氯化钙工艺制备氯化钠。钽铌冶炼工艺中在反钽(锯)液中和氢氧化钽(锯)调洗工序有大量的含氟废水产生,其中含有F~-等有价离子,很有回收价值。笔者对从钽铌冶炼工艺产生的含氟废水中回收氟化钠的原理、工艺流程及过程作如下简介。     

基于天然材料高分子复合重金属稳定剂的研制

以腐植酸、壳聚糖、木质素3种天然材料为基本原料,以戊二醛为交联剂,通过交联、互传网络、凝聚等作用制备高分子复合稳定剂。结果表明:3种天然材料对Pb~(2+)的吸附性能顺序为腐植酸>木质素>壳聚糖。稳定剂的制备工艺条件为:原料总量为6 g,其中m_(木质素)∶m_(壳聚糖)∶m_(腐植酸)=2∶1. 5∶2. 5,10%的戊二醛为10 m L,反应温度为70℃,反应时间为8 h。在该条件下制备的稳定剂对土壤重金属Pb的稳定化率较同条件下原料提高约30%。红外光谱结构表征和电镜扫描发现,稳定剂中活性基团种类丰富,具有较大的比表面积,可用于稳定土壤中的多种重金属。     

木质素基吸附材料的制备及其吸附性能研究

以木质素磺酸盐为原料,利用反相悬浮聚合技术,成功制备木质素基吸附材料,并研究了交联剂用量、分散剂用量、聚合温度、聚合时间及体系酸度等对悬浮聚合反应及其阳离子染料亚甲基蓝吸附性能的影响。实验结果表明,所制备的吸附材料对亚甲基蓝有较快的吸附速度和较高的吸附量,当木质素吸附材料对亚甲基蓝的吸附量达到17.71mg/g后,吸附趋向饱和,温度保持在30℃左右有较高的吸附量。     

草浆造纸黑液用于粘结剂生产的研究

草浆造纸黑液的污染治理技术是国内水污染研究的热点,将木质素用于粘结剂的生产是其中备受关注的一个研究方向。本文从造纸黑液污染的危害出发,通过对黑液成分的分析探讨了用木质素生产粘结剂的可能性,并总结出造纸黑液提取木质素的三种工艺路线,对造纸黑液制取木质素类粘结剂的研究及应用现状进行了综合评述,指出了其中还存在的不足,并对造纸黑液制取粘结剂的发展前景进行了展望。     

造纸黑液制备球形阳离子木质素吸附树脂

以造纸黑液中的碱木质素为原料,采用两步法制备球形阳离子木质素吸附树脂,并用扫描电镜和傅立叶变换红外光谱仪对其进行表征.第1步以造纸黑液中的碱木质素为原料,利用反相悬浮法制备球形木质素珠体,通过正交实验得出以占木质素质量1.5%的环氧氯丙烷为交联剂,吐温80为分散剂(含量为木质素质量的3%),煤油为分散相,O/W相比为3∶1,反应温度为90℃,搅拌速度为200r/min,反应时间1h为球形木质素珠体制备的最佳条件.第2步利用丙烯酰胺对球形木质素珠体接枝,得出以H₂O₂/Fe²⁺为引发剂,丙烯酰胺浓度为0.72mol/L,室温反应2h为接枝的适宜条件,在此条件下可得到离子交换容量为1.6405mmol/g的阳离子木质素吸附树脂.     

堆肥过程中木质素的降解机理及影响因素研究进展

农作物秸秆中的木质素作为自然界中含量丰富的高分子芳香族化合物,结构复杂,微生物难以降解,因此农业废弃物堆肥技术中,木质素的降解利用备受关注。研究表明:木质素是由结构单元通过碳碳键和醚键联接聚合而成,结构稳定。已有堆肥实验证明,木质素的微生物降解过程中真菌占主导地位,其分泌的漆酶、锰过氧化物酶和木质素过氧化物酶等以H₂O₂或O₂作为电子受体,能够使联接键断裂,使芳香烃结构去甲基化。多酚或酚类衍生物产物与氨基酸聚合,并进一步缩聚为腐殖质,用作土壤改良质还田。在实验室及自然条件下,大多数真菌对木质素的降解周期较长为30~60 d,降解率为20%~50%,其降解过程依赖于培养条件,特别在中温35~45℃和偏酸性条件下更利于木质素的降解。微生物代谢过程中存在最佳碳氮补充量,并且可以利用微量Mn2+、Cu2+诱导剂等提高木质素降解酶活性,这为调控堆肥过程木质素的降解和人工腐质化提供了重要的研究方向。     

第十七讲 炭黑生产安全

1　概述炭黑是烃类在严格控制的工艺条件下经气相不完全燃烧或热解而成的黑色粉末状物质。密度 1 .8～ 2 .1。其主要成分是元素碳 ,并含有少量氧、氢和硫等。不溶于各种溶剂。炭黑主要用作橡胶的补强剂和填料 ,其消耗量约为橡胶消耗量的一半。橡胶用炭黑约占炭黑总量的 94%。炭黑也用作油墨、涂料和塑料的着色剂及塑料制品的紫外光屏蔽剂。在许多其他制品 (如电极、干电池、电阻器、炸药、化妆品及抛光膏 )中 ,也是重要的助剂。从化学反应的观点来看 ,炭黑生产方法基本上分为烃类的不完全燃烧和烃类热分解两大类。其差异主要在于有氧和无氧…     

木质素催化快速热解的解聚增值研究进展

木质素是一种复杂的三维非晶态天然芳香聚合物，将其转化为生物燃料替代传统化石能源方面展现出巨大潜力。热解技术已被证实是将木质素转化为高值化学品的有效途径，然而，直接热解过程中普遍存在产物选择性低、产物稳定性差等难题，这些问题限制了木质素的高效转化及工艺经济性。目前，催化快速热解技术在克服上述挑战方面已经取得了显著进展。本文详细阐述了木质素的基本结构单元与其多样的连接模式，介绍了木质素的主要来源和不同种类。基于木质素的热解特性，对其热解过程的关键阶段(初始阶段、主要阶段和碳化阶段的演变)进行了深入阐述。本文还对催化快速热解的必要性进行了探讨，并对常用催化剂进行了全面介绍和综述。最后，对木质素催化快速热解在解聚和增值方面的未来发展方向进行了展望。     

利用青霉素废菌丝体制备脱硫石膏缓凝剂的研究

废菌丝体是抗生素生产过程产生的危险固体废弃物。文章利用青霉素生产过程中产生的废菌丝体(简称青霉素废菌丝体)改性制备出一种新型脱硫石膏缓凝剂(WPM缓凝剂),实现废菌丝体的资源化利用,解决了焚烧处理工艺带来的环境污染和用作饲料而引起的抗生素滥用问题。缓凝剂制备最佳工艺条件为:pH值11,温度80℃,时间1.5 h。与传统石膏缓凝剂相比,WPM缓凝剂具有较好的缓凝效果,且对石膏制品强度负面影响较小。采用SEM分析研究缓凝剂对石膏硬化体微结构的影响,并分析了WPM缓凝剂使石膏制品强度负面影响较小的原因。     

木质素拌种对作物生长影响的初步研究

我国每年中小造纸厂作为污染物排放掉排放掉的木质素有３００万ｔ以上,不仅使大量资源成为废物,而且造成严重的环境污染,为了变废为宝,综合利用,在农业上用木质素作为拌种剂,通过砂培,土培和田间小区试验确定了木质素的使用量为种子重量的０．４％,ｐＨ为７．８左右,大田试验条件同小区试验,结果表明木质素拌种可提高小麦种子的发芽率,促进根系发展,增加有效分蘖数,能提高抗旱,抗病虫能力,增加穗粒数,提高千粒重和公     

细菌降解木质素的研究进照

细菌是自然界中降解木质素的主要作用者之一,能够产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶等参与木质素降解的生物催化剂,通过改性、增溶等作用降解木质素为低分子量的聚合木素片断.就细菌在木质素降解中的作用、微观过程、作用机理以及生物学、生理学方面来概述细菌降解木质素的研究进展.     

细菌降解木质素的研究进展

细菌是自然界中降解木质素的主要作用者之一,能够产生木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶、漆酶等参与木质素降解的生物催化剂,通过改性、增溶等作用降解木质素为低分子量的聚合木素片断。就细菌在木质素降解中的作用、微观过程、作用机理以及生物学、生理学方面来概述细菌降解木质素的研究进展。     

简青霉Penicillium simplicissimum木质素降解能力

从土壤中分离得到一株真菌经鉴定为简青霉Penicillium simplicissimum,将该菌用于木质素类化合物利用、染料脱色、天然木素降解及产酶特性等研究,充分证实该菌具有木质素降解能力.简青霉降解木质素是木质素过氧化物酶(LiP)、漆酶(Lac)和木聚糖酶共同作用的结果,降解主要发生在LiP与木聚糖酶活高产的初级代谢阶段,与白腐真菌表现出不同的作用机制.25d培养可使稻草木质素绝对量损失0.23g,降解率达14.94%,同时纤维素、半纤维素也有较高程度的降解.而pH值、Cu²⁺和Mn²⁺浓度对木质素的降解有较大影响.     

白腐菌漆酶催化聚合造纸废水中木素的研究

为了证实漆酶对从造纸厂二沉池出水提取出的木素的催化聚合作用,研究了白腐菌采绒革盖菌Coriolus versicolor漆酶对木素聚合的影响。在有氧条件下,通过添加漆酶和少量ABTS介体到水样中,用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化,利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化。结果表明:酶处理6h以后,废水中木素浓度从93.1mg/L下降到17.2mg/L。酶处理2h以后,从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到58610。造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去,从而实现废水色度与COD降低,进而为造纸废水回用提供可能。     

电化学氧化与生物法联合降解木质素

为开发经济和环境安全的木质素降解技术,采用ECO-BD(electrochemical oxidation and biodegradation, 电化学氧化与生物降解)工艺联合降解木质素,以Ti/Sn-SbO₂电极为阳极,无水Na₂SO₄为电解质,在恒电流条件下,应用响应面法得到ECO-BD联合降解木质素的最佳电化学条件:电流密度为8.64 mA/cm2,电量为20.00 kC,c(Na₂SO₄)为0.15 mol/L. 在该条件下,ECO-BD对1 g/L木质素溶液的COD_Cr去除率为59.31%,单位能耗为28.87 kW·h/kg. 采用傅里叶变换红外光谱及气相色谱-质谱对ECO-BD联合降解木质素过程中的降解产物进行分析发现,ECO能有效地破坏木质素的酚羟基结构及发色基团,木质素多聚体的醚键先被断裂形成单体,随后芳环结构被氧化生成醌类化合物,再进一步开环和裂解生成小分子酸类或被矿化成CO₂和H₂O;电解后溶液生化可降解性由0.20~0.25升至0.31~0.37,缩短了后续生物降解时间. 研究显示,ECO能先行打断抵御微生物攻击的木质素顽固键合结构,有利于后续BD消除残余碎片,实现木质素的ECO-BD高效低成本降解.      

木质素过氧化物酶在球型介孔材料上的固定化特性研究

在醋酸-醋酸钠缓冲体系(pH=3.5)中以聚乙二醇-聚丙三醇-聚乙二醇三嵌段共聚物(P123)为模板,正硅酸甲酯(TMOS)为硅源,1,3,5-三异丙基苯(TIPB)为扩孔剂合成了具有规则六方形孔道(11.6nm)的微米级球型颗粒.以合成的介孔材料为载体,采用物理吸附法对木质素过氧化物酶(LiP)进行固定化,研究了初始酶量和固定化时间等因素对固定化效果的影响,以及固定化对LiP酶学性质和稳定性的影响.结果表明,当初始酶量(E)与载体量(MS)比为76.8mg/g,固定化反应12h时,固定化LiP可获得最大蛋白质负载量(8.87mg/g)和最大表观活性(41.45U/mg).与游离酶相比,固定化LiP的最适pH和温度均未有明显变化,但pH稳定性和热稳定性都有了不同程度的提高,在4℃条件下保存7周后固定化LiP活性几乎没有损失,且在重复使用6次后,可保留近30%的活性.     

麦草木质素水泥混凝土减水剂研究

将从麦草造纸黑液中提取的木质素进行磺化改性,探索其作为水泥混凝土减水剂的可行性,研制了ＺＳ－３号减水剂,同时对麦草造纸黑液资源化治理工艺中产生的含磺化木质素素糖液进行了水泥混凝土减水性实验,研制了ＺＳ－２号减水剂,实验结果表明,ＺＳ－３使水泥混凝土减水率达１０％,７ｄ抗压强度增加１８％,２８ｄ抗压强度增加５％,达到水泥混凝土普通减水剂性能。ＺＳ－２使水泥混凝土减水率达１０％,７ｄ抗压强度增加７３％     

无机微滤膜分离草浆黑液中木素的机理

选用50nm,0.2μm和0.8μm的无机微滤膜,研究了它们对黑液中木素的截留效果.结果表明,微滤膜能够有效地分离黑液中的木素,0.2μm α-Al₂O₃和ZrO₂膜的通量高于50nm和0.8μm膜的通量,当黑液SS较低时,随着SS浓度的增加各个微滤膜的通量急剧下降,当SS较高时,微滤膜的通量和SS浓度成线性关系.2g/L聚乙二醇4000(PEG4000)溶液不会显著影响0.2μm和50nm膜的通量,但却能使0.8μm膜的通量下降60%.2g/L聚乙二醇20000(PEG20000)溶液能使各个微滤膜的通量急剧下降.按照微滤膜污染模型的计算结果和实测被稀释黑液的粒径分布,膜面形成滤饼层和木素分子形成的絮体是引起膜通量下降并改变了膜的截留性能的原因.