造纸黑液木质素利用研究进展

本文对造纸黑液木质素利用研究现状进行了综述。内容包括木质素在肥料、混凝土减水剂、燃煤、水处理、石油开采、木材胶粘剂、橡胶补强剂和香兰素合成等方面的应用概况。这些技术成果是木质素工业化利用的重要基础。木质素来源丰富 ,具有优良的理化特性和广阔的应用前景 ,加强研究与应用开发对促进资源充分利用、环境保护与制浆造纸协调持续发展意义重大。     

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。     

木质素对豆粉和尼龙在热转化过程中有机氮的释放规律

利用热重-傅里叶变换红外分析仪(TG-FTIR)和管式炉装置等技术,对木质素与豆粉和尼龙共热解及燃烧过程中有机氮释放规律进行了研究,分析了各温度下的协同效应。结果表明,热解工况下,豆粉和尼龙材料热解主要生成NH_3。当豆粉与木质素质量比达到1:1时,NH_3增加15.6%,但HCN降低了73.1%;对尼龙,加入同样比例的木质素可有效降低18.5%的NH_3。燃烧工况下,当豆粉与木质素质量比为3:1时,NO_x排放量仅为计算值的28.1%;木质素也使尼龙减排36.6%的NH_3。木质素对2种材料的作用机理不同,但都能有效降低热转化过程中含氮气体的排放。     

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%。     

堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状

堆肥是垃圾处理的主要方法之一 ,厨房垃圾、园林垃圾、农村秸秆和日常生活中的废弃纤维产品均可作为堆肥原料 ,这些原料中含有一定量的纤维素和木质素 ,而纤维素和木质素在堆肥过程中较难生物降解。因此 ,国内外学者致力于研究能加速纤维素和木质素降解的高效微生物。研究发现 ,对纤维素和木质素有降解能力的微生物主要是高温放线菌和高温真菌 ,其中有独特降解机制的白腐菌在木质素降解中起着重要作用     

白腐真菌的广谱生物降解性研究进展

白腐真菌由于能够降解木质素而在地球的碳循环中发挥着不可或缺的作用.由胞外的过氧化物酶类和其他次级代谢产物组成的木质素降解系统除了能够降解木质素外,对众多的异生物质也具有广谱的生物降解性,赋予了白腐真菌巨大的环境工业应用潜力.对白腐真菌的木质素降解系统和其广谱的生物降解性进行了介绍与展望.     

堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状

堆肥是垃圾处理的主要方法之一，厨房垃圾、园林垃圾、农村秸秆和日常生活中的废弃纤维产品均可作为堆肥原料，这些原料中含有一定量的纤维素和木质素，而纤维素和木质素在堆肥过程中较难生物降解。因此，国内外学者致力于研究能加速纤维素和木质素降解的高效微生物。研究发现，对纤维素和木质素有降解能力的微生物主要是高温放线菌和高温真菌，其中有独特降解机制的白腐菌在木质素降解中起着重要作用。     

接枝共聚木质素絮凝处理电镀废水中的重金属离子

对含有低浓度重金属离子的电镀废水进行处理研究,采用木质素磺酸盐与丙烯酰胺接枝共聚合成了一种木质素接枝共聚物,应用正交实验确定最佳操作条件,并通过红外光谱对其结构进行了表征.用这种改性木质素磺酸盐处理电镀废水,当其用量为90 mg/L,pH值控制在4～7,絮凝时间为2 h,在室温的条件下,可使电镀废水中的Cu2 、Zn2 、Pb2 和Ni2 去除率分别达到93%、90%、96%和90%以上.     

木质素降解放线菌的鉴定及产酶特性研究

为获得具有木质素降解功能的放线菌菌株并研究其产酶特性,通过苯胺蓝平板和木质素平板从造纸厂污泥中分离得到一株木质素降解放线菌AG-11,其对木质素的降解率可达60%以上,经过16SrDNA测序鉴定为灰略红链霉菌(Streptomyces griseorubens),Genbank登陆号为KX774674。研究了AG-11在液体条件下的产酶特性,发现AG-11对碱性木质素的降解主要依靠胞外漆酶(Lac)和胞外木质素过氧化物酶(LiP),且产酶活性受到木质素降解中间产物的诱导,同时对金属离子表现出了较强的敏感性,氧化胁迫也能显著提高AG-11的产酶活力,在20mmol/L H_2O_2胁迫下,其胞外Lac及胞外LiP酶活可分别达25.42、26.81U/mL。     

利用醋糟生物纯化木质素新策略的效能评估

木质素是醋糟的重要组成部分,是自然界中可直接提供芳香环结构物质的可再生资源,具有广泛的用途。然而,醋糟中木质纤维素结构稳定且难以破坏,限制了木质素的生物分离纯化效率,进而影响了醋糟的资源化利用。针对此问题,设计了一种新的木质素生物分离纯化策略,将混合真菌发酵与厌氧消化处理相结合,借助不同功能微生物的协同作用,在有效破坏木质纤维素结构的同时充分降解多糖。结果表明,经过处理后,醋糟中纤维素和半纤维素的降解率达到了87.65%和96.34%;木质素的纯度达到了62.32%,回收率为76.01%。醋糟中木质纤维素结构被破坏,从而导致体系中水解酶活性的提高。包含GH43、CE1、GH13等碳水化合物活性酶基因的微生物的大量富集是该方法实现木质素高效纯化的根本原因。本研究结果可为醋糟的资源化利用提供参考。     

木质素磺酸盐在微生物燃料电池中的降解及产电性能研究

以厌氧活性污泥为接种体构建铁氰化钾阴极微生物燃料电池(MFC),对木质素磺酸盐的降解及产电效果进行了研究。结果表明,经过6个周期逐渐添加木质素磺酸盐的驯化后,以木质素磺酸盐为单一底物的MFC成功运行,最大功率密度为120.3 mW/m2。经过94 h的运行,阳极液COD和木质素磺酸盐去除率分别达到39.8％和49.3％...     

离子液体催化木质素转化制备丁香醛

木质素的高值转化对于生物质的全组分利用具有重要意义,直接关乎生物炼制产业链的经济可行性。离子液体作为一种新型催化剂,具有较高的可设计性、结构稳定性和热稳定性,可用于木质素催化转化制备具有高附加值的小分子产物以提高木质素的利用效率。以乙醇胺类和胍类离子液体为催化剂,考察了木质素种类与用量、催化剂种类与浓度、反应温度和pH值等因素对丁香醛收率的影响。结果表明:当催化剂为乙醇胺四氟硼酸盐[MEA]BF4,木质素与催化剂用量比为2∶1,固液比1∶150,温度160℃,pH=4.35,反应6 h后丁香醛收率最高,为9.20%。     

白腐真菌产酶反应器研究进展

综述了白腐真菌在不同反应器中合成木质素降解酶系能力的研究进展,包括培养方式与条件、不同反应器的特点及应用、木质素降解酶系的应用及前景.     

介质阻挡放电氧化降解木质素磺酸钠的动力学研究

为了有效地处理难生物降解的造纸废水,采用气相介质阻挡放电产生氧化性物质,对木质素磺酸钠进行了氧化降解研究。在不同操作条件下,对其降解动力学及矿化程度进行了研究。结果表明,介质阻挡放电能有效地降解木质素磺酸钠,其氧化降解反应遵循准一级动力学反应。当峰值电压为20 kV,被水蒸气饱和的空气为气源,流量为7 L/min时,氧化处理60 min后,木质素磺酸钠降解率达到70％。其速率常数K随峰值电压、气源、气体流量和木质素磺酸钠的初始浓度的变化而不同。气体流量越大,木质素磺酸钠的初始浓度越低,速率常数K越大,降解效果越好。随着处理时间的增加,氧化性物质能将部分木质素磺酸钠矿化使溶液TOC降低,当被水蒸气饱和的空气作为气源时,氧化处理120min,21.38%的TOC被去除。     

白腐真菌产酶反应器研究进展

综述了白腐真菌在不同反应器中合成木质素降解酶系能力的研究进展，包括培养方式与条件、不同反应器的特点及应用、木质素降解酶系的应用及前景。     

木质素磺酸盐型煤的制备及其性能

型煤是洁净煤技术的一个重要组成部分,其中廉价、低灰分型煤粘结剂是型煤生产的关键技术。以造纸工业产生的固体废弃物木质素磺酸盐为原料,通过化学方法处理制备粘合剂并应用于型煤的压制,探索木质素磺酸盐资源化利用新途径。对木质素磺酸盐的形貌和元素组成进行了分析,优化了粘合剂原料的比例,考察了胶煤比、高径比、压制压力和压制时间对型煤的影响规律,最后对型煤的抗磨、抗淋和抗浸泡及燃烧性能进行了评价。结果表明:原料木质素磺酸盐为粒状团聚态,通过碱作用制备粘合剂时m(水)∶m(木质素磺酸盐)∶m(NaOH)适宜质量比为39∶10∶1;型煤适宜工艺参数为胶煤质量比为9∶50、型煤高径比保持1∶1、压制压力20 MPa和压制时间10 min,此时型煤落下强度可达95%以上,同时其抗磨强度可达90%。从灰分形态及CO2排放证实型煤燃烧转化效率明显提高,且烟气中NOx和CO污染物排放浓度明显降低,达到了节能环保的目的。     

造纸黑液酸析法回收木质素

研究了加酸沉淀回收碱法草浆黑液中木质素的工艺,探讨了酸浓度,温度,ｐＨ值及加酸速度对木质素回收量的影响,得出的最佳条件是：硫酸浓度为５０％,温度为４０℃￣５０℃,ｐＨ值为３．０左右,加酸速度以控制不使产生大量泡沫为准。在上述条件下,木质素的回收效果最佳。     

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。     

胺化木质素对水中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）的吸附

以胺化木质素作吸附剂对水中Cu2＋、Cd2＋的去除进行了研究,主要考察了吸附时间、溶液pH值、温度和金属离子初始浓度对吸附去除率的影响,并研究了其吸附等温线和动力学。结果表明,胺化木质素能有效去除水溶液中的Cu2＋、Cd2＋,且对Cd2＋的吸附能力大于Cu2＋吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线均可以很好地用Langmuir方程描述。     

电化学氧化与生物法联合降解木质素的影响因素

采用高效的电化学氧化技术联合低成本的生物降解技术,进行了木质素的降解探索。考察了电流密度、电量、初始p H和电解质浓度对木质素降解效果的影响,结果表明,电流密度和电量影响显著,而初始p H和电解质浓度的影响较小。经过综合比较,得到电化学与生物联合降解木质素的最佳反应条件为:电流密度为5.0 m A/cm2;电量为20 k C;初始p H为7;电解质浓度为0.1 mol/L。在此条件下,碱木质素和木质素磺酸钠的COD去除率分别达到65.97%和59.31%,表征木质素酚羟基结构的UV280分别降低了65.97%和59.77%,色度去除率分别为74.15%和58.32%。总之,电化学前处理可破坏木质素的关键结构,提高木质素的可生化性,从而促进加快后续生物降解。