国家自然科学基金(21106081)
- 作品数：4 被引量：35H指数：3
- 相关作者：刘德华赵雪冰崔兴凯周妍李强更多>>
- 相关机构：清华大学东莞深圳清华大学研究院创新中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国际科技合作与交流专项项目更多>>
- 相关领域：理学化学工程更多>>
- 五种甘蔗渣分离木质素热解特性及动力学被引量：10
- 2017年
- 木质素是自然界中最丰富的芳香类化合物,也是制浆造纸和木质纤维素生物炼制过程的主要副产物。热解是将木质素资源化、能源化利用的一个有效途径。但由于分离方法不同,所得的木质素产品具有不同的热解特性。本文通过有机酸处理、碱处理和氧化处理从甘蔗渣中分离得到5种木质素,即乙酸木质素(AAL)、Acetosolv木质素(As L)、Milox木质素(ML)、过氧乙酸木质素(PAAL)和碱木质素(AL)。采用差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对5种木质素的热解性质进行了研究。发现5种木质素的热解过程均可分为水分脱除、玻璃化转变、热解和缓慢结焦4个阶段。采用非等温的Coats-Redfern积分法对热重数据进行动力学拟合。结果表明,PAAL在200~700℃范围内的热解为二级动力学反应,另外4种木质素则在250~700℃范围内为二级动力学反应。5种木质素的热解表观活化能分别为AAL 33.33kJ/mol、As L 36.36kJ/mol、ML 31.10kJ/mol、PAAL24.74kJ/mol以及AL 36.93 kJ/mol。
- 崔兴凯赵雪冰刘德华
- 关键词：甘蔗渣热解动力学分子量
- 气升式振荡环流反应器的数值模拟和结构优化被引量：2
- 2012年
- 气升式振荡环流反应器(ARLR)作为一种新型的气升式环流反应器,能够有效地提高反应器的气含率和传质系数,并已得到生物发酵实验的验证。本文通过CFD的手段研究了反应器内的流动和传质状况,并利用CFD模拟和响应面分析相结合的方法,优化了反应器的结构参数,如高径比(H/D)、升液区降液区面积之比、导流筒高度等。经过实验测量,优化后的气升式振荡环流反应器与传统的气升式环流反应器相比,气含率提高了32%以上,传质系数提高了11%以上。结果表明,气升式振荡环流反应器作为生化反应器有着非常广阔的应用空间。
- 李强赵雪冰杜伟刘德华
- 关键词：数值模拟气含率传质系数
- 甘蔗渣木质素的结构及其对纤维素酶解的影响被引量：7
- 2017年
- 对甘蔗渣有机酸预处理、碱处理和氧化预处理过程中得到的5种木质素[乙酸木质素(AAL)、Acetosolv木质素(As L)、Milox木质素(ML)、过氧乙酸木质素(PAAL)和碱木质素(AL)]进行了结构表征,通过元素、官能团和化学组分分析、分子量测定及光谱特性分析,验证了甘蔗渣木质素为典型的H-S-G型木质素,除PAAL外其余4种木质素具有类似的结构特性,而PAAL由于过氧乙酸的氧化作用使木质素结构显著变化,从而具有较低的分子量、较高的酸溶木质素和羰基含量.将5种木质素添加至纤维素酶催化水解体系中,纤维素转化率均有不同程度降低,PAAL的抑制作用最强.结合添加木质素单体模型化合物的实验表明,酚羟基是木质素抑制纤维素酶作用的关键官能团,对羟苯基中酚羟基的抑制作用比愈创木基和紫丁香基更强.木质素对纤维素酶解的抑制作用不只是通过无效吸附纤维素酶实现,小分子的酚类降解产物也会降低纤维素的酶解转化效率.
- 崔兴凯陈可赵雪冰刘德华
- 关键词：结构特性
- 非离子型表面活性剂对木质纤维素酶催化水解的影响及机理被引量：20
- 2015年
- 木质纤维素的酶解糖化过程是纤维素生物质转化中的关键步骤,也是限制纤维素生物转化生产燃料和化学品的主要瓶颈。大量的研究表明,非离子型表面活性剂能够强化木质纤维素酶解过程,显著提高纤维素的酶催化水解效率。本文综述了非离子型表面活性剂对纯纤维素和木质纤维素底物酶解的影响,分析了底物结构特性、水解条件、纤维素酶组成等诸多因素与表面活性剂作用效果之间的关联,并从纤维素酶的吸附特性、纤维素酶组分间的协同作用等方面对非离子表面活性剂的作用机理进行了总结。结合已有的研究进展和存在的问题,提出了今后表面活性剂对于木质纤维素酶催化水解影响的研究重点方向,即系统分析底物结构、水解条件等因素对表面活性剂作用的宏观影响,以及分析这种作用的热力学和动力学特性,而微观上需要从原子和分子层面上解析表面活性剂与底物和纤维素酶之间的相互作用特性。
- 周妍赵雪冰刘德华
- 关键词：木质纤维素纤维素非离子型表面活性剂酶解
