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生物质基羧甲基纤维素制备与应用新进展
1
作者 张淏龙 林钰程 +4 位作者 张赛 侯刘涛 张玉涛 韩秀丽 常春 《现代化工》 北大核心 2025年第4期37-42,共6页
从制备羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose, CMC)的生物质原料出发,介绍了制备CMC的非粮生物质原料。根据CMC制备工艺过程,分别对生物质纤维素提取、碱化和醚化工艺、CMC表征及改性进行了综述。使用绿色溶剂预处理是提取纤维素的发... 从制备羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose, CMC)的生物质原料出发,介绍了制备CMC的非粮生物质原料。根据CMC制备工艺过程,分别对生物质纤维素提取、碱化和醚化工艺、CMC表征及改性进行了综述。使用绿色溶剂预处理是提取纤维素的发展方向;碱化、醚化工艺采用溶液法有助于制备高性能产品,通过工艺创新可制备高取代度、高黏度CMC;进一步采用物理、化学改性可提高产品性能。在此基础上,综述了CMC在农业、环境、医疗、新能源等领域的创新应用,分析了CMC应用新趋势,展望了CMC在不同领域的应用前景。 展开更多
关键词 生物质 羧甲基纤维素 取代度 改性 高值化利用
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酸解法制备生物基纳米纤维素研究进展 被引量：2
2
作者 张赛 侯刘涛 +1 位作者 林钰程 常春 《林产化学与工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期159-172,共14页
纳米纤维素(NCC)作为一种绿色可再生纳米材料,因其独特的结构和优异的理化性质而备受关注。文中首先概述了传统NCC制备技术所遭遇的挑战,随后总结了近年来NCC制备原料,对酸解法生产NCC新工艺进行了综述,分别对预处理工艺改进、不同酸水... 纳米纤维素(NCC)作为一种绿色可再生纳米材料,因其独特的结构和优异的理化性质而备受关注。文中首先概述了传统NCC制备技术所遭遇的挑战,随后总结了近年来NCC制备原料,对酸解法生产NCC新工艺进行了综述,分别对预处理工艺改进、不同酸水解工艺以及全流程优化进行阐述。在此基础上对酸解法生产NCC的经济效益进行了深入分析,并就这一方法对环境的潜在影响进行了全面评估,最后对酸解法制备NCC工业化进程进行了展望。 展开更多
关键词 纳米纤维素 原材料 酸解 经济分析 环境评估
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基于温和预处理玉米秸秆的酶解糖化工艺研究
3
作者 张欢欢 林钰程 +4 位作者 王圆圆 赵世强 杜朝军 赵子高 常春 《可再生能源》 北大核心 2025年第2期143-151,共9页
秸秆类生物质的预处理和酶解是实现其高值化转化、利用的关键技术之一。文章以玉米秸秆为原料,对甲酸、亚氯酸钠和碱性过氧化氢预处理方法进行了研究和比较。采用扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等方法对预处理前后玉米秸秆的... 秸秆类生物质的预处理和酶解是实现其高值化转化、利用的关键技术之一。文章以玉米秸秆为原料,对甲酸、亚氯酸钠和碱性过氧化氢预处理方法进行了研究和比较。采用扫描电镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱等方法对预处理前后玉米秸秆的组成、形貌、晶体结构和官能团进行了分析。经过甲酸、亚氯酸钠和碱性过氧化氢预处理后,木质素去除率分别为66.71%,97.12%和91.88%,酶解率分别达到63.26%,71.83%和95.14%。在纤维素酶添加量为19.6 FPU/g,木聚糖酶添加量为35.44 IU/g,吐温80添加量为20.96 mg/g的条件下,碱性过氧化氢预处理后玉米秸秆的预测酶解率为95.57%,实际酶解率为94.42%。高固体酶解的最佳补料策略是初始底物浓度为8%,在6,12,24 h分别添加4%的底物,酶解120 h后,酶解率达到87.57%。 展开更多
关键词 玉米秸秆 预处理 高固酶解 分批补料
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超低硫酸/Na_(2)SO_(4)催化木糖渣制备5-羟甲基糠醛
4
作者 李慧敏 江友峰 +2 位作者 林钰程 侯刘涛 常春 《现代化工》 北大核心 2025年第8期100-104,共5页
以工业固体废弃物木糖渣为原料,在水/四氢呋喃(THF)体系中一锅法生产生物基平台化学品5-羟甲基糠醛(5-HMF)。考察了Al_(2)(SO_(4))_(3)、Fe_(2)(SO_(4))_(3)、ZnSO_(4)、CuSO_(4)和Na_(2)SO_(4)等5种硫酸盐分别与超低硫酸组合催化剂的... 以工业固体废弃物木糖渣为原料,在水/四氢呋喃(THF)体系中一锅法生产生物基平台化学品5-羟甲基糠醛(5-HMF)。考察了Al_(2)(SO_(4))_(3)、Fe_(2)(SO_(4))_(3)、ZnSO_(4)、CuSO_(4)和Na_(2)SO_(4)等5种硫酸盐分别与超低硫酸组合催化剂的催化活性,探讨了催化剂用量、液固比、反应温度、反应时间及水与THF的体积比对5-HMF产率的影响,并对反应前后木糖渣进行了表征。结果显示,以超低硫酸/Na_(2)SO_(4)为催化剂,在催化剂用量5%、液固比15∶1、水与THF体积比1∶9、190℃条件下反应90 min,木糖渣水解转化生成5-HMF的产率为50.65%,水解液经简单提纯后纯度达80.34%。 展开更多
关键词 木糖渣 5-羟甲基糠醛 生物质 平台化合物 催化 水解
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酿酒酵母使能技术在化妆品原料合成中的应用 被引量：1
5
作者 左一萌 张姣姣 连佳长 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期233-253,共21页
伴随消费者对化妆品的需求急剧增长,化妆品原料市场同步扩张。化妆品原料作为化妆品的核心成分,不仅承载着化妆品的主体功效和产品竞争力,同时对化妆品的安全也至关重要。合成生物学是以工程化设计为理念,利用基因编辑技术、计算机模拟... 伴随消费者对化妆品的需求急剧增长,化妆品原料市场同步扩张。化妆品原料作为化妆品的核心成分,不仅承载着化妆品的主体功效和产品竞争力,同时对化妆品的安全也至关重要。合成生物学是以工程化设计为理念,利用基因编辑技术、计算机模拟技术和生物工程等技术对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成的一门新兴交叉融合性学科。合成生物学的进步使微生物宿主能够以高效、具有成本竞争力和安全的方式合成有价值的天然产物。随着合成生物学的不断发展,酿酒酵母作为一种重要的微生物底盘细胞,在化妆品原料合成中的应用日益广泛。构建酿酒酵母细胞工厂异源生物合成化妆品原料作为一种有效的替代方案,具有环保、可持续的优点,可以减少对传统物理提取法的依赖以及规避化学合成法的污染问题。本文综述了酿酒酵母基因编辑技术的发展及其在化妆品原料生物合成途径构建中的关键作用,总结了基因多拷贝整合、区室化工程、转运工程、人工多细胞体系等代谢工程策略在化妆品原料酿酒酵母细胞工厂优化中的应用,并进一步从萜类、维生素类、多酚类、蛋白质与氨基酸类等不同类别的化妆品活性成分出发,阐述了酿酒酵母细胞工厂生物合成化妆品原料的最新进展。虽然酿酒酵母在化妆品原料大规模生产方面具有巨大潜能与优势,然而目前仍面临诸如产品生物合成途径未完全解析、生物合成水平较为低下、分离纯化困难等一系列挑战。未来,结合人工智能、机器学习等手段有望开发更为高效的基因编辑工具并应用于酿酒酵母细胞工厂的优化与化妆品原料成分的合成中,为化妆品行业的可持续发展提供理论支持和实践指导。 展开更多
关键词 酿酒酵母 化妆品原料 合成生物学 基因组编辑 代谢工程 细胞工厂
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木糖生物炼制与高值化应用研究进展 被引量：1
6
作者 舒岗韦 林钰程 +3 位作者 张为宏 赵世强 郑晓阳 常春 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期3798-3811,共14页
木糖作为木质纤维素生物质中半纤维素部分最丰富的戊糖,其衍生物具有巨大的应用市场。在国家“双碳”目标下,绿色高效的木糖炼制工艺不仅符合国家节能减排、绿色循环发展的要求,也能有效降低木糖制备成本并促进木糖的高值化利用。本文... 木糖作为木质纤维素生物质中半纤维素部分最丰富的戊糖,其衍生物具有巨大的应用市场。在国家“双碳”目标下,绿色高效的木糖炼制工艺不仅符合国家节能减排、绿色循环发展的要求,也能有效降低木糖制备成本并促进木糖的高值化利用。本文对木糖的生物炼制工艺进行了综述,并分析了不同工艺发展现状及存在的问题。同时综述了近年来木糖水解分离技术的进展以及木糖在生物基化学品和生物基材料的高值化应用,最后提出了促进木糖生物炼制发展的建议并对木糖高值化应用进行了展望。 展开更多
关键词 生物炼制 半纤维素 木糖 高值化应用
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异丙醇介质中ZSM⁃5分子筛催化果糖脱水制备5⁃HMF的工艺研究
7
作者 任傲天 徐玲 +2 位作者 秦雯琪 聂仁峰 吕秀阳 《高校化学工程学报》 北大核心 2025年第5期868-875,共8页
5⁃羟甲基糠醛(5⁃HMF)是生物质基平台化合物之一。针对均相催化制备5⁃HMF中存在的催化剂分离困难、物耗大、污染严重等问题,文中开展了绿色溶剂异丙醇中固体酸催化果糖制备5⁃HMF的研究,并在固体酸催化剂筛选的基础上,研究了工艺、动力学... 5⁃羟甲基糠醛(5⁃HMF)是生物质基平台化合物之一。针对均相催化制备5⁃HMF中存在的催化剂分离困难、物耗大、污染严重等问题,文中开展了绿色溶剂异丙醇中固体酸催化果糖制备5⁃HMF的研究,并在固体酸催化剂筛选的基础上,研究了工艺、动力学和催化剂回用。结果表明,硅铝比为25的纳米级ZSM⁃5分子筛是异丙醇介质中果糖脱水制备5⁃HMF的较佳催化剂;通过优化得到较佳的工艺条件:果糖为0.04 g,ZSM⁃5为0.02 g,异丙醇为4 mL,搅拌速率为500 r·min-1,在150℃条件下反应4 h,5⁃HMF的收率达到59.1%;基于动力学研究得到异丙醇介质中果糖脱水制备5⁃HMF的反应表观活化能为61.74 kJ·mol^(-1);催化剂重复使用实验表明反应的转化率有所下降,但反应的选择性基本不变;结合BET、XRD和NH3⁃TPD等表征,表明使用前后ZSM⁃5催化剂的晶体结构未发生变化,微孔和酸量有所下降,可能是由于反应生成的腐殖质覆盖了催化剂表面的部分酸性位点或孔道出现部分堵塞。研究工作将为5⁃HMF的绿色、高效制备提供新思路。 展开更多
关键词 果糖 5-HMF 异丙醇 ZSM-5分子筛 脱水
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有机废弃物好氧堆肥过程反应器及其调控策略综述 被引量：3
8
作者 刘杰 张苗苗 +3 位作者 常春 邹卫华 阎振丽 赵肖玲 《应用化工》 CSCD 北大核心 2024年第11期2717-2721,2726,共6页
对堆肥反应器类型及参数进行了概述,并着重讨论了上堆前的调理剂选择、堆体工艺参数优化和上堆后通风供氧策略对堆肥效果的影响。分析了微生物菌剂在堆肥过程中对堆体温度、含水率、种子发芽指数、pH、污染气体排放等方面的影响。最后... 对堆肥反应器类型及参数进行了概述,并着重讨论了上堆前的调理剂选择、堆体工艺参数优化和上堆后通风供氧策略对堆肥效果的影响。分析了微生物菌剂在堆肥过程中对堆体温度、含水率、种子发芽指数、pH、污染气体排放等方面的影响。最后展望了未来研究方向,包括不同反应器优缺点、优化组合、智能技术监测和微生物菌剂应用的改进,以促进堆肥产物的有机肥料回收和资源循环利用。 展开更多
关键词 好氧发酵 工艺参数 微生物 有机肥
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多功能单分子催化丙交酯开环聚合和共聚合
9
作者 冯西敏 耿晓维 +1 位作者 张成建 张兴宏 《功能高分子学报》 2025年第6期471-480,共10页
聚乳酸及其共聚物是可持续高分子材料发展的重要方向。近年来,在聚乳酸合成领域出现了一类新型的单分子多功能催化剂,这类催化剂能够利用氢键、有机配位等超分子作用活化丙交酯并稳定增长链末端,从而可在活性和选择性两方面呈现协同增... 聚乳酸及其共聚物是可持续高分子材料发展的重要方向。近年来,在聚乳酸合成领域出现了一类新型的单分子多功能催化剂,这类催化剂能够利用氢键、有机配位等超分子作用活化丙交酯并稳定增长链末端,从而可在活性和选择性两方面呈现协同增长的催化效应,相较于金属催化剂具有低毒和低成本等优势,相较于多组分有机催化剂具有聚合可控性高和选择性优的特点。本文综述了若干代表性的单分子双功能催化剂,包括基于氢键作用的有机双功能催化剂、三位点有机催化剂和集氢键效应与引发作用于同一分子的碱金属离子型催化剂,并比较了这些催化剂在丙交酯开环聚合及嵌段共聚中表现出的催化性能。提出未来应聚焦发展兼顾催化活性和立体选择性的单分子多功能催化剂体系,从超分子作用视角系统阐述和总结了该类催化剂的构效关系和独特作用机制。 展开更多
关键词 丙交酯 聚乳酸 催化聚合 立体选择性聚合 开环共聚
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