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2021年, 第41卷, 第3期 刊出日期:2021-06-25 上一期   
目次
本期目次和封面
2021 (3):  0-0. 
摘要 ( 16 )   PDF(19684KB) ( 22 )  
相关文章 | 计量指标
重点研发专栏
松脂精细化学利用对个性化松树资源的需求分析
赵振东, 王婧, 卢言菊, 陈玉湘
2021 (3):  1-10.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.001
摘要 ( 33 )   HTML ( 1 )   PDF(722KB) ( 38 )  

优质松树资源是松脂可持续、高附加值、精细化学利用的基础。根据松脂化学组成及结构特点,结合对松脂资源及其深加工利用产业现状的分析,从松脂精细化学利用角度讨论了个性化松脂资源需求。从松脂生产、加工、利用及效益等不同角度来看,需要具有产脂力强、产脂时间长、松脂品质好、易于加工等优良性能的集约化优质松脂资源,而从深加工利用角度看,更需要具备品质优良、有效成分含量高、化学组分均衡或特异性成分突出等特性的个性化松脂资源。研究选育能特产的个性化松脂资源,诸如海松酸型松香、异海松酸型松香、南亚松酸型松香、α-蒎烯型松节油、β-蒎烯型松节油、3-蒈烯型松节油、β-水芹烯型松节油、长叶烯型重松节油等产品对于松香、松节油的精细化、高附加值深加工利用具有重要的科学意义和应用价值。建议围绕马尾松、思茅松、湿地松、湿加松、南亚松等主要采脂树种,有针对性地开展松脂化学、精细化学品、基因组学、代谢组学、遗传育种、资源培育、林产化工等相关学科既交叉又综合的个性化研究工作。

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油酸甲酯烯烃交叉复分解制备烯烃化学品中底物影响机制探究
舒恒毅, 郑志锋, 刘守庆, 何宏舟, 黄元波
2021 (3):  11-18.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.002
摘要 ( 19 )   HTML ( 1 )   PDF(1473KB) ( 18 )  

利用油酸甲酯(MO)与液态短链烯烃底物通过烯烃交叉复分解反应制备长链终端烯烃化学品1-癸烯(CM1)和9-癸烯酸甲酯(CM2)。首先,通过油酸甲酯的自复分解反应评估4种典型催化剂,确定最佳催化剂为第二代Hoveyda-Grubbs催化剂。然后,选取4种不同结构的底物探讨其对目标产物选择性的影响机理,并利用另外6种底物验证上述机理的合理性,实验表明,具有大位阻富电子基团的苯乙烯、丁香酚及烯丙基三甲基硅烷有利于目标产物生成,特别是具有π键的苯环与催化剂活性体进行螯合组成环式关键中间体将引导反应向目标产物方向进行,提高目标产物选择性。

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不同生长时间对美国皂荚壳皂苷的影响比较研究
徐伟, 肖志强, 李纯懿, 蒋建新, 朱莉伟
2021 (3):  19-25.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.003
摘要 ( 29 )   HTML ( 1 )   PDF(612KB) ( 58 )  

采用无水乙醇从不同生长时间的美国皂荚壳中提取皂苷,系统研究了不同生长时间美国皂荚壳的组分、皂苷含量、皂苷上糖基组成和皂苷表面活性,结果表明:随着生长时间的延长,美国皂荚壳皂苷的含量逐渐增加,在开花后第25周皂苷的质量分数最大,为14.21%;高效液相色谱分析表明美国皂荚壳皂苷的糖链主要由葡萄糖、木糖、阿拉伯糖和鼠李糖组成,皂苷上的亲水性糖基含量随着生长时间延长呈现先降低后增加的趋势,开花后21周为最低值。红外光谱结果证实了提取和纯化美国皂荚壳皂苷均具有皂苷的基本红外特征峰。亲水性基团糖基的变化会影响美国皂荚壳皂苷的表面活性,美国皂荚壳皂苷的临界胶束浓度随生长时间延长先降低后增加,在21周时临界胶束浓度最低为0.07 g/L,此时表面张力为44.57 mN/m,21周采摘的美国皂荚壳皂苷的表面活性最好,最适合用于制作表面活性剂。

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开口箭根状茎提取物对椪柑贮藏品质的影响
姚姝凤, 许嘉琍, 高宏, 汪春学, 张海波, 商士斌
2021 (3):  26-32.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.004
摘要 ( 28 )   HTML ( 1 )   PDF(723KB) ( 20 )  

考察了开口箭根状茎石油醚提取物(A)、乙酸乙酯提取物(B)和正丁醇提取物(C)对水果致腐真菌(指状青霉、黑曲霉及匍枝根霉)的抑制效果,结果表明:B抑制真菌活性最强。以松香树脂(RAE)为被膜剂,研究了添加A、B、C为抑菌剂的3种保鲜剂AR、BR和CR对椪柑采后贮藏品质的影响,结果表明:A和B为抑菌剂添加在RAE被膜剂中能有效降低椪柑腐烂率,椪柑储藏36天后,添加AR和BR的涂膜处理组的腐烂指数分别为10.6%和7.2%,分别较未经任何处理的空白对照组(16.7%)降低6.1和9.5个百分点。同时,添加AR、BR和CR均能延缓丙二醛含量的升高,添加AR和BR还能使维生素C下降较慢,此外添加BR可使抗氧化酶活性保持较高水平。但与仅以RAE处理的对照组相比,AR、BR、CR处理对失重率、硬度影响较小,对可溶性固形物几乎无影响。综上,添加BR保鲜剂对采后椪柑具有良好的防腐保鲜效果。

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酶法制备桃叶珊瑚苷元及其稳定性研究
曹金腾, 吴涛, 董玉蓉, 仇聪, 姜艳, 赵林果
2021 (3):  33-39.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.005
摘要 ( 23 )   HTML ( 0 )   PDF(682KB) ( 38 )  

以桃叶珊瑚苷为原料,利用β-葡萄糖苷酶水解制备桃叶珊瑚苷元,单因素试验优化了单水相和正丁醇-水双相体系制备桃叶珊瑚苷元的酶解条件;研究了影响桃叶珊瑚苷元稳定性的主要因素。研究结果表明:单水相酶法催化适宜条件为温度35℃、时间20 min、酶用量为25 U/mL,此条件下桃叶珊瑚苷元产率达46.3%。通过筛选构建了正丁醇-水双相反应体系,双相酶解适宜的条件为正丁醇体积分数80%、温度35℃、酶用量为25 U/mL、时间20 min,此条件下苷元产率达87.9%。桃叶珊瑚苷元热稳定性较差,在-20和0℃条件下12 h内非常稳定;在中性和碱性条件下极易分解,在pH值3.0时较为稳定,8 h内仅降解12%;添加5 g/L VC的苷元水溶液稳定性得到显著改善,2 h内仅降解8%;苷元在正丁醇中比较稳定,8 h内几乎不降解。

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不同生长期龙爪槐半乳甘露聚糖的比较研究
范希平, 徐伟, 裴滢莹, 朱莉伟, 蒋建新
2021 (3):  40-46.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.006
摘要 ( 22 )   HTML ( 0 )   PDF(562KB) ( 22 )  

通过机械法得到未提纯的半乳甘露聚糖,并比较了不同生长期龙爪槐半乳甘露聚糖理化性质,包括豆荚长、宽、种子湿质量、各部分质量分数(以干质量计),半乳甘露聚糖流变特性及水溶性物质和水不溶物含量。研究结果表明:随着龙爪槐果实的不断生长和成熟,胚乳内半乳甘露聚糖积累,半乳甘露聚糖的黏度和水不溶物逐渐增加,而水溶性物质逐渐减少。半乳甘露聚糖胶液为假塑性流体,随着剪切率的升高,剪切应力逐渐升高,表观黏度逐渐降低。开花后第23周采摘的龙爪槐果实提取得到的半乳甘露聚糖胶液,在质量分数为0.5%时,当剪切速率由0 s-1增加至85 s-1时,半乳甘露聚糖的黏度从0.113 9 Pa·s降低至0.042 Pa·s;水溶性物质和水不溶物的质量分数分别为23.54%和75.87%。随着半乳甘露聚糖胶液浓度的升高,在一定剪切速率下半乳甘露聚糖胶液的表观黏度升高;而随着测试温度逐渐升高,半乳甘露聚糖胶液的表观黏度逐渐降低,工业生产中应通过比较不同生长期、不同理化性质的半乳甘露糖选择合适的应用条件。

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研究报告
基质固相分散-气相色谱质谱联用法测定沉香中精油的化学成分
陈虹霞, 周昊, 叶建中, 陶冉, 李文君, 王成章
2021 (3):  47-54.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.007
摘要 ( 14 )   HTML ( 0 )   PDF(547KB) ( 16 )  

以海南生物结香的沉香木为原料,建立了沉香精油的基质固相分散-气相色谱/质谱联用(MSPD-GC/MS)分析方法。采用基质固相分散技术进行沉香精油的提取,采用单因素试验得到优化工艺条件为:吸附基质为硅酸镁,吸附基质与样品的质量比为4:1,分散溶剂为异丙醇,分散溶剂与样品的比例为4:1(mL:g),洗脱溶剂为体积比9:1的正己烷和乙酸乙酯混合液,洗脱溶剂用量6 mL,在此条件下,沉香精油的提取得率为(9.19±0.15)%,明显高于乙醚超声波提取方法的(6.65±0.22)%。采用GC/MS分析沉香精油成分,并与乙醚超声波提取方法进行比较。基质固相分散提取的沉香精油成分组成与乙醚超声波提取相似,主要为2.13%的芳香族类、25.67%的倍半萜类、26.85%的色酮类和7.5%的脂肪族。相比乙醚超声波提取,基质固相分散提取的沉香精油中倍半萜类化合物的成分更多,主要有γ-芹子烯、β-檀香醇、缬草-4,7(11)二烯、α-愈创木烯、白菖醇和1,9-马兜铃二烯。MSPD-GC/MS分析方法能够真实地反映沉香精油的化学成分,可作为沉香品质评价的一种快速鉴别方法。

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大豆蛋白水凝胶电解质的制备及在固态超级电容器中的应用
张盖同, 宋晓丽, 南静娅, 汪宏生, 储富祥, 王春鹏
2021 (3):  55-62.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.008
摘要 ( 18 )   HTML ( 0 )   PDF(809KB) ( 35 )  

以大豆蛋白(SPI)和丙烯酰胺(AAm)为原料,过硫酸铵(APS)为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,氯化锂为电解质盐,N,N,N,N'-四亚甲基乙二胺(TEMED)为促进剂制备得到大豆蛋白水凝胶电解质,探究了其力学性能以及组装成超级电容器后的电化学性能。研究结果表明:制得的大豆蛋白水凝胶电解质具有优异的弹性以及耐疲劳性能,这是由于SPI纳米颗粒通过塑性变形及相互摩擦耗散外力,聚丙烯酰胺网络维持结构完整。在经历80%的压缩应变循环100次后,应力保持率始终在100%以上,塑性变形率低于7%,能量损耗系数小于0.2。另外,该水凝胶电解质具有较高的离子电导率,可与聚吡咯/碳纳米管(PPy/CNTs)纸复合电极组装成固态超级电容器。当水凝胶电解质的含水率由60%增加到90%,经GCD方法计算得到固态超级电容器的比电容由58 F/g增加到83 F/g;在1.2 A/g的电流密度下,固态超级电容器的能量密度为3.95~6.86 W·h/kg,功率密度为206.69~226.99 W/kg,与已报道的超级电容器的能量密度和功率密度进行比较,均表现出高能量密度和高功率密度优势,为水凝胶电解质在柔性可压缩储能器件上的应用提供了有效的途径和方法。

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木质素基含氮磷阻燃剂的合成及热重分析
李卓, 翁述贤, 宋飞, 任晓丽, 杨晓慧, 胡立红
2021 (3):  63-70.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.009
摘要 ( 23 )   HTML ( 0 )   PDF(1504KB) ( 45 )  

以解聚木质素(DL)为原料,采用相转移超声波法制备了席夫碱型含氮木质素(N-DL),再进一步与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成氮磷改性DL(NP-DL),NP-DL是一种新型膨胀型木质素基含氮磷阻燃剂。采用FT-IR、1H NMR、31P NMR、TG、TG/FT-IR、TG/MS、GPC和XPS方法对NP-DL的结构和性能进行表征。研究结果表明:DL中成功地引入了N、P元素;TG分析表明600和800℃时NP-DL残炭率比DL残炭率分别提高了1 285.5%和362.6%。TG/FT-IR联用和TG/MS联用测试结果表明:NP-DL受热降解产生含磷物[OP+](m/z=47)、[H3PO](m/z=50)、[O2P+](m/z=63)和[HO2P+](m/z=64),证明NP-DL在热解过程中产生的含磷化合物抑制了燃烧。

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光固化甲基丙烯酸异冰片酯-水性聚氨酯的制备及性能研究
董阜豪, 钱约翰, 王钰棋, 林详宇, 徐徐, 王石发
2021 (3):  71-76.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.010
摘要 ( 23 )   HTML ( 2 )   PDF(2650KB) ( 36 )  

将甲基丙烯酸异冰片酯(IBOMA)、丙烯酸丁酯(BA)与市售的水性聚氨酯(WPU)共混并通过光固化使丙烯酸单体混合物(IBOMA/BA)在水性聚氨酯中进行共聚,制备了一系列IBOMA与BA改性水性聚氨酯(IMAWPU)膜,当IBOMA用量为0、1%、2%和4%时分别制得IMAWPU-0、IMAWPU-1、IMAWPU-2和IMAWPU-3。采用红外光谱(FT-IR)对固化后的水性聚氨酯(WPU和IMAWPU)结构进行了表征,并利用SEM、AFM、TG和DSC分析了水性聚氨酯形貌及其性能,结果表明:IBOMA与BA在水性聚氨酯中发生了共聚,随着IBOMA用量的增加,水性聚氨酯的表面粗糙度增加,初始分解温度由185℃增加到了195℃,热稳定性增加,玻璃化转变温度(Tg)提高。随着IBOMA用量的增加,水性聚氨酯的交联密度增加,拉伸强度逐渐增加,其中IMAWPU-2的性能较优,与纯WPU相比拉伸强度由0.9 MPa提升到了9.3 MPa,吸水率由178%下降到了31%,膜硬度由2B增加到了2H,交联密度由0.058 mmol/cm3增加到6.36 mmol/cm3

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圆齿野鸦椿果皮多糖的提取及其抗炎活性研究
黄维, 郭梦云, 王玉启, 林金垒, 张宇翔, 邹双全
2021 (3):  77-84.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.011
摘要 ( 13 )   HTML ( 0 )   PDF(818KB) ( 13 )  

圆齿野鸦椿是一种极具利用价值的植物,为了开发利用其果皮多糖资源,对圆齿野鸦椿果皮多糖提取工艺和抗炎活性进行研究。以单因素试验和响应面法对提取条件进行优化,结果表明:当液料比30:1(mL:g)、超声波功率400 W、提取时间100 min、提取温度60℃时圆齿野鸦椿果皮多糖的提取得率可高达29.15%。用DEAE-52纤维柱对粗多糖分离提纯后,得到一个主要的圆齿野鸦椿果皮多糖组分(PEP)。PEP经柱前衍生化法检测,发现其中含有10种单糖,分别为甘露糖5.65%、葡萄糖37.06%、半乳糖19.51%、岩藻糖2.24%、木糖26.10%、核糖1.33%、葡萄糖醛酸0.89%、鼠李糖2.33%、半乳糖醛酸0.68%和阿拉伯糖4.20%。且1~10 g/L的PEP能有效抑制RAW264.7巨噬细胞炎症因子的分泌,但对细胞存活率无显著影响。

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竹柏叶中黄酮类成分的分离与鉴定
郭婕, 王欢, 张祁, 宋科
2021 (3):  85-94.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.012
摘要 ( 17 )   HTML ( 1 )   PDF(777KB) ( 29 )  

在静态吸附-解吸、动态吸附-解吸实验的基础上,对比了AB-8和D101大孔吸附树脂、聚酰胺树脂-1号(PLA-1)和聚酰胺树脂-2号(PLA-2)对竹柏总黄酮及穗花杉双黄酮的吸附-解吸性能,并对筛选出的AB-8型大孔吸附树脂纯化竹柏总黄酮的工艺进行探讨。在实验设计范围内,最佳工艺条件为:上样液中总黄酮质量浓度为1.5~3.0 g/L、上样流速22 mL/h、上样量220 mL;洗脱剂为体积分数80%的乙醇、洗脱流速44 mL/h、洗脱剂用量140 mL;竹柏总黄酮质量分数从13.6%提高到52.8%,穗花杉双黄酮质量分数从0.1%提高到2.37%。采用多种色谱分离纯化技术,从竹柏叶提取物的正丁醇萃取物中分离得到8个单体化合物,借助UV、FT-IR、MS、1H NMR及13C NMR鉴定出化合物的结构分别为:儿茶素(1)、芹菜素(2)、表儿茶素(3)、牡荆苷(4)、牡荆苷鼠李糖苷(5)、穗花杉双黄酮(6)、罗汉松双黄酮A(7)和白果黄素(8)。其中化合物458为首次从竹柏属植物中分离得到。

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纤维素/聚乙烯醇复合气凝胶制备及其性能研究
王猛, 唐丽, 高莉, 曲荣芬, 廖头根, 刘鹤
2021 (3):  95-102.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.013
摘要 ( 21 )   HTML ( 1 )   PDF(3148KB) ( 34 )  

针对纤维素(CE)气凝胶机械回弹性、尺寸稳定性差等问题,基于冷冻干燥工艺和化学气相沉积技术,利用聚乙烯醇(PVA)对CE进行复配,以甲基三乙氧基硅烷(MTES)对CE/PVA进行改性,制备了具有轻质性、高弹性和疏水性的多孔S-CE/PVA复合气凝胶。研究了PVA添加量对S-CE/PVA复合气凝胶力学性能的影响,随着引入PVA质量分数的增加,纤维素气凝胶的压缩强度增加;当PVA添加量为纤维素质量的15%(S-CE/PVA-15%)时,气凝胶压缩应力增加至66 kPa,比纯的硅烷改性纤维素气凝胶提升了6.5倍。同时探究了MTES改性对复合气凝胶微观结构、热稳定性、亲/疏水性、比表面积和物理特性的影响,改性后的S-CE/PVA复合气凝胶具有紧密的片层结构,初始分解温度由284.0℃上升至314.6℃,水接触角高达115°,比表面积为109.42 cm3/g,密度为0.045 g/cm3,孔隙率大于95%。

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固体酸SO42-/Al-MCM-41催化木糖制糠醛的研究
刘秋梅, 胡汉文, 张素平
2021 (3):  103-111.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.014
摘要 ( 10 )   HTML ( 0 )   PDF(752KB) ( 28 )  

采用硫酸对Al-MCM-41固体酸进行改性,制备木糖脱水制糠醛催化剂SO42-/Al-MCM-41。借助傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、氮气等温吸附-脱附分析等表征技术对催化剂进行表征。结果表明,硫酸改性成功地在分子筛Al-MCM-41表面引入了SO42-,提高了分子筛的酸性,并且未改变分子筛的介孔结构。考察了催化剂、溶剂、反应温度及反应时间等因素对糠醛收率的影响。结果表明,在水/正丁醇反应体系下(水和正丁醇体积比1:1,水相中NaCl质量分数2%),以木糖为原料,液固比(溶剂与固体原料比)20:1(mL:g),固体酸SO42-/Al-MCM-41为催化剂,原料与催化剂质量比为2:1,在190℃反应温度下反应30 min时获得最大糠醛收率62.45%,与分子筛Al-MCM-41作为催化剂相比,糠醛收率同比提高了21.82个百分点。另外,固体酸SO42-/Al-MCM-41对半纤维素制备糠醛也有较好的催化作用,在更加苛刻的反应条件下获得51.96%的糠醛收率(半纤维素基)。催化剂重复性研究结果表明,固体酸催化剂使用3次时,糠醛收率约为54%。随着催化剂使用次数的增加,催化剂催化能力有一定程度降低,可通过高温焙烧、硫酸浸渍的方式进行催化剂再生。

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综述评论
松萝属地衣植物化学成分及活性作用研究进展
杨子颖, 李婧, 苏洁, 李惠玲, 章漳, 彭锋
2021 (3):  112-124.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.015
摘要 ( 13 )   HTML ( 0 )   PDF(1255KB) ( 50 )  

松萝属地衣植物在我国分布广泛,是一种历史悠久的药用植物,但对其化学成分及活性作用的研究少、起步晚、基础资料积淀薄弱,限制了对其进一步的开发与利用。在综述了松萝属植物的初生代谢产物多糖(地衣多糖、异地衣多糖、半乳甘露聚糖、地衣杂多糖)和脂肪酸类化合物,以及次生代谢产物地衣酸(单苯环衍生物、缩酚酸类、缩酚酸环醚类、二苯并呋喃类等)的基础上,进一步介绍了松萝属地衣植物的主要化学成分地衣多糖、地衣酸活性作用的研究进展,其中,地衣多糖具有抗肿瘤、抗氧化作用;地衣酸具有抗菌杀虫,抗癌、抗肿瘤,抗氧化、抗病毒、消炎、保肝解毒以及一定的酶抑制性。

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纳米纤维素疏水改性的研究进展
王凌媛, 惠岚峰
2021 (3):  125-133.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.016
摘要 ( 25 )   HTML ( 2 )   PDF(1309KB) ( 43 )  

纳米纤维素是从天然纤维素中提取的一种纳米级纤维素,它不仅具有纤维素的基本特征,还具有因纳米尺寸带来的大的比表面积和独特的强度以及光学性能,但纤维素中存在的游离羟基具有亲水性,使纳米纤维素材料在潮湿环境中的挺度下降,这限制了它的应用领域,因此,对纳米纤维素进行疏水改性可扩大其适用范围。本文综述了近年来对纳米纤维素进行疏水改性的方法,主要包括物理吸附改性、酯化/乙酰化改性、接枝共聚改性、硅烷偶联剂改性等,总结了上述方法的研究成果及优缺点,对今后的发展方向做出展望,以期为疏水改性研究提供借鉴和参考。

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助水溶剂应用在生物质精炼领域的研究进展
尹崇鑫, 王敏, 程金兰, 卞辉洋, 吴伟兵, 戴红旗
2021 (3):  134-140.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2021.03.017
摘要 ( 22 )   HTML ( 1 )   PDF(555KB) ( 27 )  

将助水溶剂体系应用于生物质精炼领域是当今的研究热点之一,助水溶剂可以有效地将木质纤维组分分离,实现产物的高附加值利用,如用助水溶剂处理木质纤维原料生产生物质燃料、化学品、生物基复合材料等。综述了近年来利用助水溶剂体系分离纤维组分以及制备生物乙醇、纳米纤维素、纳米木质素及其他高附加值产品的应用研究。

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