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2020年, 第40卷, 第5期　刊出日期：2020-10-25 上一期    下一期

综述评论

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新型溶剂体系下纤维素溶解机理研究进展 李鑫,游婷婷,许杜鑫,李海潮,吴玉英,许凤 2020 (5):  1-9.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.001 摘要 ( 1500 )   HTML ( 1638598562 )   PDF(1299KB) ( 1206 )   综述了近年来国内外学者们提出的新型纤维素溶剂体系，包括水相溶剂体系（氢氧化钠/水、碱/尿素/水和NaOH/硫脲/水、季铵盐/水和季鏻盐/水、熔融无机盐水合物）和有机溶剂体系（氯化锂/N，N-二甲基乙酰胺、离子液体、低共熔溶剂）溶解纤维素的能力及溶解机理，并探讨了不同溶剂体系的优缺点，为未来纤维素绿色溶剂开发利用提供参考。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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缩合单宁降解方法研究进展 李特,宋见喜,张卓睿,姜贵全 2020 (5):  10-16.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.002 摘要 ( 888 )   HTML ( 1729646924 )   PDF(979KB) ( 838 )   将缩合单宁降解为相对分子质量较小的单宁低聚体或单体，对于提高其生物利用度和高附加值利用具有非常深远的意义。在全面地综述了缩合单宁在微生物降解（真菌和细菌）、化学降解（酸降解、碱降解、贵金属催化降解和生物酶解法）、树脂催化降解等领域取得的研究进展之后，对当前缩合单宁降解存在的问题及解决方案进行了总结和归纳，并展望了未来的发展方向。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究报告

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磷酸化Ti、Zr复合金属氧化物催化六碳糖转化制备5-羟甲基糠醛 赵源,曲杨,朱玲君,徐昊,陆凯锋,王树荣 2020 (5):  17-26.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.003 摘要 ( 572 )   HTML ( 44044287 )   PDF(3721KB) ( 687 )   纤维素等碳水化合物可通过脱水转化制备一种重要的生物燃料前驱体——5-羟甲基糠醛（HMF）。以钛酸异丙酯和正丁醇锆作为前驱体，按不同物质的量之比制备含有Ti、Zr的复合金属氧化物（TiZrO）的催化剂，并引入P元素以强化催化剂酸性，得到催化剂TiZrPO，当n（Ti）：n（Zr）为7：3、1：1与3：7时，分别制得催化剂TiZrPO-1、TiZrPO-2和TiZrPO-3，通过XRF、STEM、FT-IR和NH3-TPD分析方法对催化剂结构进行了表征，并考察了170℃条件下催化剂对果糖和葡萄糖催化转化制备HMF的性能。催化剂表征结果显示：Ti、Zr、P元素均匀地分布在催化剂中，通过控制催化剂中的Ti、Zr比例能够调节催化剂的Brønsted酸（B酸）和Lewis酸（L酸）分布，其中当Ti、Zr元素物质的量之比为1：1时，催化剂TiZrPO-2中的B酸酸量最高为2.55 μmol/g，B酸与L酸酸量比值达到最高为0.49。催化果糖和葡萄糖转化制备HMF结果显示TiZrPO-2的催化性能最优，催化40 min时，果糖转化率为98.5%，HMF产率为76.5%；催化180 min时，葡萄糖转化率为72.2%，HMF产率为38.1%；当循环使用4次时，果糖和葡萄糖转化率仍达92.7%和65.8%，对应的HMF产率分别为72.6%和30.4%，TiZrPO-2表现出较好的重复使用性能。结合葡萄糖转化过程中果糖、左旋葡聚糖等产物分析结果，发现L酸能够促进葡萄糖向果糖的转化，但同时也会导致果糖发生副反应；B酸能够促进葡萄糖脱水生成左旋葡聚糖，同时也可以催化果糖和葡萄糖直接脱水生成HMF。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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5-羟甲基糠醛热解行为的理论研究 陈波,刘波,时章明 2020 (5):  27-33.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.004 摘要 ( 707 )   HTML ( 1544087565 )   PDF(1936KB) ( 1161 )   采用密度泛函理论方法B3LYP/6-31G++（d，p）对5-羟甲基糠醛（5-HMF）的热解反应机理进行量子化学理论研究。研究结果表明：5-HMF可以脱去羟基侧链生成糠醛，反应能垒为322.8 kJ/mol；也可脱去醛基侧链生成2-糠醇，反应能垒为375.4 kJ/mol，说明在5-HMF的热解过程中糠醛的出现比2-糠醇要早。糠醛进一步热解可发生开环生成苯环，反应能垒为370.8 kJ/mol，说明呋喃环能够发生脱氧环化反应。5-HMF直接发生开环反应有水参与时生成链式烯醇类物质，无水参与时生成链式烯酮类物质，有/无水分子参与的反应能垒分别为287.6和279.1 kJ/mol，说明水分子的参与不利于5-HMF的开环。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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烯丙基酯型腰果酚光固化单体的合成与性能研究 陈健,吴国民,霍淑平,孔振武 2020 (5):  34-42.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.005 摘要 ( 509 )   HTML ( 13175807 )   PDF(3597KB) ( 787 )   由腰果酚与甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）反应合成了烯丙基酯-Ⅰ型腰果酚（GMA-C）光固化单体，再进一步与甲基丙烯酸酐（MAA）反应合成了烯丙基酯-Ⅱ型腰果酚（MAA-GMA-C）光固化单体，并采用FT-IR、1H NMR和13C NMR表征了产物化学结构；研究了烯丙基酯型腰果酚光固化单体的紫外光固化特性、固化后漆膜的机械性能和耐化学介质性能。研究结果表明：烯丙基酯型腰果酚经紫外光辐照40 s可固化成膜，紫外光固化后的漆膜铅笔硬度最高可达4H、附着力2级，并具有较好的耐水、耐乙醇、耐盐水和耐酸性能。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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光皮梾木油热解产物催化加氢制备生物燃料 张爱华,唐娟,赖鹏英,何怡丹,黎继烈,肖志红 2020 (5):  43-49.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.006 摘要 ( 454 )   HTML ( 6538 )   PDF(1508KB) ( 604 )   以光皮梾木油热解产物为原料，进行催化加氢制备生物燃料的研究，通过单因素试验和响应面试验对催化加氢工艺进行了考察和优化。单因素试验得到较适宜的光皮梾木油热解产物催化加氢制备生物燃料参数：催化剂用量1.0%，反应温度170℃，反应压力2.0 MPa，反应时间150 min，最高转化率达到96.3%。响应面试验获得的优化参数为：催化剂用量1.05%、反应温度173℃、反应压力2.0 MPa，催化转化率最高为98.1%。通过气质分析、元素分析和FT-IR分析发现：加氢后烷烃增加8.15个百分点，氧元素质量分数由10.502%降低至2.392%，生物烃类化合物显著增加，质量分数达95.12%，同时生物燃料中碳链C3~C7较加氢反应前增加4.31个百分点，C8~C19增加18个百分点，产品结构更加接近现有化石燃料。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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NaOH处理ZSM-5催化香茅草残渣甲醇气氛中热解实验研究 杨红美,徐威,高李璟,肖国民 2020 (5):  50-56.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.007 摘要 ( 341 )   HTML ( 11 )   PDF(517KB) ( 519 )   采用NaOH处理的分子筛ZSM-5为载体，制备了镍铝层状双金属氧化物/分子筛复合催化剂（NiAl-LDO/ZSM-5），将其用于香茅草残渣在甲醇气氛中的热解实验研究。催化剂表征结果表明：经过NaOH处理后，ZSM-5的骨架有不同程度破坏，且破坏程度随NaOH浓度增加而增大；催化剂的比表面积在负载NiAl-LDO后降低，但随着NaOH浓度的升高逐渐增大；同时，催化剂的酸量随NaOH浓度的升高都明显增加。催化热解实验结果表明：未经NaOH处理的NiAl-LDO/ZSM-5催化热解的生物油收率为13.4%，与ZSM-5催化相比生物油中苯类物质由34.06%上升至43.15%，同时，萘类物质从63.31%下降至23.15%；经NaOH处理后生物油收率基本不变，但随着NaOH处理溶液浓度增大，热解生物油中芳香烃由16.35%增加至50.19%，非芳香含氧物质由35.35%逐渐下降至17.38%。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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异海松酰基噻吩类磺酰胺的制备及其抗肿瘤活性研究 卢言菊,赵振东,毕良武,陈玉湘,王婧,古研 2020 (5):  57-62.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.008 摘要 ( 450 )   HTML ( 3258 )   PDF(503KB) ( 564 )   以异海松酸为原料，酰氯化制得异海松酸酰氯，然后异海松酸酰氯再与对苯二胺连接的噻吩类磺酰胺发生胺解反应，合成得到4个未见报道的异海松酰基噻吩类磺酰胺：异海松酰基-4-溴-2，5-二氯噻吩-3-磺酰胺（5a）、异海松酰基-5-溴噻吩-2-磺酰胺（5b）、异海松酰基-5-氯-4-硝基噻吩-2-磺酰胺（5c）、异海松酰基-噻吩-2-磺酰胺（5d）。对合成的化合物的结构用FT-IR、1H NMR、13C NMR和ESI-MS进行确证，并采用噻唑蓝（MTT）法测定了目标化合物对4种肿瘤细胞的抑制活性。研究结果表明：浓度100 μmol/L时，化合物5b对Hela、MDA-MB-231及Hep G2的肿瘤细胞增殖抑制率均超过90%，其抑制率分别为91.36%、94.06%和92.26%，而对PC-3的肿瘤细胞抑制率为86.93%，也接近90%，说明化合物5b具有良好的抗肿瘤活性。通过IC50值的测定进一步得出化合物5b的抑制效果优于阳性对照物临床上应用较广的抗癌剂5-氟尿嘧啶（5-FU）。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于模型化合物的生物质半焦催化性能研究 黄勇,刘沙沙,吴益霜,周建斌,张书 2020 (5):  63-68.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.009 摘要 ( 440 )   HTML ( 1635788801 )   PDF(690KB) ( 788 )   为了深入理解生物质热解过程中生物质半焦对挥发分原位催化的作用机理，采用多种官能团化的还原氧化石墨烯（RGO）包括含-OH的RGO-OH、含-COOH的RGO-COOH和含-NH2的RGO-NH2，以及未官能团化的RGO模拟富含活性官能团的生物质半焦，通过热裂解-气相色谱质谱联用仪（Py-GC/MS）探究400℃下不同表面活性官能团对木质素中典型α-O-4化合物苄基苯基醚（BPE）的催化效果。研究结果表明：-OH和-COOH活性官能团能显著提高BPE的热分解程度，BPE转化率由0.1%（无催化剂）提高至38%（-COOH）和54%（-OH）；而-NH2只提供了12%的BPE转化率，甚至弱于无官能团RGO的催化活性（25.63%），表明-NH2起抑制作用。BPE分解主要是以sp3Cα-O断裂为主，其产物以苯酚和2-苄基苯酚为主；表面含氧官能团（-OH和-COOH）也促进了二聚反应的进行，形成了2-苄基苯酚和4-苄基苯酚。此外，表面官能团还能促进sp2Caryl-O断裂，产物主要为苯甲醛。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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固体磷酸铁催化纤维素液化制备乙酰丙酸及乙酰丙酸甲酯 魏琳珊,赵佳平,叶俊,王奎,蒋剑春 2020 (5):  69-74.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.010 摘要 ( 431 )   HTML ( 53408 )   PDF(544KB) ( 606 )   以纤维素为原料、固体FePO4为催化剂，在水/甲醇溶液中制备乙酰丙酸及乙酰丙酸甲酯。通过比较液体酸、金属氯盐、金属硫酸盐以及磷酸铁的催化作用发现，FePO4催化作用下纤维素的转化效率、乙酰丙酸及乙酰丙酸甲酯的总产率均与H2SO4、Al2（SO4）3催化作用结果相当。其催化作用主要归结为固体FePO4通过水解形成Brønsted酸及Lewis酸酸性位点，为纤维素水解、葡萄糖异构化及脱水形成乙酰丙酸/酯提供催化活性，实现纤维素定向液化选择性制备乙酰丙酸及乙酰丙酸甲酯。在反应温度220℃、反应时间2 h、微晶纤维素2 g、水/甲醇体积比1：19（溶剂总体积40 mL）、催化剂用量1.5 g的最佳反应条件下，乙酰丙酸及乙酰丙酸甲酯总收率为62.2%。FT-IR、XRD及TG/DTG对纤维素、固体残渣和FePO4催化剂表征结果表明：反应后纤维素得到了有效地液化，催化剂则通过重结晶形式从溶剂体系中分离。考虑到FePO4良好的催化活性和循环利用特性，该工艺的工业化还需要进一步的系统研究。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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尿素/烟酰胺改性活性炭的制备及其甲醛吸附性能的研究 张坤,徐州,李伟,刘守新 2020 (5):  75-82.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.011 摘要 ( 561 )   HTML ( 212949013 )   PDF(5467KB) ( 733 )   以椰壳活性炭为原料，尿素和烟酰胺为改性剂，通过浸渍法制备改性活性炭（ACN），探讨了改性活性炭的物理化学性质对其吸附气相甲醛的影响。通过扫描电子显微镜（SEM）观察改性前后活性炭的表面形貌，通过低温氮气吸附测定活性炭的孔隙结构，采用X射线光电子能谱（XPS）分析活性炭表面元素组成及官能团结构。研究结果表明：改性后活性炭的表面和孔结构中出现负载颗粒，其比表面积和总孔容积相对于改性前有所下降，但表面酰胺类和季铵类结构为主的含氮官能团、酸酐及内酯类（-C=O）结构为主的含氧官能团数目显著增加。质量分数为9%的尿素溶液和质量分数为0.5%的烟酰胺溶液共同改性的活性炭样品（ACN3）对气态甲醛的吸附性能最好，平衡吸附量达到0.042 9 mg/g，较原活性炭（0.026 7 mg/g）提高60.67%，是商用活性炭的2~3倍。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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基于LASSO法的桉木-相思混合制浆原料近红外分析模型的建立 吴珽,梁龙,朱北平,邓拥军,房桂干 2020 (5):  83-90.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.012 摘要 ( 442 )   HTML ( 691 )   PDF(690KB) ( 622 )   为提高国内木浆产量和利用率，缓解制浆造纸行业优质原料紧缺的现状，针对我国南方特定的制浆原料模式——桉木-相思混合原料进行快速分析研究。采集了175个桉木-相思混合原料和45个单一材种原料的近红外光谱，明确其混合程度和化学成分含量。通过平滑、矢量归一化（V-Norm）、多元散射校正（MSC）、一阶导数（1st Der）和二阶导数（2nd Der）等方法组合预处理原始光谱，结合LASSO算法，确定了混合程度（桉木质量分数）、综纤维素、Klason木质素、聚戊糖、苯醇抽出物和1% NaOH抽出物含量分析模型的建模方法，并建立了相应的模型。建模过程中最优调整参数（μ）分别为13.62、18.30、6.39、9.64、7.49和12.07。6个模型的预测均方根误差（RMSEP）值分别为1.93%、0.61%、0.51%、0.80%、0.28%和0.41%。绝对偏差范围（AD）分别为-3.19%~3.24%、-0.96%~1.01%、-0.89%~0.84%、-1.37%~1.46%、-0.43%~0.39%和-0.58%~0.60%。模型适应性好，能够满足制浆造纸工业需求，同时也证实了LASSO法用于混合制浆原料分析的可行性。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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生物质气化剩余炭粉制备成型活性炭性能研究 许伟,刘军利,邓先伦,孙云娟,许玉,刘光华 2020 (5):  91-98.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.013 摘要 ( 515 )   HTML ( 460193 )   PDF(655KB) ( 677 )   以木屑气化剩余炭粉为原料，通过添加活化助剂次氯酸钙和使用黏结剂羧甲基纤维素钠、沥青、酚醛树脂成型，经炭化、水蒸气活化，制得成型活性炭。考察了黏结剂种类和添加量、活化助剂添加量、水蒸气活化条件对制备活性炭性能的影响，结果发现：沥青、酚醛树脂作黏结剂时，单独和配合使用都可以制备性能较好的成型活性炭；活化助剂的添加有利于提高制备活性炭的吸附性能，但会影响活性炭强度和得率。当活化助剂添加0.3 g、水蒸气活化温度850℃、水蒸气活化时间45 min、水蒸气流量1.5 mL/min时，沥青（添加量25 g）为黏结剂制备的活性炭AC1、酚醛树脂（添加量6 g）为黏结剂制备的活性炭AC2、沥青（添加量10 g）和酚醛树脂（添加量3 g）共为黏结剂制备的活性炭AC3，3种样品的碘吸附值最高超过900 mg/g，亚甲基蓝吸附值最大达180 mg/g，强度最高为99%，得率最高为32.9%；活性炭的微孔率最高大于83%，比表面积和总孔容积最大达697.04 m2/g和0.38 cm3/g。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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重组木聚糖酶的诱导表达及其定向制备低聚木糖的研究 解静聪,高月淑,蒋剑春,徐浩,赵剑,卫民 2020 (5):  99-106.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.014 摘要 ( 489 )   HTML ( 1642 )   PDF(843KB) ( 671 )   为降低酶法制备低聚木糖的成本并提高产品纯度，围绕重组木聚糖酶的诱导表达条件和酶水解木聚糖的工艺参数进行研究，考察了诱导剂浓度、诱导温度、诱导光密度（OD600）值和诱导时间等因素对重组大肠杆菌（pTrc99A-podoxyn11-DE3）产重组木聚糖酶的影响，针对酶水解过程中酶用量、酶水解时间及产物分布情况进行了探讨。结果表明：在诱导剂浓度5 mmol/L，诱导温度32℃，诱导OD600值1.2，诱导时间8 h的最佳诱导条件下，重组酶酶活力可达5.72 U/mL。玉米芯木聚糖质量浓度20 g/L，温度45℃，pH值5.5，重组木聚糖酶用量为60 U/g条件下水解12 h，酶解率可达49.90%，低聚木糖得率21.75%。杨木木聚糖质量浓度20 g/L，温度45℃，pH值5.5，重组木聚糖酶用量35 U/g条件下水解14 h，酶解率可达79.50%，低聚木糖得率73.30%。重组酶水解两种木聚糖的主要产物均为木二糖和木三糖，几乎不产生木糖。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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速生杨木高孔隙率结构调控及透明化应用 殷学风,王忠祥,田杏欢,范晶,林涛,张聪 2020 (5):  107-113.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.015 摘要 ( 479 )   HTML ( 1352704127 )   PDF(4711KB) ( 739 )   采用ClO2脱木质素法对杨木脱色，同时调控其结构，在保证杨木板材形态完整的情况下，探究了ClO2处理时间对杨木结构和化学组分的影响，并对脱色杨木进行了聚甲基丙烯酸树脂（PMMA）浸渍改性。研究发现：杨木经ClO2处理3 h后白度达到83.2%，且脱色均匀、板材形态保持完整，孔隙率由原木的11.8%提升至31.4%，有效地提升了杨木的孔隙通道。脱色杨木经过聚甲基丙烯酸树脂浸渍改性后，不仅拥有美丽的外观和良好的尺寸稳定性，而且其质量增加率、密度和强度分别由原木的32.1%、0.40 g/cm3和32.8 MPa增加至80.5%、1.48 g/cm3和87.4 MPa，均超过原木的2.5倍。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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杨梅叶中杨梅素的提取及抗氧化性研究 童天娇,刘军海,刘艳,曹瑞,魏玲玲 2020 (5):  114-120.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.016 摘要 ( 537 )   HTML ( 105601 )   PDF(555KB) ( 613 )   以杨梅叶为原料，茶皂素为提取强化剂，采用超声波辅助提取工艺，在单因素试验的基础上通过正交试验优化了杨梅素的提取工艺，并考察了杨梅素的抗氧化活性。研究结果表明：杨梅素提取的最佳工艺条件为液料比15：1（mL：g），乙醇体积分数80%，提取温度70℃，提取时间50 min，表面活性剂茶皂素用量为原料质量的0.3%，在此条件下提取得率最高可达1.33%。当质量浓度为3.0 mg/L时，杨梅素对DPPH·的清除率最高可达到52.11%，IC50值为2.670 mg/L，此时VC的清除率为56.49%，IC50值为2.363 mg/L；质量浓度为120 mg/L的杨梅素对·OH清除率最高达到64.21%，此时VC的清除率为72.11%，杨梅素和VC对·OH的IC50值分别为91.139和61.483 mg/L；可以看出，杨梅素具有较好的抗氧化能力，但整体效果略低于VC。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

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漆酚基BPAU-NH2-Gal紫杉醇载药胶束的pH响应性及其体外性能 齐志文,周昊,陈虹霞,张昌伟,邓涛,王成章 2020 (5):  121-128.  doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2020.05.017 摘要 ( 695 )   HTML ( 1929521267 )   PDF(6445KB) ( 629 )   以5-氨基-1-戊醇（P）、1，4-丁二醇二丙烯酸酯（BUDA）和胺基官能化甲氧基聚乙二醇（mPEG-NH2）为原料，通过自组装方法合成了传统pH敏感型胶束BUDA-P（mPEG-NH2）（BPAU）；再以三烯漆酚苯硼酸胺衍生物（URU-NH2）为疏水单元，半乳糖（Gal）为识别单元，合成了pH敏感型纳米胶束BPAU-NH2-Gal。以紫杉醇（PTX）为受试药物，采用透析法制备了纳米载药胶束（PTX@BPAU-NH2-Gal）。通过核磁共振（NMR）、凝胶色谱（GPC）、表面张力、Zeta电位分析对胶束的结构、重均相对分子质量（Mw）、临界胶束浓度（CMC）、Zeta电位进行了表征，采用透射电镜（TEM）表征载药胶束的形貌，动态光散射法（DLS）测定了其粒径。采用高效液相色谱（HPLC）法测定了胶束对PTX的包封率和载药量，动态膜透析法考察了载药胶束在体外不同pH值条件下的释放特性和HepG2细胞摄入性能。研究结果表明：漆酚BPAU-NH2-Gal胶束已经成功合成，胶束BPAU-NH2-Gal的MW值约为15 550，分散指数（PDI）为1.49，CMC值约为90.29 mg/L，Zeta电位值为29.7 mV。载药胶束PTX@BPAU-NH2-Gal外观呈不规则椭圆结构，平均粒径为195 nm左右；对紫杉醇的包封率为92.51%，载药量为31.76%；在pH值4.5时，其药物释放量明显高于其在pH值为6.8、7.4时的药物释放量，具有明显的pH响应性；该载药胶束表现出对人体正常肝细胞LO2的低毒性，胶束质量浓度为200 mg/L时，LO2细胞存活率仍大于93%；在pH值4.5条件下，人肝癌细胞HepG2对该载药胶束具有很强的摄入能力。 数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标