生物質(zhì)平衡的案例
巴斯夫生物質(zhì)平衡汽車涂料在中國(guó)首發(fā)
圖2：巴斯夫生物質(zhì)平衡汽車涂料——ColorBrite? Airspace Blue ReSource色漆產(chǎn)品
“通過(guò)將可再生原料替代化石原料來(lái)制造涂料，巴斯夫生物質(zhì)平衡認(rèn)證汽車涂料能在確保產(chǎn)品擁有同等質(zhì)量和性能的同時(shí)，擁有更低的碳足跡。巴斯夫涂料在中國(guó)的生產(chǎn)基地獲得生物質(zhì)平衡認(rèn)證能加強(qiáng)我們?cè)谕苿?dòng)可持續(xù)與創(chuàng)新方面的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者地位，期待攜手更多在中國(guó)的汽車整車廠共同推進(jìn)能源效率及碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，” 巴斯夫亞太區(qū)汽車原廠漆涂料解決方案全球副總裁鄒佳表示。
圖3：巴斯夫使用可再生原料替代了生物質(zhì)平衡產(chǎn)品所需數(shù)量的化石資源來(lái)制造汽車涂料
在巴斯夫生物質(zhì)平衡方案中，可再生原料將被作為原料，用于基礎(chǔ)化學(xué)品生產(chǎn)。隨后，特定產(chǎn)品的可再生原料成分含量將被計(jì)算出來(lái)，并以經(jīng)生物質(zhì)平衡認(rèn)證的方式分配給銷售產(chǎn)品。REDcert2 是一個(gè)對(duì)生物質(zhì)材料可持續(xù)使用的認(rèn)證系統(tǒng)，該認(rèn)證確保巴斯夫在銷售的生物質(zhì)平衡產(chǎn)品中，所需的化石原料已用可再生原料替代。
展開(kāi) 采用椰棗纖維生物質(zhì)制造一種生物復(fù)合材料
由英國(guó)樸茨茅斯大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，采用椰棗纖維生物質(zhì)（生物質(zhì)是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，包括來(lái)自植物、食品廢棄物和污水的廢料）開(kāi)發(fā)了一種生物復(fù)合材料，可用于非結(jié)構(gòu)件，如汽車的保險(xiǎn)杠和車門襯里。
一種生物復(fù)合材料，采用椰棗纖維生物質(zhì)制成
由農(nóng)業(yè)廢棄物制成的復(fù)合材料可滿足汽車和造船行業(yè)對(duì)可持續(xù)性、輕量化和低成本的應(yīng)用需求。
該團(tuán)隊(duì)還包括來(lái)自劍橋大學(xué)、INRA（法國(guó)專門研究農(nóng)業(yè)科學(xué)的公共研究院——國(guó)家農(nóng)業(yè)研究院）以及法國(guó)南布列塔尼大學(xué)的研究人員。
與采用玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)的合成復(fù)合材料不同，椰棗纖維聚己內(nèi)酯（PCL）生物復(fù)合材料是完全可生物降解、可再生、可持續(xù)和可循環(huán)利用的。
這些研究人員在《Industrial Crops and Products》雜志中發(fā)表了一篇論文，他們?cè)谘芯恐袦y(cè)試了這種生物復(fù)合材料的力學(xué)性能。他們發(fā)現(xiàn)，椰棗纖維PCL擁有增大的拉伸強(qiáng)度，相比傳統(tǒng)的人造復(fù)合材料，獲得了更好的低速抗沖擊性。
作為這項(xiàng)研究的合著者，負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)樸茨茅斯大學(xué)先進(jìn)材料與制造研究小組的Hom Dhakal博士說(shuō)：“對(duì)椰棗纖維廢棄物生物質(zhì)作為輕量化復(fù)合材料中增強(qiáng)材料的適用性研究，為利用這種材料去開(kāi)發(fā)低成本、可持續(xù)和輕量化的生物復(fù)合材料提供了巨大的機(jī)會(huì)。這項(xiàng)研究帶來(lái)的影響將是極其巨大的，因?yàn)檫@些輕量化的替代產(chǎn)品有助于減輕汽車重量，從而減少燃油消耗和CO2排放。與玻璃纖維和碳纖維相比，生產(chǎn)這種可持續(xù)的材料消耗的能源更少，而且可生物降解，因此更易于回收。”
這項(xiàng)研究是第一批對(duì)椰棗纖維PCL生物復(fù)合材料提升的力學(xué)性能提供了綜合評(píng)價(jià)的研究之一。
椰棗纖維是北非和中東最有效的天然纖維之一。椰棗樹(shù)產(chǎn)生大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，它們要么被燃燒，要么被填埋，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染，以及對(duì)重要的土壤微生物帶來(lái)破壞。椰棗樹(shù)上通常可用作纖維的是樹(shù)皮，當(dāng)修剪樹(shù)葉時(shí)，這些樹(shù)皮通常被撕成碎片。
展開(kāi) 生物質(zhì)“超低排放”難在哪
但在實(shí)際應(yīng)用中，韓某表示：“生物質(zhì)鍋爐煙氣中含堿金屬、重金屬等，采用選擇性催化還原脫硝，易造成催化劑中毒甚至失效，還原劑同樣會(huì)造成尾部受熱面腐蝕以及堵塞，對(duì)溫度窗口要求嚴(yán)格，爐溫波動(dòng)會(huì)造成脫硝效率低，無(wú)法達(dá)到超凈排放要求。”
除技術(shù)因素外，王衛(wèi)權(quán)也表示，在裝備方面，“當(dāng)前全國(guó)生物質(zhì)燃料供熱規(guī)模仍較小，而目前國(guó)內(nèi)的脫硝設(shè)備大多是針對(duì)大型燃煤電廠，兩者規(guī)模相差太大，其成本對(duì)生物質(zhì)企業(yè)來(lái)說(shuō)也就相對(duì)難以承受”。
達(dá)標(biāo)排放難盈利？
面對(duì)“尷尬”的工藝和裝備現(xiàn)狀，基于環(huán)保的壓力，全國(guó)生物質(zhì)燃料企業(yè)卻也不得不采取措施。
據(jù)悉，為達(dá)到“特別限值”的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，韓某對(duì)其現(xiàn)有的3臺(tái)蒸汽產(chǎn)能75噸/小時(shí)的生物質(zhì)鍋爐使用了“臭氧+等離子技術(shù)”進(jìn)行脫硝處理。
“當(dāng)煙氣經(jīng)過(guò)等離子煙氣凈化器時(shí)，在高壓脈沖電場(chǎng)中，通過(guò)對(duì)煙氣中含有的水、細(xì)微顆粒、氧氣進(jìn)行高壓脈沖電暈放電，在常溫下獲得非平衡高低溫等離子體，即產(chǎn)生大量高能電子以及極強(qiáng)氧化性能的羥基自由基等高能活性粒子。不僅對(duì)煙氣進(jìn)行了處理，凈化了煙氣，而且高能活性粒子大大增強(qiáng)其氧化性能。”韓某告訴記者，這一過(guò)程為臭氧對(duì)一氧化氮的氧化提供了良好的反應(yīng)條件，提高了臭氧氧化氮氧化物的效率。“隨后用射流噴嘴均勻注入臭氧，極短的時(shí)間內(nèi)完成混合反應(yīng)，將煙氣中的NO轉(zhuǎn)化成高價(jià)態(tài)的氮氧化物進(jìn)入吸收塔。”
雖然已有技術(shù)路線和相應(yīng)的嘗試，但韓某指出，“生物質(zhì)鍋爐自動(dòng)化程度相對(duì)較低，其尾氣排放中污染物的含量也有所波動(dòng)。自從今年6月新的排放處理設(shè)備投產(chǎn)以來(lái)，每月運(yùn)營(yíng)成本增加了約70萬(wàn)元，對(duì)本來(lái)利潤(rùn)空間就不大的生物質(zhì)燃料企業(yè)來(lái)說(shuō)，成本負(fù)擔(dān)已達(dá)極限。”
展開(kāi) IF15《EEM》桂林電子科大張煥芝/孫立賢：生物質(zhì)均質(zhì)增強(qiáng)碳?xì)饽z衍生功能相變材料用于太陽(yáng)能熱能轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)
通過(guò)將來(lái)自生物質(zhì)瓜爾膠的柔性碳資源與來(lái)自聚酰亞胺的硬脆碳相結(jié)合，構(gòu)建了一種具有良好互連多孔結(jié)構(gòu)的新型均質(zhì)增強(qiáng)碳?xì)饽z，以克服傳統(tǒng)碳?xì)饽z的嚴(yán)重收縮和較差的機(jī)械性能。
支撐碳?xì)饽z包封的 PEG 產(chǎn)生了具有良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和綜合儲(chǔ)能性能的新型復(fù)合 PCM。結(jié)果表明，復(fù)合相變材料顯示出明確的 3D 互連結(jié)構(gòu)，其儲(chǔ)能容量分別為 171.5 J/g 和 169.5 J/g，在 100 次熱循環(huán)后僅略有變化，并且復(fù)合材料可以保持平衡溫度在 50.0 °C-58.1 °C 下持續(xù)約 760.3 秒。復(fù)合材料的熱導(dǎo)率可達(dá)0.62 W m-1 K-1，有效提高了熱響應(yīng)率。并且復(fù)合相變材料表現(xiàn)出良好的防漏性能和優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換。復(fù)合相變材料的抗壓強(qiáng)度可提高至 1.602 MPa。結(jié)果表明，該策略可以有效地用于開(kāi)發(fā)具有改進(jìn)的綜合熱性能和高光熱轉(zhuǎn)換的新型復(fù)合相變材料。
相關(guān)論文以題為Biomass homogeneity reinforced carbon aerogels derived functional phase-change materials for solar-thermal energy conversion and storage發(fā)表在《Energy & Environmental Materials》上。通訊作者是桂林電子科技大學(xué)Yongpeng Xia、張煥芝教授、孫立賢教授。
參考文獻(xiàn)：
doi.org/10.1002/eem2.12264
展開(kāi) 
生物質(zhì)氣化首次耦合燃煤發(fā)電
7月7日，湖北華電襄陽(yáng)發(fā)電有限公司生物質(zhì)氣化耦合發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目秸稈制氣試驗(yàn)成功，這是我國(guó)第一個(gè)利用農(nóng)林秸稈為主要原料的生物質(zhì)氣化與燃煤耦合發(fā)電項(xiàng)目。
華電襄陽(yáng)生物質(zhì)氣化耦合項(xiàng)目是中國(guó)華電集團(tuán)有限公司重點(diǎn)科技項(xiàng)目，由湖北華電襄陽(yáng)發(fā)電有限公司和中國(guó)華電科工集團(tuán)有限公司共同承擔(dān)。項(xiàng)目新建一臺(tái)循環(huán)流程床氣化爐及其附屬設(shè)置，年處理生物質(zhì)固廢5.14萬(wàn)噸，系統(tǒng)年利用小時(shí)數(shù)為5500小時(shí)。其設(shè)計(jì)發(fā)電平均電功率為10.8兆瓦，生物質(zhì)能發(fā)電效率超過(guò)35%，年供電量可達(dá)5458萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)省標(biāo)煤約2.25萬(wàn)噸，減排二氧化硫約218噸，減排二氧化碳約6.7萬(wàn)噸。工程于2017年3月28日正式開(kāi)工，2018年2月4日完成冷態(tài)試驗(yàn)，4月27日100%稻殼氣化成功，7月7日稻殼與秸稈比重按1：1成功混合制氣。
該項(xiàng)目投產(chǎn)后將形成“生物質(zhì)—高溫燃?xì)狻姟€田”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，是破解秸稈田間直接焚燒問(wèn)題的有效途徑，具有極大的社會(huì)效益。該項(xiàng)目已納入國(guó)家能源局、生態(tài)環(huán)境部燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點(diǎn)項(xiàng)目。
來(lái)源：中國(guó)化工報(bào)
展開(kāi) 一文說(shuō)透生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)！
一、引言
生物質(zhì)發(fā)電是發(fā)展規(guī)模最大、最成熟的現(xiàn)代生物質(zhì)能利用技術(shù)。我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，主要包括農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)廢棄物、畜禽糞便、城市生活垃圾、有機(jī)廢水和廢渣等，每年可作為能源利用的生物質(zhì)資源總量相當(dāng)于約4.6億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2019年，全球生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)容量從2018年的1.31億千瓦增加到約1.39億千瓦，增長(zhǎng)約6%。年發(fā)電量從2018年的5460億千瓦時(shí)增至2019年的5910億千瓦時(shí)，增長(zhǎng)約9%，增長(zhǎng)主要集中在歐盟和亞洲，特別是中國(guó)。中國(guó)《生物質(zhì)能發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出至2020年，生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量應(yīng)達(dá)到1500萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量900億千瓦時(shí)。截至2019年底，中國(guó)生物發(fā)電裝機(jī)容量從2018年的1780萬(wàn)千瓦增長(zhǎng)到2254萬(wàn)千瓦，年發(fā)電量超過(guò)1110億千瓦時(shí)，超出了“十三五”規(guī)劃目標(biāo)。近年來(lái)我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電產(chǎn)能增長(zhǎng)的重點(diǎn)是將農(nóng)林廢棄物和城市固體廢物用于熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，為城市地區(qū)提供電力和熱能。
二、生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)最新研究進(jìn)展
生物質(zhì)發(fā)電起源于上世紀(jì)70年代，世界性能源危機(jī)爆發(fā)后，丹麥等西方國(guó)家開(kāi)始利用秸稈等生物質(zhì)能進(jìn)行發(fā)電。20世紀(jì)90年代以來(lái)，生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)在歐洲和美國(guó)都得到了大力發(fā)展與應(yīng)用。其中丹麥發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電的成就最為顯著，從1988年建成投運(yùn)世界第一座秸稈生物燃燒發(fā)電廠，迄今為止，丹麥已經(jīng)創(chuàng)建了一百多家生物質(zhì)發(fā)電廠，成為世界各國(guó)發(fā)展生物質(zhì)發(fā)電的標(biāo)桿。另外，東南亞國(guó)家在以稻殼、甘蔗渣等為原料的生物質(zhì)直接燃燒方面也取得了一定的發(fā)展。我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電起步于20世紀(jì)90年代，進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著國(guó)家扶持生物質(zhì)發(fā)電發(fā)展政策的出臺(tái)，生物質(zhì)發(fā)電廠的數(shù)量和能源份額都在逐年上升。在如今氣候變化和要求CO2減排的大形勢(shì)下，因生物質(zhì)發(fā)電可有效降低CO2和其他污染物排放，甚至可實(shí)現(xiàn)CO2的零排放，因此成為近年來(lái)研究人員爭(zhēng)相進(jìn)行研究的重要內(nèi)容。
展開(kāi) 生物質(zhì)固體成型燃料與秸稈發(fā)電
生物質(zhì)固體成型燃料主要是指植物類的生物質(zhì)的致密成型產(chǎn)品，他屬可再生能源。
農(nóng)林生物質(zhì)具有重量輕、體積大、分布面積廣、收獲具有季節(jié)性等特點(diǎn)，導(dǎo)致了生物質(zhì)資源的利用難度大，大大限制了生物質(zhì)利用的范圍，并且生物質(zhì)利用成本很高，異地利用成本則更高，富通新能源生產(chǎn)銷售秸稈顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料成型機(jī)械設(shè)備。
針對(duì)生物質(zhì)的這些特點(diǎn)，在對(duì)其收集、儲(chǔ)存進(jìn)行認(rèn)真研究，使用相應(yīng)加工手段，降低生物質(zhì)的利用成本與儲(chǔ)存難題，使大量的生物質(zhì)得到充分的利用，作為民用燃料或者是工業(yè)用原料或者是生物質(zhì)電廠的燃料，更好的為人類服務(wù)。
自《中華人民共和國(guó)可再生能源法》實(shí)施以來(lái)，我國(guó)相繼建設(shè)了一批生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目，其中部分廠已投入生產(chǎn)運(yùn)行。這些投產(chǎn)和在建項(xiàng)目中，一般鍋爐型式都以引進(jìn)采用西歐技術(shù)，即水冷爐排爐為主，秸稈打捆輸送至爐前經(jīng)撕碎后送入爐內(nèi)燃燒，或秸稈經(jīng)破碎后直接的輸送入爐內(nèi)燃燒。這種鍋爐在燃燒技術(shù)上是成熟的，并且利用的范圍也很廣，但在生物質(zhì)燃料的問(wèn)題上存在問(wèn)題較多。還有一些是使用循環(huán)硫化床鍋爐進(jìn)行燃燒，但在生物質(zhì)材料的致密成型方面沒(méi)有進(jìn)行充分的考慮，只是采用了棉花秸稈、樹(shù)枝等密度相對(duì)較大的生物質(zhì)材料，對(duì)農(nóng)村地區(qū)數(shù)量很大的玉米秸稈、小麥秸稈等密度相對(duì)較小的生物質(zhì)材料利用效果反而不好。
根據(jù)農(nóng)林生物質(zhì)的特點(diǎn)，在著收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、防火等方面，秸稈存四大難題。在已運(yùn)行的秸稈經(jīng)破碎后入爐的廠家還遇到了燃料入爐問(wèn)題，使鍋爐很難達(dá)到額定利用功率。
然而，利用特定設(shè)備，將生物質(zhì)材料加工成致密的固體成型燃料可使上述難題很好的得到解決。
1.收集方面。生物質(zhì)固體成型設(shè)備以中型（產(chǎn)量為0.8～1、2噸／小時(shí)）、價(jià)款在19萬(wàn)元左右，并且生產(chǎn)加工步驟要相應(yīng)簡(jiǎn)便，普通農(nóng)戶就可以操作。
展開(kāi) 不同農(nóng)業(yè)生物質(zhì)廢棄物的熱解特性及動(dòng)力學(xué)對(duì)比
該4種生物質(zhì)的最大失重速率峰均出現(xiàn)在第II階段，約300~360℃之間，玉米芯的最大熱解速率為-17.00%/min，對(duì)應(yīng)峰溫為334.4℃，稻秸的最大熱解速率為-13.36%/min，對(duì)應(yīng)峰溫為336.1℃，比花生殼和稻殼的峰值溫度高，但是稻秸的最大熱解速率高于花生殼的最大熱解速率(-12.48%/min），而低于稻殼的最大熱解速率(-14.00%/min）。
從圖2看出，該4種生物質(zhì)的最大失重速率峰對(duì)應(yīng)的峰值溫度均在300~360℃之間，Maciel等[6]在通過(guò)不同配比的生物質(zhì)三組分來(lái)研究熱失重過(guò)程中各組分之間的耦合影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，200~360℃的失重峰主要由半纖維素分解引起，并且最大熱解速率隨著配比生物質(zhì)中半纖維素組分含量的降低而逐漸下降。由表1的組分分析可知，半纖維素含量為玉米芯＞稻殼＞稻秸＞花生殼，這與該4種生物質(zhì)的最大熱解速率的大小相一致。
2.3熱解特性的DSC曲線分析
圖3表示生物質(zhì)在熱解過(guò)程中的吸、放熱變化規(guī)律。從DSC曲線看出，該4種生物質(zhì)的DSC曲線在熱解初始階段（100~115℃）存在明顯的吸熱峰，該峰主要是由于剩余內(nèi)在水分或殘余水分蒸發(fā)吸熱所致，此時(shí)對(duì)應(yīng)DTG曲線的熱解初期出現(xiàn)一個(gè)明顯的肩狀峰，同樣地，該肩狀峰是由于生物質(zhì)殘余水分迅速蒸發(fā)所致。隨著溫度的升高，在200℃以后，纖維素和半纖維素開(kāi)始熱解并放出大量熱量，造成DSC曲線迅速上升，熱解反應(yīng)速率升高，放熱量增大。
比較該4種生物質(zhì)的DSC曲線發(fā)現(xiàn)，稻秸熱解過(guò)程放熱峰的峰面積遠(yuǎn)高于其他生物質(zhì)試樣，這從側(cè)面說(shuō)明了在該4種生物質(zhì)中，稻秸在熱解過(guò)程的放熱量最大，最有利于生物質(zhì)燃?xì)獾纳伞?
展開(kāi) 鑫達(dá)生物質(zhì)復(fù)合材料推進(jìn)汽車輕量化 推動(dòng)“綠色制造”
國(guó)內(nèi)車用高分子復(fù)合材料綜合解決方案領(lǐng)導(dǎo)者鑫達(dá)集團(tuán)參加了本次展會(huì)，帶來(lái)了推動(dòng)汽車輕量化及環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的先進(jìn)技術(shù)—通過(guò)生物質(zhì)填充復(fù)合材料、低密度材料、全生物可降解材料等，有效提升汽車輕量化水平，推動(dòng)汽車行業(yè)的“綠色變革”。
用生物質(zhì)復(fù)合材料助力汽車輕量化
鑫達(dá)一直積極地探索和實(shí)踐為汽車行業(yè)客戶創(chuàng)造更大的價(jià)值，提供更加安全、環(huán)保、輕量化的綜合材料解決方案。本次鑫達(dá)展示的生物質(zhì)填充材料，采用了10%-50%的不同含量的秸稈填充聚丙烯，不僅可以有效降低生產(chǎn)過(guò)程中的碳足跡，而且與傳統(tǒng)石油基產(chǎn)品相比，所制成的部件密度更小、簡(jiǎn)支梁缺口沖擊強(qiáng)度更高、彎曲額強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度相當(dāng)，并體現(xiàn)出更優(yōu)秀的流動(dòng)性和加工性能，明顯縮短了生產(chǎn)周期。在材料混合均勻的情況下，制成的產(chǎn)品阻燃性更高，同時(shí)可將部件重量降低20%左右。
環(huán)保材料推動(dòng)汽車行業(yè)“綠色制造”
汽車行業(yè)“綠色制造”是推動(dòng)中國(guó)制造發(fā)展的必然選擇。本次展會(huì)上，鑫達(dá)也帶來(lái)了能夠提升車內(nèi)空氣質(zhì)量、降低車內(nèi)噪音及有害物質(zhì)等的車用環(huán)保材料。據(jù)了解，鑫達(dá)研發(fā)生產(chǎn)的空調(diào)殼體材料、門板材料、副儀表板骨架等材料已通過(guò)了上汽通用、吉利汽車等企業(yè)的環(huán)保材料認(rèn)可，被國(guó)內(nèi)多家汽車OEM制造商、零部件生產(chǎn)企業(yè)用于不同車型的內(nèi)飾、外飾及功能件的生產(chǎn)及試制。
此外，應(yīng)用鑫達(dá)研發(fā)的全生物可降解環(huán)保材料制作的零部件，在達(dá)到使用壽命后，可完全降解，從而最大限度地降低了對(duì)環(huán)境的影響。
“材料新技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)汽車輕量化的重要突破方向，鑫達(dá)將在汽車材料領(lǐng)域現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，加大研發(fā)和投入，致力于為汽車行業(yè)客戶帶來(lái)更具個(gè)性化的輕量化用材綜合解決方案。”鑫達(dá)集團(tuán)四川研發(fā)中心負(fù)責(zé)人在本次展會(huì)的“改性塑料及復(fù)合材料主題報(bào)告及案例分享”環(huán)節(jié)說(shuō)到。
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展開(kāi) 科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了用生物質(zhì)廢料生產(chǎn)更高品質(zhì)燃料的工藝
圖片來(lái)源:卡爾加里大學(xué)
研究人員已經(jīng)找到了一種用生物廢棄物燃料來(lái)生產(chǎn)更高質(zhì)量的、穩(wěn)定性更好的染料的方法，例如以污水作為原料，這種方法較現(xiàn)有技術(shù)更簡(jiǎn)單、更清潔。
卡爾加里大學(xué)化學(xué)與石油工程系副教授宋華（音譯）說(shuō)：“這種方法使得生物燃料更有望成為化石燃料的替代品。”
最近，宋教授及其研究小組把他們?cè)诩幽么蠊庠椿刈龀龅某晒l(fā)表在了《燃料》雜志上。
宋教授在其研究論文中寫道：“目前，世界上的能源市場(chǎng)仍是由化石燃料占據(jù)著主導(dǎo)地位。隨著人們對(duì)氣候變化的日益關(guān)注，加之資源日益減少這一與化石燃料的使用密切相關(guān)的問(wèn)題，可再生能源變得越來(lái)越受歡迎，得到了人們的一致認(rèn)可。而且是目前快速增長(zhǎng)的能源資源。”
目前，需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的兩步過(guò)程，生物廢棄物才能轉(zhuǎn)化為生物燃料。生物質(zhì)原料首先要通過(guò)化學(xué)和熱過(guò)程轉(zhuǎn)化成生物油。原油，一般是指尚未精煉的油，通常都會(huì)含有雜質(zhì)。第二階段是在高壓、加熱條件下加氫的精煉過(guò)程，用于去除硫、氮和氧等污染物。然而，氫氣價(jià)格高昂，并且這兩個(gè)階段是能源密集型的，而碳的廢棄物以炭的形式殘留在其中或以二氧化碳的形式排放。
適得其反，這一過(guò)程并沒(méi)有減少了對(duì)產(chǎn)生有害溫室氣體的化石燃料的依賴。于是宋教授和他的團(tuán)隊(duì)便開(kāi)始著手簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)換過(guò)程，并以一種可持續(xù)的、成本低廉的、清潔的方式實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換。
宋教授說(shuō)：“在我們的工作中，我們已經(jīng)研發(fā)了一個(gè)能同時(shí)生產(chǎn)和提純生物質(zhì)油的流程，而且不再需要高壓條件。”
研究人員使用甲烷代替氫氣進(jìn)行生物質(zhì)油提純工藝，并且把甲烷直接用于原油階段，但是在凈化過(guò)程中，他們必須使用化學(xué)方法從甲烷中除去氫氣，因?yàn)槿匀恍枰獨(dú)錃庥糜谌コs質(zhì)。
研究人員使用CLS開(kāi)發(fā)了一種新型催化劑，它可以與甲烷反應(yīng)，以激發(fā)其釋放出氫氣。
展開(kāi) 港科大唐本忠院士團(tuán)隊(duì)、南開(kāi)朱春雷研究員Angew：超支化聚電解質(zhì)-多組分聚合及光動(dòng)力生物圖案化
聚電解質(zhì)在生物體系和生產(chǎn)生活中都扮演著重要角色。在各種聚電解質(zhì)中，超支化聚電解質(zhì)以其特殊的三維支化結(jié)構(gòu)而具有獨(dú)特性質(zhì)，但是，目前超支化聚電解質(zhì)的合成仍具有較大挑戰(zhàn)。通常，超支化聚合物可通過(guò)AB2單體縮聚而成，但此類單體化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，導(dǎo)致其合成困難，且制備得到的聚合物功能受限。另一種用于超支化聚合物的合成方法是將A2與B3單體進(jìn)行共聚，然而，該方法需要嚴(yán)格控制反應(yīng)條件以避免凝膠化、多分散系數(shù)大以及聚合度低的不足。對(duì)于聚電解質(zhì)，其傳統(tǒng)的合成方法是對(duì)非離子型聚合物進(jìn)行離子化后修飾，然而該方法的轉(zhuǎn)化率難以達(dá)到100%，導(dǎo)致遺留的聚合物鏈段缺陷且難以除去。對(duì)于某些聚電解質(zhì)，還可以通過(guò)偶聯(lián)反應(yīng)（如Heck和Sonogashira）直接獲得，然而該方法所需的離子型單體種類有限且價(jià)格昂貴。除此之外，上述聚合體系大多是單組分或雙組分聚合，極大地限制了聚合物結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。
近日，香港科技大學(xué)唐本忠院士（現(xiàn)為香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院院長(zhǎng)）團(tuán)隊(duì)與南開(kāi)大學(xué)朱春雷研究員課題組合作，開(kāi)發(fā)出一種基于C-H活化的多組分環(huán)化聚合，成功制備了一系列含稠雜環(huán)的多功能超支化聚電解質(zhì)。該聚合路線以簡(jiǎn)單易得的二炔和廉價(jià)的芳腈、水/羧酸、六氟碲酸鈉為原料，通過(guò)一鍋法高效制備了超支化聚電解質(zhì)，產(chǎn)率高達(dá)99%，絕對(duì)重均分子量高達(dá)100萬(wàn)。由于聚合物骨架中帶正電的稠雜環(huán)具有較大的位阻和電荷排斥作用，可有效阻止分子鏈段的π-π堆積，因而，所得聚合物具有優(yōu)異的溶解性和較小的多分散系數(shù)。該方法不僅為超支化聚電解質(zhì)的合成提供了新策略，還為聚電解質(zhì)功能的進(jìn)一步拓展提供了可能性。
(來(lái)源：Angew. Chem. Int.
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浙江大學(xué)王樹(shù)榮教授團(tuán)隊(duì)JMCA：一種新型具有Janus特性的生物質(zhì)基復(fù)合氣凝膠，用作獨(dú)立式太陽(yáng)能界面蒸發(fā)器
近日，浙江大學(xué)王樹(shù)榮教授團(tuán)隊(duì)以纖維素納米纖絲（CNF）作為基本骨架，Ti3C2Tx MXene作為光熱功能填料，通過(guò)預(yù)凍成型、溶劑交換、定向冷凍和凍干方法，開(kāi)發(fā)了一種新型的具有Janus特性的生物質(zhì)基復(fù)合氣凝膠，并將其用作獨(dú)立式太陽(yáng)能界面蒸發(fā)器。此Janus結(jié)構(gòu)CNF/MXene復(fù)合氣凝膠（簡(jiǎn)稱為JCM氣凝膠）的上下兩部分具有相反的潤(rùn)濕性，其下層為親水的CNF氣凝膠（簡(jiǎn)稱為CA）可進(jìn)行持續(xù)的水傳輸，上層為硅烷疏水改性的CNF/MXene氣凝膠（簡(jiǎn)稱為CM氣凝膠）可進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換并具有隔熱性。JCM氣凝膠獨(dú)特的Janus特性以及其內(nèi)部的微通道結(jié)構(gòu)使其能夠穩(wěn)定地自漂浮于水面，并具有卓越的蒸發(fā)性能。在1個(gè)太陽(yáng)光照下，JCM氣凝膠的水蒸發(fā)速率高達(dá)2.287 kg m-2 h-1，對(duì)應(yīng)于88.2%的蒸發(fā)效率。此外，JCM氣凝膠在海水淡化應(yīng)用中也體現(xiàn)了出色的耐鹽性和耐久性。該工作以“Janus biocomposite aerogels constituted of cellulose nanofibrils and MXenes for application as single-module solar-driven interfacial evaporators”為題發(fā)表在知名期刊Journal of Materials Chemistry A上。
圖1 JCM氣凝膠的制備示意圖
圖2 C10M5的SEM圖像：（a-c）不同放大倍數(shù)下的橫截面圖像；（d）縱截面圖像。
在橫截面SEM圖像中，可觀察到C10M5內(nèi)部孔隙呈類紡錘形，平均尺寸約為86 μm×28 μm。
展開(kāi) Rev.》綜述：結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)水凝膠及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用 – 追求宏觀穩(wěn)定性與微觀動(dòng)態(tài)性之間的良好平衡
由于其獨(dú)特的化學(xué)和物理特性，水凝膠近年來(lái)在基礎(chǔ)研究和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中受到越來(lái)越多的關(guān)注。從水凝膠廣義的定義來(lái)說(shuō)，人體軟組織的天然細(xì)胞外基質(zhì) (ECM)是通過(guò)千萬(wàn)年生物進(jìn)化所形成的最佳性能的生物醫(yī)藥水凝膠。很多軟組織ECM（如軟骨、皮膚、韌帶等） 不但具有極為優(yōu)秀的宏觀生物力學(xué)性能，可以承載高強(qiáng)度的生物力學(xué)荷載，同時(shí)還兼具良好的微觀結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性質(zhì)，可以有效支持細(xì)胞在ECM三維環(huán)境中的增殖、遷移、組裝、分化、發(fā)育等各項(xiàng)細(xì)胞行為。盡管經(jīng)典的、具有靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)的水凝膠已經(jīng)在幾十年見(jiàn)被廣泛報(bào)告，但最近研究表明，結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)水凝膠可以更好地模擬人體組織中天然細(xì)胞外基質(zhì) (ECM) 的動(dòng)態(tài)特性與功能。但是由于需要維持細(xì)胞活性的考量，現(xiàn)有的可負(fù)載細(xì)胞的水凝膠力學(xué)性能普遍較弱。水凝膠的宏觀力學(xué)性能和其微觀的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性質(zhì)看似是一對(duì)相互矛盾的設(shè)計(jì)要求，因此開(kāi)發(fā)兼具宏觀穩(wěn)定性與微觀結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性的水凝膠服務(wù)于基礎(chǔ)及轉(zhuǎn)化生物醫(yī)學(xué)研究是水凝膠研究的重要的挑戰(zhàn)之一。
近日，美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)谷洛（Luo Gu）教授和華南理工大學(xué)邊黎明教授團(tuán)隊(duì)在Chemical Reviews期刊上發(fā)表了題為Structurally Dynamic Hydrogels for Biomedical Applications: Pursuing a Fine Balance between Macroscopic Stability and Microscopic Dynamics的綜述文章，介紹了動(dòng)態(tài)水凝膠性能的總體預(yù)期與設(shè)計(jì)原則，著重強(qiáng)調(diào)了其宏觀穩(wěn)定性與微觀動(dòng)態(tài)性之間的良好平衡。
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