生物质水热液化和炭化产物特性研究

分别选取稻杆,水葫芦,纤维素和木聚糖（生物质模型化合物）为原料,在反应釜中进行水热液化（300℃,30min）和水热炭化（220℃,4h）实验,对液化产物和炭化产物进行分析。结果表明,稻杆获得重油产率达最大值21.62%。纤维素,木聚糖和水葫芦的重油产率分别为15.00%,11.61%和12.19%。生物质化学组分对其重油产率和组分有着一定的影响。液态产物分别利用总有机碳分析仪（TOC）和气质联用仪（GC-MS）进行测定。表明重质油中主要含有酮类,酚类,醛类,醇类和少量的酸类化合物。利用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对水热炭化固态产物进行了形貌与结构表征,得到具有核壳结构的纳米微球。纤维素,水葫芦和稻杆有着较高的焦炭产率,最后对木聚糖的碳微球形成机理进行初探。     

有害杂草的微量元素分析

紫茎泽兰和水葫芦均属有害杂草，大规模防治的有效方法还未找到，本文分析研究了采自昆明郊区的紫茎泽兰和滇池水域的水葫芦中微量元素的含量，为进一步开发利用这两种杂草提供科学依据。     

不同植物叶绿体中电子转移和能量传递超快过程

采用相同的分离技术,从三七、水葫芦和菠菜植物叶子中提取叶绿体.利用吸收光谱和低温荧光光谱及皮秒荧光单光子计数技术对这3种叶绿体的光谱性质和光系统Ⅱ荧光寿命进行了研究.这3种叶绿体吸收光谱相似,暗示着不同的植物都能高效吸收不同波长的光子.采用三指数动力学模型对测定的光系统Ⅱ荧光衰减曲线拟合,水葫芦植物叶绿体光系统Ⅱ荧光衰减寿命分别是:138,521和1494ps;菠菜体系叶绿体荧光寿命分别是:197,465和1459 ps;三七叶绿体体系荧光寿命分别是:30,274和805ps;并且归属了荧光组分,慢速度荧光衰减由叶绿素堆积造成,中等速度荧光衰减源于PSⅡ反应中心重新结合电荷组分,快速度荧光衰减归属于PSⅡ反应中心组分.定义并且基于20ps模型计算了三七、水葫芦和菠菜叶绿体光系统Ⅱ反应中心激发能转能效率,分别是60%,87%和91%.实验结果支持20 ps时间常数模型.三七叶绿体光系统Ⅱ反应中心低转能效率,2个光系统之间激发能分配平衡状态差的结果,以及它的光系统Ⅰ激发能红移的现象都与该植物生长速度慢的现象相吻合,显示植物生长速度特性可体现在光合作用原初过程中,表明植物生长速度与它的荧光性质及荧光寿命相关性,生长慢的植物对吸收的光子能量利用效率较低,而生长快的植物,转能效率则较高.     

桂林会仙岩溶湿地入侵植物水葫芦营养成分及微量元素分析

测定了桂林会仙岩溶湿地入侵植物水葫芦茎叶和根中常规营养成分和微量元素的含量。结果表明,水葫芦茎叶和根部含有的TOC、TN、TP、TK、粗蛋白、粗灰分、木质素、纤维素、半纤维素、干物质含量、Fe、Cu、Ni、Pb、Cr、As、Hg和Cd元素含量,均表现为根部高于茎叶部;而粗脂肪、碳水化合物、干物质含量所占比例、Ca、Mg、Na、Mn和Zn元素含量则表现为茎叶部高于根部。干物质中含量较高的是碳水化合物、纤维素和粗灰分,水葫芦可适合作为动物饲料原料。尽管会仙岩溶湿地入侵植物水葫芦有害重金属含量未超标,但实践中必须考虑水葫芦作为饲料合理的平均日食用量,以保证饲料品质和安全。     

水葫芦木质素的提取及其苯胺吸附性能

采用碱提法从生态入侵植物水葫芦中提取木质素,利用傅立叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等手段对所获得的木质素进行表征,研究了水葫芦木质素对水中苯胺的吸附性能,考察了溶液p H值、吸附时间、初始浓度等因素对水葫芦木质素吸附苯胺的影响。当Na OH溶液浓度0.1 mol/L,提取时间4 h,温度100℃,料液比1∶20时,水葫芦木质素的收率最大为6.81%。红外图谱显示,在1 456~1 656 cm-1处存在木质素的芳香环骨架振动吸收峰;扫描电镜显示,木质素呈大量细小的颗粒,木质素颗粒表面存在许多微小的孔状结构,有利于吸附作用的发生。在室温下,溶液p H 6.0,苯胺初始浓度为150 mg/L,吸附剂用量为5 mg,吸附时间120 min时,水葫芦木质素对苯胺的最大吸附容量为12.2 mg/g。苯胺吸附实验数据拟合符合准二级动力学模型以及Langmuir吸附等温模型。水葫芦木质素对苯胺的吸附以单分子层化学吸附为主,属于优惠吸附。相同吸附条件下,水葫芦木质素对湖泊水样中苯胺的吸附与实验模拟水样的吸附效果相近。水葫芦木质素可作为富集分离材料用于分析样品制备以及水中污染物的吸附。     

水葫芦与神府煤共成浆性的研究

分别以甲基萘磺酸盐(MF)及改性碱木质素磺酸钠(B1)为分散剂,考查了水葫芦与神府煤的成浆性能。结果表明,当100 g煤中加入19.16 g的水葫芦时,以MF为分散剂,60%浓度水葫芦煤浆的表观黏度为1 154 mPa.s,Fe2(SO4)3改性水葫芦煤浆的表观黏度为999 mPa.s。以B1为分散剂,水葫芦煤浆的表观黏度略有提高。Fe2(SO4)3的加入减少了与水缔合的含氧官能团数量,增加了水葫芦中起降黏作用的自由水含量。水葫芦能有效的提高水煤浆的稳定性,使出现硬沉淀的时间从2 h延长到60 h,Fe2(SO4)3作用后的水葫芦可进一步提高水煤浆的稳定性,使其出现硬沉淀的时间延长到88 h以上。水葫芦中大量的亲水性含氧官能团以及纤维素等大分子是水煤浆稳定性提高的主要原因。     

水葫芦、三七和菠菜光系统Ⅱ颗粒的分离及超快光谱 的研究

分离了三七、水葫芦和菠菜植物光系统Ⅱ富集的颗粒,并且采用吸收光谱和低温荧光光谱及皮秒荧光单光子计数技术进行了研究。结果显示,它们的吸收光谱图具有相似性。采用三指数动力学模型对三种光系统Ⅱ颗粒实验测定的光系统Ⅱ荧光衰减曲线拟合。水葫芦植物PSⅡ颗粒光系统三个组分荧光寿命分别是:157ps,415ps和1661ps;菠菜体系的相应荧光寿命分别是:198ps,677ps和1244ps;三七体系的相应荧光寿命分别是:14ps,272ps和184ps。慢速度荧光衰减由叶绿素堆积造成的,中等速度荧光衰减源于PSⅡ反应中心重新结合电荷组分,快速度荧光衰减归属于PSⅡ反应中心组分。基于20ps模型计算出三七植物PSⅡ颗粒的光系统Ⅱ反应中心转能效率为41%,水葫芦为89%,菠菜为91%,数值结果表明三七植物生长慢的特性可以表现在光合作用原初过程中,大量的被值物吸收的光子产生的激发态能量以荧光发射和非辐射形式消耗了,而没有被有效地利用,进一步验证了我们提出的观点：植物生长速度与它们的荧光性质和荧光寿命有相关性,生长慢的植物对激发态能利用效率则较低。     

原子吸收光谱法测定水生生物体内铜、锌、镍、铬、铅、镉

用硝酸-高氯酸体系消解螺蛳和水葫芦样品,采用火焰原子吸收光谱法测定铜、锌、镍、铬,用石墨炉原子吸收光谱法测定铅、镉。铜、锌、镍、铬、铅、镉的检出限分别为0.328、0.126、0.271、0.416、0.006 64、0.001 15 mg/kg,线性相关系数不小于0.999 0,测定结果的相对标准偏差为1.1%~3.7%,加标回收率为86.0%~94.2%。     

水葫芦基保水剂的制备

利用水葫芦中的纤维素,以过硫酸钾为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用复合引发剂体系制备出土壤改良用途的水葫芦基保水剂。考察了单体用量、引发剂用量和交联剂用量对保水剂的吸水吸盐性能的影响。结果表明,以水葫芦为原料,与单体AA进行接枝共聚制备水葫芦基保水剂的最优单体与纤维素的质量比为12∶1,最优引发剂KPS用量为单体质量的0.6%,最优交联剂NMBA用量为单体质量的0.12%,制得的树脂吸水吸盐性能最优。     

进料有机负荷及回流比对餐厨垃圾协同水葫芦发酵产氢的影响研究

有机固体废物进行多组分协同厌氧发酵可以产生清洁能源气体,从而达到资源化处理的目的.本文通过设置不同进料有机负荷及回流比,分析餐厨垃圾协同水葫芦厌氧产氢过程中产气量、氢气含量、SCOD、挥发性脂肪酸(VFAs)、pH及氨氮(NH⁺-N)各参数的变化.结果显示,高有机负荷和高回流比会导致系统的VFAs累积,使系统pH值降到5.0以下;进料有机负荷对于餐厨垃圾协同水葫芦厌氧产氢的影响更大,系统内的氨氮浓度及SCOD浓度均与进料有机负荷呈正相关;当进料有机负荷为10 kg·m^-3·d^-1、回流比为30%时,系统产氢效果最好,累计产气量为80 946 m L,氢气含量为35.83%.本研究结果可为有机固体废物资源化处理提供参考.