生物质颗粒稳定的Pickering泡沫体系研究文献综述

 2023-10-24 09:12:53

文献综述

课题研究现状

经过多年发展,表面活性剂和胶体作为物理化学的分支,已取得辉煌成就。早期的研究着重于理解和建立胶体与界面化学的基本原理和表面活性剂作用的物理化学。纯液体一般不能发泡,需要发泡剂。表面活性剂是典型的发泡剂。但是表面活性剂单独制备的泡沫,稳定性不高,而且需要的表面活性剂的浓度也较大,而用无机纳米颗粒和表面活性剂相互作用之后,得到的pickering泡沫发泡性能和稳泡性能均得到提高,且用极少量的表面活性剂就能稳定泡沫。就目前无机纳米颗粒存在的缺点:(1)点缺陷,如空位,溶质原子和杂质原子等,这是一种零维缺陷。(2)线缺陷,如位错,一种一维缺陷,位错的线长度及位错运动的平均自由程均小于晶粒的尺寸。(3)面缺陷,如孪晶、层错等,这是一种二维缺陷。纳米晶粒内的位错具有尺寸效应,当晶粒小于某一临界尺寸时,位错不稳定,趋向于离开晶粒,而当粒径大于该临界尺寸时,位错便稳定地存在于晶粒内而言,生物质颗粒纤维素是一个较好的选择,所以改用生物质颗粒纤维素。纤维类生物质资源的储量丰富且种类繁多,然而很多纤维类生物质资源或者被焚烧处理或者任其腐化,其中的能量没有得到有效的利用。

发展趋势

随着社会可持续发展要求的不断提高,科技领域也愈发注重智能材料的开发对绿色发展以及环境保护的重要意义,这一发展趋势已成为绿色化学的重要组成部分。并且近年来,智能科技的触角也延伸到化学领域,表面活性剂和表面活性纳米颗粒成为表面活性剂和胶体领域的最新热点,这些智能材料的开发对相关领域的可持续发展、环境保护等具有重要意义,是绿色化学的重要组成部分。生物质资源处理得当不仅不会带来环境污染,而且不会造成能源浪费。

研究意义

本课题正是在这一背景下确立的,研究的生物质颗粒的pickering泡沫体系,旨在测试比较不同浓度纤维素颗粒与表面活性剂相互作用,制得泡沫的发泡性能和稳泡性能,从而提高纤维素颗粒的表面活性,获得具有表面活性的生物质颗粒。

研究价值

随着社会经济的飞速发展,人类对能源的需求趋势也随之改变。生物质能源因其具有资源丰富、可再生、低污染等优点,使得其在人类生活和社会活动中的价值不断提高。据报道,生物质能已上升为仅次于化石能源煤、石油和天然气之后的第4位能源,占世界一次能源消耗的14%。与传统的直接燃烧方式相比,现代生物质能源的利用更多的是借助热化学、生物化学等手段,通过一系列先进的转换技术,生产出固、液、气等高品位能源来代替化石燃料,为人类生产、生活提供电力、交通燃料、热能、燃气等终端能源产品。目前,生物质能作为一种可再生的低碳能源,具有巨大的发展潜力。针对现代生物质能源利用技术的开发和研究,对替代或部分替代化石能源,保护生态环境,实现再生资源的理利用及人类社会的可持续发展意义。

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