此外,目前主要好的木煤生物質顆粒通過改變原料晶粒尺寸、燒結溫度來調控生物陶瓷支架材料的表面微形貌。隨著燒結溫度的木煤生物質顆粒批發降低,生物陶瓷的微孔數量(孔徑小于10 mm)增加,當燒結溫度分別為1150℃和1250℃時,HA的微形貌由微孔數量和晶粒尺寸共同決定。但上述方法對同一制備體系中的生物陶瓷支架表面微形貌的調控有限。通過調節溶膠-凝膠體系中羥基磷灰石(HA)粉末和甲殼素(Chitin)的質量比,制備具有不同表面微形貌的HA球形顆粒。掃描電子顯微鏡(SEM)表征結果顯示:隨著HA/Chitin質量比從4/1增加到35/1,球形顆粒的表面微形貌發生了明顯變化,由粗糙漸趨平滑,微米級皺褶逐漸減少至消失,微孔隙率從(35%±0.8%)減少到(10.4%±0.7%)。體外細胞培養的結果表明具有微米級皺褶,微孔隙率較高的粗糙表面具有引導干細胞鋪展和增殖的作用,微孔隙率低的平滑表面則具有引導干細胞軸向延伸及骨向分化的趨勢。
根據瑞典的以及歐盟的生物質顆粒木煤生物質顆粒批發分類標準,若以其中間分類值為例,則可以將生物質顆粒大致上描述為以下特性好的木煤生物質顆粒:生物質顆粒的直徑一般為6~8毫米,長度為其直徑的4~5倍,破碎率小于1.5%~2.0%,干基含水量小于10%~15%,灰分含量小于1.5%,硫含量和氯含量均小于0.07%,氮含量小于0.5%。若使用添加劑,則應為農林產物,并且應標明使用的種類和數量。歐盟標準對生物質顆粒的熱值沒有提出具體的數值,但要求銷售商應予以標注。瑞典標準要求生物質顆粒的熱值一般應在16.9兆焦上。1,生物質顆粒燃料發熱量大,發熱量在3900~4800千卡/kg左右,經炭化后的發熱量高達7000—8000千卡/kg。2,生物質顆粒燃料純度高,不含其他不產生熱量的雜物,其含炭量75—85%,灰份3—6%,含水量1—3%,絕對不含煤矸石,石頭等不發熱反而耗熱的雜質,將直接為企業降低成本。3,生物質顆粒燃料不含硫磷,不腐蝕鍋爐,可延長鍋爐的使用壽命,企業將受益匪淺。
整個燃燒過程好的木煤生物質顆粒的需氧量趨于平衡,燃燒過程比較穩定目前對支架表面微形貌的研究主要集中在支架表面微觀幾何木煤生物質顆粒批發結構,包括晶粒尺寸、微納尺度孔隙、表面粗糙度及特殊的表面區域等。通過對材料表面微米、納米及微納米多級結構的研究,發現增大比表面積、改進表面形貌或調節表面電性等手段,可以影響材料的溶解與再沉積、材料與蛋白質的相互作用,引導細胞粘附、增殖和分化,調控植入體組織周圍免疫反應,從而在骨誘導中起著重要作用[16-18]。但對磷酸鈣生物陶瓷表面微形貌的研究主要集中在通過微加工技術在二維陶瓷平面上制備微納圖案(如溝槽、臺階、凹坑、凸柱等)來觀察細胞效應,很少針對三維支架本身開展研究,其主要原因是很難用常規的微加工技術在硬而脆的陶瓷支架表面制作微結構。
目前,針對生物消光性能的好的木煤生物質顆粒研究已經取得了一些成果,采用不同的粒子散射計算方法得到了生物細胞的消光特性。K.P.Gurton[11]等測木煤生物質顆粒批發量了光通過霧化枯草芽孢桿菌溶液的透過率,分析了其紅外消光性能。Rebekah Drezek等利用有限時域差分法,計算了生物細胞寬波段光散射特性。Maxim Kalashnikov等[13]通過實驗得到了生物細胞光散射圖,研究了細胞體和細胞器對后向散射的影響。W Wu等[14]使用電子顯微鏡計算了生物樣品的光學特性。李樂等[15]計算了黑曲霉孢子的復折射率,求出了黑曲霉孢子紅外波段的質量消光系數。上述研究只分析了生物顆粒在可見光和紅外波段的消光性能,均未考慮在毫米波段的消光性能,然而大量探測設備工作于毫米波段。
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專注生物質燃燒顆粒
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