纤维素纳米纤丝在生物质基3D打印材料中的应用研究

本文综述了近年来纤维素纳米纤丝(CNF)及其相关的复合材料用作生物质基3D打印材料在医学、纺织品、食品、导电材料、智能材料等几个热门领域中的应用研究进展,以及CNF在生物质基3D打印材料中的作用与功能。最后,对CNF作为一种多功能的纳米材料在生物质基3D打印技术中的应用前景做了展望。     

纳米纤维素复合导电水凝胶的制备及其在传感器方面应用的研究进展

纳米纤维素作为一种可持续、可生物降解的纳米材料,通常会被加入到导电水凝胶中以改善其性能。本文讨论了纳米纤维素在不同导电水凝胶中的应用,详细介绍了纳米纤维素复合导电水凝胶的优点及其在柔性传感器中的应用。最后,展望了纳米纤维素复合导电水凝胶在柔性传感器应用中面临的挑战和未来发展方向。     

OCC制浆过程中抑制二次淀粉降解的研究

研究了4种金属离子(Cu²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Li+)对二次淀粉降解的抑制效果及其最佳添加量,并利用杀菌剂与其协同处理,探究OCC制浆过程中二次淀粉降解的抑制问题。结果表明,Cu²⁺具有最佳的抑制效果。当反应时间4 h、Cu²⁺添加量为0.20 mol/t时,原淀粉几乎不降解;当反应时间4 h、Cu²⁺添加量为0.024 mol/t时,酶解淀粉的降解率最低,为15.4%;当杀菌剂与Cu²⁺协同作用时,相比单独添加杀菌剂,原淀粉4 h抑制效果提升58.0%,酶解淀粉4 h抑制效果提升31.2%。     

木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料的制备及其电化学性能

以木质素纳米颗粒（LNPs）负载的天然纤维复合材料为研究对象,利用KOH活化的方法对其进行处理制备生物质基复合多孔活性碳纤维电极材料。随后在三电极体系中对合成的复合多孔活性碳纤维电极材料进行了电化学性能测试。研究表明,在0.5A/g的电流密度下,KOH活化的复合碳纤维电极材料的比电容为351.13F/g,远高于相同条件下未活化的复合碳纤维电极材料的比电容（7.88F/g）和未负载LNPs的天然纤维基活性碳纤维材料（306.50F/g）。而且在活化过程中,负载在纤维表面的LNPs会形成多孔的活性碳层结构,这会进一步提高复合活性碳纤维材料的循环稳定性,同时LNPs中丰富的羟基赋予复合材料额外的赝电容。在10A/g的电流密度下经过10000次循环后,复合活性碳纤维电极材料的电容保持率仍然为95%,高于未负载LNPs的活性碳纤维电极材料的电容保持率87%。结果表明,木质素纳米颗粒/天然纤维基活性碳纤维材料是一种理想的电极材料,本研究也为LNPs在生物质碳纤维作为储能电极材料的高值化应用提供了一条新途径。     

木质素基材料在混合型超级电容器电极材料中的研究进展

木质素是一种多酚聚合物,具有丰富的芳香类官能团和含氧官能团,且在碳化后形成的多孔碳材料易于转化为石墨化碳层,从而形成局部高导电区域,是制备超级电容器的优质前体,故将木质素用于混合型超级电容器逐渐成为研究热点之一。本文综述了近年来木质素碳材料在混合型超级电容器电极材料中的应用,重点分析了木质素在其中的作用,将其总结为3类进行介绍,包括木质素/多孔炭（石墨烯、碳纳米管）型、木质素/金属化合物（金属氧化物、硫化物、氢氧化物）型和木质素/导电聚合物（聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩）型。此外,还介绍了木质素基混合型超级电容器在柔性超级电容器中的应用。最后,总结了木质素基材料应用在混合超级电容器中的优势和挑战。     

麦草生物化学机械法制浆废液的性能分析

对麦草生物化学机械法制浆（Bio-CMP）各工段制浆废液的性能进行了定量分析。结果表明,麦草Bio-CMP各工段废液的固形物含量较低,属低浓废液。废液波美度和色度分别低于4.05（°Bé,20 ℃）和1064.39 C.U。与传统制浆方法相比,Bio-CMP废液COD偏高,总磷和总氮含量较低。废液总悬浮固体和溶解性固体分别在151~20730 mg/L和406~19080 mg/L之间。与其他工段废液相比,碱预处理后的废液电导率值及葡萄糖、木糖和阿拉伯糖含量最高。碱-酶协同预处理得到废液中的可溶性木质素含量最高。     

MXene在生物质基储能纳米材料领域中的应用研究进展

MXene是一种类石墨烯结构的层状二维纳米材料，具有高导电性和高比表面积等优点，常用在储能领域。MXene含有丰富的端基官能团，易与生物质纳米材料形成交联结构并拓宽其层间距，从而提高储能器件的柔韧性及提供更多的离子传输通道。故MXene用于生物质储能纳米材料逐渐成为研究热点之一。本文综述了近年来MXene复合生物质基纳米材料在储能领域中的应用，首先介绍了不同MXene的制备方法及其优劣势，其次分别介绍了用CNF、BC、CNC等材料对MXene储能器件的优化改性方法，并总结了MXene复合生物质纳米材料在超级电容器、纳米发电机、二次电池等三种前沿储能器件中的物化特点及性能优势，重点分析了生物质纳米材料在MXene/生物质纳米复合材料中的功能。最后，对MXene复合生物质纳米材料在储能领域所面临的挑战及其未来应用前景进行了分析与展望。     

木质素及其衍生物在3D打印光敏树脂中的应用

随着社会消费需求向绿色、可持续发展方向不断转型及国家“双碳”战略目标的提出，深入开发低碳环保型3D打印材料(如生物质基3D打印光敏树脂)是十分必要的。木质素作为仅次于纤维素的第二大可再生绿色生物质资源，在3D打印材料中具有广阔的应用前景。本文综述了木质素及其衍生物用作生物质基3D打印光敏树脂材料的最新应用研究，包括木质素基光敏预聚物、木质素基活性稀释剂、木质素基光引发剂及木质素作为添加剂在3D打印光敏树脂材料中的应用机制及性能影响。最后对木质素基3D打印光敏树脂的未来挑战和工业化前景进行了分析与展望。