木质素基功能材料的制备与应用研究进展

木质素是植物中含量第二大的天然有机高分子聚合物,以来源于制浆造纸和生物质炼制中的工业木质素为原料,制备具有特殊功能的高附加值材料,对木质素进行资源化高效利用、解决化石资源日趋紧缺及环境污染等问题具有重要意义。近年来,研究人员利用各种技术制备了许多种类的木质素基功能材料,如载药微胶囊、防紫外剂、抗老化剂、光催化剂载体、炭电极材料等。本文介绍了木质素基功能材料的国内外最新研究进展,总结了木质素基功能材料的不同制备工艺和应用领域,评述了木质素微观结构及制备工艺对材料结构特性和应用性能的影响。指出木质素基功能材料的研究是涉及多个学科交叉的前沿课题,但如何高效制备结构规整可控且性能优异的木质素基功能材料仍然是一个具有挑战性的课题。今后的研究应加强对木质素微观结构及其调控机理的研究,以便可以更好地利用其自身的三维网状结构和大量芳香结构等特性制备基于木质素特性的功能材料。     

木质素碳纳米材料制备及在催化中的应用研究进展

木质素是自然界储量丰富的可再生资源,含碳量高且具有三维网状结构和大量共轭结构。碳材料是一类具有极大应用价值的催化材料,特别是在电催化、热催化和光催化领域。以木质素为原料制备高活性的木质素碳基催化剂是实现木质素高附加值利用有效的途径之一。木质素碳催化材料研究涉及化学、化工和物理等多个学科领域,制备性能优异和稳定性良好的木质素碳基催化剂仍充满挑战。本文主要总结了木质素碳材料的制备研究进展,以及介绍了木质素碳材料在光催化、热催化和电催化等领域的应用研究现状。此外,还分析了当前木质素碳基催化材料存在的问题,并展望了未来的发展趋势和重点研究方向。     

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。     

木质素多孔炭的制备及应用研究进展

木质素是一种具有三维网状分子结构、含有大量芳香基团和高含碳量等特点的天然高分子,其在制备多孔炭领域具有巨大潜力。多孔炭在催化剂和能源储存领域具有极大的应用前景。以来源于制浆造纸和生物炼制行业的副产物工业木质素作为原料制备多孔炭应用于能源储存、吸附、催化剂载体等领域,可实现工业木质素在碳基功能材料领域的高附加值循环再利用。本文详细综述了目前木质素多孔炭的常用制备方法和微结构特性的调控方法,总结归纳了各制备方法的主要特点以及影响木质素多孔炭微结构与性能的关键因素;重点综述了近些年对木质素多孔炭孔道结构调控方面的研究,归纳了孔调控的方法;此外,总结了木质素多孔炭在超级电容器、锂离子电池、吸附剂和催化剂载体领域中的应用研究现状,讨论了催化和储能材料对木质素多孔炭的微结构特性要求。总结并展望了木质素多孔炭在制备与应用中面临的机遇和挑战。     

木质素衍生吸附材料及其在废水处理中的应用研究进展

木质素是一种广泛存在于植物中的天然酚类高分子,具有来源广泛、含氧官能团丰富、含碳量高等优点。对木质素进行修饰改性、复合、热解炭化能够获得性能优异的木质素衍生吸附材料,在废水处理中具有广泛的应用前景。本文对木质素的分子结构特点进行了概述,总结了木质素基吸附剂的种类及其制备方法,详细介绍了木质素基吸附剂的修饰改性方法,如金属离子、含N、O、S官能团表面修饰以及复合改性等,并综述了木质素基吸附剂在染料、药物、重金属废水处理中的应用研究。最后,对木质素衍生吸附材料目前存在的问题以及未来的研究方向进行了总结和展望,如何实现木质素衍生吸附剂的可控制备和规模化生产,提高吸附剂在实际环境中的适用性是未来的主要研究内容。     

木质素纳米颗粒的制备及其功能化应用研究进展

木质素是一种天然生物质资源,来源广泛,成本低廉。近年来,利用纳米技术将木质素制备成木质素功能化纳米颗粒极大推动了木质素的利用,同时显著解决了传统材料无法解决的突出问题。详细介绍了木质素功能化纳米颗粒的自组装法、机械法、聚合组装法、冻干炭化法等制备方法及其在催化剂、助剂、吸附剂、紫外防护和抗氧化、抗菌、载体材料、聚集诱导发光材料等领域的应用研究,展望了木质素纳米颗粒的应用前景。指出实现木质素纳米颗粒的可控制备、功能化修饰,将有利于推动木质素功能化纳米颗粒在环保、能源、催化和生物医学等领域的进一步应用。     

木质素的高附加值及在重金属处理上的研究进展

综述了木质素在不同改性制备方法下的结构特点,阐述了不同结构下木质素特有的功能、形态,以及近年来国内外木质素类吸附剂反应机理和结构特点,重点介绍了官能团改性木质素材料、木质素碳材料及纳米木质素材料在重金属吸附方面的应用及研究。最后,总结了木质素基材料在处理重金属技术上存在的挑战,展望了该材料未来的发展方向,以期在实际应用中充分结合现实因素和各种改性方法的适用性,选择合适的木质素基材料来实现重金属的高效吸附去除。     

木质素基吸附剂制备及应用研究进展

木质素是自然界中储量仅次于纤维素的芳香族天然高分子，具有生产量大、成本低、易于改性加工等优点，在废水处理中具有广阔的应用前景。综述了木质素基微球的制备方法，包括溶剂挥发自组装法、乳液溶剂蒸发法和反相悬浮共聚法；木质素基水凝胶的制备方法，包括氧化还原法和高压均质法；木质素基炭材料吸附剂的制备方法，包括碳化法，静电纺丝法和模板法。综述了木质素基吸附剂在有机染料、重金属和抗生素等吸附领域中的应用，并对木质素基吸附剂目前存在的问题以及发展前景进行了总结和展望。     

木质素在生物化工领域的应用研究进展

综述了木质素在生物化工领域的应用研究现状,包括木质素降解与生物制浆、有机废水处理、化工原料的制备等应用研究以及工业木质素在生物肥料、生物制药、生物吸附材料、食品等方面的应用情况。同时分析了木质素在生物化工应用方面存在的问题和难点,探讨了扩大木质素在该领域应用的途径。     

木质素在橡胶胶料中的应用

木质素生物聚合物是木材加工废料的一个主要成分,焚化是最常用的方法。最近,研究了木质素在材料循环利用技术方面的应用,有人研究了某些类型木质素在制备交联树脂方面的应用,在许多论文中还研究了木质素在橡胶并用胶和热塑性塑料改性方面的应用。在并用胶和热塑性塑料中填加木质素对于材料的热稳定性有积极的作用。     

木质素基阻燃剂制备的研究进展

木质素是一种含碳量大且具有丰富官能团的天然高分子聚合物,近年来改性木质素结构应用于制备阻燃成炭剂、聚氨酯和酚醛树脂等高分子材料,因有效提升造纸工业和生物炼制废渣的应用价值而备受关注。通过木质素结构中的酚羟基和醇羟基等活性官能团引入阻燃元素,增加羟基含量和引入氨基结构等方法,可以提高木质素燃烧时的残炭量和热稳定性。在膨胀阻燃体系中改性木质素作为大分子阻燃成炭剂,具有较高的阻燃效率。概述了木质素不同提取方法和结构特点、改性木质素基阻燃成炭剂制备方法和研究进展,展望其未来在阻燃领域的应用和发展。     

硫酸盐木质素的分级分离及性能比较

利用酸析法对造纸黑液中的木质素分级分离,得到3种不同的木质素。对得到的木质素进行傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(~(13)C NMR)以及元素含量测定,在溶解率、分子量分布及官能团和元素含量等方面进行比较。结果表明,木质素在DMF/水混合溶剂中溶解率可达到96%,DMF/水混合溶剂可作为材料制备过程中的液体反应介质。酸析分级分离制备的木质素的分散性逐渐降低,分散系数最小可达到1.57,分子量分布均一,适合在材料领域应用。     

硫酸盐木质素的分级分离及性能比较

利用酸析法对造纸黑液中的木质素分级分离,得到3种不同的木质素。对得到的木质素进行傅里叶红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、核磁共振波谱(⁽¹³⁾C NMR)以及元素含量测定,在溶解率、分子量分布及官能团和元素含量等方面进行比较。结果表明,木质素在DMF/水混合溶剂中溶解率可达到96%,DMF/水混合溶剂可作为材料制备过程中的液体反应介质。酸析分级分离制备的木质素的分散性逐渐降低,分散系数最小可达到1.57,分子量分布均一,适合在材料领域应用。     

木质素基碳材料催化剂的制备及应用研究进展

木质素具有三维网状苯环结构、来源丰富、含碳量高、官能团丰富可控等特点,是一种理想的碳材料前体。通过化学改性和微结构调控制备具有特殊功能的木质素基碳材料,其在能源催化转化、电化学储能和环境修复等领域应用广泛。本文介绍了木质素基碳材料催化剂的国内外最新研究进展,总结了木质素基碳材料催化剂的制备方法,重点综述了木质素基碳材料催化剂在氧化反应、氢解反应、酯化反应、水解反应、脱水反应、费托合成等热催化反应、电解水析氢和锌空气电池氧还原等电催化反应、有机污染物降解等光催化反应的研究进展,但如何构筑高效、稳定、廉价、可规模生产的木质素基碳材料催化剂仍然是一个具有挑战性的课题。文章总结：今后研究中应加强对木质素的基础化学结构和微结构调控、活性组分与木质素碳材料载体间的相互作用、木质素基碳材料催化剂在催化反应中的作用机理等的研究,更好地发挥其低成本、三维结构易成型和微结构可调控等优势,拓展木质素生物质资源的高值化利用领域。     

高沸醇木质素的研究进展

高沸醇木质素是采用高沸醇溶剂法从植物原料中提取的木质素,具有纯度高、化学活性强等特点。介绍了高沸醇木质素的制备、结构以及应用基础研究的最新成果,尤其是高沸醇木质素环氧树脂、聚氨酯和聚合物改性材料方面的进展,展望了高沸醇木质素的应用前景。     

木质素抗氧化活性的构效关系研究及应用进展

木质素是一种储量丰富、环境友好的多酚类生物聚合物，可作为天然抗氧化剂使用。同时，木质素具有光稳定性好、抗紫外、可生物降解等优势，如何更好地开发和利用其抗氧化功能引起了研究者的广泛关注。首先，该文重点回顾了国内外在木质素抗氧化构效关系方面的研究进展，归纳总结了木质素结构对其抗氧化能力的影响规律及其作用机制，并讨论了目前木质素抗氧化构效关系研究面临的主要问题；其次，从分级纯化、纳米化和化学改性3种技术方法出发，介绍了近年来研究人员在强化木质素抗氧化能力方面做出的努力；最后，基于木质素在防晒护肤品、高分子功能复合材料和医药材料中的应用现状，评述了木质素抗氧化特性对紫外防护、热氧稳定性、抑菌等性能的贡献，为今后木质素基功能材料的制备及应用提供一定参考。     

木质素基3D打印材料研究进展

综述了近年来木质素生物质在3D打印材料方面应用的研究进展。木质素作为由多种苯基丙烷单元通过不同的键链接构成的高分子聚合物,丰富的羟基、羰基和醚基等使其可以作为可再生生物基材料应用于3D打印领域。包括可降解塑料复合医学材料、木质素基水凝胶、木质素基3D打印热塑性材料等。重点介绍了不同提取方法得到的木质素的结构特征及与各种材料复合应用于各种3D打印技术方法,详细分析了木质素在3D打印材料应用中的优缺点,并为解决其局限性提出漆酶等对木质素结构进行修饰的思路。最后,对木质素在3D打印领域的应用前景提出了展望。     

木质素基介孔碳材料的制备及应用进展

木质素是自然界中唯一可提供再生性芳香基化合物的非石油类资源,酚羟基的可替代性、低成本及其高含碳量使其成为合成可持续介孔碳的优选前体。本文分别介绍了采用硬模板法、软模板法、双模板法、活化法、水热法以及溶胶-凝胶法制备木质素基介孔碳材料的最新研究进展。分析对比了采用不同方法制备的介孔碳材料所具有的孔道结构和形貌特点,并详细说明了其在吸附、催化、药物缓释和超级电容器等主要方面的应用。最后根据木质素基介孔碳材料在制备及应用过程中所面临的困境,提出发展一种简单、绿色、低成本的合成方法用以制备新型介孔结构的高性能复合型木质素基介孔碳材料将成为今后主要的研究方向。     

中国塑料专利

正防紫外辐射的木质素基氧化锌复合颗粒及制备方法和应用本发明公开了一种用于织物防紫外辐射的木质素基氧化锌复合颗粒及其制备方法和在织物中的应用。该制备方法包括以下步骤:(1)将木质素磺酸盐水溶液调节p H至碱性,加热,加入活性剂反应;再加入羧基化试剂,恒温反应,得到羧酸化木质素磺酸盐;(2)将步骤(1)制备得到的羧酸     

木质素基阻燃剂的研究进展

木质素化学结构中含有丰富的碳原子,其本身可作为高分子材料中的填料,在高分子材料燃烧过程中提供碳源并促进阻燃;木质素的分子结构含有芳香基、酚羟基、醇羟基等活性基团,通过化学改性将具有阻燃作用的元素或基团引入到木质素的化学结构中,可以获得一系列木质素基阻燃剂。本文从木质素结构入手,概述了国内外未改性木质素,氮、磷改性木质素和掺入金属铜或非金属硅的氮磷改性木质素在不同聚合物材料中做阻燃剂的研究进展,包括物理协同阻燃配方、化学改性制备方法、处理前后的阻燃效果对比。同时,解释了相应阻燃剂的阻燃机理,包括：释放出的不可燃气体对氧气的隔绝作用,形成致密不可燃炭层,以及对热量传递的阻碍作用等。并对木质素基阻燃剂的应用前景进行了展望。