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。     

可用于建筑材料领域的低密度聚乙烯-木质素复合材料的制备及应用

木质素是自然界中广泛存在的天然高分子材料,将木质素与低密度聚乙烯材料共混制备新型复合材料是高效利用这种工艺副产品的研究热点之一.通过马来酸酐界面改性,木质素与低密度聚乙烯材料,制备了具有良好界面相容性的复合材料.在此前提下,研究了木质素掺杂含量对制备的复合材料整体的力学性能、保温特性、热性能以及抗腐蚀能力的影响,评估获...     

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。     

木质素基碳纤维复合材料在储能元件中的应用研究进展

基于木质素天然高分子成本低、可再生性、来源丰富、制备工艺简单以及结构可控等优势，将其制备成碳纤维并应用于超级电容器、可充电电池等储能元件，进一步发挥其充放电速度快、能量密度高和循环寿命长等优异的性能，已得到证实及应用。本文系统综述了近年来利用纺丝方法制备的木质素基碳纤维的过程工艺与纤维性能，并基于木质素基碳纤维在结构设计上的多样性，重点总结了不同木质素基碳纤维用作超级电容器和可充电电池电极材料所表现出的差异化电化学性能。此外，对木质素基碳纤维复合材料的发展前景和面临的挑战进行了展望，为木质素基碳纤维复合材料的下一步研究和开发提供思路。     

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。     

木质素基酚醛树脂胶黏剂研究进展

在经过处理改性后,木质素可部分替代苯酚,用于生物基酚醛树脂胶黏剂的制备,降低胶黏剂生产成本,同时能够实现生物质的高效利用,促进循环经济.综述了目前木质素活化改性制备酚醛树脂胶黏剂的最新研究进展,重点介绍了化学改性、物理改性及生物改性等提高木质素反应活性的主要改性方法,对比了不同改性方法合成的木质素基酚醛树脂胶黏剂性能.     

木质素/聚烯烃复合材料界面增容的研究进展

木质素作为植物界第二大可再生生物质资源,其有效利用技术一直是人们关注的热点。利用共混技术制备木质素/聚烯烃复合材料不仅可以提高木质素的有效利用率,还可以减少化石能源的消耗,提高聚烯烃的环境适应性,是近年来研究的热门课题。然而聚烯烃和木质素之间的界面黏附能力差,直接影响复合材料的性能,因此改善两者的界面相容性对于提升木质素/聚烯烃复合材料的性能至关重要。本文介绍了木质素的结构与性能,分析了木质素与聚烯烃相容性差的原因,同时从增容方法和共混工艺两方面回顾了国内外在木质素/聚烯烃复合材料界面增容方面的研究现状和最新进展,着重阐述了增容剂种类、木质素改性方法、共混工艺参数的改变对复合材料界面相容性的影响。此外,在木质素/聚烯烃复合材料生产生活应用的基础上展望了木质素/聚烯烃复合材料界面增容的发展趋势,指出进一步寻找成本低廉、性能优异的增容剂,探索更有效的复合增容工艺以及引入能量牺牲键将是未来研究的主要方向。     

木质素基聚酯型聚氨酯胶黏剂的制备及表征

以玉米秸秆木质素、癸二酸、丙三醇、乙二醇和新戊二醇为原料制备了癸二酸系聚酯多元醇,并以其配合多亚甲基多苯基多异氰酸酯固化剂和有机铋催化剂制备了木质素基聚酯型聚氨酯胶黏剂,利用黏度和胶接强度测试以及FTIR和TG分析对所制备的聚酯多元醇及木质素基聚氨酯胶黏剂的性能进行了表征。结果表明,采用新戊二醇参与合成木质素基聚酯多元醇,可以得到液态产品,且新戊二醇含量越多,所得聚酯多元醇的黏度越小,以此制备的聚氨酯胶黏剂的胶接性能越好。以新戊二醇作为100%二元醇得到的木质素基聚酯多元醇配制聚氨酯胶黏剂,其胶接强度可达15.47MPa。红外分析表明,聚氨酯链段中引入了木质素分子。TG结果显示,所制得的木质素基聚酯型聚氨酯胶黏剂具有较好的热稳定性。     

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。     

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。     

Self-assembly of a renewable lignin biopolymer in nanoparticles with multiple morphologies

Lignin is considered one of the main biorenewable polymers from natural resources. Each year, a large amount of lignin is generated as a waste byproduct of the pulping process in the paper industry. However, it is seldom treated as a value-added material because of its undefined structure, the diverse methods of isolation and processing, and the origin of the material; these greatly hinder its application. Therefore, it is of great significance to explore new potential applications of this readily available yet underappreciated natural product. In this study, we developed a preparation method of lignin-based microstructures or nanostructures via self-assembly. We created various self-assembled nanostructures, including nanocubes, nanorods, nano-octahedrons, nanobranches, and other morphologies, by choosing different types of simple inorganic acids at various pHs. Some of these nanostructures have never been reported. These structures were fully characterized with scanning electron microscopy, ultraviolet–visible spectroscopy, and dynamic light scattering. All of them were uniform and stable. They displayed little or no cytotoxicity to cells in vitro at concentrations up to 1024 μg/mL. We hope the results of this study provide some insight for the future development of new applications of lignin-based materials. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 47482.     

木质素基低成本碳纤维的研究现状

从木质素基碳纤维的制备方法、力学性能、结构特征及力学性能的影响因素等几个方面,阐述了当前木质素基碳纤维的研究现状,并对今后的研究方向提出了几点建议,以期能为木质素基碳纤维的研究工作提供一定的参考。     

基于木质素的先进材料

综述基于木质素的先进材料及其制备方法和特性,展望了木质素的未来发展。