木质纤维素基凝胶电解质的研究进展

电解质作为电池以及电容器等电子设备的组成部件之一，为电子设备充放电过程提供了稳定的离子通道，然而，传统液体电解质材料存在易泄漏及易受环境因素影响等问题，限制了电解质进一步的应用与发展。凝胶电解质是一种具有突出机械性能和优异离子电导率的电解质材料，其中木质纤维素基凝胶电解质具有高柔韧性、机械强度良好和电荷传输快速等物理化学性能，为凝胶电解质的研究带来了新机遇。综述了近年来包括纤维素、木质素及木质纤维素在凝胶电解质领域的制备工艺及研究进展，总结并展望了木质纤维素基凝胶在制备及功能化应用方面的优势、不足及发展方向，以期为木质纤维素基凝胶电解质的研究提供借鉴。     

基于金属盐溶液的纤维素溶解及其应用研究进展

纤维素是自然界储量最丰富的可再生生物质资源，其绿色高值化利用在实现“双碳”和“循环经济”目标中起到重要作用。纤维素的绿色高效溶解是实现其高值化利用重要途径之一。众多纤维素溶剂体系存在价格昂贵、毒性和环境威胁、溶解工艺复杂、溶解效率低、溶剂回收困难和能耗高等问题。金属盐溶液体系具有稳定性高、价格便宜，同时溶解纤维素速度快、溶解工艺简单等特点，是更具应用前景的低成本绿色溶剂。该文综述了不同金属盐溶液溶解纤维素的溶解机理，总结了影响溶解性能的关键因素，并进一步介绍了基于不同金属盐溶液溶解纤维素在薄膜材料、凝胶材料以及复合材料等领域的应用研究进展，总结并展望了金属盐溶液在纤维素溶解及功能化应用方面的优势、不足及发展方向。     

离子液体溶解木质纤维素及其组分研究进展

木质纤维素是地球上含量极丰富的可再生资源。用离子液体溶解木质纤维素材料及其组分进而生产生物质能源产品是一种新型环保的木质纤维素利用方法。对离子液体溶解木质纤维素材料及其组分的研究进展进行了综述,并对离子液体在生物质能源中的应用前景进行了展望。     

木质纤维素可再生生物质资源预处理技术的研究进展

阐述了由木质纤维素可再生生物质资源制备生物燃料乙醇对我国可持续发展的重要意义.针对木质纤维素可再生生物质资源利用的关键技术,综述了国内外对木质纤维素可再生生物质资源预处理的研究进展,并重点介绍了物理法、化学法、物理-化学法和生物法预处理木质纤维素可再生生物质资源的技术.最后对木质纤维素可再生生物质资源预处理技术和应用前景进行了展望.     

木质纤维生物质半纤维素分子模拟应用研究进展

木质纤维生物质资源是重要的可再生生物质资源,主要包含纤维素、半纤维素和木质素。半纤维素含量仅次于纤维素,是一种丰富、可再生的植物资源,其可水解制备重要化学品以及改性制备多功能材料。本文综述了生物质半纤维素分子模拟应用研究进展,从半纤维素大分子形态及其与纤维素结合方式的分子模拟研究和半纤维素制备化学品及材料的分子模拟研究2个方面进行阐述,从模拟结果可以看出半纤维素在细胞壁中与纤维素和木质素的相互作用及其本身的大分子形态对木质纤维生物质三大素的提取利用具有显著影响。分子模拟有利于理解过程机理,对反应效率的提高具有重要理论指导意义。最后对分子模拟在半纤维素研究的发展应用进行了展望,指出目前半纤维素分子模拟的空白领域,主要包括半纤维素液化生产生物油、木糖异构化生产木酮糖、半纤维素与木质素之间的结合方式以及其他的半纤维素基材料等,这些有待进一步的探索与研究。     

芬顿反应用于木质纤维素生物质预处理的研究现状

从全球面临的能源现状出发,结合我国生物质资源的概况,概述了国内外木质纤维素生物质的资源转化和木质纤维素类生物质预处理的研究现状和进展,重点论述了芬顿反应在木质纤维素生物质预处理中的应用现状和研究进展,分析了芬顿预处理的优缺点以及目前急需解决的问题,指出了芬顿反应预处理木质纤维素生物质的发展方向,并对其发展前景进行了展望。     

离子液体介质中纤维素资源转化研究进展

木质纤维素是地球上最丰富的可再生有机碳资源,将其高效转化为化学品或燃料,对缓解全球能源危机和解决环境污染问题具有重要意义。离子液体因对木质纤维素具有独特的溶解性能,近年来作为新型溶剂在生物质转化中获得广泛应用。综述了离子液体用于木质纤维素预处理及化学转化的最新研究进展,包括纤维素溶解、木质纤维素组分分离、纤维素水解制葡萄糖、六碳糖及纤维素催化转化制5-羟甲基糠醛以及碳水化合物的其他转化途径等,同时对基于离子液体平台的生物质转化技术存在的挑战、未来发展趋势及工业化前景进行了展望。     

生物质衍生碳基复合吸波材料的研究进展

为了满足军事国防领域对隐身技术的需求,解决5G时代广泛的电磁污染问题,各类型的碳基吸波材料异军突起。生物质衍生碳基材料相比传统碳基吸波材料,不仅提高了吸波性能,还具有轻质、低成本和可持续的优势。简要叙述了生物质碳材料的合成方法,系统地介绍了可食用和非食用2种生物质衍生材料在碳基复合吸波材料制备中的应用,综述了近几年来生物质衍生碳基复合材料在吸波领域的最新研究进展。重点分析了不同生物质衍生碳基复合材料的微观结构、微波吸收性能的差异,并概述了不同生物质衍生碳基复合材料吸波机理,最后讨论了具有高效微波吸收性能的生物质碳基复合吸波材料所面临的挑战,展望了其未来发展的方向。为从事生物质衍生吸波材料的科研工作者提供了较为全面的理论和应用知识背景,并有望进一步推进生物质衍生碳基复合吸波材料的发展及应用。     

木质纤维素生物质催化转化为高附加值产品的研究进展

从纤维素、半纤维素和木质素三种组分的角度,综述了木质纤维素生物质催化转化为高附加值产品的研究进展。对木质纤维素各组分可转化成的高附加值产品进行了简要的分类介绍,为木质纤维素的有效利用提供重要的可行性参考途径。重点归纳总结了糠醛、酯类、多元醇、烷烃等产品由木质纤维素催化转化而来的主要条件因素,并对各类催化剂的催化性能进行了简要的分析评价。最后对如何提高木质纤维素生物质催化转化为高附加值产品的效率提出了建议和思路。     

木质纤维素生物质降解产物的化学转化研究进展

生物质是唯一可以转化为气体、液体和固体燃料的可再生能源,其中的木质纤维素生物质因其具有储量丰富、价格低廉、生长速度快等优点,受到越来越多的关注。综述了近年来国内外利用化学方法转化木质纤维素生物质降解产物的研究进展,包括对木质纤维素生物质热解产物生物油的精制、由木质纤维素生物质水解产物转化获得高品位燃料和高附加值化学品等几个方面。     

纳米纤维素基无机复合抗菌膜材料的研究进展

纳米纤维素作为一种高值绿色天然聚合物，因其兼具优异的机械性能、可成膜性、高透明度、可生物降解性、生物相容性好等特性，成为无机抗菌原料良好的载体或者基材，这类复合抗菌材料不仅成膜具有一定的机械强度和透明性，而且可提高无机抗菌剂的稳定性，在抗菌功能膜材料领域具有潜在的应用前景。近年来，以纳米纤维素为基体，引入无机抗菌纳米粒子制备纳米纤维素基无机复合抗菌材料成为抗菌新材料的研究热点。基于此，该文着重从纳米纤维素在复合抗菌膜材料制备中的作用与功效，综述了不同无机抗菌纳米粒子与纳米纤维素复合制备纳米纤维素基无机复合抗菌膜材料的研究进展，分析了各类纳米纤维素基无机复合抗菌膜材料的制备及应用优势，最后对纳米纤维素基复合抗菌材料的未来进行了总结和展望，以期为纳米纤维素基有机-无机复合材料的研究提供参考。     

细菌纤维素的功能化改性研究进展

细菌纤维素(BC)是微生物生长过程中产生的以葡萄糖为基本骨架的结构性碳水化合物,具有高纯度、高聚合度、高结晶度、高持水性、高抗张强度和良好的机械强度,在功能材料领域显示了巨大的应用潜力.综述了近年来BC合成菌种筛选的研究现状;分析了BC在透气、吸湿排汗、力学性能和染色与脱色性能调控方面的进展情况;重点总结了BC基材料在抗菌、防紫外线、防辐射、防静电、拒水拒油、导电和传感等功能化改性方面的研究进展;最后,指出BC大规模高效成模和成型技术、差异化高功能BC材料制备技术是未来的重点研发方向.     

生物质基含硅骨修复复合支架材料的制备、特性及评价

模仿天然骨的精密结构制备有机-无机复合骨修复支架材料已成为骨组织工程发展的重要方向。生物质材料如胶原、明胶、壳聚糖、丝素蛋白等由于具有优良的生物学性能而得到广泛关注。含硅生物活性材料由于具有良好的骨传导性和骨诱导性,成为骨修复支架材料中重要的无机组分。本文主要介绍了粉体复合和原位复合两种骨支架材料组分的复合技术,阐述了冷冻干燥、静电纺丝、仿生矿化以及3D打印等骨支架材料结构的构建策略,着重总结了生物质基含硅骨修复支架材料研究进展,阐明当前骨支架材料制备的难点在于支架材料的力学性能和多孔性结构以及生物降解性能与新骨生成速率之间的匹配性问题,并对骨支架材料的发展进行了展望。     

导电聚苯胺／无机复合材料的研究进展

结合导电聚苯胺／无机复合材料的研究进展,综述了聚苯胺与金属、氧化物、碳、无机盐等复合材料的合成方法、特性及应用;同时也概括了原位聚合法、溶胶-凝胶法、电化学聚合法、共混法和自组装法的优缺点。概述了聚苯胺／无机复合材料的发展方向和应用前景。     

壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展

介绍了壳聚糖的结构、性质及其在水处理中的应用原理,综述了壳聚糖与粘土、二氧化硅、无机高分子絮凝剂及其它无机材料复合得到的壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展,提出未来的发展应加强处理机理的研究、对重金属离子外的其它无机物和有机物的处理研究以及产业化应用研究。     

杂原子掺杂生物质基炭材料的研究进展

生物质基炭材料具有低成本、来源广泛、导电性良好和电化学稳定性好等优点,通过杂原子掺杂,生物质基炭材料的性能得到进一步的提升。本文总结了杂原子引入生物质基炭材料的方法(原位掺杂和扩散掺杂)及其各自的优缺点,简述了杂原子掺杂的种类(氮掺杂、氧掺杂、磷掺杂、硫掺杂、卤素掺杂和多元素共掺杂)及杂原子掺杂对生物质基炭材料结构与性能的影响,综述了目前杂原子掺杂炭材料在能源存储、吸附分离、催化氧化等领域的应用状况,并对杂原子掺杂生物质基炭材料的发展方向进行了展望。     

生物质基多孔材料在保温材料中的研究进展

环保、节能、高效是保温材料未来的主要研究方向,开发以生物质为原料的保温材料是未来趋势。生物质基多孔材料是指以可再生的生物质为前驱体制备的多孔材料,其原料来源广,制备方法多样,具有孔隙率高、密度小、质量轻等优异特点,在保温领域有很大的应用潜力。本文概述了多孔材料的保温机理,并综述了近几年国内外对纤维素基、淀粉基、壳聚糖基、植物蛋白基多孔材料的研究,重点介绍了表面活性剂发泡法、冷冻干燥法、致孔剂法、模具热压法、溶剂交换相分离法等在生物质基多孔材料制备中的应用。分析了生物质多孔材料存在的问题,并对多孔保温材料未来的研究方向进行了展望。     

纤维复合材料在装甲防护上的应用

反装甲武器威力的飞速发展,迫使装甲防护材料必须具备轻质高强、优异的防弹性能及耐疲劳等性能.本文首先阐述了在装甲防护上纤维复合材料的优点和防弹机理,其次介绍了国外复合材料在装甲防护上的研究应用现状和新型研制技术,主要包括玻璃纤维、芳纶纤维、UHMWPE纤维以及PBO纤维等复合材料,然后介绍了我国纤维复合材料的研究及应用现状.最后结合我国目前的研制情况,提出了复合材料装甲的研究发展方向.     

Biomimetic soy protein-based exterior-use films with excellent UV-blocking performance from catechol derivative Acacia mangium tannin

Polymer plastic is the main component of current outdoor packaging film materials that are mostly derived from fossil fuels. Its poor ultraviolet (UV) barrier performance and short service life caused by aging degradation result in increased non-renewable consumption and environmental pollution. The most effective way to solve these problems is the development of a biomass-based and eco-friendly packaging with excellent UV-blocking performance. Herein, inspired by mussels, a facile strategy is reported for the preparation of a biomimetic polymeric material via the incorporation of a biomass-derived catechol derivative Acacia mangium tannin (AMT) into a biodegradable soy protein isolate (SPI) matrix. The morphologies, mechanical, thermal properties, and UV-blocking abilities and mechanisms of the modified films were evaluated. With the increase of the AMT content, the stress of the composite film was found to gradually increase, and the modified SPI composite film exhibited a powerful tensile strength of 7.64 MPa and a high breaking strain of 145.6%. After the introduction of AMT, the films exhibited excellent UV-blocking performance. As both SPI and AMT are biodegradable, this work presents an innovative design strategy for fully-biodegradable and robust polymeric materials with excellent UV-blocking performance that have promising potential applications in packaging.