木质素的高附加值应用研究进展

木质素是由3种苯丙烷单元通过醚键和碳碳键相互连接形成的具有三维网状结构的生物高分子,含有丰富的芳环结构、脂肪族和芳香族羟基以及醌基等活性基团。利用木质素的芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基和甲氧基等官能团,能制备出具有紫外吸收、生物可分解性、抗菌性、抗氧化、电子传递和吸附性等特性的高分子材料。笔者结合木质素和改性木质素的结构特点,阐述其在胶黏剂与聚氨酯等聚合材料、纳米复合材料、超级电容器电极材料、碳纤维、复合薄膜材料、金属离子吸附材料等领域研究现状,并对其在应用过程中存在的问题进行了分析。最后,阐述了木质素在未来木质素材料化制备高附价值产品应用研究的重点和方向,木质素在电磁波吸收材料、发光材料等新领域具有广阔的应用前景。     

植物基碳纤维研究现状与展望

以植物资源为碳纤维生产原料,基于纤维素基碳纤维、木质素基碳纤维、木质树脂基碳纤维和非木质树脂基碳纤维四个方向,综述了各类植物基碳纤维相关研究现状及发展方向。结论表明:植物基碳纤维拥有广阔的发展空间,但目前许多技术及制备方案仍停留在试验阶段。此外,还对每种类型的植物基碳纤维今后相关研究提出了展望。     

生物质基炭气凝胶炭基前驱体的研究进展

综述了以糖类、含酚类生物小分子及其他生物质为炭基前驱体制备生物质基炭气凝胶的研究进展,重点介绍了纤维素基、壳聚糖基、木质素基和单宁基炭气凝胶的制备工艺、产品性能及其在催化剂载体、超级电容器、吸附剂以及隔热阻燃材料等领域的应用情况,并对未来生物质基炭气凝胶工业化发展的研究重点和方向进行了展望。     

木质纤维基磁性材料及其对重金属离子吸附研究进展

重金属离子污染是当下最严峻的环境问题之一。利用储量丰富、可再生、可降解的木质纤维资源改性功能化磁性材料得到木质纤维基磁性吸附材料,并用于去除水中的重金属离子具有吸附性能优异、易回收等优点,日益受到国内外研究者的关注。在简单阐述磁性纳米材料的基础上,重点介绍了国内外纤维素基、木质素基、半纤维素基磁性吸附材料的制备方法,归纳总结并比较了其对不同重金属离子吸附性质,探讨了木质纤维基磁性吸附材料在重金属离子污染去除中的应用并对其影响因素进行了分析,同时展望了木质纤维基磁性吸附材料的未来发展方向。     

木质素在合成聚氨酯中的应用

木质素作为一种天然可再生资源,其研究和应用日益活跃。在材料中引入木质素,不仅可提高材料的性能,还能降低成本,产生可观的经济效益。文章综述了国内外以木质素、改性木质素代替多元醇为原料合成聚氨酯材料的一些探索性研究和应用,对木质素在聚氨酯泡沫、聚氨酯薄膜、聚氨酯黏胶剂以及聚氨酯涂料等方面进行了阐述;并针对木质素的结构和性能,提出了改性木质素将成为木质素基聚氨酯的研究重点。     

木质素基碳点和石墨烯量子点制备方法研究进展

碳点(CDs)和石墨烯量子点(GQDs)由于结构稳定、环境友好、水分散性和生物相容性良好、易于功能化改性和可光致发光等优点已成为备受关注的零维碳纳米材料,有望广泛应用于生化指示、生物医学、储能、显示器件和催化等前沿领域。近年来,相比于传统的化石燃料基化合物,来自可再生生物质的木质素及其衍生物不仅价廉易得、活性基团丰富,而且具有天然芳香结构,已成为CDs和GQDs的重要前驱体。但是,已有报道对木质素的解聚机制认识不足,这也逐渐成为制约木质素基CDs和GQDs性能提升的瓶颈之一。因此,必须阐明木质素在相关工艺过程中发生解聚的化学本质,并明确杂原子掺杂与木质素基CDs和GQDs的激发依赖发光行为的内在联系。笔者首先介绍了木质素基CDs和GQDs的制备方法发展历程和潜在应用,同时对其结构和性质等进行评述,重点讨论并总结了制备具有出色激发依赖发光行为的木质素基CDs和GQDs的技术难点,认为开发一类适用于普遍性木质素原料的高效环保解聚策略,以及揭示木质素基CDs和GQDs的杂原子掺杂与其激发依赖发光行为的关联机理将成为该领域今后的重点研究方向。     

木材人造丝碳纤维的研究现状

为缓解化石资源紧张带来的碳纤维原料的短缺,降低碳纤维的生产成本,扩大碳纤维的应用范围,开发以再生木质资源为原料的碳纤维已成为发展的趋势.本文较系统地介绍木材人造丝碳纤维的种类和工艺过程,总结近年来国内外的相关研究报道,并对今后木材人造丝碳纤维的发展研究提出展望.     

壳聚糖木质素复合材料研究进展

自然界中木质素储量丰富,但由于木质素的化学反应活性较低而限制了其开发利用;而壳聚糖的反应活性较高,在自然界中的含量仅次于纤维素,利用木质素复合壳聚糖制备新型生物质材料具有较高的研究及利用价值。文中介绍了使用木质素壳聚糖制备复合材料的研究进展,包括吸附材料、微胶囊材料和其他材料等,并对木质素壳聚糖复合制备木材胶粘剂等环保型材料的前景进行了展望,旨在为开发壳聚糖木质素复合材料的研究提供参考。     

白腐菌在木质纤维素降解中的应用进展

木质素由于具有各种生物学稳定的复杂键型而不易被微生物降解,进而阻碍了纤维素的降解利用,而纤维素是重要的能源性物质,同时又是纸浆的主要成分,因此有效利用木质纤维素的关键是木质素的去除。本文总结白腐菌在生物制浆、乙醇制备的预处理、堆肥和饲料的制备方面的应用,概括提高白腐菌利用效率的方法,并对使用白腐菌处理木质纤维素材料进行展望。     

木质素的化学改性与高效利用研究进展

介绍了木质素的结构特点及其化学改性原理,综述了木质素基吸附剂、表面活性剂及粘合剂的制备原理、作用机制及最新研究动态。对木质素在这些领域高效利用前景进行了展望。     

木质素基多孔炭材料的制备及应用研究进展

木质素是无定型态的高度交联的多酚芳香族聚合物,来源广泛,碳含量丰富,适合用于多孔炭材料的制备.将木质素用于制备多孔炭是实现资源化利用,解决木质素难以大量高效利用而造成环境污染问题的重要途径.本文主要介绍了近些年来,以木质素为炭前驱体,通过物理、化学活化法制备出的以微孔为主的活性炭及采用模板法制备出的介孔炭材料工艺研究情...     

木质素基非甲醛木材胶黏剂的研究进展

木材行业当前使用的胶黏剂原料主要来自石油资源,石油资源的不可再生性和人们对环境问题以及胶黏剂中有毒挥发性物质的日益关注,迫使人们寻找一种可再生的,能够制备非甲醛木材胶黏剂的替代物。木质素是一种价格低廉、产量巨大的可再生生物质资源,其在木材胶黏剂领域的应用得到了人们的关注。从木质素-糠醛胶黏剂、木质素-聚氨酯胶黏剂、木质素-单宁胶黏剂、木质素-聚乙烯亚胺胶黏剂、漆酶活化木质素胶黏剂和木质素-大豆蛋白胶黏剂等方面综述了木质素基非甲醛木材胶黏剂的研究进展,并对其存在的问题及解决对策进行了分析,对木质素基非甲醛木材胶黏剂的前景进行了展望。     

木素基碳纤维的工艺研究与应用进展

归纳木素基碳纤维的开发与应用进展,总结国内外木素基碳纤维纺丝液制备工艺、纺丝及预氧化工艺、炭化工艺的研究进展,并对今后木素基碳纤维的研究方向提出建议.     

玉米秸秆组分分离预处理方法的研究进展

我国玉米秸秆产量较高,但利用率不到总产量的1/3。玉米秸秆作为可再生资源,经加工后可用作生物质能源,替代部分化石能源,缓解不可再生资源的短缺。玉米秸秆的高值化利用已引起众多研究者的关注。阐述了玉米秸秆常用的预处理方法,针对单一方法在预处理过程中存在的局限性,提出将各种预处理方法相互结合,对玉米秸秆预处理方法进行改进,使纤维素、半纤维素和木质素得以分离和提取,以期对后续玉米秸秆的高值化利用提供借鉴。     

植物油脂基热塑性高分子合成与应用研究进展

随着科学技术的发展,高分子材料的大量涌现给人们的生活带来了诸多便利。由于石化资源日益紧缺和环境问题日益严重,寻找可替代石化资源的绿色原料是当前科学研究的热点之一。以植物油脂为原料开发能源、化学品和材料,可以缓解资源短缺问题,减少对环境的冲击。由于我国食用植物油长期依赖进口,极大地限制了油脂高分子材料的大规模产业化发展。可喜的是我国木本油料作物产业发达,以非食用木本油为原料开发高附加值的高分子材料符合我国的基本国情。笔者综述了植物油脂基热塑性高分子的合成与应用研究进展。首先介绍了基于大豆油、葵花籽油等植物油脂的单体制备、热塑性高分子合成研究进展;其次,介绍了植物油脂基热塑性高分子在纳米复合材料、弹性体、形状记忆材料、胶黏剂和涂料等功能性材料领域的研究进展。进一步综述了桐油、橡胶籽油、棕榈油等木本油脂基聚酯、聚氨酯、醇酸树脂、环氧树脂等高分子材料的合成及应用;最后,结合国内外的研究进展,总结了植物油脂基热塑性高分子面临的挑战和未来的研究方向,以期为木本油脂基热塑性高分子的合成与高值化利用提供参考。     

缩合单宁类胶黏剂的研究进展

在石油基胶黏剂有毒有害，且化石资源日益短缺的背景下，生物基胶黏剂得到了迅速的发展。缩合单宁（CTs）占世界商业单宁总产量的90%以上，是基于黄酮醇单元的植物多酚聚合物。CTs的多酚结构赋予其独特的化学性质，与甲醛反应速度是苯酚的3倍，使其在反应性和经济上更适合替代苯酚来制备胶黏剂。综述了近年来国内外多种缩合单宁类胶黏剂的研究进展，并进行了展望，以期为缩合单宁类胶黏剂的发展及应用提供参考。     

竹炭及其复合材料在超级电容器中的应用研究进展

详细阐述了竹炭基超级电容器材料的作用原理、制备工艺和影响因素,介绍了其结构设计和工艺方面的研究进展。相对于单一活性竹炭材料,重点分析了以竹炭作为赝电容材料生长/嵌合模板的竹炭基复合材料,赝电容材料与电解液界面之间发生的氧化还原反应,体现出双电层和赝电容的高效协同效应,使竹炭基碳材料具有更为广泛的应用领域。在总结当前竹炭基超级电容器材料研究成果及所面临问题的基础上,对利用我国丰富的竹材资源在超级电容器领域的应用前景进行了展望。     

纳米纤维素基紫外屏蔽膜材料的研究进展

纳米纤维素是一种高透明度、高机械强度的材料，使用不同的方法如真空过滤法、溶液浇铸法等可将其制备成膜材料。通过对纳米纤维素进行改性或添加紫外屏蔽剂可以提高膜材料的紫外屏蔽性能，实现其在光敏材料覆膜、食品包装、紫外防护等领域的应用价值。首先介绍了紫外屏蔽剂作用机制，重点综述了改性纳米纤维素、纳米纤维素/无机氧化物、纳米纤维素/木质素及其他复合紫外屏蔽膜材料的研究进展，最后总结并展望了纳米纤维素基紫外屏蔽膜材料制备及应用所面临的机遇和挑战。     

木基发光材料研究进展

随着资源的消耗以及人类可持续性发展意识的增强,木材等绿色资源的功能化改性及应用日益受到人们关注。木基发光材料综合了木基复合材料和发光材料的优势,以木材为载体,通过浸渍发光材料获得具有发光性能的功能性木材,其在一定程度上保留了木材的基本结构特征,并改善了木材的尺寸稳定性、防腐防潮性和力学性能等,还可以通过添加其他功能性材料开发磁性、储能等新功能。文中从制备木基发光材料所需的原辅材料、功能性添加剂等方面综述目前国内外木基发光材料的相关研究成果,主要对其所使用的发光材料进行分类,分析总结各研究成果的制备工艺包括对木材的不同预处理方式等;同时对木基发光材料在照明装饰、储能材料等领域的应用前景进行展望;并从材料、工艺和功能性添加剂等方面提出一些深入研究的建议,旨在进一步提升木基发光材料的性能,为其在家居、储能、照明等领域得到更广泛的应用提供思路。     

木基相变蓄热材料研究进展

相变蓄热材料有助于节能和能源的可持续利用,缓解能源危机。木材虽具有调节温度的功能,但远未达到作为相变蓄热材料的要求,因此通常需要与其他相变材料进行复合制备木基相变蓄热材料。文中介绍了几种常与木材复合的相变材料（石蜡、聚乙二醇、脂肪酸）,并对这些材料的特性和应用范围进行了比较;在此基础上概述了木基相变蓄热材料的研究现状,包括实木相变蓄热材料、木质复合相变蓄热材料和木塑相变蓄热材料,并阐述了各类材料的制备方法、性能特点和应用领域;对木基蓄热相变材料未来研究方向进行了展望。