木质素功能材料的应用研究进展

综述了木质素的理化性质和发展前景,概述了木质素的分类、提取方法以及木质素基功能材料在吸附、紫外防护、药物缓释等方面的最新研究进展.最后针对目前的研究现状进行了总结,并对木质素的高值化利用做了展望.     

功能梯度材料制备方法的研究进展

功能梯度材料作为一种新型的复合材料,因其优异性能得以广泛应用.本文回顾了功能梯度材料的发展历史,综述了功能梯度材料的制备方法,其中包括粉末冶金法、等离子喷涂技术、粉末冶金法、电沉积法以及气相沉积法等,并提出了今后功能梯度材料的研究重点.     

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。     

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。     

模板法制备木质素基中孔炭材料研究进展

木质素是3种木质纤维类可再生生物质资源之一,同时是自然界中含量最丰富的芳香类天然高分子聚合物,其含碳量超过50%,是制备炭材料的理想前驱体。中孔炭材料具有比表面积高、孔径大等特点,在医学器件、催化、超级电容器等方面有着广泛的应用,模板法是制备中孔炭材料的常用方法。主要介绍以木质素为碳前驱体通过硬模板法、软模板法以及双模板法制备中孔炭材料并调控孔结构,重点介绍了制备最新进展。     

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。     

聚合物基梯度功能材料研究进展

对正在兴起的聚合物基梯度功能材料的研究状况，特别是其制备技术的研究和开发进行了综述，并对其潜在的应用价值进行了展望。利用物质传输原理制备梯度功能材料的方法包括了基于质量传输的溶液扩散、互穿网络、相转变和溶胶一凝胶等方法；而基于能量传输的制备方法涉及到了利用电场能、磁场能、热能、重力势能、辐射能、光能以及化学能等多种方法。同时还对界面聚合、纤维排列、组分含量连续调控、复合共挤、逐层浇注、静电喷涂等基于构造原理所开发的制备技术作了简要介绍。     

MgO／Ni系梯度功能材料的设计与制备

对ＭｇＯ／Ｎｉ系梯度功能材料（ＦＧＭ），分别用实验和微观力学模型测定和计算了用于热应力缓和设计的各物性参数。讨论了两种结果之间存在差异的原因。用有限元方法模拟了制备过程中ＦＧＭ的热应力，得到ＭｇＯ／Ｎｉ系ＦＧＭ的综合设计准则。按设计结果进一步调整粉末工艺性质，成功地烧制出ＭｇＯ／Ｎｉ系ＦＧＭ。     

镁基插层结构功能材料研究进展

青海盐湖镁资源丰富,但长期未得到综合利用,造成镁资源严重浪费,同时影响了盐湖钾、锂等资源的开发。开展盐湖镁资源多品种、大规模高值利用,对于促进盐湖资源的综合开发具有重要意义。镁基插层结构功能材料是一类新型层状功能材料,通过对其微观结构、介观形貌和宏观性能等进行调控,已作为PVC热稳定剂、紫外阻隔材料及高效抑烟剂等被广泛应用于橡塑助剂、道路建设及高分子材料抑烟等领域。北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室围绕盐湖镁资源综合利用,开展了系统的插层结构设计与插层组装方法研究,突破了成核晶化隔离、原子经济反应等工程化关键技术,发展了多种镁基插层结构功能材料,并实现了大规模应用,为盐湖镁资源高值利用提供了新思路。     

木质素提取及木质素吸附剂制备方法研究进展

为了更好地利用木质素、提高木质素的吸附功能,对木质素及其提取方法进行了详细阐述,并综述了将木质素制备成吸附剂的相关技术及其应用领域。低共熔溶剂提取法较好,且具有绿色环保、低成本、高效的优点。通过化学反应改变木质素的结构或添加活化剂来提高木质素的吸附性,具有潜在的研究价值。     

回收废旧电池制备功能材料研究进展

废旧电池中含有大量的金属物质,如果不妥善处理,会造成严重的环境污染和资源浪费。而将废旧电池回收之后用于制备功能材料,既能有效解决废旧电池难处置、危害大的问题,又可以减少功能材料的制备成本。文章首先概述了电池的组成及种类、废旧电池的回收意义与回收和处理现状;其次重点介绍了回收废旧电池制备功能材料的研究现状和最新进展,根据废旧电池制备功能材料所采用回收工艺的不同对废旧电池的回收利用进行了分类;最后探讨了目前回收废旧电池制备功能材料所存在的一些问题,并指出简单处理废旧电池制备功能材料将会是未来的主要发展趋势。     

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。     

微流控技术可控制备异形微颗粒功能材料的研究进展

异形功能性微颗粒由于具有独特的散射、流变和凝结等特性,被广泛应用于工业和临床医学等领域。微流控技术作为一种新兴的微流体操控技术,能够连续可控地制备尺寸均一、结构和功能多样化的微尺度材料。近年来,利用微流控技术制备异形功能微颗粒成为研究热点。主要综述了利用微流控技术制备多面体结构、棒条状、子弹形、多腔室结构、孔-壳形和螺旋形微颗粒功能材料的研究新进展,重点介绍了基于微流控通道的尺寸和形状的限制作用、基于微流控构建层流模板的可控光刻蚀、基于表面活性剂的种类或含量辅助诱导多重乳液反浸润过程和对利用微流控技术制备的单分散液滴进行二次操作制备异形微颗粒功能材料等方面的研究现状。     

木质素基二氧化硅复合纳米颗粒的制备及在高密度聚乙烯中的应用

针对目前木质素基SiO₂复合纳米颗粒聚集严重及木质素负载量低,难以应用的现状,以碱木质素为主要原料,先通过磷酸化改性制备磷酸化碱木质素,再利用酸析共沉法将1.2份磷酸化碱木质素与1份纳米SiO₂(均为质量份)复合制备了木质素-SiO₂复合纳米颗粒,并探究复合颗粒对高密度聚乙烯(HDPE)力学性能的影响。FT-IR、XPS、TEM、TG和静态接触角测试结果表明,木质素主要以氢键作用与SiO₂结合;与原料二氧化硅相比,复合颗粒的粒径从25 nm增加到40 nm,聚集程度明显减弱;复合纳米颗粒中木质素占47%(质量分数);表面的疏水性增强,有利于复合颗粒在高密度聚乙烯中均匀分散,显著提高了HDPE的拉伸强度。与碱木质素/HDPE复合材料相比,木质素-SiO₂复合纳米颗粒/HDPE复合材料的拉伸强度和断裂拉伸率分别提高了48.68%和73.57%。     

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。     

木质素基载药微胶囊的研究进展

近年来，基于天然生物基材料的球形颗粒由于其独特的性质，包括形状、结构和与其他材料结合的能力，受到了越来越多的关注。木质素作为自然界中最丰富的芳香族聚合物，具有抗菌、抗病毒以及生物相容性好等特性，在医药、化妆品和食品领域的应用潜力巨大。以球形木质素颗粒作为载体在包覆药物活性成分治疗癌症等疾病或者包覆杀虫剂、抗菌剂等药物应用于农药的控释制剂等方面都取得了初步的研究成果。基于此，本文综述了近期木质素基微胶囊的相关研究进展，首先简要介绍了木质素基载药微胶囊的基本理化性质及释放影响因素；其次详细概括了木质素基载药微胶囊的制备方法与对应的特点及优势，为微胶囊的制备提供更多理论依据；并综述了具有生物医药应用型与化学农药应用型木质素基载药微胶囊的应用进展及亟需解决的关键问题；最后展望了木质素基载药微胶囊的发展前景及进一步的工作重点。     

多孔炭材料的制备及在废水处理中的应用研究进展

以微孔炭、介孔炭及大孔炭为代表的多孔炭材料,因其三维多孔结构和良好的热稳定性而具有优异的吸附性能,其主要制备方法有活化法、软硬模板法等。在介绍了三种多孔炭材料制备方法与特点的基础上,综述了多孔炭材料作为吸附剂在重金属离子废水、染料废水和其他废水处理中的应用研究进展。     

A review on the porous geopolymer preparation for structural and functional materials applications

Geopolymer (also called inorganic polymers) is a kind of amorphous gel material with a 3D structure consisting of SiO₄ and AlO₄ tetrahedra. It has drawn international attention due to its environmental friendliness and excellent performance. This review covers raw materials, preparation methods, and applications of porous geopolymer materials with micropore, mesopore, or macropore. The preparation methods can be divided into five categories: (i) self-forming method, (ii) direct foaming method, (iii) adding filler method, (iv) particles stacking method, and (v) other methods. In this paper, different raw materials and applications were combined with the preparation methods, and some general conclusions of porous geopolymer were summarized. The applications of porous geopolymer materials in building materials, adsorbents, porous ceramics, membrane separation, catalyst, pH regulator, and other fields were introduced as well.