木质素两亲聚合物的微结构调控及其纳米材料制备基础

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
21436004
项目类别：
重点项目
资助金额：
350.0万
负责人：
邱学青
依托单位：
华南理工大学
学科分类：
B08.化学工程与工业化学
结题年份：
2019
批准年份：
2014
项目状态：
已结题
起止时间：
2015-01-01 至2019-12-31

项目参与者：
欧阳新平；邓永红；周明松；李远；秦延林；李浩；叶晃青；朱国典；魏振耀；
关键词：
木质素纳米材料微结构

项目摘要

Preparation of lignin-based nano materials not only opens up a novel and broad prospect for utilization of industrial lignin recovered from pulping spent liquor, but also brings in a new area for high value-added application of lignin-based products. The key problem of preparing lignin-based nano materials is to understand lignin microstructure and its regulation mechanism. This project aims to prepare lign in amphiphilic polymers by chemical modification of alkali lignin, and then reveal the influence of microstructure on the reaction efficiency of alkali lignin, and on their adsorption characteristics and dispersion properties, which provide a theoretical basis for efficient modification and application of lignin. Furthermore, this project explores the influence of microstructure on preparing lignin-based nano materials. Through transforming from disorder to order of microstructures, and understanding its transforming condition and mechanism, it is hopeful to get breakthrough in theory and application of lignin-based nano materials. It provides theoretical basis and applied instruction for preparing novel lignin-based nano materials. The implement of this project is of great significance for both high value-added use of renewable resources and environmental protection.

木质素基纳米材料的制备给制浆造纸废液中回收的工业木质素提供既新颖又广阔的应用前景，同时开辟了木质素产品高附加值应用的一个新领域。而制备木质素基纳米材料的关键科学问题就是木质素两亲聚合物的微结构研究及其调控机制。本项目拟通过碱木质素改性制备木质素两亲聚合物，研究碱木质素微结构对反应效率的影响，揭示木质素两亲聚合物微结构对吸附特征、分散性能等方面的影响规律，为木质素的高效改性及应用提供基础；进一步探索木质素两亲聚合物微结构对制备木质素基纳米材料的影响，实现微结构从“无序”到“有序”的转化，并探索其转化条件和转化机制，可望在理论及应用方面获得突破性的进展，为新型木质素基纳米材料的制备提供理论基础与应用指导。本项目的实施对于可再生资源的高值利用及环境保护均具有重大的意义。

结项摘要

项目通过研究木质素的溶液行为，准确测定木质素的物性参数，建立了木质素两亲聚合物的微结构模型及其调控机制；进一步通过分子间作用力分析，调控木质素的聚集与解聚，揭示了木质素微结构对其功能改性，吸附分散性能和纳米材料制备的影响规律；在此基础上，通过接枝聚合、杂化复合、超分子自组装等技术制备系列木质素纳米材料与复合材料，并探索在染料分散、农药控释和抗光解、材料增韧与抗紫外老化、天然防晒护肤等领域的应用。相关研究为工业木质素和造纸黑液的资源化高效利用开辟了新的方向，取得一批国内领先，国际先进的研究成果。项目在研期间共发表论文58篇，授权中国发明专利10项，申请中国发明专利16项，获国家技术发明二等奖1项，中国专利优秀奖2项，广东省专利金奖1项。培养中青年学术带头人1人，培养研究生21人（其中博士研究生3人，硕士研究生18人）。