木质素无机杂化纳米颗粒的自组装构建及应用基础研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:21878114
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:66.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:B0811.生物质转化与轻工制造
- 结题年份:2022
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:李琼; 王欢; 席跃宾; 符方宝; 卢烁; 李常青; 林文胜;
- 关键词:
项目摘要
Lignin is the aromatic polymer from plants having anti-UV, anti-aging and three-dimensional network structure. Enzymatic hydrolysis lignin from the biorefining industry retains the original lignin macromolecule structure and has excellent anti-UV and anti-oxidant functions, which is an ideal raw material for preparing biomass-based functional materials. However, the serious accumulation, dark color and poor mechanical properties for materials of the industrial lignin have become the bottleneck of its application in polymer materials. In this project, enzymatic hydrolysis lignin will be used as the raw material to prepare negative and positive amphoteric lignin, which will be further used to prepare light-colored lignin/inorganic hybrid nanoparticles having anti-UV, anti-aging and mechanical enhancement properties by an in-situ reaction self-assembly technology, and its application in polymer materials of the lignin/inorganic hybrid will be systematically studied. Furthermore, the influence of the molecular structure of amphoteric lignin on its microstructure and assembly characteristics with inorganic particles will be investigated. The ordered assembly of lignin and inorganic particles can be realized based on the regulation of intermolecular forces between them, and the influence mechanism of the intermolecular forces such as hydrogen bonding and static electricity on the preparation of lignin/inorganic particles will be elucidated. The key technologies and scientific problems in the preparation of lignin/inorganic hybrid particles and its application in polymer materials will be solved and clarified. The expected research results will explore a new way for the large-scale utilization of lignin, which is of great theoretical significance and practical value for promoting the sustainable development of the biological refining industry. and the green development of functional polymer materials.
木质素是植物中具有防紫外、抗老化功能及三维网络结构的芳香族酚类聚合物。生物炼制工业产生了大量酶解木质素,较好地保留了原木质素大分子结构,是制备木质素基功能材料的理想原料。由于其无规结构产生的严重聚集和较深的颜色、增强效果差,成为在高分子材料中应用的瓶颈。本项目以酶解木质素为原料,制备阴阳离子两性木质素,采用原位反应自组装技术制备颜色浅且具有防紫外抗老化、增强等功能的木质素无机杂化纳米颗粒,并探索其在高分子材料中的应用。深入研究两性木质素的结构特征对微结构及与无机颗粒自组装特性的影响机理,基于作用力的调控实现木质素与无机颗粒的有序组装,阐明分子间作用力对杂化颗粒构建的影响机制;解决与阐述木质素杂化颗粒构建及在高分子材料中应用的关键技术和科学问题。研究成果将开拓工业木质素规模化利用的新途径,对于无规天然聚合物研究、生物炼制行业及高分子材料可持续和绿色化发展具有重要科学意义和应用价值。
结项摘要
本项目通过化学改性和微结构调控,成功制备了系列木质素/纳米无机氧化物复合材料,并成功将其应用于极性和非极性高分子材料中。(1)成功制备了系列季铵化木质素,探究了季铵化木质素自身微结构调控规律;(2)通过沉淀法制备了表面亲水和疏水的两种木质素/SiO2纳米复合颗粒,并探究了其在高密度聚乙烯和水性聚氨酯中的应用;(3)通过水热法、溶胶凝胶法、溶剂诱导自组装法分别制备了三种木质素/TiO2纳米复合颗粒,并探究了其在水性聚氨酯抗老化领域中的应用;(4)通过沉淀法和水热法制备了三种木质素/ZnO纳米复合颗粒,并探究了其在水性聚氨酯中的应用。(5)进一步研究木质素基碳材料的构建机理及其与无机氧化物的复合机理,探索在光催化剂和储能领域的中应用。在研期间共发表SCI论文14篇,EI论文1篇;申请授权中国发明专利11件,美国专利2件;获得2020年度广东省科技进步一等奖1项,举办国内木质素专题会议2次;培养博士后2名、博士生2名、硕士生5名。本项目成功将生物质资源木质素开发成具有光学性能的纳米复合功能材料,开辟了木质素在高分子材料功能助剂领域的应用空间,有望实现木质素在高分子材料领域的规模应用。
项目成果
期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(13)
Atomic Force Microscopy Measurement in the Lignosulfonate/Inorganic Silica System: From Dispersion Mechanism Study to Product Design
木质素磺酸盐/无机二氧化硅体系中的原子力显微镜测量:从分散机理研究到产品设计
- DOI:10.1016/j.eng.2021.07.004
- 发表时间:2021-07
- 期刊:ENGINEERING
- 影响因子:12.8
- 作者:Wang Jingyu;Qian Yong;Zhou Yijie;Yang Dongjie;Qiu Xueqing
- 通讯作者:Qiu Xueqing
Effect of structure of technical lignin on the electrochemical performance of lignin-derived porous carbon from K2CO3 activation
工业木质素结构对 K2CO3 活化木质素多孔碳电化学性能的影响
- DOI:10.1515/hf-2019-0107
- 发表时间:2019-12
- 期刊:Holzforschung
- 影响因子:2.4
- 作者:Yuebin Xi;Dongjie Yang;Yuanyuan Wang;JinHao Huang;Mengzhen Yan;Conghua Yi;Yong Qian;Xueqing Qiu
- 通讯作者:Xueqing Qiu
Fabricating ZnO/lignin-derived flower-like carbon composite with excellent photocatalytic activity and recyclability
制备具有优异光催化活性和可回收性的ZnO/木质素衍生花状碳复合材料
- DOI:10.1016/j.carbon.2020.02.038
- 发表时间:2020-06
- 期刊:Carbon
- 影响因子:10.9
- 作者:Zhang Binpeng;Yang Dongjie;Qiu Xueqing;Qian Yong;Wang Huan;Yi Conghua;Zhang Dongqiao
- 通讯作者:Zhang Dongqiao
Double pH-Responsive Pickering Emulsions Stabilized by Quaternized Lignin Combination with Titanium Dioxide Nanoparticles
- DOI:10.11777/j.issn1000-3304.2018.18211
- 发表时间:2019
- 期刊:Acta Polymerica Sinica
- 影响因子:1.9
- 作者:Lu Shuo;Yang Dong jie;Li Yuan yuan;Li Zhi xian;Qiu Xue qing
- 通讯作者:Qiu Xue qing
Dual-templated synthesis of mesoporous lignin-derived honeycomb-like porous carbon/SiO2 composites for high-performance Li-ion battery
双模板合成高性能锂离子电池用介孔木质素蜂窝状多孔碳/SiO2复合材料
- DOI:10.1016/j.micromeso.2021.111004
- 发表时间:2021-03-05
- 期刊:MICROPOROUS AND MESOPOROUS MATERIALS
- 影响因子:5.2
- 作者:Huang, Si;Yang, Dongjie;Li, Changqing
- 通讯作者:Li, Changqing
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其他文献
辣根过氧化物酶改性木质素磺酸钠的结构特征及吸附分散性能
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- 影响因子:--
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- 影响因子:--
- 作者:楼宏铭;刘红艳;吴舜;邱学青;杨东杰
- 通讯作者:杨东杰
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- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:Advanced Materials Research
- 影响因子:--
- 作者:秦延林;白孟仙;张志铭;杨东杰
- 通讯作者:杨东杰
其他文献
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