木质素无机杂化纳米颗粒的自组装构建及应用基础研究

基本信息
批准号:21878114
项目类别:面上项目
资助金额:66.00
负责人:杨东杰
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
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:
木质素高分子复合材料木质素生物基材料生物炼制木质素抗紫外剂
结项摘要

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。

项目摘要

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
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
2

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
3

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
4

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
5

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

基于二维材料的自旋-轨道矩研究进展

DOI:10.7498/aps.70.20210004
发表时间:2021

相似国自然基金

1

反应性嵌段共聚物的自组装及有机/无机杂化纳米颗粒

批准号:50473056
批准年份:2004
负责人:陈永明
学科分类:E0310
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
2

木质素磁性纳米颗粒的构建机制及应用研究

批准号:21776107
批准年份:2017
负责人:郑大锋
学科分类:B0816
资助金额:64.00
项目类别:面上项目
3

新型有机-无机杂化纳米复合颗粒磁性液体的制备及其双可调光子晶体构建

批准号:51273089
批准年份:2012
负责人:谢宇
学科分类:E0309
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
4

埃洛石纳米管之荷电修饰及无机-有机杂化镶嵌膜构建基础研究

批准号:21276244
批准年份:2012
负责人:刘金盾
学科分类:B0804
资助金额:40.00
项目类别:面上项目