木醋液制备及形成机理研究进展

生物质能具有来源广泛、绿色无污染、可再生和低廉易得等优点,开发高附加值产品对生物质资源多元化利用和解决能源危机具有重要的战略意义。木醋液是生物质热解制炭工艺中的高价值酸性副产物,已被广泛应用于农业、林业、畜牧业、工业和医药业等多个领域,均显现出正面的促进作用。本文综述了木醋液制备工艺、理化性质、分离方法及形成机理的研究进展,从生物质组分(半纤维素、纤维素和木质素)热解的角度阐述了木醋液中主要有机化合物的形成机理。木醋液颜色呈浅黄色或红褐色,密度为1.00~1.13g/cm^3,pH为2.27~3.32,有机酸含量为2.07%~13.82%,热解温度170~350℃下制得的木醋液的物理及化学性质满足日本农用木醋液标准。文章指出木醋液富含酸类、酚类、酮类、呋喃类、醛类、醇类、酯类和醚类有机物,酸类化合物(主要是乙酸)和酚类化合物(主要是愈创木酚)使木醋液具备优良的抗微生物活性和抗氧化活性,并且酚类化合物使其具有烟熏气味的独特性质。联合不同单一分离法精制木醋液的效果最佳,可适用于不同领域的多种用途。在生物质热解过程中,游离水、吸附水和结合水随着温度升高依次析出,半纤维素、纤维素和木质素再分解成挥发性有机物质与水,共同冷凝后形成木醋液。但是,传统热解工艺制备得到木醋液的产率低及温度对成分含量的影响显著是限制木醋液发展的主要瓶颈。水热法是一种新兴的木醋液制备技术,其产率高,焦油成分少,包含的有机化合物种类更多。此外,从生物油中直接萃取也可快速制备含有相同有机组分的木醋液。因此,本文提出未来研究应着重于开发和研究高效且便捷的木醋液制备技术、分离技术及其机理,同时结合先进的催化技术与膜分离技术,以便利于制备高品质木醋液和直接地应用于不同领域,早日实现木醋液的规模化应用。

六方氮化硼的液相剥离及其在电子器件热管理应用的研究进展

六方氮化硼纳米片(BNNS)具有优异的导热性、绝缘性、化学稳定性、耐高温性,在电子器件热管理领域具有广泛的应用前景。然而,如何快速、规模化地获得高质量的BNNS仍是其商业应用所面临一个重要挑战。液相剥离法是制备BNNS最有前景的方法之一,具有工艺简单、纳米片质量高、可规模化生产等优点。本文首先总结了近年来BNNS的液相剥离方法,重点介绍3种用于液相剥离BNNS的方法(h-BN剥离的溶剂选择、h-BN的非共价键改性以及共价键改性);其次,深入探讨了上述3种方法的剥离机理以及存在的不足(有机溶剂污染环境问题,部分修饰剂相容性差,共价键改性困难)。随着剥离分散机理的深入研究,液相剥离法将满足高质量高效率的BNNS的制备需求,使其在电子器件热管理领域发挥重要作用。

木质素基功能材料的制备与应用研究进展

木质素是植物中含量第二大的天然有机高分子聚合物,以来源于制浆造纸和生物质炼制中的工业木质素为原料,制备具有特殊功能的高附加值材料,对木质素进行资源化高效利用、解决化石资源日趋紧缺及环境污染等问题具有重要意义。近年来,研究人员利用各种技术制备了许多种类的木质素基功能材料,如载药微胶囊、防紫外剂、抗老化剂、光催化剂载体、炭电极材料等。本文介绍了木质素基功能材料的国内外最新研究进展,总结了木质素基功能材料的不同制备工艺和应用领域,评述了木质素微观结构及制备工艺对材料结构特性和应用性能的影响。指出木质素基功能材料的研究是涉及多个学科交叉的前沿课题,但如何高效制备结构规整可控且性能优异的木质素基功能材料仍然是一个具有挑战性的课题。今后的研究应加强对木质素微观结构及其调控机理的研究,以便可以更好地利用其自身的三维网状结构和大量芳香结构等特性制备基于木质素特性的功能材料。