通过热水转换,利用红素变成碳球,碳点和类似石墨烯的层
Giulia Ischia1, Akira Yoko2, Wahyudiono3
1Department of Civil, Environmental and Mechanical Engineering, University of Trento, Via Mesiano 77, 38123, Trento, Italy; WPI Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University, 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai, Miyagi, 980-8577, Japan.
International journal of biological macromolecules
|October 2, 2025
概括
这项研究展示了一种两阶段的热水过程,将生物质副产品素转化为有价值的碳材料,如碳球,点和类似石墨烯的层. 这种绿色化学方法提供了一种可持续的木质素价值化方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
- 生物质的价值化 生物质的价值化
背景情况:
- 作为生物质加工的可再生芳香副产品,红是一种未充分利用的资源.
- 可持续的碳材料在各种应用中都有很高的需求.
- 开发高效的木质素转化方法对于循环经济至关重要.
研究的目的:
- 提出一个概念证明,用于将红素转化为各种碳衍生产品.
- 为了研究一种两阶段的热水过程,用于质素的价值化.
- 为了探索碳球,碳点和石墨烯类层的碳球形成机制.
主要方法:
- 采用了两阶段的热水过程.
- 第1阶段:在250°C的温度下,在60分钟内进行素碎片和部分脱聚合.
- 第二阶段:在300-350°C下15-60分钟转化芳香前体.
主要成果:
- 该过程产生了碳球 (180-220 nm),碳点 (<10 nm) 和类似于石墨烯的层.
- 通过自组装形成的碳球体含有72.5%的碳含量和42.3%的质量效率.
- 碳点表现出光发光,像石墨烯这样的层通过反弹和平面融合形成.
结论:
- 无化学物质的热水路是一种绿色策略,用于将木质素提升为功能性碳材料.
- 在第二阶段,所有碳产品都在15分钟内迅速形成.
- 这项研究为进一步研究素衍生碳材料的形成和应用提供了基础.
