摘要：木质素作为一种储量丰富、可再生的天然高分子化合物,可与多种聚合物结合,赋予其抗氧化、防紫外、抗菌等性能,但木质素结构的复杂性和异质性限制了其高值化应用。近年来,木质素的改性处理以及木质素衍生的复合薄膜在基础研究和实际应用方面得到了广泛关注。综述了多种具有特定功能(热稳定、抗氧化、紫外屏蔽等)的高附加值木质素基复合膜材料,首先介绍了木质素的结构、特性以及常用的改性方法,其次总结了木质素基复合膜材料的制备及其在食品包装、紫外防护、吸附处理等方面的应用,最后讨论了木质素基复合膜材料面临的主要问题,为环境友好型多功能膜材料的未来发展提供一定的参考。

摘要：【目的】聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)作为缓释肥包膜材料具有价格低廉、透性好、环保、少残留的优点,但耐水性能差,制成包膜肥料进入土壤后缓释效果不持久。γ聚谷氨酸(γ-PGA)是一种原料易得的肥料增效剂,利用纳米二氧化硅(nano-SiO2)和γ-PGA对聚合物PVA进行改性,并用改性后的PVA制备了缓释材料,优化nano-SiO2、γ-PGA和戊二醛的配比参数。【方法】试验采用三因素三水平L9(33)正交设计,三因素三水平是PVA浓度(因素A)4%、6%、8%,γ-PGA与PVA的质量配比(因素B)0.8∶3、1∶3、1.2∶3,戊二醛占PVA与γ-PGA体积之和比例(因素C)0.1%、0.2%、0.3%,以不添加戊二醛的9个处理做对照。用有机高分子聚合法制备复合膜,分析了不同原料配比制备的膜材料的吸水性和渗透性能,找出最优原料配比。在此基础上,在上述包膜材料中分别加入5、10和20 g/kg的nano-SiO2和少量无水乙醇制成复合膜,测定复合膜材料的吸水率、渗透率,分析了膜的红外光谱特征和表面微观结构变化,探讨其改性成膜机理。【结果】加入交联剂戊二醛后,复合膜材料的吸水率和渗透率均显著降低。当PVA浓度为4%,γ-PGA与PVA质量比为1.2∶3,戊二醛体积分数为0.3%时,复合膜材料的吸水率最低,为118%,铵离子和水的渗透率分别比对照降低了46.8%和23.0%。添加nano-SiO2后,各处理膜的吸水率均随nano-SiO2添加量的增加呈现先升高后降低的变化,当添加量为20 g/kg时,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率最低,与不加nano-SiO2相比,复合膜材料吸水率和NH4+渗透率分别降低了6.8%~38.2%和23.8%~53.2%,而水渗透率增加了38.4%~67.7%。红外分析光谱结果表明,PVA和γ-PGA反应生成醚键;添加nano-SiO2处理的―OH伸缩振动峰变宽,透过率增加,并且出现了Si―O―Si摇摆振动和反对称伸缩振动;同时,从官能团特征看出复合膜中仍存在未反应的γ-PGA。扫描电镜结果显示纳米SiO^2-聚乙烯醇-γ聚谷氨酸复合膜材料的表面更光滑,致密均一,这可能是包膜材料能减缓氮素释放的主要原因。【结论】nano-SiO2与PVA、γ-PGA、戊二醛分子结合生成的交联纳米复合膜材料亲水基团数目减少,膜材料吸水率降低,提高了包膜材料的缓释性能,更适用于颗粒肥料包膜。膜材料中存在的游离γ-PGA可以继续发挥肥料增效剂的作用。

摘要：研究探索了用共混法制备纳米Ag/纳米TiO_2/CS复合膜材料的工艺条件,并采用正交实验设计,系统考察了原料配比、烘干温度、超声分散时间等因素对成膜时间和成膜效果的影响;通过理论分析和实验分析得出最佳的制备工艺。同时对材料进行了表征与测试,包括膜材料表面形貌、成分的组成表征与测试、结构的表征与测试等。研究结果表明:壳聚糖、纳米银、纳米二氧化钛三者能有效结合,形成相不分离的均匀连续的复合膜;复合膜烘干最佳温度为60℃;复合膜表面的白色颗粒是银,与壳聚糖与银、二氧化钛的相互作用有关。研究为纳米Ag/纳米TiO_2/CS复合膜材料的制备提供了理论及实验参考。

摘要：微生物燃料电池技术利用环境友好的高活性微生物作催化剂,以降解水中有机污染物同步输出电能,受到了学术界和企业界的高度重视。如何提高微生物燃料电池的效能是目前研究的聚焦点,分隔材料的设计与选择直接影响了微生物燃料电池的整体性能。本文综述了微生物燃料电池中分隔材料研究的新进展,对比分析了不同新型分隔材料的特点、产电能力与污水处理效果及其待解决的问题,展望了微生物燃料电池分隔材料的发展方向。

摘要：静电纺丝纳米纤维膜具有独特的网状结构和相连通的微孔道,作为一种新型吸附材料,具有比表面积大、孔隙率高、易改性、易回收和化学稳定性好等优势,在吸附废水中的污染物方面得到了广泛的应用。本文首先简单介绍了静电纺丝的工作原理,随后,概述了静电纺丝纳米纤维膜作为吸附剂用于水污染处理的最新研究进展,主要包括有机污染物、无机阴离子、重金属离子的吸附去除及在海水淡化方面的应用。同时,讨论了电纺纳米纤维膜对污染物的吸附机制。最后,展望了静电纺丝纳米纤维膜材料在污水处理中存在的挑战和前景。本综述无论从宏观上电纺纳米纤维膜的设计与合成还是微观的吸附去除机制,都可帮助研究者对静电纺丝纳米纤维膜材料有更深刻的理解。

摘要：高温质子交换膜能解决传统燃料电池电极催化剂CO中毒、复杂的水热管理等问题,成为当今燃料电池发展研究的焦点。结合质子交换膜的结构与性能之间的关系,分析了分子结构设计对膜性能的重要影响,总结了接枝型、复合型质子交换膜、新型耐热交换膜的研究现状。对有机/无机粒子复合膜材料,磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)、聚芳硫醚砜(PASS)等类型膜材料进行了评述,为高温质子交换膜的研究指明了方向。

摘要：受天然珍珠母"砖-泥"层状结构的启发,中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出一种新型航天器外层防护材料—聚酰亚胺-纳米云母复合膜。这种新材料由于采用了独特的仿生设计,其力学性能和空间极端环境耐受性均得到显著提升,有望取代现有的聚酰亚胺基复合膜材料。

摘要：北京化工大学材料科学与工程学院研究员潘凯科研团队一直致力于微纳复合材料的结构设计与功能化，尤其在石墨烯基复合膜材料的结构设计与功能化改性应用方面做了一系列工作。