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化学进展 DOI: 10.7536/PC230813a   

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木质纤维素气凝胶的制备及其阻燃改性

王爽1†, 张鑫1†, 孙苗1, 段红娟1, 张海军1,*, 李少平2   

  1. 1.武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 武汉430081;
    2.湖北三峡实验室 宜昌443007
  • 收稿日期:2023-08-15 修回日期:2023-12-05
  • 作者简介:张海军 博士研究生导师,楚天学者特聘教授。1999年博士毕业于北京科技大学,2001-2007年在郑州大学工作,2007-2011年东京理科大学留学,2011年至今任武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北省“楚天学者”特聘教授。主要研究方向为多孔陶瓷、耐火材料、纳米催化剂和材料计算。在Nature Materials及Advanced Materials等国内外知名刊物及学术会议上发表学术论文540余篇,论文被SCI检索330余篇,被EI检索350余篇。目前为冶金过程物理化学学会及中国工程陶瓷学会的理事,并担任《耐火材料》、Interceram、China's Refractories以及Materials的执行编委。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目（No. 52072274, 52272021, 52232002 and U23A2055）和湖北三峡实验室开放/创新基金（SK232006）资助
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Preparation of lignocellulosic aerogel and its flame retardant modification

Shuang Wang1†, Xin Zhang1†, Miao Sun1, Hongjuan Duan1, Haijun Zhang1,*, Shaoping Li2   

  1. 1. State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy, Wuhan University of Science and Technology, China, Wuhan 430081,China;
    2. Hubei Three Gorges Laboratory, Yichang 443007
  • Received:2023-08-15 Revised:2023-12-05
  • Contact: *e-mail: zhanghaijun@wust.edu.cn（Haijun Zhang）
  • About author:† These authors contributed equally to this work.
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China （No. 52072274, 52272021, 52232002 and U23A2055）and Open/Innovation Foundation of Hubei Three Gorges Laboratory（SK232006）.
木质纤维素气凝胶具有密度低、孔隙率高、导热系数低等优异性能,被广泛应用于保温隔热、吸附、催化、电磁屏蔽和生物医学等领域。同时木质纤维素也是一种生物基材料,具有绿色、无污染、可再生和可持续的特点。本文首先综述了木材基纤维素和农作物废弃物基纤维素气凝胶的最新研究进展,然后综述了冷冻干燥、超临界干燥和常压干燥制备木质纤维素气凝胶的研究现状。其次,针对木质纤维素气凝胶普遍存在的易燃问题,详述了提高木质纤维素气凝胶阻燃性能的常用方法。最后,提出了木质纤维素气凝胶制备及性能方面存在的主要问题,并对该领域未来的发展方向进行了展望。
关键词： 气凝胶, 木质纤维素, 干燥技术, 阻燃性能
Lignocellulose aerogels possess excellent properties of low density, high porosity, low thermal conductivity and so on, making them widely utilized in thermal insulation, adsorption, catalysis, electromagnetic shielding, biomedical and other fields. Moreover, as a bio-based material, lignocellulose is a green, pollution-free, renewable, and sustainable material. In this paper, the latest research progress of wood-based cellulose and agricultural waste-based cellulose aerogels are reviewed. Then the current research status of lignocellulose aerogel preparation methods including freeze-drying, supercritical drying, and atmospheric drying, is summarized. In addition, for the flammability issues commonly found in lignocellulose aerogels, commonly used methods to improve the flame retardancy of lignocellulose aerogels are discussed in detail. Finally, this paper concludes the main problems in lignocellulose aerogel preparation methods and properties, and the future development direction in this field is proposed.
Key words: aerogel, lignocellulose, drying technology, flame retardant properties
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