朱美芳院士团队Nature子刊：将木质素进行连续加工制备高性能碳纳米管纤维

吴宗涵

2022-10-01

可再生生物质材料由于含有大量碳，是制备碳纳米管纤维的理想前体材料，对这些生物质材料的高效利用对人类的可持续发展具有重要意义。碳纳米管纤维是由多个碳纳米管组成的一种特殊碳纤维材料，具有较高的比强度，因而被用于航空航天、交通、体育和医疗设备等诸多行业。目前，已经发展出了多种从木质素制备碳纤维的方法，具体包括熔融纺丝、干法纺丝、湿法纺丝、干喷射湿法纺丝和静电纺丝等。然而，由于前体的化学结构较为复杂，利用生物质作为碳源进行碳纤维的连续制备仍然面临巨大挑战。

近日，来自东华大学材料科学与工程学院的朱美芳院士团队通过溶剂分散、高温热解、催化合成和组装的系统整合，实现了以木质素连续制备高性能碳纳米管纤维。

文章要点：

1) 该研究中利用木质素制得的碳纳米纤维的拉伸强度为1.33 GPa，电导率为1.19×10⁵ S·m⁻¹，远优于迄今为止大多数生物质衍生的碳材料性能；

2) 该研究首次基于木质素为原材料实现了120 m·h⁻¹的碳纳米管显微的连续生产率，且该制备方法可推广到其他生物质材料，有望大幅促进生物质在各领域的高效利用。

参考资料：

Liu, F., Wang, Q., Zhai, G. et al. Continuously processing waste lignin into high-value carbon nanotube fibers. Nat Commun 13, 5755 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-33496-2

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33496-2