木材细胞壁定向原位纤丝化及其网络结构重组机制研究
批准号:
32101452
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
田翠花
依托单位:
学科分类:
草种质资源与遗传育种
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
田翠花
中文摘要
木材细胞壁组分精准解离与结构定向调控是木材改性、功能重组、木质先进复合材料开发的基础,对于木材提质增效利用具有重要意义。针对木材细胞壁组分精准解离机制模糊,细胞壁微纳结构定向调控方法缺乏等基础科学问题,本项目拟通过化学解聚、表面电荷调控等方法系统研究杉木、杨木等针/阔叶材细胞壁组分精准解离机制,提出木材细胞壁S2和S3(S2~S3)层微区定向原位纤丝化及其网络结构构筑方法,解析木材细胞壁组分、纤丝化网络与孔隙结构的互作响应关系。通过选择性氧化、表面接枝、化学聚合等手段修饰木材细胞壁纤丝化网络表面性能,揭示木材细胞壁纤丝化网络表面定向修饰机制。探明功能组分在木材中的动态传质过程,从分子水平阐明木材细胞壁纤丝化网络界面调控及其重组机制,为木材改性、功能重组与提质增效利用提供理论基础与科学依据。
英文摘要
Targeted composition dissociation and directional structural control of wood cell wall are the foundation stones of wood modification, functional recombination and development of advanced wood composites material. A well targeted composition dissociation and a fine directional structural control are of great significance for improving wood quality and enhancing utilization. Aiming at the basic scientific issues such as lacking of explicit illustration of targeted components dissociation mechanism of wood cell wall and directional control methods of cell wall micro-nano structure, this project intendedly employs chemical depolymerization, surface charge regulation and other methods to systematically study the targeted cell wall composition dissociation mechanism of soft wood and hard wood such as Chinese fir and Poplar, proposes methods of directional in-situ fibrillation of S2 and S3 layers of wood cell wall and construction of fibrillated network structure, ascertains the interactive response relationship among wood cell wall components, fibrillation network and pore structure. By adopting various methods such as selective oxidation, surface grafting, chemical polymerization to modify the surface properties of fibrillated network, reveals the directional modification mechanism of the fibrillated network surface of wood cell wall. This project also analyzes dynamic mass transfer process of functional components in wood, and clarifies the interface regulation mechanism of cell wall fibrillation network from the molecular level, which further provide scientific theoretical basis for wood modification, functional reorganization, maximum utilization with quality and efficiency improvement.
木材细胞壁组分精准解离与结构定向调控是木材改性、功能重组、木质先进复合材料开发的基础。项目围绕针/阔叶木材化学组分及细胞壁微纳结构定向调控,通过化学解聚、表面电荷调控、纤丝再生等方法系统研究了杉木、杨木等针/阔叶材细胞壁S2~S3层微区原位定向纤丝化及其网络结构构筑方法,解译了针/阔叶材孔隙结构与细胞壁组分差异,解析了针/阔叶材细胞壁S2~S3层原位纤丝化及其纤丝化网络形成过程;通过化学氧化、聚合交联和碳化活化等调控了纤维素纤丝网络结构、表面化学官能团和木材细胞壁表面粗糙度,解析了木材细胞壁纤丝化网络结构与孔隙结构的互作响应关系,阐明了木材细胞壁纤丝化网络结构调控及优化机制;通过原位生长、真空加压浸渍、化学聚合等方法将金属粒子、聚吡咯、纳米SiO2等功能组分与木材进行功能重组,系统分析了功能组分与木材的相互作用与键合方式,揭示了脱木质素处理对功能组分在木材中迁移与分布的影响,解析了木材化学组分调控对阻燃抑烟的协同增效机制,揭示了功能材料界面调控与电催化活性增效机制,为木材改性、功能重组与提质增效利用提供理论基础与科学依据。. 基于项目研究内容,阐明了针/阔叶材细胞壁S2~S3层微区定向原位纤丝化及其纤丝化网络构筑机制,揭示了木材细胞壁纤丝化网络表面官能团、微纳形貌修饰与界面调控机制,阐明了木材细胞壁纤丝化网络高效重组和协同增效作用机制;在Journal of Energy Chemistry、Small和Industrial crops and products等发表SCI论文6篇,其中影响因大于5.0或学科Top期刊5篇;项目负责人作为团队成员入选全国高校黄大年式教师团队,项目负责人晋升为副高级,培养在读硕士研究生2名,协助毕业硕士研究生1名,协助培养在读博士研究生1名;参加首届中国木材科学与技术学术大会、第八届中国林业学术大会等学术会议5次。
竹材炭基过渡金属电催化材料微结构调控与性能研究
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批准号:2025JJ80212
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:田翠花
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依托单位:
木材多尺度功能重组活性位点调控及其高效电催化材料
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批准号:2022JJ40865
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2022
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负责人:田翠花
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依托单位:
国内基金
海外基金