1. 研究目的与意义
随着环境污染问题的日益突出，探索和研究环境友好型材料，以缓解环境危机，成为人类生存发展的重要课题之一。我们日常生活中充斥着大量的塑料，而塑料是由化石燃料提炼而成，属于不可再生资源，且不可降解，给环境造成了很大的危害，因此，生物质资源作为一种非常有前景的可再生资源得到广泛研究。生物质资源的开发与利用是把各种生物质原料通过不同途径转化为高附加值的生物质资源、生物材料、石油产品替代品及副产品等环境友好产品的全过程。生物质资源不仅是一种“绿色资源”，同时也为人类对物质的需求实现可持续发展。
木质素是存在于植物体内的生物质资源，储量丰富、可再生，每年以1500亿吨的速度再生，而我国农林资源丰富，农作物秸秆和草类被用作碱法制浆造纸的原料。同时在制浆造纸黑液中能得到5000万吨左右的木质素，这其中有超过90％的不能得到很好的利用，大部分都作为废物直接排放到自然环境中，不仅浪费资源，而且污染环境。因此，分析研究木质素的结构组成，通过化学或物理方法对其进行结构改性以实现其充分有效利用，具有重大的现实及经济意义。
从分子结构分析，木质素是一种非结晶性的三维网状高分子聚合物，木质素结构单元的苯环和侧链上都连有各种不同的基团，它们是甲氧基、酚羟基、醇羟基、羰基等各种功能基，也可以是氢、碳、烷基或芳基木质素结构单元之间以醚键和c-c键联接。构成木质素大分子醚键和碳碳键的连接部位，可发生在苯环酚羟基之间，或发生在结构单元三个碳原子之间，或发生在苯环侧链之间。木质素因其多种活性官能团，兼具可再生、可降解、无毒等优点。
2. 研究内容和预期目标
1.以工业回收木质素为原料，尝试通过磺化改性及与木质素复合的方式，增加木质素的水溶性与极性；
2.对改性后的木质素通过静电场诱导条件下的溶剂挥发法实现膜材料的制备，并对反应机理和成膜条件进行分析；
3.利用xrd、sem、afm、dsc等分析手段，对木质素膜进行表征分析，再对木质素膜进行拉力耐久性测试，考察木质素膜的强度等物理性能；
3. 研究的方法与步骤
1.首先对工业木质素进行提纯，然后尝试用浓硫酸湿化反应对木质素进行改性，通过控制酸碱度、原料配比等条件得到具有定向性的木质素磺酸盐。
2.将得到的木质素磺酸盐通过搅拌的方式使之溶于超纯水中，插入ito玻璃电极,接通直流电源，开始进行电沉积。通过控制反应温度，ph，反应时间、电流强度等来让木质素在电极上形成密致的、具有自支撑性的薄膜。
3.通过xrd，sem、afm、dsc等方法对剥离后的薄膜进行结构和性能表征，并通过拉力测试测定其力学强度等性能。
4. 参考文献
[1] elham mohammad zadeh,sean f. o'keefe, and young-teck kim.utilization of lignin in biopolymeric packaging films[j].acs omega,2018,3:7388-7398.
[2] merve menkuer,hatice ozkazanc.electrodeposition of polypyrrole on copper surfaces in oxa-dbsa mix electrolyte and their corrosion behaviour[j].progress in organic coatings,2019,130.
[3] 苏玲.碱木质素．pva基交联薄膜的制备与性能研究[d].哈尔滨:东北林业大学,2015.
5. 计划与进度安排
1、2022-01-13～2022-03-19查阅文献，了解课题背景，完成开题报告。
2、2022-03-20～2022-03-29 开展初步试验，熟悉木质素的改性与成膜方法。
3、2022-03-30～2022-04-19 探索静电场条件下，木质素膜的形成过程以及其性能的测定。
课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
