Lignin-based carbon fibers: Formation, modification and potential applications

Wang, Qianqian; Bai, Jixing; Innocent, Mugaanire Tendo; Xiang, Hengxue; Tang, Jianguo

doi:10.1016/j.gee.2021.04.006

Cited by 153 publications

(105 citation statements)

References 156 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Согласно научно подтвержденным теоретическим данным Международного союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), углеродные волокна могут быть определены как волокна, состоящие из атомов углерода на 92 % и более [21]. Углеродные волокна могут быть получены из различных прекурсоров, таких как: ПАН [22], лигнин [23], вискоза [24], полиэтилен [25], нефтяной и каменноугольный пек [26][27][28]. Благодаря природе происхождения и технологическим методам обработки волокон-прекурсоров на выходе получаются различные волокна, которые в основном отличаются механическими характеристиками и массовой долей выхода.…”

Section: углеродные волокнаunclassified

Пути Комплексной Переработки Углей

Имаш¹,

Кайдар²,

Жуматаев³

et al. 2021

Горение и Плазмохимия

View full text Add to dashboard Cite

Казахстан является важным мировым игроком в сфере добычи и экспорта угля на мировом рынке. На протяжении многих лет уголь является важным энергетическим ресурсом, однако развитие нанотехнологии и совершенствование существующих технологии глубокой переработки сырья, позволяют взглянуть на уголь не только как на энергетический ресурс, но и как на источник производства пористых углеродных материалов и извлечения редкоземельных элементов. Высокий спрос на редкие земли обратил взор исследователей на угольные ресурсы, как на потенциальный источник, особенно это касается высокозольных и низкосортных углей. В работе рассмотрены методы извлечения редких земель из угля и продуктов его переработки с применением кислотной, щелочной и солевой обработки. Показаны недостатки и преимущества каждого из методов. Также в работе были показаны современные пути комплексной переработки угля для получения пористых углеродных материалов, в виде активированных углей и наноуглеродного материала. Показано, что, применяя методы химической и физической активации можно получить пористые материалы с развитой удельной поверхностью и различным соотношением мезо-, микро- и макропор. Таким образом, рассмотрены новые пути переработки угля для получения новых функциональных материалов.

show abstract

Section: углеродные волокнаunclassified

Пути Комплексной Переработки Углей

Имаш¹,

Кайдар²,

Жуматаев³

et al. 2021

Горение и Плазмохимия

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In adsorption of volatile organic compounds, highly porous electrospun LBCF exhibits remarkable adsorption capacity and high strength provides good recyclability. [ 31 ] Several approaches have been reported to improve the mechanical properties of electrospun LBCF. Li et al presented a fractionation method for lignin structure using laccase HBT enzyme, and replaced PAN up to 50 wt%, producing CF with 5% increase in elastic modulus than pure PAN CF.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optimization of high‐quality carbon fiber production from electrospun aligned lignin fibers

Chen

Ghosh

Tang

et al. 2022

Polymer Engineering & Sci

View full text Add to dashboard Cite

In recent years, investigating lignin as an alternative carbon fiber precursor has received immense research attention as a way to reduce the cost and replace the unsustainable conventional petroleum-based precursors for carbon fiber production. The predominant challenge for lignin-based carbon fibers is its low mechanical performance compared to conventional ones. In this work, mechanical properties of electrospun lignin carbon fiber mats were shown to be considerably enhanced via alignment of the submicron fibers. Over 60% of the fibers were aligned via a rotating drum collector utilized during fiber production. The main electrospinning parameters, namely electric field, rotating speed, and flow rate were optimized with the Box-Behnken method to enhance mechanical properties with reduced fiber diameter and improved fiber alignment. The optimal electrospinning process parameter was achieved at 2000 rpm collection speed, 80 kV/m electric field, and 440 nl/s flow rate. The lignin carbon fibers produced under the optimized condition exhibited elastic modulus of 3145.47 ± 917.75 MPa, tensile strength of 18.78 ± 6.11 MPa, and average fiber diameter of 697.07 ± 96.41 nm. The analysis on the interactions between electrospinning parameters has laid a solid foundation for the production of high-quality carbon fibers from lignin precursor.

show abstract

“…Several published review articles have summarized various carbon fiber precursors [ 37 , 38 ], different aspects regarding lignin pretreatment [ 39 ], fiber formation [ 40 , 41 ], applications [ 40 ], and the graphitic structure [ 42 ], surface treatment [ 43 ] of lignin-based carbon fibers or nanofibers [ 13 , 44 ], and lignin’s use in bulk composites [ 7 , 12 ]. However, incomplete information is available in the existing literature that comprehensively summarizes different textile fiber spinning techniques for fiber formation ( Figure 1 ) of lignin-based carbon fibers and lignin-reinforced polymeric fibers potentially for composite applications and corresponding mechanical performance, which is vital for high-performance applications.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Lignin-Based High-Performance Fibers by Textile Spinning Techniques

Lin

Cheng

2021

Materials

View full text Add to dashboard Cite

As a major component of lignocellulosic biomass, lignin is one of the largest natural resources of biopolymers and, thus, an abundant and renewable raw material for products, such as high-performance fibers for industrial applications. Direct conversion of lignin has long been investigated, but the fiber spinning process for lignin is difficult and the obtained fibers exhibit unsatisfactory mechanical performance mainly due to the amorphous chemical structure, low molecular weight of lignin, and broad molecular weight distribution. Therefore, different textile spinning techniques, modifications of lignin, and incorporation of lignin into polymers have been and are being developed to increase lignin’s spinnability and compatibility with existing materials to yield fibers with better mechanical performance. This review presents the latest advances in the textile fabrication techniques, modified lignin-based high-performance fibers, and their potential in the enhancement of the mechanical performance.

show abstract

Lignin-based carbon fibers: Formation, modification and potential applications

Cited by 153 publications

References 156 publications

Пути Комплексной Переработки Углей

Пути Комплексной Переработки Углей

Optimization of high‐quality carbon fiber production from electrospun aligned lignin fibers

Lignin-Based High-Performance Fibers by Textile Spinning Techniques

Contact Info

Product

Resources

About