Accelerated thermostabilization through electron-beam irradiation for the preparation of cellulose-derived carbon fibers

烧焦 纤维素 解聚 木质素 碳化 产量(工程) 热解 化学工程 化学 纤维素纤维 碳纤维 材料科学 纤维 复合材料 高分子化学 有机化学 复合数 扫描电子显微镜 工程类
作者
Minjeong Jang,Lukas Fliri,Mikaela Trogen,Dongcheon Choi,Jeong-Heum Han,Jungwon Kim,Sung‐Kon Kim,Sungho Lee,Sung‐Soo Kim,Michael Hummel
出处
期刊:Carbon [Elsevier BV]
卷期号:218: 118759-118759 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2023.118759
摘要

The potential of biobased materials like regenerated celluloses as precursors for carbon fibers (CFs) is long known. However, owing to an intrinsic two pathway pyrolysis mechanism of cellulose its carbonization is accompanied with side reactions under generation of volatiles. In practice, this leads to a reduced char yield, results in inferior mechanical properties of the CFs, and requires time-consuming thermostabilization procedures or wet-chemical pretreatments during production. Thus, their market share currently remains low. In ambitions to circumvent these issues, the potential of electron beam irradiation (EBI) as a dry chemical pretreatment for cellulosic CFs was investigated in this study. The conducted chemical analyses showed that high radiation dosages (2 MGy) lead to a strong depolymerization of the cellulose chains down to oligomers, while the fibrous macrostructure was preserved. Minor oxidation reactions were also evident. Thorough thermostabilization experiments under air in the temperature range from 100 °C to 250 °C revealed that reactions caused by EBI treatment alone were insufficient to increase the char yield. Only when the EBI treated precursor fibers are subjected to heating between 200 to 250 °C the char yield increased significantly to 34.4 % compared to 12.1 % for the untreated fiber. Furthermore, the EBI treatment strongly accelerated the reactions during thermostabilization allowing to collect CFs at heating rates of 2 °C/min compared to 0.5 °C/min needed for pristine fibers. Additionally, cellulose-lignin composite fibers were subjected to EBI treatment, proving that this strategy can also be applied to these emerging biobased CF precursors.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
谭玲慧完成签到 ,获得积分10
4秒前
phj完成签到 ,获得积分10
14秒前
南宫士晋完成签到 ,获得积分10
26秒前
Lxx完成签到 ,获得积分10
29秒前
林夕完成签到 ,获得积分10
30秒前
连难胜完成签到 ,获得积分10
35秒前
玩命的无春完成签到 ,获得积分10
36秒前
大可完成签到 ,获得积分10
39秒前
兴钬完成签到 ,获得积分10
42秒前
现实的大白完成签到 ,获得积分10
46秒前
卡卡罗特先森完成签到 ,获得积分10
49秒前
John完成签到 ,获得积分10
50秒前
十三完成签到 ,获得积分10
59秒前
权小夏完成签到 ,获得积分10
59秒前
数乱了梨花完成签到 ,获得积分10
1分钟前
dudu完成签到 ,获得积分10
1分钟前
whitepiece完成签到,获得积分10
1分钟前
ilk666完成签到,获得积分10
1分钟前
lielizabeth完成签到 ,获得积分0
1分钟前
芝诺的乌龟完成签到 ,获得积分0
1分钟前
SciGPT应助SL采纳,获得10
1分钟前
饱满烙完成签到 ,获得积分10
1分钟前
钟声完成签到,获得积分0
1分钟前
minino完成签到 ,获得积分10
1分钟前
wu完成签到,获得积分20
1分钟前
kyokyoro完成签到,获得积分10
1分钟前
沙里飞完成签到 ,获得积分10
1分钟前
开心夏旋完成签到 ,获得积分10
2分钟前
快乐的90后fjk完成签到 ,获得积分10
2分钟前
福娃哇完成签到 ,获得积分10
2分钟前
砳熠完成签到 ,获得积分10
2分钟前
赵子龙完成签到,获得积分20
2分钟前
Tong完成签到,获得积分0
2分钟前
Ding-Ding完成签到,获得积分10
2分钟前
秋半梦完成签到,获得积分10
2分钟前
胜胜糖完成签到 ,获得积分10
2分钟前
zhangsan完成签到,获得积分10
2分钟前
辛夷完成签到,获得积分10
2分钟前
victory_liu完成签到,获得积分10
3分钟前
青于完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
传播真理奋斗不息——中共中央编译局成立50周年纪念文集(1953—2003) 700
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
武汉作战 石川达三 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3811747
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3355995
关于积分的说明 10379115
捐赠科研通 3072963
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1688145
邀请新用户注册赠送积分活动 811850
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 766877