近10年我国木质素改性研究文献分析

第8期
收稿日期:2010-01-21
作者简介:宋金梅(1975-),女,中国矿业大学博士生,主要从事水煤浆分散剂研究。张玉秀,女,教授,博士生导师。朱书全(1959-),木质素又称木素,是自然界唯一能提供可再生芳基化合物的非石油资源,在数量上是仅次于纤维素的第二大天然高分子材料[1]。文献表示,1990年起全球可产生木质素约6×1014t/a [2],但其有效利用率却很低,其中造纸业生产的木质素只有2%商业化,其余都用于燃烧[3]或者排放,对环境造成了极大的污染。随着人类对环境污染和能源危机等问题认识的不断深入,天然高分子木质素所具有的可再生、可降解等性质日益受到了社会的重视,木质素的综合高效利用也备受关注,如此即对环境污染的治理起到了有效的推动作用。木质素共有3种基本结构:愈创木基丙烷、紫丁香基丙烷和对羟苯基丙烷,这些结构单元之间通过醚键和C —C 键连接在一起形成具有三维体型结构的天然酚类无规聚合物。虽然木质素只有3种基本结构,但是不同科的植物木质素基本结构单元的数量比例很
不相同[4]。木质素这种复杂的无定形结构特点,限制了其工业化利用[5]。基于目前国内木质素改性研究方法与实践应用的情况,本文用文献计量学方法,就
1998~2009年(2009年文献统计到11月份)国内木质
素改性研究的文献的刊载时间、期刊分布、研究机构分布、论文合著以及改性方法等方面进行了分析,以期对木质素改性研究方法与应用提供参考依据。
撞月1材料与方法1.1文献来源
本文以CNKI 中国期刊全文数据库、中国重要会议论文全文数据库为文献源,该文献源能够基本反映木质素改性研究领域在国内的情况。
1.2文献采集
2009年10月,选择进入CNKI 中国期刊全文数
近10年我国木质素改性研究文献分析
宋金梅,张玉秀,朱书全,王彩丽,王一卉
(中国矿业大学(北京),化学与环境工程学院,北京100083)
摘要:木质素改性研究对于造纸业的节能减排具有重要意义。基于CNKI 中国期刊全文数据库、中国重要会议论
文全文数据库,搜索1998~2009年木质素改性研究的相关论文,运用文献计量学的方法对论文的刊载时间、期刊分布、合作度及合著率、研究机构、改性方法研究情况等方面进行统计分析。分析评价了近10年间木质素改性的研究,为了解和把握该领域研究热点和发展趋势提供依据。关键词:木质素;改性;文献分析中图分类号:G250
文献标识码:A
文章编号:1002-1248(2010)08-0099-04
Analysis of Bibliography on the Modification of Lignin in Recent Ten Years in China SONG Jin-mei,ZHANG Yu-xiu,ZHU Shu-quan,WANG Cai-li,WANG Yi-hui
(School of Chemical and Environmental Engineering,China University of Mining &Technology (Beijing),Beijing 100083,China)
Abstract:The chemical modification of lignin is important to saving energy and reducing emissions of the paper industry.The research papers related to chemical modification of lignin were searched based on CNKI Chinese Journal Full-text database during the period from 1998to 2009by using the bibliometric methods.The classified statistics include annual number of pa-pers published 、journal d
istribution 、cooperation degree and cooperation rate 、institution distribution 、modification method.The analysis and evaluation has been made on the studies of heavy metal tolerance/accumulation of plants in the past decade,which will provide a basis for understanding and grasping the hot spots and trends in this field.
Key words:lignin;modification;literature analysis
农业图书情报学刊
第22卷第08期Vol.22,No.08
Journal of Library and Information Sciences in Agriculture
2010年08月Aug.2010
第22卷
据库,首先以关键词“木质素”检索到相关文献
1264篇,然后再输入主题“改性”。通过逐一查阅,剔除无关、重复文献,共收集到114篇文献,其中
110篇来自中国期刊全文数据库,其余4篇来自中国
重要会议论文全文数据库。这些文献能够反映目前国内木质素改性研究的现状与发展趋势。
1.3分析指标和内容
本文的分析指标和内容如下:(1)文献年发文量统计;(2)期刊分布:刊载有关木质素方面的期刊情况;(3)作者机构分布;(4)合著率:有2个及以上作者的论文数/文献总数;(5)合作度:每篇文章的合作作者数,作者总数/文献总数;(6)研究领域:分析我国木质素改性研究方法;(7)作者分布。
1.4数据处理
对最终筛选到的文献,分别提取刊载日期、期刊名称、作者、作者单位、研究方法等信息,并对文献进行主题分析,利用办公软件Excel 处理各项数据,最终得到目的数据。
2统计结果与分析2.1文献时间分布
从CNKI 中国期刊全文数据库中筛选到符合主题
的期刊文献共114篇。从图1看出1998年、1999年刊载文献较少,分别为1篇和2篇。2000年后对木质素改性研究的文献刊载量明显增加,2001年和
2002年文献数量有所下降的趋势,2003~2008年文献
刊载量明显增加,基本是逐年增长的趋势,在2008年文献数量达到最多20篇。原因可能为:①研究者对木质素结构的认识越来越深入,也就是说木质素的改性研究方法越来越成熟;②近年来由于石油、煤炭等能源危机、环境严重污染以及国家大力发展节能减排政策的影响,人们开始广泛应用可循环再利用的天然物质。③由于我国森林资源的缺乏,人们对造纸废液中的主要成分木质素的开发利用力度加大。变废为
宝,减少资源浪费,做到污染“零排放”的工作在
2002年后取得较好的成果。
2.2期刊分布情况
1998~2009年的114篇文献分别分布在国内76
种期刊中,其中国家期刊、高校学报和地方期刊均有刊载,载文量最少为1篇,最多为7篇。表1列出了载文量在2篇以上的18种期刊,这18种期刊载文量占了总量的49.07%,其中核心期刊为38.16%,这充分说明了在该领域国内的研究工作开展的十分广泛,足见该领域重要的科学研究价值。但从排在第一位的期刊《林产化学与工业》来看,仅占总发文量的
6.14%,从一定程度上说明木质素改性的研究还没有
被社会各界广泛接受,仍然处于起步阶段,引起社会各界权威人士的认可和重视尚有时日。
2.3合作度与合著率
本文共统计了114篇相关论文,共有作者378人次,其中独著论文为6篇,占总文献量的5.26%。有2人以上作者的文献总数是108篇,合著率为
94.74%(分别为:作者人数为2的占23.68%,作者人数为3的占34.21%,作者人数为4的占24.56%,作
者人数为5的占10.52%,作者人数为6和8的占
0.88%)。平均合作人数为3.32人,合著率非常高,
也就是说木质素改性的研究需要各部门、各学科人员
图11998~2009年我国木质素改性的文献量的变化趋势图
25
20
15
10
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文献量(篇)
表1载文量前18位的期刊
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第8期图2作者合作情况分析
的共同参与,也说明了该领域的科学交流多,科学合作现象普遍,合作智能充分发挥。
2.4机构分布
近10年来研究木质素改性的机构分布十分广泛,而且发文4篇以上的机构就有11家(见表2)。其中,排在第一位的华南理工大学发文19篇;排在第2位的福州大学发表文献15篇;排在第3位的闽江学院发文10篇。前11家机构共发文82篇,占文献总数的71.92%。可见,我国木质素改性领域文献发
布相对集中。值得一提的是对木质素改性的研究机构主要集中在高校及中国科学院的一些林业与环境院所,主要分布在长江以南,这与南方森林资源缺乏,且更重视废物回收再利用有关;企业单位也参与研究中,只是相对少。这也从侧面一定程度上反映出木质素改性领域的研究尚处于实验研究阶段,大规模的推广实践应用还没有完全实现。
2.5作者分布
近10年发文量在6篇以上的作者有7位(表3),
前三名作者分别是华南理工大学化工与能源学院邱学青教授、福州大学材料科学与工程学院的程贤甦教授和湖南工学院化工系的李爱阳副教授。
2.6木质素改性方法研究情况
木质素改性方法主要是用化学法通过不同的化学反应改变其结构,从而达到一定的使用要求。所涉及
的内容主要有综合反应改性、接枝共聚、Mannich 反应、磺甲基化、缩合反应、缩聚、磺化及相关综述等
21个方面。笔者以不同反应对采集文献进行分类,
具体统计结果如表4所示。
从统计数据可以看出,近10年来木质素改性的研究主要集中在综合反应改性、接枝共聚、Mannich 反应、性能研究和文献综述等方面。
第一,综合改性采用两种或者三种反应结合而制得不同改性物,其中Mannich 反应和磺甲基化结合制得改性木质素可单独作为表面活性剂用于三次采油中[6];高沸醇木质素经羟甲基化、共沉后得到的产物能够改善橡胶的性能,尤其是扯断伸长率有明显的效果,且具有良好的耐老化性能,明显优于炭黑[7];经酚化和羟甲基化制得的甘蔗渣木质素可用来改性酚醛树脂胶粘剂,既降低成本,又绿环保,有明显的经济效益;游离甲醛明显低于普通酚醛树脂胶粘剂中的甲醛含量,有利于人类健康,体现社会效益[8];木质素经羧基化后与多元醇缩聚,制取系列木质素多元醇树脂,再与异氰酸酯混合发泡制得木质素泡沫树脂是一种优良的保温隔热材料[9]。
第二,接枝共聚以木质素与丙烯酸、丙烯酰胺反应为主,也有木质素与丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯。用丙烯酸、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯和木质素磺酸钙合成接枝改性木质素磺酸盐减水剂对水泥颗粒有较好的分散作用[10]。木质素与丙烯酸接枝物的阻垢性能明显提高,该接枝物可用作优良的绿阻垢剂[11,12],同时也可做效果良好的固沙剂[13];木质素与丙烯酰胺接枝共聚物可有效地处理含铬离子、镍离子、铜离子、有机物废水[14-17]。
第三,Mannich 反应是用高级脂肪胺/甲醛改性木质素,其中十二胺/甲醛改性产物的表面活性最
作者人数
发文篇数占百分比(%
表2研究机构分布(前11名)
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表3作者分布情况
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第22卷
好,乳化能力也显著提高[18]。在文献采集过程中发现有些研究是对别人已经取得成果的重复研究,这就造成了人才资源与金钱的极大浪费,严重影响了对木质素改性研究的进展。
3结论
近10年来,我国在木质素改性研究方面取得了
很大的进展,但也不能因此而忽略其中存在的问题。首先,木质素改性方法虽然很多,但是对木质素在反应过程中的结构变化,反应动力学等相应理论研究不足,尚需加大研究的力度;其次,木质素改性产物用作絮凝剂、补强添加剂、胶粘剂、固沙剂和减水剂方面取得很大进步,但在分散剂、乳化剂方面仍然需要加大投入才能使其有更好的应用,国外现在就有将其用于在制药产品研究上[19]、用作电池扩大器[20]、也有将其用到淀粉凝胶过程[21]中等。此外,由于木质素的反应活性点较多,所以还可以开发更新的改性方法,而不要仅限于上述改性方法。
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第8期
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(上接第93页)
独特的优势。随着技术的发展,以Google Scholar及Scirus为代表的专业搜索引擎将进一步加大检索范围,减少冗余资源,增加检索效率,成为更高效率的专业搜索引擎。
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(上接第90页)
方面的投资力度不够。同发达国家相比,特别是同我国几乎同期起步的印度相比,我国没有取得预期的成绩和经济效益,我国软件的实力和研究发展水平与我国的国际地位极不相称,缺乏创新性。
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宋金梅等:近10年我国木质素改性研究文献分析103

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