专栏名称: Carbon Research
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Carbon Research | 基于文献计量分析的碳纤维复合材料回收的研究进展和热点演变

Carbon Research  · 公众号  ·  · 2025-03-12 12:00

正文

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摘要

随着高性能碳纤维复合材料(CFRP)在各个领域的快速应用和发展,其废弃物回收处理的问题日益凸显,成为亟待解决的挑战。本研究采用文献计量法结合S形曲线和可视化工具VOSviewer和CiteSpace 对2000年至2023年Web of Science数据库中与碳纤维回收相关的5979篇研究论文进行了定量分析 并综述了碳纤维复合材料回收领域的研究现状以及未来发展趋势。文献计量结果显示,与碳纤维复合材料回收相关的研究论文数量 从2000年的23篇增加至2023年的1247篇,这一显著增长反映了该领域日益增长的关注度和研究力度。S形曲线显示碳纤维回收在未来20年具有巨大的发展潜力。在全球碳纤维 复合材料回收技术研究中,中国以最高的论文发表量占据首位,处于国际合作网络的核心位置,推动着全球范围内的学术交流和技术合作。碳纤维复合材料回收领域的热点也正逐渐走向“可持续”和“循环经济”。这不仅是对环境责任的响应,也是对未来资源利用效率提升的需求。碳纤维复合材料的回收技术多种多样,机械回收会导致显著的性能损失,而化学方法则受到成本的限制,热解因其高效且环保的优势成为了主流选择。未来,回收技术将侧重于提高纤维性能和减少对环境的影响。

图文摘要


亮点
  • 深入剖析了碳纤维复合材料回收领域的当前研究状况与发展潜力,强调其在未来20年的持续增长趋势。
  • 系统回顾并分析了碳纤维复合材料回收领域核心技术与方法的现有研究成果。
  • 明确指出了碳纤维复合材料回收领域的未来研究焦点及优先发展方向。

要点图例

图1
每年关于碳纤维回收的研究论文发表数量

图2 碳纤维回收的成熟度分析: (a) S曲线与 ( b) Fisher-Pry曲线

3
碳纤维回收领域的主要机构合作网络

图4
各国发表的碳纤维回收技术研究的聚类分析


图5 碳纤维回收的关键词共现网络与热点演变: (a) 2000-2005; (b) 2006-2011; (c ) 2012-2017; (d ) 2018-2023

图6
CFRP
回收技术研究聚类
图7
全球碳纤维回收专利的饼状


图8 碳纤维回收技术的专利发布趋势

结论

  • 近年来,碳纤维复合材料回收领域的研究显著增长。尤其自2018年起,论文发表数量呈现大幅上升趋势。

  • 中国在全球碳纤维复合材料回收技术研究论文发表数量居首位,并处于国际合作网络的核心位置。

  • 碳纤维复合材料回收领域的发展热点正逐步转向“可持续发展”与“循环经济”方向,体现了行业进步的趋势。

  • 未来研究应着重发展耦合回收技术和清洁高效的处理方法,拓展高附加值应用,并建立完善的回收再利用体系。


作者简介

第一作者 郭祥

助理教授,硕士生导师,天津市民航能源环境与绿色发展工程研究中心副主任。聚焦退役航材碳纤复合材料的资源化回收利用及可持续航空燃料的高效制备 技术研究,主持国家自然科学基金青年项目1项。发表SCI论文10余篇,参编专著2部,授权美国PCT专利及中国发明专利3项 ,荣获 第四届中国科技产业化促进会科学技术奖一等奖1项。

通讯作者 陈达
教授

教授, 博士生导师, 天津市民航能源环境与绿色发展工程研究中心主任,国家重点研发计划首席专家,天津市中青年科技创新领军人才,河北省百人计划暨省政府特聘专家。 主要从事民航环境智能监测与治理、人工智能等领域研究工作。 担任多个期刊的编委,荣获国家科技进步二等奖、省部级奖励和国际化学计量学会的杰出青年科学家奖。

赞助基金项 目: 国家自然科学基金(52406284)

文章链接 https://doi.org/10.1007/s44246-024-00192-3




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