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鄭州大學新型膜材料與膜過程課題組在光熱蒸發領域取得新進展

來源:鄭州大學化工學院      2023-08-14
導讀:近日,新型膜材料與膜過程課題組在光熱蒸發領域取得新進展,相關成果以“When Coordination Polymers Meet Wood: from Molecular Design toward Sustainable Solar Desalination”為題,在納米科技領域國際權威期刊《ACS Nano》發表,鄭州大學化工學院為第一單位,2023屆碩士生盛開為第一作者,朱軍勇副教授和張亞濤教授為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金、河南省杰出青年基金和博士后面上項目的資助。

木材具有良好的親水性、各向異性和排列有序的分層通道,是界面蒸發應用的理想襯底。研究團隊提出了一種利用化學穩定的配位聚合物Ni-DTA作為光熱納米材料的新策略,在分子水平上構建高效木基光熱蒸發器。研究表明木頭通道壁上原位生長的Ni-DTA增強了蒸發器的光吸收,同時使蒸發界面的熱量局域化。通過進一步合理控制溶劑比例,實現一維納米纖維和零維納米顆粒共存,有效地保留了木質襯底的分層通道和開孔結構。此外,實驗數據和分子動力學模擬結果表明Ni-DTA的引入削弱了蒸發界面附近水分子氫鍵密度,從而降低了蒸發過程的能量需求。這些綜合的理化特性使Balsa-NiDTA蒸發器具有優異的蒸發速率(2.75 kg m-2h-1)和能量效率(82%)。這種基于配位聚合物和木頭的水制取材料,為海水淡化提供了一種實用的解決方案,同時為可擴展性和可持續性的光熱蒸發器提供了有用的指引。

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原文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c01421


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