基于低温溶剂法从大宗农林废弃物玉米芯中提取的纤维素,耦合具有优异吸光性能的碳纳米管(CNTs),构筑复合纤维素水凝胶(CNTs-CH),利用纤维素凝胶的高保水性、可降解性,以及碳纳米管的高效光热转换能力、优良的力学性能和生物相容性,将其...基于低温溶剂法从大宗农林废弃物玉米芯中提取的纤维素,耦合具有优异吸光性能的碳纳米管(CNTs),构筑复合纤维素水凝胶(CNTs-CH),利用纤维素凝胶的高保水性、可降解性,以及碳纳米管的高效光热转换能力、优良的力学性能和生物相容性,将其用于太阳能驱动界面水蒸发净化领域。考察了吸光材料CNTs的不同添加量对CNTs-CH复合水凝胶的太阳能吸收率、机械性能及界面光热水蒸发效率的影响。最优条件下,CNTs添加质量百分数仅需0.2%,此CNTsCH复合纤维素水凝胶的平均蒸发速率可达到~1.52 kg m^(-2)h^(-1),太阳能-蒸汽转换效率约为92%;在海水中连续蒸发8 h,蒸发速率可保持在1.37 kg m^(-2)h^(-1)左右,且无积盐现象,净化水质远高于世界卫生组织和美国环境保护署对饮用水的标准,说明CNTs-CH抗盐性能较强。此外,CNTs-CH水凝胶在强酸/碱性水溶液体系、染料废水和重金属离子污染水体中的蒸发速率可维持为1.30~1.40 kg m^(-2)h^(-1),太阳能-蒸汽效率可达到80%~86%,对污染物及盐分截留率高达99.9%,蒸发效果稳定,说明CNTs-CH光热蒸发器在海水淡化和工业废水净化回用领域有广阔的应用前景。展开更多
以MOF-5为改性剂对纤维素水凝胶进行掺杂改性,通过FT-IR、XRD和SEM对其结构进行了表征,并研究了掺杂量、pH、盐溶液浓度、温度对复合纤维素水凝胶保水性能的影响及其可循环利用特性。结果表明,纤维素水凝胶表面的活性基团,有利于MOF-5...以MOF-5为改性剂对纤维素水凝胶进行掺杂改性,通过FT-IR、XRD和SEM对其结构进行了表征,并研究了掺杂量、pH、盐溶液浓度、温度对复合纤维素水凝胶保水性能的影响及其可循环利用特性。结果表明,纤维素水凝胶表面的活性基团,有利于MOF-5与其结合,与纯纤维素水凝胶相比,吸水率最高达4294.94%,提高了1725.63%。保水性实验发现,复合水凝胶在NaCl、AlCl3盐溶液中的保水效果随着浓度增大而减小;当MOF-5掺杂量为20%、pH=12、盐溶液浓度为4 m mol/L时具有最佳的保水效果,且在40℃,放置175 min,最佳掺杂量的复合纤维素水凝胶保水率仍在50%以上。可循环利用性实验证实,复合纤维素水凝胶循环使用3次时,其保有率仍高于50%。实验结果表明该复合水凝胶在高温农业生产领域有潜在应用价值。展开更多
文摘基于低温溶剂法从大宗农林废弃物玉米芯中提取的纤维素,耦合具有优异吸光性能的碳纳米管(CNTs),构筑复合纤维素水凝胶(CNTs-CH),利用纤维素凝胶的高保水性、可降解性,以及碳纳米管的高效光热转换能力、优良的力学性能和生物相容性,将其用于太阳能驱动界面水蒸发净化领域。考察了吸光材料CNTs的不同添加量对CNTs-CH复合水凝胶的太阳能吸收率、机械性能及界面光热水蒸发效率的影响。最优条件下,CNTs添加质量百分数仅需0.2%,此CNTsCH复合纤维素水凝胶的平均蒸发速率可达到~1.52 kg m^(-2)h^(-1),太阳能-蒸汽转换效率约为92%;在海水中连续蒸发8 h,蒸发速率可保持在1.37 kg m^(-2)h^(-1)左右,且无积盐现象,净化水质远高于世界卫生组织和美国环境保护署对饮用水的标准,说明CNTs-CH抗盐性能较强。此外,CNTs-CH水凝胶在强酸/碱性水溶液体系、染料废水和重金属离子污染水体中的蒸发速率可维持为1.30~1.40 kg m^(-2)h^(-1),太阳能-蒸汽效率可达到80%~86%,对污染物及盐分截留率高达99.9%,蒸发效果稳定,说明CNTs-CH光热蒸发器在海水淡化和工业废水净化回用领域有广阔的应用前景。
文摘以MOF-5为改性剂对纤维素水凝胶进行掺杂改性,通过FT-IR、XRD和SEM对其结构进行了表征,并研究了掺杂量、pH、盐溶液浓度、温度对复合纤维素水凝胶保水性能的影响及其可循环利用特性。结果表明,纤维素水凝胶表面的活性基团,有利于MOF-5与其结合,与纯纤维素水凝胶相比,吸水率最高达4294.94%,提高了1725.63%。保水性实验发现,复合水凝胶在NaCl、AlCl3盐溶液中的保水效果随着浓度增大而减小;当MOF-5掺杂量为20%、pH=12、盐溶液浓度为4 m mol/L时具有最佳的保水效果,且在40℃,放置175 min,最佳掺杂量的复合纤维素水凝胶保水率仍在50%以上。可循环利用性实验证实,复合纤维素水凝胶循环使用3次时,其保有率仍高于50%。实验结果表明该复合水凝胶在高温农业生产领域有潜在应用价值。
