近日，南京林業(yè)大學(xué)韓景泉教授課題組基于熱分離法，系統(tǒng)分析和討論了木質(zhì)素在固體粉末和溶解狀態(tài)下共軛強(qiáng)度變化的新機(jī)制，并通過在去木質(zhì)化輕木表面涂覆溶解的木質(zhì)素，制備了高性能的太陽能驅(qū)動邊界蒸發(fā)器。
淡水資源匱乏是當(dāng)今社會面臨的一個重大問題，雖然地球表面覆蓋著豐富的水源，但地球上大約 97% 的水都是鹽水或咸水，不適合人類直接使用。因此海水淡化技術(shù)需要開發(fā)完善并進(jìn)行應(yīng)用。目前，海水淡化技術(shù)主要有兩類：熱分離法和膜分離法。而太陽能作為可持續(xù)的清潔能源無疑是應(yīng)用在基于熱分離方法中的優(yōu)質(zhì)能源之一。近年來，木基太陽能蒸發(fā)器的研究取得了長足進(jìn)步，在使用木質(zhì)素作為光熱材料方面也取得了系列突破，但有關(guān)木質(zhì)素共軛結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度變化機(jī)制尚未明確。本研究創(chuàng)新性地提出了解釋木質(zhì)素溶解前后共軛強(qiáng)度變化的機(jī)制，并利用一種耐鹽、可長期使用的全木質(zhì)材料制造了木質(zhì)素/木基太陽能蒸發(fā)器（LWE）。蒸發(fā)器中的木質(zhì)素不僅是將光能轉(zhuǎn)化為熱能的光熱材料，還能增強(qiáng)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。木質(zhì)素的加入增加了 LWE 中間水的比例，從而降低了水蒸發(fā)焓。優(yōu)化后的 LWE 具有更強(qiáng)的脫鹽能力、染料去除性能和高穩(wěn)定性，對太陽光的全光譜吸收率約為 83.6%，光熱轉(zhuǎn)換效率為 91.74%，蒸發(fā)效率為 1.93 kg m-2 h-1，超過了目前多數(shù)木質(zhì)蒸發(fā)器。研究結(jié)果表明，全木質(zhì)材料可用于制備性能優(yōu)異的蒸發(fā)器，為解決淡水枯竭問題提供了一種新思路。
該論文以“Solar-Powered High-Performance Lignin-Wood Evaporator For Solar Steam Generation”為題，在線發(fā)表于《Advanced Functional Materials》（IF：19.0，中科院TOP期刊）。南京林業(yè)大學(xué)是第一完成單位，顧源杰博士為第一作者，韓景泉教授、楊偉勝副教授為共同通訊作者。該成果得到了國家自然科學(xué)基金等科研項(xiàng)目的資助。
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