纤维素纳米晶体-琼脂糖-碳化钛复合水凝胶界面蒸发器的制备及在海水淡化和制浆废液处理中的应用

作     者：王晓法 陈嘉川 王宝斌 刘浩 李俊超 杨桂花 

作者机构：齐鲁工业大学(山东省科学院)生物基材料与绿色造纸国家重点实验室制浆造纸科学与技术教育部重点实验室 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：山东省自然科学基金(ZR2021QB069) 国家自然科学基金(22208177) 山东省重点研发计划(2021CXGC010601) 博士后面上基金(2023M730450) 济南市科技局“新高校20条”(20233046)泰山学者领军人才 

主　　题：水凝胶 纤维素纳米晶体 界面蒸发器 海水淡化 制浆废液净化 

摘      要：淡水资源短缺和能源危机已经严重影响到人类社会的可持续发展。因此，探寻人类及工业用水清洁脱盐技术成为研究热点。近年来利用太阳能进行水资源脱盐技术发展成为低成本生产清洁淡水的有效途径。本研究以纤维素纳米晶体（Cellulose nanocrystals）为原料，琼脂糖（Agarose）作为水凝胶自交联网络，制备纤维素纳米晶体-琼脂糖-碳化钛（MXene）(Ce-CAM)复合水凝胶界面蒸发器。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、流变仪对Ce-CAM复合水凝胶的物理化学性能进行分析表征，并对其在海水脱盐淡化和制浆废液净化处理方面的应用进行探究。结果表明，Ce-CAM复合水凝胶在250-2500 nm范围内的光吸收率为90%以上，在1 kW·m-2的光照强度下，其对3.5%氯化钠溶液和制浆废液的蒸发速率分别为1.44 kg·m-2·h-1、1.42 kg·m-2·h-1，且对Na+、Mg2+、K+、Ca2+四种离子去除率大于99.9%。其BOD、COD去除率分别可达到99.48%、99.53%。本研究可为基于水凝胶界面蒸发用于海水淡化和制浆废液净化处理提供了潜在的应用前景。