近日,江南大學(xué)付少海教授/福州大學(xué)賴躍坤教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種基于親/疏水核殼結(jié)構(gòu)氣凝膠的大氣水收集材料(Core-Shell@CNF)。2023年8月11日,該研究成果以“Bio-inspired core-shell structural aerogel with programmable water release capacity for efficient solar thermoelectricity-freshwater cogeneration”為題發(fā)表在Matter期刊上,第一作者為江南大學(xué)博士生余治華,通訊作者為江南大學(xué)付少海教授、福州大學(xué)賴躍坤教授。
水資源短缺給人類的生產(chǎn)帶來了巨大挑戰(zhàn),預(yù)計(jì)到2050年,全球缺水人數(shù)將達(dá)到50億。相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)表明,空氣中的水氣資源含量約為12,900立方千米。因此,大氣水收集技術(shù)受到研究人員的廣泛關(guān)注,特別是對(duì)于干旱沙漠或少雨地區(qū),大氣水收集成為捕獲淡水的有效方法之一。目前,將吸濕鹽負(fù)載在多孔基質(zhì)內(nèi)部的大氣水收集材料取得了一些進(jìn)展。然而,多孔基質(zhì)內(nèi)部孔道的容積有限,隨著吸濕時(shí)間的增加,其內(nèi)部所捕獲的液態(tài)水易發(fā)生滲漏,并帶走一部分吸濕鹽,從而導(dǎo)致樣品的吸濕能力下降。
在此,江南大學(xué)付少海教授/福州大學(xué)賴躍坤教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種基于親/疏水核殼結(jié)構(gòu)氣凝膠的大氣水收集材料(Core-Shell@CNF)。該材料由負(fù)載炭黑的多孔疏水殼層以及負(fù)載吸濕鹽氯化鋰的親水核層組成。在大氣水收集過程中,氣凝膠的吸濕核層可以從空氣中直接吸收水分子,而疏水殼層可以在傳輸水分子的同時(shí)阻止內(nèi)部核層所捕獲到的液態(tài)水的滲漏。
值得注意的是,氣凝膠外層的多孔疏水殼層的孔徑大小應(yīng)該在一個(gè)范圍內(nèi)。當(dāng)孔徑過小的情況下,水分子難以透過疏水殼層,其最小孔徑與水分子的平均自由程相關(guān),約57nm。而當(dāng)孔徑過大的情況下,其內(nèi)部的液態(tài)水容易發(fā)生滲漏,其最大孔徑與內(nèi)部水溶液的靜水壓及表面張力相關(guān),在外部殼層的接觸角為120°的情況下,其最大孔徑約為1490μm。
此外,為了充分利用太陽光照所產(chǎn)生的余熱,將Core-Shell@CNF與商用熱電發(fā)電機(jī)相結(jié)合,能在大氣水生產(chǎn)的同時(shí),產(chǎn)生~18.12V/m2的電壓。
相關(guān)論文信息:
中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì) 中華人民共和國工業(yè)和信息化部 中華人民共和國應(yīng)急管理部 中華人民共和國生態(tài)環(huán)境部 中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部 中華人民共和國財(cái)政部 中華人民共和國商務(wù)部 中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)
江蘇省發(fā)展和改革委員會(huì) 江蘇省工業(yè)和信息化廳 江蘇省財(cái)政廳 江蘇省生態(tài)環(huán)境廳 江蘇省科學(xué)技術(shù)廳 江蘇省商務(wù)廳 江蘇省應(yīng)急管理廳 江蘇省市場監(jiān)督管理局 江蘇省統(tǒng)計(jì)局
北京市化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 天津市石油和化工協(xié)會(huì) 遼寧省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 內(nèi)蒙古石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 重慶市石油與天然氣學(xué)會(huì) 河北省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 山西省化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 吉林省能源協(xié)會(huì) 黑龍江省石化行業(yè)協(xié)會(huì) 浙江省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì) 安徽省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 福建省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 江西省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 河南省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 湖北省石化行業(yè)協(xié)會(huì) 湖南省石油化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 廣東省石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 海南省石油和化學(xué)工業(yè)行業(yè)協(xié)會(huì) 四川省化工行業(yè)協(xié)會(huì) 貴州省化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì) 云南省化工行業(yè)協(xié)會(huì) 陜西省經(jīng)濟(jì)聯(lián)合會(huì) 甘肅省石化工業(yè)協(xié)會(huì) 青海省化工協(xié)會(huì)
電話:協(xié)會(huì):025-8799064 學(xué)會(huì):025-86799482
會(huì)員服務(wù)部:025-86918841
信息部:025-86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢(mèng)都大街50號(hào)東樓(省科技工作者活動(dòng)中心)5樓
增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證:蘇B2-20110130
備案號(hào):蘇ICP備13033418號(hào)-1
電話:025-8799064
會(huì)員服務(wù)部:86918841
信息部:86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢(mèng)都大街50號(hào)東樓(省科技工作者活動(dòng)中心)5樓
電話:025-86799482
會(huì)員服務(wù)部:86918841
信息部:86910067
傳真:025-83755381
郵箱:jshghyxh@163.com
郵編:210019
地址:南京市夢(mèng)都大街50號(hào)東樓(省科技工作者活動(dòng)中心)5樓