干燥方式对纤维素膜结构及其盐差发电性能的影响研究OA
Study on the Effect of Drying Methods on the Structure of Cellulose Membranes and Their Salinity-gradient Power Generation Performance
本研究以天然纤维素为原料,采用不同干燥方式制备多孔纤维素膜,系统探究不同干燥方式对膜孔隙结构及其盐差发电性能的影响.相比于真空干燥、加热干燥和常温常压干燥,冷冻干燥更有利于赋予纤维素膜优异的多孔结构特征.在-80℃预冷冻条件下,冷冻干燥多孔纤维素膜(-80-FDCM)拥有丰富且均匀的纳米孔道,其平均孔径10.8 nm,比表面积26.70 m2/g,孔隙率95.4%,保水值173%,具有较高的离子选择性传输能力.在50和500倍NaCl浓度差下,-80-FDCM的输出功率密度分别提升至6.07和45.62 W/m2,并展现出良好的长期运行稳定性.
This study employed natural cellulose as the raw material to prepare porous cellulose membranes via different drying methods,systematically investigated the effects of drying methods on the pore structure and salinity-gradient power generation performance.Compared to vacuum drying,heated drying,and drying at ambient temperature and pressure,freeze-drying endowed cellulose membranes with superi-or porous structure characteristics,under pre-freezing conditions at-80℃,freeze-dried porous cellulose membrane(-80-FDCM)exhibited abundant and uniform nanoscale pores with an average pore diameter of 10.8 nm,a specific surface area of 26.70 m2/g,porosity of 95.4％,and water retention of 173％,had a high ion-selective transport capacity.Under 50-fold and 500-fold NaCl concentration gradients,the output power density of-80-FDCM increased to 6.07 and 45.62 W/m2,respectively,while demonstrating excellent long-term operational stability.
刘园园;于之洋;王振;杨嘉玮;黄六莲;李建国;陈礼辉
福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室,福建 福州,350108福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室,福建 福州,350108福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室,福建 福州,350108福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室,福建 福州,350108福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室,福建 福州,350108福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室,福建 福州,350108福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室,福建 福州,350108
轻工纺织
纤维素膜冷冻干燥离子选择性传输盐差发电
cellulose membranefreeze-dryingion-selective transportsalinity-gradient power generation
《中国造纸》 2026 (6)
1-8,8
国家自然科学基金(32371978)宜宾市竹产业重大攻关项目智慧竹业关键技术研究与集成示范(YBZD202401).
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