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科研进展

澳门welcome登录路线曲望达教授课题组在木质素基碳材料特色应用领域取得新进展

    2024-01-08 10:34:53 来源:澳门welcome登录路线          浏览数:0

近日,青岛农业大学澳门welcome登录路线曲望达教授课题组在中科院一区Top国际权威期刊《Chemical Engineering Journal》 (影响因子:15.1)发表了题为“Carbon foam directly synthesized from industrial lignin powder as featured material for high efficiency solar evaporation”的研究论文。

该研究工作仅以农业废弃物--来源于玉米芯中的木质素为原料,通过团队开发的“预烧-碳化”工艺,合成了一种新型木质素基泡沫碳材料。该材料具有低密度、低导热、多微孔、高孔隙率、高强度、亲水性、高吸光性等一系列优异性能,可以直接用作界面太阳能海水淡化蒸发器。为解决传统生物质基蒸发器中存在的成本高昂、形貌固定、尺寸不可调节、强度低等一些列问题提供了新的思路。该项工作不仅为木质素资源的高值化利用提供了新的途径,而且为海水和工业废水中的清洁水治理提供了切实可行的解决方案。

木质素是自然界中含量第二丰富的天然高分子化合物,来源广、产量高、无毒、可生物降解,被认为是替代传统化石基碳材料的理想前驱体,但目前木质素的高附加值利用尚处于初级阶段。实现木质素基高附加值功能碳材料的高效转化,不仅有助于实现我国近年来提出的双碳目标,而且对于新旧能源转化和可持续发展都具有重要意义。澳门welcome登录路线曲望达教授团队以木质素为研究对象,成功制备了木质素碳基蒸发器,通过对其结构进行调控设计,有效地改善了其亲水性、透水性及微观孔结构等性能。性能方面,在一个标准太阳光照射下,该蒸发器的吸光率达到96.7%,水蒸发速率达到2.11 kg m−2 h−1,蒸发效率达到93.37%,水净化率超过99.7%,且具有良好的抗盐性和循环稳定性。与传统的生物质基蒸发器相比,具有显著的优越性。

玉米芯-木质素基泡沫炭的结构演变及作为界面太阳能蒸发器的效果

在本项工作中,课题组的梁晨老师和硕士研究生夏红艳为论文的共同第一作者,曲望达教授为该篇论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省泰山学者青年专家奖励计划等项目的资助。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.148375

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