A Mussel-Inspired Polydopamine-Filled Cellulose Aerogel for SolarEnabled Water Remediation

https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c22584

太阳能蒸汽发电作为实现海水淡化和污水处理的可持续方法已被广泛研究。然而，石油污染物通常在实际海水或废水中排放，会造成严重的污垢问题，干扰太阳蒸发性能。在这项工作中，一个受贻贝启发的，低成本的，多多巴胺填充的纤维素气凝胶(PDACA)已经被合理地设计和制作，具有超亲水性和水下超疏油性。在1次光照条件下，该PDA-CA装置的太阳蒸发率可达1.36 kg mh，太阳能利用率可达86%。此外，PDA-CA不仅具有良好的长期水蒸发防污能力，而且能有效吸附有染料污染物。PDA-CA的这些特性为多功能光热器件的开发提供了新的机遇。

Magnetically Driven 3D Cellulose Film for Improved Energy Efficiency in Solar Evaporation

https://dx.doi.org/10.1021/acsami.0c21384

本文提出了一种磁场控制的木质纤维素薄膜，通过加入具有大长径比的FeO纳米粒子和纤维素纳米纤维(CNF)，该薄膜具有良好的磁性能和可靠的可调性。FeO纳米粒子分散在CNF的悬浮液中，增强了磁性响应。施加外磁体后，可对平面磁性CNF进行加工，沿磁感应线形成三维(3D)花状结构。受天然花卉中流体传输的启发，在太阳能蒸发系统中，采用三维花状薄膜作为太阳能接收器，天然木材作为水通道，形成了双层结构。与表面涂有FeO的平面纤维素薄膜相比，该三维结构设计可使薄膜在1个太阳光照射下的蒸发速率从1.19提高到1.39 kg mh，效率从76.9提高到90.6%。有限元模拟进一步表明，三维结构顶层有利于形成梯度温度剖面，通过减少热辐射提高能效。磁控制备是一种具有复杂结构和可控形貌的纤维素纳米材料，在储能和水处理等领域有着广泛的应用前景。