When Coordination Polymers Meet Wood: From Molecular Design toward Sustainable Solar Desalination

材料科学 海水淡化 聚合物 纳米技术 复合材料 化学 生物化学
作者
Kai Sheng,Miaomiao Tian,Junyong Zhu,Yatao Zhang,Bart Van der Bruggen
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (16): 15482-15491 被引量:59
标识
DOI:10.1021/acsnano.3c01421
摘要

Solar-driven interfacial evaporation harnessing solar energy on a water surface provides a sustainable and economic means to efficiently capture freshwater from nontraditional water sources. Endowed with a hierarchical porous structure and mechanical stability, wood-based evaporators represent a renewable alternative to petroleum-based materials. Nonetheless, incidental inferiorities of a low evaporation rate and weak interfacial strength are challenging to overcome. Herein, we propose the usage of chemically stable coordination polymers (Ni-dithiooxamidato, Ni-DTA) as hydrophilic photothermal nanomaterials for the molecular design of robust wood-based evaporators with improved performance. In situ synthesis of Ni-DTA onto the channel wall of balsawood provides sufficient photothermal domains that localize the converted energy for facilitated interfacial evaporation. A rational control of methanol/dimethylformamide ratios enables the coexistence of 1D-nanofibers and 0D-nanoparticles, endowing Balsa-NiDTA with a high evaporation rate of 2.75 kg m-2 h-1 and an energy efficiency of 82% under one-sun illumination. Experimental and simulation results reveal that Ni-DTA polymers with strong hydration ability decrease the equivalent evaporation enthalpy induced by decreased H-bonding density of water molecules near the evaporation interface. The Balsa-NiDTA evaporator showed a high chemical stability, mainly due to the robust Ni-S/Ni-N bonds and the superior cellulose affinity of Ni-DTA. Furthermore, the Balsa-NiDTA evaporator shows an excellent antibacterial activity and low oil-fouling propensity. This work presents a facile and mild strategy to design chemically stable wood-based evaporators, contributing to highly efficient and sustainable solar desalination under harsh conditions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
开心的寄灵完成签到 ,获得积分10
刚刚
情怀应助pazhao采纳,获得10
2秒前
阿南完成签到 ,获得积分10
4秒前
善良的嫣完成签到 ,获得积分10
6秒前
照亮世界的ay完成签到,获得积分10
7秒前
Qian完成签到 ,获得积分10
10秒前
11秒前
mosisa完成签到,获得积分20
13秒前
嘚儿塔完成签到,获得积分10
15秒前
马淑贤完成签到 ,获得积分10
16秒前
正直的松鼠完成签到 ,获得积分10
19秒前
陶醉的又夏完成签到 ,获得积分10
20秒前
科研韭菜完成签到 ,获得积分10
23秒前
25秒前
秋秋完成签到,获得积分10
26秒前
伍六七完成签到,获得积分10
28秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
风清扬应助科研通管家采纳,获得30
28秒前
Xiaoxiao应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
28秒前
蒸馏水完成签到,获得积分10
36秒前
37秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
39秒前
CYQ完成签到 ,获得积分10
40秒前
温梦花雨完成签到 ,获得积分10
43秒前
害羞的雁易完成签到 ,获得积分10
44秒前
45秒前
小苏发布了新的文献求助10
49秒前
53秒前
柳叶刀Z完成签到 ,获得积分10
55秒前
macleod发布了新的文献求助10
57秒前
风笛完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
LY0430完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
gk完成签到,获得积分10
1分钟前
久晓完成签到 ,获得积分10
1分钟前
祁乾完成签到 ,获得积分10
1分钟前
风不尽,树不静完成签到 ,获得积分10
1分钟前
科研通AI6应助macleod采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Agriculture and Food Systems Third Edition 2000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
人脑智能与人工智能 1000
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5599922
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4685708
关于积分的说明 14838825
捐赠科研通 4673854
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2538431
邀请新用户注册赠送积分活动 1505597
关于科研通互助平台的介绍 1471067