造纸过程微纳能源收集及其在自供电浆浓传感中的应用研究

本研究将摩擦纳米发电机应用于收集纸浆流体产生的机械能,探究了不同质量分数的纳米纤维素悬浮液与固体的接触起电情况,阐明了微纳能源向电能转化的机理,发现液体浓度与输出性能呈负相关,并据此设计了双电极的液固摩擦纳米发电机,电压输出的特异性差异可以作为浓度的反馈信号。结果表明,该自供电传感器具备优异的灵敏度(表面活性剂、木质素和碳酸钙及三者混合物对传感灵敏度的线性拟合度均保持在0.96以上)、出色的稳定性和毫秒级的响应时间(40 ms内即可完成对浆波信号的传感,线性拟合度为0.99)。本研究旨在为“双碳”背景下迈向智慧造纸时代提供一种可持续能源的解决思路。