纳米纤维复合水凝胶的制备及其大气集水性能

针对大气集水领域的水凝胶具有力学性能较差和水输送缓慢等缺点,以亲水纤维素纳米纤维(cellulose nanofibers,CNF)作为骨架增强聚N-异丙基丙烯酰胺(poly(N-isopropylacrylamide),PNIPAM)水凝胶的力学性能,并通过浸渍的方法引入氯化锂(LiCl)吸湿剂,制备PNIPAM/CNF@LiCl复合水凝胶。然后,通过静电纺丝将炭黑(carbon black,CB)纳米颗粒均匀嵌入聚丙烯腈(polyacrylonitrile,PAN)纳米纤维中,并将制备的PAN/CB纳米纤维膜作为PNIPAM/CNF@LiCl复合水凝胶的光热层,进一步构筑一体化水凝胶PNIPAM/CNF@LiCl-PAN/CB,利用PAN/CB纳米纤维膜优异的光热性能实现PNIPAM/CNF@LiCl-PAN/CB水凝胶的水汽脱附,从而完成大气水的收集。在温度为25℃、相对湿度为90%条件下,具有分级多孔结构和亲水纤维素纳米纤维的PNIPAM/CNF@LiCl-PAN/CB水凝胶的吸水率为0.71 g/g。制备的双层纳米纤维复合水凝胶力学性能优异,其水传输及大气水收集效率高,研究结果为从大气中收集清洁水提供了新思路。

我们面临的环境祸患

土壤遭到破坏 目前,有110个国家的可耕地的肥沃程度在降低。在非洲、亚洲和拉丁美洲,由于森林植物的消失、耕地的过分开发和牧场的过度放牧,土壤剥蚀情况十分严重。