郭璐轩,曹欣雨,贾文超,黄灵芝,吴鲁,牛梅红,石海强.氧化石墨烯@纤维素气凝胶复合光热材料制备及蒸发性能研究[J].中国造纸,2026,45(2):136-144 本文二维码信息
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氧化石墨烯@纤维素气凝胶复合光热材料制备及蒸发性能研究
Preparation and Evaporation Performance Study of Graphene Oxide Cellulose Aerogel Composite Photothermal Materials
收稿日期：2025-09-06  修订日期：2025-09-24
DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.02.015
关键词:  纤维素  氧化石墨烯  气凝胶  光热转换  界面蒸发
Key Words:cellulose  graphene oxide  aerogel  photothermal conversion  interface evaporation
基金项目:国家自然科学基金项目（22378036）。
作者单位邮编
郭璐轩* 大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034 116034
曹欣雨 大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034 116034
贾文超 大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034 116034
黄灵芝 大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034 116034
吴鲁 大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034 116034
牛梅红 大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034 116034
石海强* 大连工业大学轻工与化学工程学院,辽宁省生物质化学与材料重点实验室,中国轻工业植物资源高值化利用重点实验室,辽宁省制浆造纸工程实验室,辽宁大连,116034 116034
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摘要:基于溴化锂无机熔融盐体系，以微晶纤维素为原料，采用一锅法制备氧化石墨烯纤维素气凝胶（GO@CA）。探讨了3种不同Hummers法对氧化石墨烯（GO）结构与性能的影响，筛选出最优的GO用于GO@CA的制备，研究其在太阳能界面蒸发的应用效果。结果表明，GO@CA具有三维多级孔隙网络，在300~2 500 nm光谱范围内的光吸收率高达96%~97%。在1 kW/m²光照下，其蒸发速率达2.24 kg/(m²·h)，展现出优异的循环稳定性和海水淡化能力。该气凝胶通过光热组分与多孔基底的协同设计，实现了高效光热转换与水传输，为太阳能驱动的水净化提供了可行策略。
Abstract:Graphene oxide cellulose aerogel (GO@CA) was prepared by a one-pot method based on the lithium bromide inorganic molten salt system using microcrystalline cellulose as the raw material. The effects of three different Hummers methods on the structure and performance of graphene oxide (GO) were investigated, and the optimal GO was selected for the preparation of GO@CA and its application effect in solar interfacial evaporation was evaluated. The results showed that the GO@CA had a three-dimensional hierarchical pore network, with a light absorption rate of up to 96%~97% in the 300~2 500 nm spectral range. Under 1 kW/m² irradiation, its evaporation rate reached 2.24 kg/(m²·h), and it exhibited excellent cycling stability and seawater desalination capacity. Through the synergistic design of the photothermal component and the porous substrate, this aerogel achieved efficient photothermal conversion and water transport, providing a feasible strategy for solar-driven water purification.
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