| 刘园园,于之洋,王振,杨嘉玮,黄六莲,李建国,陈礼辉.干燥方式对纤维素膜结构及其盐差发电性能的影响研究[J].中国造纸,2026,45(6):1-8 |
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| 干燥方式对纤维素膜结构及其盐差发电性能的影响研究 |
| Study on the Effect of Drying Methods on the Structure of Cellulose Membranes and Their Salinity-gradient Power Generation Performance |
| 收稿日期：2025-12-08 修订日期：2026-03-20 |
| DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2026.06.001 |
| 关键词: 纤维素膜 冷冻干燥 离子选择性传输 盐差发电 |
| Key Words:cellulose membrane freeze-drying ion-selective transport salinity-gradient power generation |
| 基金项目:国家自然科学基金（32371978）；宜宾市竹产业重大攻关项目智慧竹业关键技术研究与集成示范（YBZD202401）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 刘园园* | 福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室, 福建福州,350108 | 350108 | | 于之洋 | 福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室, 福建福州,350108 | 350108 | | 王振 | 福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室, 福建福州,350108 | 350108 | | 杨嘉玮 | 福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室, 福建福州,350108 | 350108 | | 黄六莲 | 福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室, 福建福州,350108 | 350108 | | 李建国* | 福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室, 福建福州,350108 | 350108 | | 陈礼辉 | 福建农林大学材料工程学院,植物纤维功能材料国家林业和草原局重点实验室, 福建福州,350108 | 350108 |
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| 摘要:本研究以天然纤维素为原料，采用不同干燥方式制备多孔纤维素膜，系统探究不同干燥方式对膜孔隙结构及其盐差发电性能的影响。相比于真空干燥、加热干燥和常温常压干燥，冷冻干燥更有利于赋予纤维素膜优异的多孔结构特征。在-80 ℃预冷冻条件下，冷冻干燥多孔纤维素膜（-80-FDCM）拥有丰富且均匀的纳米孔道，其平均孔径10.8 nm，比表面积26.70 m2/g，孔隙率95.4%，保水值173%，具有较高的离子选择性传输能力。在50和500倍NaCl浓度差下，-80-FDCM的输出功率密度分别提升至6.07和45.62 W/m2，并展现出良好的长期运行稳定性。 |
| Abstract:This study employed natural cellulose as the raw material to prepare porous cellulose membranes via different drying methods， systematically investigated the effects of drying methods on the pore structure and salinity-gradient power generation performance. Compared to vacuum drying， heated drying， and drying at ambient temperature and pressure， freeze-drying endowed cellulose membranes with superior porous structure characteristics， under pre-freezing conditions at -80 ℃， freeze-dried porous cellulose membrane (-80-FDCM) exhibited abundant and uniform nanoscale pores with an average pore diameter of 10.8 nm, a specific surface area of 26.70 m²/g, porosity of 95.4%, and water retention of 173%, had a high ion-selective transport capacity. Under 50-fold and 500-fold NaCl concentration gradients, the output power density of -80-FDCM increased to 6.07 and 45.62 W/m²， respectively， while demonstrating excellent long-term operational stability. |
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