论文信息：

Cellulose Nanocrystal Composite Membrane Enhanced with in situ Grown Metal-Organic Frameworks for Osmotic Energy Conversion

Xiuxiu Wang, Minmin Li,* Yuting Xiong, Haijuan Qin, Qiongya Li, Fusheng Zhang, Yongliang Yu* and Guangyan Qing*.

Small, 2024, 10.1002/smll.202408695.

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/smll.202408695

获取清洁且可再生的能源，例如源于盐度梯度差的渗透能，对于人类文明的可持续发展至关重要。尽管有众多用于渗透能转换的纳米流体膜实例，但利用丰富且可再生的生物质资源制备此类膜在很大程度上仍未得到充分探索。在这项工作中，以棉花衍生的纤维素纳米晶体（CNCs）为例，通过与聚乙烯醇（PVA）自组装，随后原位生长金属有机框架 UiO-66-(COOH)₂来制备一种膜。由于 PVA 的长链及氢键相互作用，该复合膜展现出优异的机械强度和韧性。UiO-66-(COOH)₂的引入赋予复合膜大量纳米及亚纳米尺寸的离子传输通道，使得离子电导率提高了 150%，同时通过与硫酸化的纤维素纳米晶体协同作用，还具备了卓越的阳离子选择性。在 50 倍的氯化钾梯度条件下，金属有机框架含量为 27.4% 的复合膜能够实现 5.10 瓦 / 平方米的渗透能转换性能，并且对钾离子 / 镁离子的单价阳离子选择性达到约 16。这项工作为利用丰富的可再生生物质材料，通过构建纳米流体膜以及采用一种简单、低排放的制备工艺来收集可再生渗透能提供了一种解决方案。