张鑫瑶,朱小艳,温雪莹,胡桂新,王慧悦,戴郅焜,牛冉,龚江*
废弃尼龙升级化学回收制备铝基金属-有机框架材料及其水伏发电性能研究
高分子学报 (2026) Accept. (IF2025 = 1.3)
废弃尼龙难降解且高值化利用途径有限,将其转化为功能材料具有重要意义。本研究以废弃尼龙66为原料,经碱性水解获得的降解液无需分离纯化,直接在水相中引入铝盐,其中的降解产物己二酸(Adipic acid,简称ADP)作为有机配体构筑铝基金属-有机框架(MOF)材料(命名为Al-ADP),实现了由废弃尼龙到功能MOF材料的绿色升级转化。Al-ADP具有MIL-53(Al)型结构,呈由纳米棒组装形成的纳米花形貌,并具有微介孔协同的分级孔结构。进一步将Al-ADP与聚乙烯醇交联后负载于粘胶无纺布表面,构筑柔性水伏发电膜器件,在20 °C、相对湿度59%条件下可稳定输出0.41 V电压和4.76 μA电流。户外集成测试20个器件实现了6.59 V的串联输出电压与38 μA的并联输出电流。分子动力学模拟结果表明,Na+扩散系数高于Cl-,证明Al-ADP膜蒸发器可通过界面双电层与连续传输通道协同促进离子选择性迁移,从而实现稳定电荷分离。本研究实现了废弃尼龙向功能MOF材料的高值化转化,为蒸发驱动发电材料设计及废弃塑料资源化利用提供了新思路。