Extracting Lignin with Superior Photothermal Performance from Wood in Molten Salt Hydrate for Preparation of a Solar‐Driven Gradient Evaporator

化学工程 木质素 材料科学 能量转换效率 化学 有机化学 光电子学 工程类
作者
Qizhao Shao,Xuan Zhou,Yiting Li,Xiaopu Dong,Xueqing Qiu,Dafeng Zheng
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:18 (12): e202500538-e202500538 被引量:3
标识
DOI:10.1002/cssc.202500538
摘要

Developing sustainable solar‐driven evaporators requires efficient photothermal materials and rational structural design. This study presents a green strategy for extracting lignin with enhanced photothermal performance from wood using molten salt hydrate (MSH) and citric acid under mild conditions. Systematic investigations reveal that elevated reaction temperatures (170 °C) promoted lignin depolymerization (Mw = 1206) and increased phenolic hydroxyl content (3.5 mmol g−1), enhancing π‐π stacking interactions to achieve a photothermal conversion efficiency of 36.31%. Structural analyses through 2D‐HSQC NMR confirm βO4 bond cleavage and demethylation, while fluorescence quenching validates reduced radiative losses. Leveraging this lignin, a gradient evaporator is fabricated by integrating polyvinyl alcohol (PVA)‐modified melamine foam (MF) with a hydrophobic lignin‐polyvinylidene fluoride (PVDF) photothermal layer. The evaporator exhibits hierarchical wettability, enabling gravity‐guided water transport. It demonstrates robust performance in hypersaline water (1.85 kg m−2 h−1 for 10.5 wt.% brine) and dye removal (>99.98% rejection) under 0.1 W cm−2 sun irradiation and environmental heat harvesting. Additionally, lignin‐coated thermoelectric devices generate stable power (27.69 W m−2) by solar‐thermal conversion. This work provides an eco‐friendly pathway for lignin valorization and scalable solar evaporation systems, addressing energy‐water challenges through biomass resource utilization.
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