| 向钟,田秀枝,李宇航,焦欣烨,杜依纯,蒋学.羧甲基纤维素钠/羧甲基壳聚糖气凝胶基湿气发电装置的制备及其性能研究[J].中国造纸学报,2026,41(1):30-36 |
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| 羧甲基纤维素钠/羧甲基壳聚糖气凝胶基湿气发电装置的制备及其性能研究 |
| Study on Preparation of Sodium Carboxymethyl Cellulose/Carboxymethyl Chitosan Aerogel-based Moist Electri city Generation Device and Its Performance |
| 投稿时间：2025-10-28 修订日期：2025-11-19 |
| DOI：10.11981/j.issn.1000-6842.2026.01.30 |
| 中文关键词: 羧甲基纤维素 羧甲基壳聚糖 气凝胶 湿气发电装置 |
| Key Words:carboxymethyl cellulose carboxymethyl chitosan aerogel moist electricity generation devices （MEGs） |
| 基金项目:陕西科技大学自然科学前沿研究基金（2020XSGG-07）；陕西省重点研发计划（2022GY-278）；陕西省自然科学基础研究计划（2023-JC-YB-104）；广西清洁化制浆造纸与污染控制重点实验室开放基金（2023GXZZKF36）。 |
| 作者 | 单位 | 邮编 | | 向钟* | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 田秀枝 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 李宇航 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 焦欣烨 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 杜依纯 | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 | | 蒋学* | 陕西科技大学轻工科学与工程学院,陕西西安,710021 | 710021 |
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| 中文摘要: |
| 本研究以羧甲基纤维素钠（CMC-Na）和羧甲基壳聚糖（CMCS）为原料，制备了CMC-Na/CMCS气凝胶；将其与多孔铝网、铜箔组装，设计开发了具有“三明治”结构并兼具高效湿气捕获与转化能力的新型湿气发电装置（MEGs），考察了制得CMC-Na/CMCS气凝胶基MEGs的湿气发电性能。结果表明，CMC-Na与CMCS间成功发生交联反应，使制得的CMC-Na/CMCS气凝胶具备三维网络结构和均匀的孔隙。在温度45 ℃、相对湿度80%的条件下，CMC-Na/CMCS气凝胶基MEGs能输出的最大稳定开路电压（Voc）高达0.90 V，最大稳定短路电流（Isc）高达2.6 μA。在日常环境条件（温度25~40 ℃，相对湿度55%~75%）下，CMC-Na/CMCS气凝胶基MEGs能够实现长达24 h的持续电压输出，Voc稳定在0.43~0.79 V范围内，显示出良好的环境适应性和稳定性。 |
| Abstract: |
| In this study， carboxymethyl cellulose sodium （CMC-Na） and carboxymethyl chitosan （CMCS） were used as raw materials to prepare CMC-Na/CMCS aerogel. Then the aerogel was assembled with a porous aluminum mesh and copper foil to construct a novel moist electricity generation devices （MEGs） featuring a ‘sandwich’ structure that integrated both efficient moisture capture and conversion capabilities. The performance of moist electricity generation of prepared CMC-Na/CMCS aerogel-based MEGs was evaluated. The results indicated that the successful cross-linking between CMC-Na and CMCS was occurred， endowing the CMC-Na/CMCS aerogel with a three-dimensional network structure and uniform pore. Under conditions at 45 ℃ and relative humidity of 80%， the CMC-Na/CMCS aerogel-based MEGs achieved a maximum stable open-circuit voltage （Voc） of 0.90 V and a short-circuit current （Isc） of 2.6 μA. Under normal environmental conditions （temperature of 25~40 ℃， relative humidity of 55%~75%）， the CMC-Na/CMCS aerogel-based MEGs sustained continuous voltage output for up to 24 h， with Voc stabilizing between 0.43 V and 0.79 V， demonstrating excellent environmental adaptability and operational stability. |
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