我校轻工科学与工程学院（柔性电子学院）“生物质化学与材料”院士创新团队聚焦纤维素功能改性及高值化利用，近期团队段超教授课题组在纤维素基光热界面蒸发及纤维素基复合催化材料制备与应用方面取得重要进展。相关成果在Chemical Engineering Journal、Carbohydrate polymers、Separation and Purification Technology和International Journal of Biological Macromolecules等国际学术期刊上连续发表7篇研究型论文。
1. 纳米纤维基Janus光热界面水蒸发的设计与应用
课题组研究了一种基于TEMPO氧化纳米纤维气凝胶的新型Janus太阳能蒸发器（HZC-CNF），基于垂直排列的通道和锥形屋顶的独特结构不仅实现了光有效吸附和多次散射，还增强了蒸发面积和水的传输路径。HZC-CNF表现出优异的光热转换能力、良好水分蒸发率（1.97 kg m-2 h-1）和对包括环丙沙星在内的各种污染物（>90 %）的去除效率，可实现光热水蒸发和污染物降解的协同作用。相关研究成果以“Janus structured cellulose-based aerogel with vertical channels and conical roof for efficient solar-driven water evaporation and pollutant degradation”为题发表在《Carbohydrate Polymers》上。23级博士生田国栋为本文第一作者，段超教授和王建教授为通讯作者。
2. 基于废弃香烟过滤嘴的光热界面水蒸发器构筑与应用
课题组研究提出使用废弃的香烟过滤嘴（CF）作为水传输支架，使用竹浆黑液木质素作为疏水和光热转换材料，制备了一种具有梯度润湿性的Janus生物质基光热蒸发器。该蒸发器在1 kW m-2辐照下可达到2.73 kg m-2 h-1的蒸发速率，对各种有机污染物的去除率超过91%。相关研究成果以“A Janus bio-based interfacial solar evaporator with wettability gradient for simultaneously efficient solar water evaporation and catalytic degradation of organic pollutants in wastewater”为题发表在《Chemical Engineering Journal》上。23级博士生田国栋为本文第一作者，段超教授和倪永浩教授为通讯作者。
3. 基于各向异性经纬线构筑拱形光热织物及其光热界面水蒸发应用
课题组提出了一种基于湿法纺丝和梭织技术的简便且可扩展策略，并制备了具有独特经纬和拱桥结构的可持续光热织物，在1 kW?m?2的模拟日光条件下，织物在去离子水和3.5wt% NaCl溶液中的蒸发率可达到2.34 kg?m?2?h?1和1.91 kg?m?2?h?1。相关研究成果以“An arch-bridge photothermal fabric from hydrophobic warp hair and hydrophilic weft grooved cellulose fiber for efficient waster evaporation and solar seawater desalination”为题发表在《Separation and Purification Technology》上。23级硕士研究生车依阳为本文第一作者，段超教授为通讯作者。
4. 电纺醋酸纤维素基催化膜/凝胶材料的设计与废水催化降解应用
课题组提出使用醋酸纤维素作为静电纺丝原料，并通过原位沉积、硅烷化改性和冷冻干燥等技术制备高弹性疏水气凝胶（T-ENA），用于高效分离油和降解卡马西平（CBZ）。通过热固化手段交联Si-O-键，成功赋予ENA的热/机械稳定性及疏水性，T-ENA对油水中甲苯的吸附分离效率高达99.2%，在20分钟内即可活化PMS催化降解99.5%的残留有机药物（CBZ）。同时，通过同步静电纺丝和静电喷雾技术，制备了负载核壳“Z”型异质结催化剂的纤维素基光催化静电纺丝膜。在光照和PMS的作用下，对TC和MB的降解效率分别达到93.31%和99.90%。相关研究成果以“Cellulose acetate-based electrospun nanofiber aerogel with excellent resilience and hydrophobicity for efficient removal of drug residues and oil contaminations from wastewater”和“Facile fabrication of a cellulose-based photocatalytic membrane decorated with core-shell heterojunction microspheres for efficient and continuous wastewater remediation”为题发表在《Carbohydrate Polymers》和《Separation and Purification Technology》上。23级博士研究生田国栋为本文第一作者，段超教授和倪永浩教授为通讯作者。
5. 贻贝启发仿生修饰光催化纤维素纸及其高效光还原Cr（VI）研究
课题组研究制备了一种纤维素纸基复合膜（Zr-TCPP@PDA@FP），用于Cr（VI）的光还原和光热抗菌。Zr-TCPP@PDA@FP对Cr（VI）表现出明显的光催化还原作用，在20min内去除率达到93.9%，且具有良好的循环稳定性。此外，杂化膜还具有良好的光热抗菌性能。相关研究成果以“Mussel-inspired polydopamine and Zr-porphyrin MOF co-decoration of a cellulose paper-based composite membrane for efficient photoreduction of Cr(VI) and photothermal antibacterial in wastewater”为题发表在《Separation and Purification Technology》上。22级硕士研究生车莎莎为本文主要完成人，段超教授为第一和通讯作者。
6. 基于一石二鸟策略构筑纤维素再生光催化复合膜及其应用研究
课题组研究提出了一种简单易行的“一石二鸟”策略，构建了普鲁士蓝类似物（ZnPBA）微球修饰的多功能再生纤维素复合膜，用于废水净化。ZnPBA/RCM具有较高的ZnPBA负载量（65.3wt%）、良好的光催化降解四环素（TC）（去除率为90.3%，矿化率为54.3%）、油水分离效率（对不同种类的油均>97.8%）和抗菌性能。相关研究成果以“A one-stone-two-birds strategy for cellulose dissolution, regeneration, and functionalization as a photocatalytic composite membrane for wastewater purification”为题发表在《International Journal of Biological Macromolecules》上。22级硕士生刘笑霜为本文主要完成人，段超教授为第一和通讯作者。
原文链接：
[1] https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.123622
[2] https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.159554
[3] https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.131441
[4] https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.121794
[5] https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.129183
[6] https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.128255
[7] https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.133317
(核稿：刘国栋 编辑：赵诚)
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