Entsorgtes Nylon ist schwer abbaubar und hat begrenzte Wege für eine hochwertige Nutzung. Die Umwandlung in funktionale Materialien ist daher von großer Bedeutung. In dieser Studie wurde entsorgtes Nylon 66 als Rohstoff verwendet. Die durch alkalische Hydrolyse erhaltene Abbaulösung muss nicht getrennt oder gereinigt werden, Aluminium-Salze werden direkt in der wässrigen Phase zugegeben. Die Abbauprodukte Adipinsäure (adipic acid, abgekürzt ADP) dienen als organische Liganden zum Aufbau eines Aluminium-basierten Metall-Organischen Gerüstmaterials (MOF) namens Al-ADP, was eine grüne Aufwertung von entsorgtem Nylon zu funktionalem MOF-Material ermöglicht. Al-ADP besitzt eine MIL-53(Al)-artige Struktur, eine Nanoblumen-Morphologie bestehend aus assemblierter Nanostäbchen und eine hierarchische poröse Struktur mit Mikroporen. Nach Vernetzung von Al-ADP mit Polyvinylalkohol und Aufbringung auf die Oberfläche eines Viskose-Vliesstoffs wurde ein flexibles membranbasiertes Wasserkraft-Generator-Gerät konstruiert, das bei 20 ℃ und 59 % relativer Luftfeuchtigkeit stabil eine Ausgangsspannung von 0,41 V und einen Strom von 4,76 µA liefert. Bei einem Outdoor-Integrationstest mit 20 Geräten wurden eine serielle Ausgangsspannung von 6,59 V und ein paralleler Ausgangsstrom von 38 µA erzielt. Molekulardynamische Simulationen zeigen, dass der Diffusionskoeffizient von Na⁺ höher als der von Cl^- ist, was beweist, dass der Al-ADP Membranverdampfer die ionenselektive Migration durch eine doppelte Grenzschicht und kontinuierliche Transportkanäle synergistisch fördert und somit eine stabile Ladungstrennung erreicht. Diese Studie realisiert eine hochwertige Umwandlung von entsorgtem Nylon in funktionale MOF-Materialien und bietet neue Ansätze für das Design von verdampfungsgetriebenen Energiegeneratormaterialien sowie die Ressourcennutzung von Kunststoffabfällen.

Metall-organische Rahmenmaterialien;Entsorgtes Nylon;Hochwertiges chemisches Recycling;Wasserkraftenergiegenerierung;Hochwertige Nutzung von Kunststoffabfällen