近日，齐鲁工业大学（山东省科学院）轻工学部刘玉教授团队在盐差能转换膜材料研究中取得新进展，相关成果以“Charge-regulatedlight-responsive montmorillonite–Ag@TiO2 lamellar nanofluidicmembranes for high-power osmotic energy harvesting”为题发表于《Nano Energy》。轻工学部2024级硕士研究生袁迪为论文第一作者，姜炜坤、王强和于得海教授为共同通讯作者。
盐差能来源于海水与河水等不同盐度水体之间的浓度差，可通过离子选择性膜转化为电能，是一种具有开发潜力的“蓝色能源”。然而，传统膜材料往往难以兼顾离子传输速率与选择性，膜内传输阻力及复杂水环境下的稳定性也制约着其应用。如何构建既能让目标离子快速通过，又能有效抑制共离子泄漏的纳米通道，是提升盐差能转换性能的关键。
围绕这一问题，研究团队以天然蒙脱石（MMT）纳米片为层状骨架，引入柠檬酸根修饰的Ag@TiO₂复合纳米颗粒，通过真空抽滤构筑自支撑MATP层状纳流体膜。该策略协同调节片层堆积结构与界面负电荷环境，使干态膜的层状周期d(001)由1.36nm增至1.56 nm，并抑制蒙脱石片层过度重堆积，为离子选择性迁移提供更加通畅的传输路径，此外，四环素光催化降解和抗菌测试显示出该膜适应含污染物水环境的潜力。这项研究将天然黏土资源利用、层状纳米通道调控与光响应功能相结合，为开发高性能盐差能转换膜提供了新的研究思路。
该研究得到泰山学者计划、中国博士后科学基金、济南市高校创新团队等项目的支持。
图1 MATP层状纳流体膜的构筑、离子传输机制及应用性能。（a–d）材料制备与微观结构表征；（e）电荷调控与光响应离子传输机制；（f）含污染物盐水体系的应用验证流程；（g–i）天然海水/河水发电与串联输出、10天运行稳定性及代表性文献性能对比。
论文信息：Yuan D, Liu C, Yang F, et al. Charge-Regulated Light-ResponsiveMontmorillonite–Ag@ TiO₂ LamellarNanofluidic Membranes for High-Power Osmotic Energy Harvesting[J]. Nano Energy,2026: 112282.DOI：10.1016/j.nanoen.2026.112282
