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仿生太阳能驱动界面蒸发器的进展与挑战 被引量:2
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作者 李吉焱 刘美辰 +2 位作者 罗雯雯 邢郭宇 孙寒雪 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期740-749,共10页
太阳能驱动界面蒸发(SDIE)作为一种高效、可持续的水资源获取方法,近年来受到了广泛的关注。基于仿生原理设计的太阳能驱动界面蒸发器在提高能源转换效率、降低盐结晶和抗污染等方面展现了巨大的潜力,在解决淡水资源紧缺和能源短缺等问... 太阳能驱动界面蒸发(SDIE)作为一种高效、可持续的水资源获取方法,近年来受到了广泛的关注。基于仿生原理设计的太阳能驱动界面蒸发器在提高能源转换效率、降低盐结晶和抗污染等方面展现了巨大的潜力,在解决淡水资源紧缺和能源短缺等问题上发挥重要作用。该文梳理了近年来的仿生学在SDIE领域的应用,对比了仿生太阳能驱动界面蒸发器的结构、性能和仿生机理,探讨了不同类型仿生太阳能驱动界面蒸发器的优缺点,分析了仿生太阳能驱动界面蒸发器所面临的共性问题,并提出了未来的研究挑战。 展开更多
关键词 仿生设计 光热材料 太阳能驱动界面蒸发 蒸发 水处理
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基于太阳能驱动界面蒸发设计的碳基光热材料研究进展
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作者 许兵 周晶 +6 位作者 刘佳 张旭 杨晓彤 姚兴洁 郭培勋 马良 张新玉 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期44-56,共13页
太阳能驱动界面蒸发(solar-driven interfacial evaporation, SDIE)能够利用太阳能将液态水高效转换为蒸汽,为发展生态友好和具有成本效益的淡水生产技术提供基础。其中光热材料是实现能量转换的关键平台,产生的热量可以直接用来加热蒸... 太阳能驱动界面蒸发(solar-driven interfacial evaporation, SDIE)能够利用太阳能将液态水高效转换为蒸汽,为发展生态友好和具有成本效益的淡水生产技术提供基础。其中光热材料是实现能量转换的关键平台,产生的热量可以直接用来加热蒸发。近年来,人们在提高太阳能水蒸发效率方面做了大量的工作,许多创新光热材料被用于实现可控和高效的太阳能-热能转换,以应对从微观尺度到分子水平的能源-水关系挑战。在此基础上,以碳基光热材料为基础,综述了SDIE技术中最新研究进展,重点介绍了石墨烯、碳纳米管、天然植物碳材料以及碳基复合材料等目前应用较为广泛的光热材料在SDIE领域的设计、合成和应用概况,并总结了蒸发水收集速率相关的研究成果,以期为设计低成本、高效光吸收、化学稳定、可重复使用和宽谱吸收的SDIE装置,实现离网脱盐提供参考;最后,对未来碳基材料在SDIE结合人工智能、发电、灭菌及全天候运行等领域的发展前景进行了展望,以期实现环保高效、多用途的水处理净化技术。 展开更多
关键词 太阳能驱动界面蒸发 光热转换 碳基材料 海水淡化 离网脱盐
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木质纤维素基光热材料在太阳能驱动界面蒸发器中的应用
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作者 邓博研 李威 +1 位作者 徐婷 司传领 《中国造纸学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-10,共10页
太阳能驱动的海水淡化技术是解决全球淡水资源短缺和水污染的一种有效途径。太阳能驱动界面蒸发器由于具有可以绿色利用太阳能、污染小和效益高等独特的优点引起了极大的关注。在众多太阳能驱动界面蒸发器的光热材料中,木质纤维素因来... 太阳能驱动的海水淡化技术是解决全球淡水资源短缺和水污染的一种有效途径。太阳能驱动界面蒸发器由于具有可以绿色利用太阳能、污染小和效益高等独特的优点引起了极大的关注。在众多太阳能驱动界面蒸发器的光热材料中,木质纤维素因来源广泛、价格低廉、绿色环保等优势,成为了研究热点。本文介绍了木质纤维素与碳材料、半导体、金属纳米颗粒或有机聚合物复合形成的光热材料,综述了其在太阳能驱动界面蒸发技术中的研究进展,并对木质纤维素基太阳能驱动界面蒸发器的应用进行总结与展望,以期为木质纤维素的高值化利用发展及其在海水淡化领域的实际应用提供借鉴。 展开更多
关键词 太阳能驱动界面蒸发 海水淡化 光热材料 木质纤维素
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活化多孔炭用于高效太阳能界面水蒸发协同吸附有机污染物 被引量:4
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作者 李宁 马勇 +6 位作者 常青 薛超瑞 李莹 郑文静 刘磊 范向前 胡胜亮 《新型炭材料(中英文)》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期925-938,共14页
近年来,太阳能驱动界面水蒸发(solar-driven interfacial water evaporation,SDIWE)在海水淡化和废水净化方面展现出巨大应用潜力并受到了世界各国的广泛关注。然而,如何有效地利用产生的传导热损失去除有机污染物仍然是一个挑战。本文... 近年来,太阳能驱动界面水蒸发(solar-driven interfacial water evaporation,SDIWE)在海水淡化和废水净化方面展现出巨大应用潜力并受到了世界各国的广泛关注。然而,如何有效地利用产生的传导热损失去除有机污染物仍然是一个挑战。本文创新性地利用传导热损失进行SDIWE-辅助吸附有机污染物以提高SDIWE系统的整体能效。具体而言,通过盐模板辅助炭化和KOH活化两种方法制备了多孔炭(porous carbon,PC)和活化PC。PC与KOH活化质量比为1∶4的样品(PC-A4)具有分层多孔结构,比表面积高达1867.71 m^(2) g^(-1),孔体积高达1.04 cm^(3) g^(-1),具有较好的全光谱吸收能力。基于此,PC-A4样品具有较高的蒸发速率和能量转换效率,通过调节水体质量可以进一步提高蒸发速率和能量效率。值得注意的是,在309 K的传导温度下PC-A4样品对罗丹明B的最大吸附量达到1610 mg g^(-1),高于相同样品在298 K传导温度下的吸附量。因此,这项工作为有效利用SDIWE系统的传导热损失和推动污水净化技术的应用发展提供了一条有前途的途径。 展开更多
关键词 太阳能驱动界面蒸发 活化多孔炭 传导热损失 SDIWE-辅助吸附 水净化
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聚吡咯修饰的羧甲基纤维素/磺化共轭微孔聚合物复合气凝胶光热转换净水性能研究
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作者 宋玲彦 马丽娜 +6 位作者 郭玉萍 郭玉燕 于家乐 杨艺鹏 杨一鸣 陈丽华 哈斯其美格 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期5028-5037,共10页
淡水资源作为生命赖以生存的物质基础面临严重挑战,利用高效的太阳能驱动界面蒸发(SSG)是解决目前水资源短缺的重要手段,一种新型的多孔材料共轭微孔聚合物(CMPs)在水处理技术中具有重要作用。以CMC/SCMP为前躯体在其表面喷涂聚吡咯制... 淡水资源作为生命赖以生存的物质基础面临严重挑战,利用高效的太阳能驱动界面蒸发(SSG)是解决目前水资源短缺的重要手段,一种新型的多孔材料共轭微孔聚合物(CMPs)在水处理技术中具有重要作用。以CMC/SCMP为前躯体在其表面喷涂聚吡咯制备了一种新型太阳能蒸发器(CMC/SCMP-PPy),喷涂聚吡咯增强了光吸收性能,光吸收率可达91%,实现了光热转化能力。该气凝胶在1 kW/m^(2)太阳条件下表现出良好的光热转换性能,蒸发效率可达85.57%。多孔结构和亲水特性使其具有优异的水传输能力,稳定的化结构使其具有优异的耐盐性以防止盐晶体沉积堵塞材料孔道,使其实现了光热转化能力。这项研究进一步优化了CMPs在废水的净化,实现了清洁能源的利用,为开发新型光热材料提供了新的思路。 展开更多
关键词 共轭微孔聚合物 太阳能驱动界面蒸发 耐盐
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碳基光热材料用于同时产生蒸汽和发电 被引量:1
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作者 邱子涵 赵冠宇 +3 位作者 孙洋 王旭珍 赵宗彬 邱介山 《新型炭材料(中英文)》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期997-1017,共21页
太阳能驱动的界面水蒸发(SIVG)技术是一种新兴的淡水生产技术,具有低能耗、环保、高效等优点。碳基光热材料(CPTMs)因其优异的光热转换性能,可以在SIVG过程中引入温度和盐度梯度,为SIVG系统中蒸汽和电力的产生提供巨大的潜力。本文综述... 太阳能驱动的界面水蒸发(SIVG)技术是一种新兴的淡水生产技术,具有低能耗、环保、高效等优点。碳基光热材料(CPTMs)因其优异的光热转换性能,可以在SIVG过程中引入温度和盐度梯度,为SIVG系统中蒸汽和电力的产生提供巨大的潜力。本文综述了用于清洁水和发电的各类CPTMs的研究进展。在阐述SIVG的基本原理和关键评价指标的基础上,重点评述了包括氧化石墨烯、碳纳米管、碳点和炭化生物质材料在内的各种CPTMs的光热和SIVG性能,并对水电联产的研究现状进行了分析,提出了应对挑战的策略,旨在为用于同时产生蒸汽和发电的多功能碳基光热材料的发展提供一些指导。 展开更多
关键词 光热材料 碳基材料 太阳能驱动界面蒸发 水电联产
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