Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS/PVDF复合光热膜的制备及太阳能驱动界面水蒸发性能 被引量：1

1

作者 姜艳丽 徐云松 +4 位作者 王建康 李伟豪 宋英 汪新智 姚忠平 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第4期143-154,共12页

采用化学刻蚀-溶剂热法合成了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS复合材料,再通过真空抽滤将该复合材料负载到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,构筑了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS/PVDF复合光热膜,并研究了其界面水蒸发性能.X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)... 采用化学刻蚀-溶剂热法合成了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS复合材料,再通过真空抽滤将该复合材料负载到聚偏二氟乙烯(PVDF)膜上,构筑了Ti_(3)C_(2)-MXene/CuS/PVDF复合光热膜,并研究了其界面水蒸发性能.X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示,CuS纳米颗粒将Ti_(3)C_(2)-MXene包裹并填满片层间隙.界面水蒸发性能测试结果表明,在180℃反应9 h所得材料的性能最佳,在1 kW/m2光照强度下,其界面水蒸发速率和蒸发效率分别为1.92 kg·m^(-2)·h^(-1)和110.4%.此外,复合光热膜具有较好的海水脱盐效果及良好的循环稳定性.紫外-可见漫反射光谱(DRS)与光热转换实验结果表明,Ti_(3)C_(2)-MXene与CuS的复合提高了其光吸收能力与光热转换效率,二者的协同效应显著提升了材料的光热转换和界面水蒸发性能.本工作可为低成本、高性能光热转换材料的开发提供借鉴. 展开更多

关键词 界面水蒸发 光热转换 Ti_(3)C_(2)-MXene CUS

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三维整体式碳基光热转换材料在太阳能界面水蒸发中的应用研究进展 被引量：2

2

作者 韩悦 张鹏 赵晓明 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期240-253,共14页

光热驱动的海水淡化技术被认为是最具潜力的解决全球淡水资源短缺难题的方法之一。其中,太阳能界面水蒸发(SVG)是海水淡化效率的核心过程,是保证光热海水淡化技术具有能量转换效率高、设备简单、成本效益高的关键。在所有高效SVG候选材... 光热驱动的海水淡化技术被认为是最具潜力的解决全球淡水资源短缺难题的方法之一。其中,太阳能界面水蒸发(SVG)是海水淡化效率的核心过程,是保证光热海水淡化技术具有能量转换效率高、设备简单、成本效益高的关键。在所有高效SVG候选材料中,三维整体式碳基光热转换材料具有成本低、吸光效率高、结构可调性好、水蒸发速率高、无二次污染等优点。本综述首先简述了SVG的基本原理,以此为依据介绍了高效SVG材料的工作机制和设计原则,最后系统归纳和概述了4种不同类型的三维整体式碳基光热转换材料的研究进展。本综述为未来三维整体式碳基光热转换材料的构建及其在SVG领域的应用研究提供理论基础和研究指导。 展开更多

关键词 光热转换 三维整体材料 碳质材料 太阳能界面水蒸发 海水淡化

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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

3

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 太阳能驱动界面水蒸发 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/纸浆纤维复合光热纸的制备及其太阳能驱动界面水蒸发研究 被引量：6

4

作者 胡颖 安显慧 钱学仁 《中国造纸》 CAS 北大核心 2022年第11期113-123,共11页

本研究以未漂硫酸盐针叶木浆为原料,采用原位聚合法制备具有良好亲水性、高能量转换效率的聚吡咯/纸浆纤维复合光热纸,并应用于太阳能驱动界面水蒸发。对光热纸的表面形貌和结构进行了表征,探究了吡咯浓度以及单体与氧化剂摩尔比对纸光... 本研究以未漂硫酸盐针叶木浆为原料,采用原位聚合法制备具有良好亲水性、高能量转换效率的聚吡咯/纸浆纤维复合光热纸,并应用于太阳能驱动界面水蒸发。对光热纸的表面形貌和结构进行了表征,探究了吡咯浓度以及单体与氧化剂摩尔比对纸光热性能的影响。结果表明,随吡咯浓度和氧化剂用量的增加,纸的光热性能也随之提升,当吡咯浓度为5 g/L、单体与氧化剂摩尔比为1∶2时,在1 kW/m^(2)的光照强度下,5 min内光热纸的表面温度可达85.3℃,水蒸发效率可达93.13%。具有优异能量转换效率和良好可循环性能的光热纸的成功开发,为太阳能水净化提供了一种潜在的技术方案。 展开更多

关键词 光热纸 聚吡咯 太阳能 界面水蒸发

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碳氮化钛/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器的制备及其性能

5

作者 娄辉清 上媛媛 +1 位作者 曹先仲 徐蓓蕾 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期9-15,共7页

为提高太阳能光热转化效率,基于太阳能驱动的界面水蒸发原理,结合粘胶纤维的形貌和性能特点,通过在垂直排列的粘胶纤维束端面构筑碳氮化钛(MXene)作为光热转化层,制备MXene/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器,并系统分析MXene涂层数... 为提高太阳能光热转化效率,基于太阳能驱动的界面水蒸发原理,结合粘胶纤维的形貌和性能特点,通过在垂直排列的粘胶纤维束端面构筑碳氮化钛(MXene)作为光热转化层,制备MXene/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器,并系统分析MXene涂层数、光照强度对太阳能界面水蒸发器蒸发性能及稳定性的影响。结果表明:粘胶纤维表面的沟槽结构及其集合体垂直排列形成的毛细孔为水传输提供了有利通道;纤维束集合体端面涂覆光热转换材料MXene和增加光照强度有利于提高器件的水蒸发性能,当MXene涂层数由1层增加至5层时,其蒸发速率和蒸发效率分别从0.78 kg/(m^(2)·h)和39.4%提高至1.47 kg/(m^(2)·h)和74.4%;随着光照强度的增大,太阳能界面水蒸发器的蒸发性能也随之大幅提高,当光照强度由1 kW/m^(2)增加到5 kW/m^(2)时,其蒸发速率由1.47 kg/(m^(2)·h)提高至6.45 kg/(m^(2)·h),蒸发效率由70.6%提高至82.4%;太阳能界面水蒸发器在2 kW/m^(2)的光照强度下使用144 h后,其蒸发速率和蒸发效率仍分别高达3.31 kg/(m^(2)·h)和82.1%,与初始值相比仅降低4.1%和3.5%,具有较好的稳定性能。 展开更多

关键词 粘胶纤维束 碳氮化钛 太阳能界面水蒸发器 光热转换层 水蒸发性能

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PDA@PPHF太阳能驱动界面蒸发性能及水质净化研究 被引量：1

6

作者 胡子艳 张林江 +2 位作者 白波 胡娜 王洪伦 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期149-153,158,共6页

将聚多巴胺(PDA)负载在聚丙烯中空纤维(PPHF)膜上制备PDA@PPHF复合材料,研究了其在太阳能驱动下的界面蒸发性能及水处理性能。结果表明,在1个太阳光强下,PDA@PPHF复合材料的水蒸发效率达到80.84%,是纯水自然蒸发效率的4.2倍。此外,PDA@P... 将聚多巴胺(PDA)负载在聚丙烯中空纤维(PPHF)膜上制备PDA@PPHF复合材料,研究了其在太阳能驱动下的界面蒸发性能及水处理性能。结果表明,在1个太阳光强下,PDA@PPHF复合材料的水蒸发效率达到80.84%,是纯水自然蒸发效率的4.2倍。此外,PDA@PPHF复合材料在1 kW/m^(2)太阳能驱动下进行了海水除盐和重金属以及染料废水净化,展现出良好的净水效果。实验结果表明,其有潜力应用于海水淡化、废水净化等领域,缓解水资源短缺问题。 展开更多

关键词 聚多巴胺 聚丙烯中空纤维膜 光热转换 界面水蒸发 除盐 废水净化

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基于聚四氟乙烯/石墨烯/砂芯的光热水蒸发实验设计

7

作者 于鹤 朱恒 韩秋彤 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2024年第11期31-34,共4页

为了提高海水蒸发光热转换效率,设计了一种蘑菇形隔离式水蒸发装置。“菌盖”由聚四氟乙烯(PTFE)/石墨烯/砂芯组成,“菌柄”为细海绵柱。利用该水蒸发装置进行光热界面水蒸发实验。实验结果表明,在2个太阳光强度照射下海水单位面积蒸发... 为了提高海水蒸发光热转换效率,设计了一种蘑菇形隔离式水蒸发装置。“菌盖”由聚四氟乙烯(PTFE)/石墨烯/砂芯组成,“菌柄”为细海绵柱。利用该水蒸发装置进行光热界面水蒸发实验。实验结果表明,在2个太阳光强度照射下海水单位面积蒸发速率达到了1.57 kg/(m^(2)·h),并且保持了相对较好的稳定性;PTFE的疏水性阻止盐晶在加热层表面析出,保证了石墨烯的光热转换效率。该实验可培养学生将理论知识用于实验研究的能力。 展开更多

关键词 界面水蒸发 隔离式 SiO_(2)砂芯 自清洁表面

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用于农田灌溉的轻木基水蒸发器的制备和性能研究

8

作者 褚小龙 《南方农机》 2024年第3期58-60,共3页

【目的】在淡水资源愈发短缺的背景下,解决传统的海水淡化技术存在的能耗大、成本高、污染重等问题,利用海水淡化技术为农田灌溉提供可持续的水资源。【方法】通过利用植酸水溶液(Phytic acid,PA)对轻木(Balsa wood,BW)表面进行改性,成... 【目的】在淡水资源愈发短缺的背景下,解决传统的海水淡化技术存在的能耗大、成本高、污染重等问题,利用海水淡化技术为农田灌溉提供可持续的水资源。【方法】通过利用植酸水溶液(Phytic acid,PA)对轻木(Balsa wood,BW)表面进行改性,成功制备了具备优异蒸发性能的植酸改性轻木水蒸发器(PA-BW)。以自浮性优异的轻木为研究基础,利用植酸对轻木蒸发面进行一步处理,在120℃的环境中进行保温处理,成功制作了具有优异光-热转化能力的太阳能界面水蒸发器。【结果】PA-BW蒸发器在1个太阳的光照强度下有着1.64 kg·m-2·h-1的蒸发速率和高达94.1%的光-汽转化效率,远远优于未经处理的轻木(0.81 kg·m-2·h-1,44.7%)。【结论】PA-BW蒸发器由于实验步骤简单、成分不会对环境造成负担和污染,具有很大的优势。并且木材改性的方案具有简便、温和、通用性强等优点,在未来利用海水淡化技术助力农田灌溉的研究中具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 海水淡化 植酸 轻木 太阳能界面水蒸发器

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聚乙烯醇载银海绵的制备及界面光热驱动水蒸发性能 被引量：8

9

作者 杨兆华 成鸿静 +3 位作者 杨弋 刘辉 杜飞鹏 张云飞 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期76-82,共7页

利用光热材料的太阳能水蒸发技术是一种绿色、环保地解决淡水资源短缺的重要技术,但光热材料的制备成本、蒸发效率和热损失等因素限制了其推广应用.本文采用一锅法制备了聚乙烯醇载银海绵(AgNPs/PVA)太阳能界面蒸发器,并研究了AgNPs含量... 利用光热材料的太阳能水蒸发技术是一种绿色、环保地解决淡水资源短缺的重要技术,但光热材料的制备成本、蒸发效率和热损失等因素限制了其推广应用.本文采用一锅法制备了聚乙烯醇载银海绵(AgNPs/PVA)太阳能界面蒸发器,并研究了AgNPs含量对AgNPs/PVA在太阳能驱动水蒸发过程中光热性能的影响.研究结果表明,当AgNPs的质量为PVA的10%时,制备的AgNPs/PVA在1 kW/m^(2)的太阳光强度下具有最优的蒸发速率,水蒸发速率可达1.62 kg‧m^(‒2)‧h^(‒1),为纯水(0.42 kg‧m^(‒2)‧h^(‒1))的3.9倍.本文制备的AgNPs/PVA具有制备工艺简单、亲水性能优良和蒸发性能良好的特点,在太阳能驱动水蒸发领域具有较大的应用前景. 展开更多

关键词 一锅法 聚乙烯醇载银海绵 银纳米颗粒 亲水性 界面光热驱动水蒸发

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界面光热转换水蒸发系统用纤维材料的研究进展 被引量：12

10

作者 葛灿 张传雄 方剑 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期166-173,共8页

为缓解化石能源日益匮乏以及淡水资源短缺等问题,促进纤维材料在水资源利用方面的开发和应用,对以纤维材料为主要原料的界面光热转换水蒸发系统的最新研究进展进行综述。首先介绍了界面光热转换水蒸发技术的主要原理、发展历程和应用领... 为缓解化石能源日益匮乏以及淡水资源短缺等问题,促进纤维材料在水资源利用方面的开发和应用,对以纤维材料为主要原料的界面光热转换水蒸发系统的最新研究进展进行综述。首先介绍了界面光热转换水蒸发技术的主要原理、发展历程和应用领域;然后分别分析了界面光热转换水蒸发系统中的光热转换材料和辅助材料,并以不同的功能作为切入点,详细阐述了纤维材料功能多样化、轻质、低成本和便于加工等特性,展示了其作为界面光热转换水蒸发系统主要原料的优异性能;最后针对在界面光热转换水蒸发系统中使用纤维材料所面临的挑战以及如何提升系统的实用性进行展望,希望能够推动纤维材料在界面光热转换技术中的广泛应用。 展开更多

关键词 光热转换 纤维材料 界面蒸发 输水 热量管理 拒盐 界面光热转换水蒸发系统

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r-TiO_(2)@BCC复合材料的制备及光热性能研究

11

作者 贾怡颖 张畅 +2 位作者 赵锦博 傅馗桁 张艳辉 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期114-121,共8页

太阳能驱动的界面水蒸发是一种高效、可持续性的海水淡化、废水处理方法,在缓解淡水资源匮乏和能源危机方面具有巨大潜力,成为研究热点。本文以Na BH_(4)为还原剂,将纳米TiO_(2)高温还原为还原态(黑色)TiO_(2),并负载于碳化玉米芯。研... 太阳能驱动的界面水蒸发是一种高效、可持续性的海水淡化、废水处理方法,在缓解淡水资源匮乏和能源危机方面具有巨大潜力,成为研究热点。本文以Na BH_(4)为还原剂,将纳米TiO_(2)高温还原为还原态(黑色)TiO_(2),并负载于碳化玉米芯。研究了玉米芯不同碳化温度与还原态TiO_(2)负载量对复合材料光热蒸发能力的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)等对r-TiO_(2)@BCC复合材料的形貌结构、光吸收率等进行了表征。结果表明:将含有氧空位的还原态TiO_(2)负载于丰富孔道结构的碳化玉米芯,可获得显著的光热转换及水蒸发性能。在1k W/m^(2)模拟太阳光照射1 h的条件下,玉米芯碳化温度为700℃、还原态TiO_(2)的负载量为0.18 g时,r-TiO_(2)@BCC复合材料水蒸发速率为2.18 kg/(m^(2)·h),光热转换效率为89.28%。 展开更多

关键词 光热转换 生物质碳 还原态TiO_(2) 太阳能界面水蒸发

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石墨烯基复合水凝胶的制备及其在海水脱盐净化中的应用 被引量：3

12

作者 李亚玲 杨曙光 王义 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期1-6,28,共7页

利用一步化学还原法将二硫化钼(MoS_(2))纳米花嵌入石墨烯中,制得一种多孔的光热复合水凝胶,即二硫化钼夹层石墨烯水凝胶,其与人工蒸腾装置相结合用于构筑太阳能驱动的界面水蒸发体系。通过扫描电镜、透射电镜、X射线粉末衍射仪、紫外可... 利用一步化学还原法将二硫化钼(MoS_(2))纳米花嵌入石墨烯中,制得一种多孔的光热复合水凝胶,即二硫化钼夹层石墨烯水凝胶,其与人工蒸腾装置相结合用于构筑太阳能驱动的界面水蒸发体系。通过扫描电镜、透射电镜、X射线粉末衍射仪、紫外可见-近红外分光光度计及红外热像仪测试材料的形貌和理化性能,并将复合水凝胶置于模拟太阳光下进行水蒸发及脱盐试验。结果表明:MoS_(2)能稳定分散在石墨烯纳米片中,且二者的结合有助于增强材料的光热性能。结合人工蒸腾装置的特殊热定位和快速补水优势,该光热体系能够实现水的快速蒸发,在3.6 kW/m^(2)光照下水蒸发速率(15.6 kg·m^(2)/h)约为自然蒸发的33倍,并且复合水凝胶具有良好的稳定性和高效的脱盐效果,具有清洁水生产的应用前景。 展开更多

关键词 复合水凝胶 光热材料 人工蒸腾装置 太阳能 界面水蒸发

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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

13

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 太阳能驱动的界面水蒸发 水电联产

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