搜索:  
长安大学白波教授团队《Sep. Purif. Technol.》:一种多功能太阳能蒸发器用于水质净化
2022-07-09  来源:高分子科技

  面对日益严重的淡水短缺问题,太阳能驱动界面蒸汽产生技术(SISG)被视为缓解当前水危机的有前景的生态友好技术之一。特别重要的是,SISG的零碳排放过程使其成为缓解水危机的杰出潜在候选技术之一。尽管目前研究通过管理热损失、优化光热利用和加强供水已经在SISG蒸发效率方面取得了巨大进展,但蒸发后有机染料、抗生素和其他污染物的浓度增加和表面盐积累仍然是一个挑战,导致剩余的水中受到严重污染,蒸发器性能降低。


  近日,长安大学白波教授团队提出了一种多功能太阳能蒸发器,该蒸发器可以进行界面太阳能蒸发,光催化降解和抗盐作用。通过在三聚氰胺海绵(MS)上沉积中国油墨(Chinese ink)、二氧化钛(TiO2)和聚二甲基硅氧烷(PDMS),它们分别起到光热剂、光催化剂和耐盐性的作用。MS表面的顶部疏水PDMS层防止盐沉积和抗氧化,而MS的底部提供连续供水,并保护JPMS表面免受盐堵塞。TiO2和中国油墨复合之后用于光催化和光热转换。正如预期的那样,JPMS对去离子水的蒸发速率为1.49 kg m-2h?1,太阳能-蒸汽转换效率为93.54%。中国油墨和TiO2的协同效应将SISG和光催化结合在一起,以获得清洁的水。得益于Janus结构,JPMS可以有效且稳定地脱盐,而不会出现明显的盐积累。。本研究为生产清洁饮用水提供了有效的策略。


  相关论文以题为“A Janus solar evaporator with photocatalysis and salt resistance for water purification”发表在Separation and Purification Technology期刊上。论文第一作者为长安大学博士研究生张林江(加拿大西安大略大学联合培养博士)和王雪纯,通讯作者为长安大学白波教授。 


图1 JPMS制造工艺图。


 图2 JPMS水净化机理。


图3 JPMS界面太阳能蒸发效果 (a)样品的质量变化图 (b)样品的蒸发速率和光热转换效率 (c)在1.0太阳照射下JPMS俯视图的红外图像 (d)太阳能蒸汽产生系统中JPMS热损失机制的示意图。 


图4 JPMS光催化效果 在不同样品上的光降解曲线(a)RhB(d)MO和(g)OFX;样品的动力学曲线通过伪一级反应模型拟合(b)RhB(e)MO和(h)OFX;在不同反应时间下的紫外-可见光谱曲线(c)RhB(f)MO和(i)OFX。


 图5 JPMS抗盐效果 (a)在6小时内每小时1次太阳照射下,JPMS模拟海水的随时间变化的重量损失 (b)JPMS在六个周期内的蒸发速率 (c)实际海水和相应纯化水中四种初级离子(Na+、K+、Mg2+、Ca2+)的浓度 (d)脱盐前和脱盐后JPM的照片(e)JPMS的超声震荡实验。


  原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1383586622011996

版权与免责声明:中国聚合物网原创文章。刊物或媒体如需转载,请联系邮箱:info@polymer.cn,并请注明出处。
(责任编辑:xu)
【大 中 小】【打印】【关闭】

诚邀关注高分子科技

更多>>最新资讯
更多>>科教新闻