Inspirado pelo processo natural do ciclo da água, o uso da evaporação solar da água para obter água fresca e limpa atraiu a atenção dos pesquisadores. Nas condições de evaporação natural, a utilização do sol é menor, a evaporação real é mais lenta. Os pesquisadores tentam ter Boa absorção de luz e capacidade de conversão fototérmica do material da película fototérmica aplicada ao sistema de evaporação por impulso solar para melhorar a eficiência da evaporação. Estudos anteriores mostraram que a microestrutura controlável da superfície áspera pode efetivamente reduzir a reflectância difusa da luz para alcançar No entanto, a construção da microestrutura de superfície é mais complicada e muitas vezes requer equipamentos especiais ou meios para auxiliar a conclusão, aumentando assim a dificuldade e o custo da preparação do material da membrana.
Por conseguinte, a equipe de separação e catálise de membrana liderada por Jiang Heqing, pesquisadora do Instituto Qingdao de Bioenergia e Pesquisa de Processos, Academia Chinesa de Ciências propôs que a estratégia composta de nano-materiais com diferentes dimensões deveria ser usada para controlar a microestrutura na superfície do filme fototérmico de modo a aumentar a eficiência da captura de luz, Para obter a eficiência de evaporação fototérmica ideal. Os pesquisadores através do nanométrico bidimensional de grafeno e nanodubos de carbono unidimensional complexados para alcançar um único componente da estrutura ordenada do distúrbio, aumentando a rugosidade da superfície do filme fototérmico. A otimização da microestrutura superficial pode reduzir a reflexão difusa no espectro solar para abaixo de 4,7% e a temperatura superficial do filme na luz para atingir 77 ° C. A acumulação desordenada aumenta a porosidade na membrana e é benéfica para as moléculas de água na membrana Em comparação com a evaporação natural, com base na eficiência do processo de evaporação do filme fototérmico nano-compósito aumentado em 190%, a utilização da energia solar em mais de 80%. Em aplicações práticas, o estudo propôs nanocompósitos fototérmicos As membranas não só mantêm um desempenho estável em amostras de água simuladas contendo ácidos, álcalis e poluentes orgânicos, mas também aceleram a evaporação da água na água do mar com diferentes teores de sal, mostrando excelente A capacidade de produção de água doce e a facilidade de preparação de tais membranas compósitas de calor leve podem ser construídas em diferentes substratos porosos. Os resultados desta pesquisa devem promover o uso de preparações de água doce limpas de energia solar para dessalinização de água do mar eficiente, verde e sustentável Proteção de água fresca em condições de emergência.
Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados no Journal of Materials Chemistry A. A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, a Fundação Provincial de Ciências Naturais de Shandong e pelo Projeto de Ciência e Tecnologia de Meio-Vida de Pessoas Municipais de Qingdao.
Figura 1. Diagrama esquemático da preparação de filme fototérmico nanocompósito com base em grafeno bidimensional e nanotubos de carbono unidimensionais
Figura 2. Sistema de teste de evaporação foto-térmica on-line (a) e material de filme foto-térmico Teste de desempenho de evaporação solar-energizante
