Вдохновленный процессом естественного водного цикла, использование испарения воды с помощью солнечной энергии для получения чистой пресной воды привлекло внимание исследователей. В естественных условиях испарения использование солнца ниже, фактическое испарение происходит медленнее. Исследователи пытаются Хорошая поглощающая способность света и фототермическая конверсионная способность материала фототермической пленки, нанесенного на солнечную систему испарения, для повышения эффективности испарения. Предыдущие исследования показали, что контролируемая микроструктура шероховатой поверхности может эффективно уменьшать диффузную отражательную способность света для достижения Однако конструкция поверхностной микроструктуры более сложна и часто требует специального оборудования или средств для содействия завершению, что увеличивает трудности и затраты на подготовку мембранного материала.
Соответственно, группа мембранного разделения и катализа, возглавляемая Цзян Хэцзинем (Jiang Heqing), исследователем Института биоэнергетики и технологических исследований Циндао, Китайской академией наук предложила использовать композитную стратегию наноматериалов с различными размерами для управления микроструктурой на поверхности фототермической пленки, чтобы повысить эффективность захвата света, Для достижения идеальной эффективности фототермического испарения. Исследователи через двумерные графены и одномерные углеродные нанотрубки образовывали комплекс, чтобы достичь единственного компонента упорядоченной структуры возмущения, увеличивая шероховатость поверхности фототермической пленки. Оптимизация поверхностной микроструктуры может уменьшить диффузное отражение в спектре солнечного излучения до менее 4,7%, а поверхностная температура пленки в свете достигнет 77 ° С. Неупорядоченное накопление увеличивает пористость в мембране и выгодно для молекул воды в мембране По сравнению с естественным испарением, исходя из эффективности процесса испарения нанокомпозитных фототермических пленок, эффективность производства увеличилась на 190%, использование солнечной энергии более 80%. В практических применениях в исследовании предложено нанокомпозитное фототермическое Мембраны не только поддерживают стабильную работу в образцах смоделированной воды, содержащих кислоты, щелочи и органические загрязнители, но также ускоряют испарение воды в морской воде с различным содержанием соли, Производительность пресной воды и простота изготовления таких композитных мембран с легким нагревом могут быть построены на различных пористых подложках. Ожидается, что результаты этого исследования будут способствовать использованию чистой чистой пресной воды на солнечной энергии для эффективного, зеленого и устойчивого опреснения морской воды и Защита пресной воды в аварийных условиях.
Соответствующие результаты исследований были опубликованы в Journal of Chemistry A. Исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая, провинциальным научным фондом провинции Шаньдун и научным и технологическим проектом муниципалитета Циндао.
Рисунок 1. Принципиальная схема нанокомпозитной фототермической пленки на основе двумерных графеновых и одномерных углеродных нанотрубок
Рисунок 2. Он-лайн фототермическая система испытания на испарение (a) и фототермический материал пленки. Энергосберегающее испытание на испарение
