Die Nutzung von Sonnenlicht zur Eindampfung von Wasser, um sauberes Trinkwasser zu erhalten, wird als Notfallmittel für den Einsatz in Schiffswracks oder in der Wildnis erwartet.Im Gegensatz zu natürlichen Verdampfungsprozessen und traditionellen Membrantrenntechnologien werden photothermische Membranen mit guten photothermischen Umwandlungseigenschaften verwendet. Die Forschergruppe um Membrantrennung und Katalyse unter Leitung von Jiang Heqing, Forscher am Qingdao-Institut für Bioenergie und Prozesse der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, nutzte eine zusammengesetzte Strategie verschiedener Nanokohlenstoffmaterialien, um 2D-Photothermik anzuwenden Die Mikrostruktur der Membranoberfläche wird reguliert, um die Wasserverdampfungseffizienz signifikant zu verbessern (J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 963-971) Auf dieser Basis führte das Team eine weitere Untersuchung von kegelförmigen photothermischen Membranen durch. Mit seiner einzigartigen dreidimensionalen Struktur wird eine höhere photothermische Wasserverdampfungseffizienz erhalten, indem die Stoffübertragung und die Wärmeübertragungsleistung des photothermischen Filmsystems verbessert werden (J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 9874-9881).
Angeregt durch akustische Ohrstruktur Sammeln und Referenzstruktur Kocher, Membrantrennung und Katalyse Study Group Wang extrem klare Flüsse und 3D-Film eines Hohlkegel Lichtwärmeumsetzmaterial makroskopische Dimensionen aufweisen, wobei der Licht-Wärme-Umwandlungswirkungsgrad von über 93%, über die 2D planaren Film gemeinsamen Wasserverdampfungsgeschwindigkeit zu begrenzen. Jiaozhou Test in Meerwasser zeigte, 3D-Hohlkegel Lichtwärmeumsetzmaterial Film nicht nur eine gute Stabilität aufweist, während die Effizienz der Verdampfung 3,5 mal die natürliche Verdampfung in Verdunstung Salz in einer konischen oberen Rolle ausfällt, wird der Film nicht das gesamte Licht und Wärme decken, die nicht nur zur Anreicherung von rückgewonnenem Salz beiträgt, während eine stabile Leistung Lichtwärmeumsetzmaterial detaillierte Studien beibehalten haben, dass 3D-Hohlkegel Lichtwärmeumsetzmaterial gezeigten Die ultrahohe photothermische Verdampfungsleistung der Membran wird hauptsächlich in drei Aspekten erreicht: (1) Die spezifische geometrische Form kann das Licht innerhalb der Kegelrolle begrenzen und die photothermische Spule durch mehrstufige Reflexion von Licht in Sonnenlicht umsetzen. Effiziente Absorption, durchschnittliche Absorption über 99%, (2) 3D-Hohlkegelrolle erfordert keine zusätzliche Isolierung, um den Wärmeverlust in das Wasser zu reduzieren, noch muss sie andere Materialien für die Wasserleitung verwenden, sondern durch Ändern Einrollen In der Höhe wird die Kontaktfläche mit Wasser reguliert den Wärmeverlust zu reduzieren, um die gewünschten Heizungs-Verdampfungsoberfläche Confinement zu erreichen, (3) 3D-Design-Lichtwärmeumsetzmaterial konische Konfiguration der Rolle, so dass der tatsächliche Verdampfungsbereich verschieden von dem Gebiet der Sonnenlichtbestrahlung, Diese Arbeit stellt eine experimentelle Basis für die Entwicklung und das Design von 3D photothermischen Filmen dar und soll die rasante Entwicklung der Solarlicht-Antriebs- Entsalzungstechnologie fördern.
Die Studie Arbeit gewann die National Natural Science Foundation, Provinz Shandong und Qingdao Natural Science Foundation der öffentlichen Gesundheit Wissenschaft und Technologie-Projekte. Als Ergebnis der Forschung Titelgeschichte veröffentlicht im Journal of Materials Chemistry A (2018, 6, 9874-9881) zu unterstützen.
Abbildung 1. Schematische Darstellung der Herstellung von Polypyrrol 3D-Hohlkegel photothermischen Film
Abbildung 2. Vergleich der diffusen Reflexionsleistung von 3D-Hohlkegel- und 2D-planaren Filmproben (a) und Absorptionsvergleich (b), schematische Darstellung des mehrstufigen Reflexionsprozesses (c)
Abbildung 3. Die Forschungsergebnisse wurden als Highlights des Titelartikels ausgewählt
