近来,广东省科学院生态环境与土壤研讨所研讨员贺斌团队成功选用纳米颗粒献身模板法(Sacrificial nanoparticle template with phase inversion,SNTPI)技能设计新式光热蒸腾膜。相关研讨发表于Desalination。博士后马宇为该论文榜首作者,贺斌、马宇为通讯作者。
光热蒸腾技能是指经过构建多孔吸光体将光能转化为热能快速蒸腾水体,在不耗费化石动力前提下使含盐废水一步变为蒸馏水的水处理技能,也是海水淡化技能的前沿技能。光热蒸腾技能的瓶颈是产水量低(蒸腾速率,1个太阳光强度下蒸腾速率一般小于1 kgm?2h?1)。
为打破此瓶颈,需设计温度更高且漂浮于水面上的薄膜,用于蒸腾其下部含盐废水。详细来讲,为提高薄膜温度,需强化膜光热转化功率;为强化膜光热转化功率,需完成薄膜吸光才能的最大化。但是,太阳光辐照于一般薄膜表面会导致大部分光线产生折射或散射,仅有部分光能转化为热能,导致薄膜吸光才能大幅削弱,终究导致光热蒸腾速率(产水量)低下。
在该项工作中,研讨人员初次开宣布SNTPI技能,经过共混抽滤纳米凝胶与光热转化纳米颗粒后溶解纳米凝胶,在膜内构筑与光波长标准类似纳米孔道,使光线在膜孔内不断反射吸收,完成光捕获,终究完成了薄膜吸光才能及光热蒸腾功率的大幅提高。
成果显现,相较于空白膜,此办法得到的光捕获膜其表面光反射率下降了4.88倍,200-2500 nm波长范围内均匀光吸收率高达97.75%。将膜用于海水淡化,1个太阳光强度下产水量可达1.42 kgm-2h?1,产水含盐量均下降两个数量级以上。
该研讨初次以无定型高分子为根底资料,经过高分子稀溶液一步相转化构成纳米凝胶,制备进程简略高效,可操作性强;一起开发了首创的SNTPI法,经过简略的两步式抽滤即可制备光捕获膜,制备进程高效、简洁、可控、通用。
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