碳纳米管/多孔纤维素凝胶材料的制备及其蒸发性能
2020-06-07高亚雪
河南工程学院学报(自然科学版) 2020年2期
高亚雪,王 宁,李 伟
(天津工业大学 材料科学与工程学院,天津 300387)
淡水是一种有限的自然资源,生态系统中所有生物的生存都离不开淡水。随着人口的增长,有些淡水资源已被污染,提供充足和安全的淡水变得更加具有挑战性[1]。因此,急需开发高效、经济、可扩展的技术来净化海水和废水。
太阳能水蒸发是一种传统的太阳能光热转换技术,通过对液体整体进行加热蒸发生成清洁水,但由于水分子仅吸收红外光波段的太阳光,且蒸发仅发生在气液界面,所以导致蒸汽产生效率极低[2]。近年来,具有宽带吸收和高转换效率的光热材料引起了人们极大的兴趣[3]。选择光热转换材料及合理设计太阳能吸收器,开发出的新型太阳能水蒸发系统利用界面加热的概念,可进一步提高太阳能蒸发的整体效率。这种环保高效的太阳能水蒸发技术是一种可持续解决水资源短缺问题的方法,受到了相当多的关注[4]。当前研究中主要以金属纳米粒子、半导体材料与碳基材料作为光热转换材料,其中碳基材料较为便宜并且来源丰富,在广谱范围内具有出色的光吸收能力和较高的光热转换效率。
本研究为实现高效、绿色的太阳能水蒸发,选择来源广泛、可自然降解、亲水性强的纤维素为基体材料,通过溶胶-凝胶法制备多孔纤维素凝胶材料,并在此基础上加入碳纳米管作为光热转换材料,制备出了蒸发性能优异的碳纳米管/多孔纤维素凝胶材料。……
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