PVDF-CNT自漂浮多孔微珠的制备及在高效太阳能驱动界面水蒸发中的应用
2021-08-16梁平平李红艺丁亚丹温晓琨刘俊平
高等学校化学学报 2021年8期
关键词:界面
梁平平,刘 帅,李红艺,丁亚丹,温晓琨,刘俊平,洪 霞
(1.东北师范大学紫外光发射材料与技术教育部重点实验室,长春 130024;2.吉林农业科技学院机械与土木工程学院,吉林 132101)
随着全球人口的增长和环境污染的加剧,能源短缺与淡水资源匮乏已成为阻碍人类社会发展的重要威胁[1,2].太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源,利用太阳能获取淡水资源的太阳能驱动界面水蒸发在众多水蒸发技术中脱颖而出[3,4].这项技术利用漂浮在气-液界面的光热材料捕获太阳能并将其转化为热能,使热能局限在水蒸发界面处,避免了传统水体加热技术引起的热损失,提高了蒸发效率[5,6].太阳光中包含约3%的紫外光、约45%的可见光和约52%的近红外光,理想的光热材料应确保有强的太阳能全波谱(300~2500 nm)光吸收.近年来,碳基材料[7~9]、金属基纳米颗粒[10,11]、金属氧化物[12,13]、聚合物[14,15]和生物基质材料[16,17]等多种光热材料被先后开发用于太阳能界面水蒸发.其中,碳纳米管(CNTs)因具有高的光吸收系数、超宽的带吸收、优异的热传导性、良好的热稳定性及相对低的成本等优点而备受关注[18,19].有报道称,CNTs是世界上最暗的材料,其反射很小,可以吸收几乎所有的可见光[20,21].目前CNTs多用于二维太阳能驱动界面水蒸发[22~24].相对而言,三维材料提高了空间利用率,增大了实际蒸发面积.同时,太阳光在三维材料,尤其是三维多孔材料中经过的反射-再吸收次数更多,传播途径更长,光反射更低,对太阳光入射方位……
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