石墨烯基复合水凝胶的制备及其在海水脱盐净化中的应用
2021-12-23李亚玲杨曙光
东华大学学报(自然科学版) 2021年6期
李亚玲, 杨曙光, 王 义
(东华大学 a.材料科学与工程学院,b.纤维材料改性国家重点实验室,c.先进低维材料中心,d.化学化工与生物工程学院, 上海 201620)
太阳能作为一种绿色能源,来源丰富且用之不竭。目前太阳能光热技术已被应用于医疗消毒或蒸汽灭菌[1]、蒸馏[2]、光热治疗[3]以及海水淡化[4]等领域。其中太阳能海水淡化技术是一项利用光热材料加热海水使其蒸发从而生产淡水的技术,具有不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点,受到研究人员的广泛关注。为加快水分蒸发并提高太阳能的有效利用率,有必要对该蒸发体系中的光热材料和蒸发系统进行合理设计,但这仍存在一定挑战。
理想的光热材料应具有广谱的太阳光吸收率,与贵金属纳米光热材料相比,碳基光热材料的导热系数较高而成本较低,具有更好的太阳能蒸汽生成潜力,并且碳材料是黑色的,更适合宽带太阳能的吸收。其中还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide, RGO)具有吸光范围广、热导率高的特点,其π-π共轭结构使得RGO在可见光与近红外光(NIR)区域的光吸收强度显著增加[5-6]。笔者前期研究发现,二硫化钼(MoS2)纳米花具有独特的吸光性质以及分散的热点,可作为半导体基光热材料用于构筑光热界面水蒸发体系[7]。此外,MoS2纳米片可通过诱导产生自由基对细菌造成氧化应激或通过物理作用破坏细菌细胞膜,因而具有良好的抗菌效果[8-9],能够赋予光热材料抗生物污染特性,这增加了MoS2纳米片用于实际洁净水生产的优势。……
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