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太阳能是一种清洁、可再生能源,太阳能的利用被认为是解决能源危机、环境污染等全球性严峻问题的方法。目前,淡水资源的匮乏已经成为人类社会面临的严峻问题之一。太阳能水蒸发技术是解决这一问题的有效途径,用于太阳能水蒸发技术的材料应具有以下几个特征:(1)优异的太阳光吸收能力;(2)良好的热管理作用,可以最大程度的减少热损失;(3)有利于水输运的亲水多孔结构。为了获得廉价高效的光吸收材料,本文以玉米秸秆为原料,制备了碳化玉米秸秆、PB/CS复合材料以及PDA/CS复合材料,并对样品的界面水蒸发性能进行了研究,得到结论如下:
(1)将成本低且容易获得的农作物玉米秸秆进行碳化,制备用于太阳能界面水蒸发的光吸收材料。碳化玉米秸秆具有蜂窝状多孔结构和良好的亲水性能,有利于水的输运。且具有优异的光吸收能力,在波长250-2500nm的光谱范围内,其光吸收率达到90%。在一个太阳光强下,碳化玉米秸秆的水蒸气产生速率为1.3Kgm?2h?1,水蒸气产生效率为81.4%,并且样品在进行多次界面水蒸发实验后还具有优异的稳定性。
(2)通过简单的超声法将PB沉积在玉米秸秆顶端,制备的PB/CS复合材料用于太阳能界面水蒸发。该复合材料具有良好的光吸收能力,且亲水性的PB/CS复合材料具有多孔结构,有利于水的运输和水蒸气的逸出。玉米秸秆作为隔热基体材料,可以减少热量损失,从而提高太阳能水蒸气产生速率。在一个太阳光强下,PB/CS复合材料的水蒸气产生速率为1.27Kgm?2h?1,水蒸气产生效率约80.8%。多次进行界面水蒸发实验后,样品仍具有良好的稳定性,研究表明,这种复合材料在太阳能界面水蒸发方面具有一定的应用前景。
(3)以玉米秸秆为基体材料,PDA作为光吸收材料,将PDA沉积在玉米秸秆的顶部制备PDA/CS复合材料。PDA具有良好的光吸收性能,可以有效地将太阳光转化成热能。底部的玉米秸秆具有较低的热导率,可以减少热量损失,且具有多孔结构和优异的亲水性能,有利于水的运输和水蒸气的逸出。PDA/CS复合材料用于太阳能界面水蒸发具有优异的太阳能水蒸发性能,在1个太阳光强下,PDA/CS复合材料的水蒸气产生速率为1.23Kgm?2h?1,水蒸气产生效率为79.1%。在进行多次界面水蒸发的测试实验后,样品仍具有优异的稳定性。
(1)将成本低且容易获得的农作物玉米秸秆进行碳化,制备用于太阳能界面水蒸发的光吸收材料。碳化玉米秸秆具有蜂窝状多孔结构和良好的亲水性能,有利于水的输运。且具有优异的光吸收能力,在波长250-2500nm的光谱范围内,其光吸收率达到90%。在一个太阳光强下,碳化玉米秸秆的水蒸气产生速率为1.3Kgm?2h?1,水蒸气产生效率为81.4%,并且样品在进行多次界面水蒸发实验后还具有优异的稳定性。
(2)通过简单的超声法将PB沉积在玉米秸秆顶端,制备的PB/CS复合材料用于太阳能界面水蒸发。该复合材料具有良好的光吸收能力,且亲水性的PB/CS复合材料具有多孔结构,有利于水的运输和水蒸气的逸出。玉米秸秆作为隔热基体材料,可以减少热量损失,从而提高太阳能水蒸气产生速率。在一个太阳光强下,PB/CS复合材料的水蒸气产生速率为1.27Kgm?2h?1,水蒸气产生效率约80.8%。多次进行界面水蒸发实验后,样品仍具有良好的稳定性,研究表明,这种复合材料在太阳能界面水蒸发方面具有一定的应用前景。
(3)以玉米秸秆为基体材料,PDA作为光吸收材料,将PDA沉积在玉米秸秆的顶部制备PDA/CS复合材料。PDA具有良好的光吸收性能,可以有效地将太阳光转化成热能。底部的玉米秸秆具有较低的热导率,可以减少热量损失,且具有多孔结构和优异的亲水性能,有利于水的运输和水蒸气的逸出。PDA/CS复合材料用于太阳能界面水蒸发具有优异的太阳能水蒸发性能,在1个太阳光强下,PDA/CS复合材料的水蒸气产生速率为1.23Kgm?2h?1,水蒸气产生效率为79.1%。在进行多次界面水蒸发的测试实验后,样品仍具有优异的稳定性。