太阳能是一种绿色能源,通过太阳能蒸馏器,可利用太阳能实现海水淡化。然而,虽然太阳能蒸馏器可以从海水、生活污水、和卤水中得到饮用水,是一种既便宜又方便的设备,但由于其生产率低下,并未得到广泛使用。本文使用微纳颗粒对传统太阳能蒸馏器进行改进,使太阳能海水淡化的产量得到提高。为了研究微纳颗粒对太阳能海水淡化产量的影响,我们首先利用光学显微镜和扫描电子显微镜观测和分析了石墨和氧化铜颗粒的形貌,并且用UV-Vis分光光度计及3-ω方法分别测量了流体的吸光率及热导率。为了开展实验研究,我们搭建了太阳能海水淡化实验平台,进而通过实验的方法研究微纳颗粒对太阳能海水淡化的影响。本文的研究内容包括两部分:第一部分,通过研究改变所添加的氧化铜和石墨两种微纳颗粒的浓度、蒸馏器水深、冷却水膜的流速对蒸馏器产量的影响,从而确定最佳微纳颗粒的浓度,最合适的蒸馏器水深以及可获得最大产量的冷却水膜流量。同时还研究了将流过玻璃表面的冷却水作为给水时,蒸馏器产量的变化。对于本文实验系统,添加石墨微纳颗粒和氧化铜微纳颗粒的最佳水深为0.5cm,两种微纳颗粒浓度的最优值均为1%,当水深为0.5cm时最佳冷却水流量为4kg/h。第二部分,利用石墨微纳颗粒优良的光热转换性质,结合相变材料以及玻璃表面水膜冷却技术,充分利用石墨微纳颗粒转换的热量,将蒸馏器白天吸收的一部分热量储存起来,不仅加快了蒸发速率,同时将微纳颗粒转换的热量充分利用,减少热量的损失,使蒸馏器产量得到很大的提升。因此,设计了如下4种蒸馏器,并对其产量进行对比研究:蒸馏器A,添加石墨颗粒;蒸馏器B,石墨颗粒+相变材料;蒸馏器C,石墨颗粒+水膜冷却;蒸馏器D,石墨颗粒+相变材料+水膜冷却。改善后的蒸馏器,相比于传统蒸馏器,产量得到了很大的提升,其中蒸馏器D效果最好,产量增量可达73.8%。本文的研究结果能够为利用太阳能高效地实现海水淡化提供有意义的参考指导。