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木材是地球上最丰富的可再生资源之一。它因具有较高的机械强度,良好的可加工性以及可生物降解性,而被广泛应用在人类生活的各个方面,包括建筑,纺织,新材料等。其中,椴木就是一种优良的木材,其管孔均匀,通量高,极少有侵填体堵塞管孔,导管有螺纹加厚,支撑性能好,表面炭化后在光热材料以及海水淡化领域有着不错的表现。本研究以椴木块为原材料,即原木,通过均匀的水热炭化处理,来获得木基光热转化材料,并具备优良的海水淡化性能,开展工作具体如下:使用反应釜对去离子水中的原始椴木块进行水热炭化处理,该方法对木材炭化均匀,很少发生开裂和变形,并获得一种均匀炭化木(Uniform carbonized wood,UCW)。通过控制不同的温度和时间来得到5种样品,根据光热转化性能测试筛选出性能较好的样品(UCW5)以及较优的反应条件(180℃,8 h)。采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)的表征方法,分析了对照样和UCW5的微观形貌以及C、O元素分布情况,结果表明UCW5保留了木材的基本形貌和结构,但部分孔径略有收缩。通过紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、接触角和热重(TG)分析表明,与对照样相比,UCW5的光吸收性能、亲水性能和热稳定性能都有明显的提高,表明UCW5是一种较好的水蒸发材料。但是,上面的水热炭化条件温和,炭化不够充分,光热转化能力有待提高。为此,引入了催化剂对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid,p-TsOH)对椴木块进行催化水热炭化,同时进行脱木素处理,得到完全炭化的孔径收缩炭化木(carbonized wood with reduced lumens,R-CW)。通过控制不同的温度和p-TsOH溶液浓度来得到5种样品,通过水蒸发性能测试表明R-CW5的性能较好。通过SEM、XPS和X射线衍射(XRD)对R-CW5进行微观形貌与元素的表征和分析,结果显示p-TsOH的催化水热炭化和木素脱除作用重新构造了木材的内部形貌并使得大部分孔径收缩,小尺寸的孔腔直径加强了毛细管力的作用,更有利于水的输送。p-TsOH不仅脱除了疏水性木质素,还引入了更多亲水性官能团,明显改善了亲水性。对R-CW5的光热性能、导热性能、稳定和抑菌性能、亲水性能以及水输送能力的分析表明,R-CW5具备优异的光吸收性能、良好的光热转化性能以及高效的水输送能力,同时R-CW5也拥有比原始椴木块更低的热导率、更好的热稳定性和抑菌性以及更强的亲水能力,这些表明R-CW5适用于海水淡化材料。R-CW5在不同光照强度下的海水蒸发速率分析表明,R-CW5具备优异的海水蒸发性能。采用电感耦合等离子体光谱仪(ICP)表征分析了海水蒸发收集前后四种主要离子(Na+,K+,Ca2+和Mg2+)的浓度变化,来证明浓度明显降低到国际饮用水中离子浓度标准之下。R-CW5的水蒸发焓值因水团簇蒸发和蒸发通道收缩而降低,并通过差示扫描量热仪(DSC)分析计算出R-CW5的水蒸发焓值。R-CW5的海水淡化稳定性较好,在一个太阳下50次的循环蒸发试样中,R-CW5在海水中的蒸发效率稳定在88%左右。