新型光热转换膜在海水淡化中的应用研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ppg1234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
当下,环顾全球,淡水资源的缺乏已被酿成普遍性的问题。海水淡化是处理这一问题的关键方法之一。现今已发展多种海水淡化技术,但在实际生产中存在一些问题导致难以进一步应用。太阳能海水淡化作为一种新型淡化技术能有效避免传统方法产生的问题,被认为是未来海水淡化技术发展的方向之一。其中,开发光热转换膜是太阳能海水淡化技术的重点。研究人员已经开发出多种光热转换薄膜(如二氧化钛纳米颗粒、石墨烯等),光热薄膜漂浮在水面上的方式,极大的提高了水蒸发速率。为了进一步提高热量利用效率,人们又开发出了复合结构的光热薄膜,例如双层气凝胶。然而,在水蒸发的过程中薄膜上表面易沉积盐使得效率降低,薄膜下表面与水的直接接触也会带来不小的热损耗。为解决这一问题,本文以聚吡咯、氧化银光热材料为基础,制备了光热转换薄膜,通过将光热薄膜悬挂在空气中,薄膜两端浸入水中的间接接触蒸发装置进行水蒸发。其可高效蒸发海水,且避免在其表面沉积盐颗粒。主要工作内容如下:(1)聚吡咯光热棉布用于太阳能海水淡化首先配置分散性良好的过硫酸铵溶液与吡咯溶液,然后将亲水性棉布(cotton)浸入过硫酸铵溶液中,取出棉布,将吡咯溶液均匀的滴加在棉布上,再经低温反应即可得到被聚吡咯(polypyrrole,PPy)均匀涂覆的光热膜。聚吡咯光热棉布(Cotton-PPy)有良好的亲水性,可以高效输运水,该膜光谱吸收能力强,能吸收96.97%太阳光。在模拟太阳光照射下,Cotton-PPy光热膜能在150s从25℃快速上升至70.1℃,高于同等条件下空白棉布的升温(31.6℃)。将Cotton-PPy光热膜搭建悬挂式的间接接触蒸发装置,在模拟太阳光(1.0 kW m-2)的照射下,水蒸发速率达到1.939 kg m-2 h-1。在蒸发过程中,水会顺着棉布流动在棉布最低处滴落进行收集,水会带走棉布表面的盐分避免盐颗粒的沉积。在重复蒸发操作超过20次后,薄膜的表面结构、光吸收能力和水蒸发速率仍然保持稳定,表现出优异的循环稳定性。本文中开发的Cotton-PPy光热膜成本低廉并且极其易清洗,在海水淡化的应用中有着巨大的应用潜力。(2)氧化银光热棉布用于太阳能海水淡化利用氧化还原反应,配备硝酸银溶液、硼氢化钠溶液,在经硼氢化钠溶液浸泡过的棉布表面,均匀滴加硝酸银溶液,得到被氧化银(Silver oxide,Ag2O)均匀涂覆的光热薄膜。同时,氧化银光热棉布(Cotton-Ag2O)表现出宽光谱吸收,可吸收84.96%太阳光。将Cotton-Ag2O光热薄膜搭建搭建悬挂式的间接接触蒸发装置,在模拟太阳光(1.0 kW m-2)照射下,水蒸发速率达到了1.874kg m-2 h-1。光热蒸发时,水分沿棉布流动在棉布最低处滴落进行收集,水的流动使盐颗粒无法沉积在膜表面。重复操作后的薄膜仍维持了原始的结构和水蒸发性能,重复20次后依旧稳定。本文中开发的Cotton-Ag2O光热薄膜成本低、易洗涤,在海水淡化的应用中有着巨大的应用前景。
其他文献
对于证券市场来说,2003年是极具转折性意义的一年,有关证券市场发展面临的具体障碍、发展方向、市场创新等问题都成为证券行业理论研究关注的热点话题。同时,证券研究主体的
会议
半导体光催化氧化技术近年来发展迅速,在各个领域都展现出对污染物不凡的降解能力。该技术在污水治理中的具体操作方法一般是将半导体光催化材料与需要处理的污水充分混合,随后将其暴露在可见光照射下,此时光催化剂在光的照射下,能够产生具有超强氧化还原能力的物质,将污染物降解为无害物质,从而达到净化水体环境的目的。由于大部分光催化材料仅能够响应紫外光,这导致光催化材的在可见光下的催化活性不尽人意,且半导体材料本
产品简介 曲酸,化学名称5-羟基-2羟甲基-1,4吡喃酮,英文名称kojic acid(2-Hydroxmethyl-5-hychoxy-y-pyrone),分子式C6H6O4,分子量142.1。无色棱柱状晶体,熔点153℃~154℃。易
自1972年马达加斯加和中国正式建交以来,两国的关系历经了地区与国际环境变化的重重考验,双边友好合作不断实现了历史性跨越。笔者在中国的三年多的留学经历,给笔者提供近距离观察中国、观察中马关系的有利条件。基于此,本文在“一带一路”的背景下把握中国和马达加斯加两国关系发展的走向,将有利于更好引导两国开展更紧密的合作,促进中马关系更好发展。本文首先从政治、经贸、人文、民间友好等四方面入手,全面深入地梳理
一、经济发展中的制度因素制度在经济活动和经济发展中的地位和作用,在经济学家中有三派观点:1.在经济研究中,他们通过抽象法将制度省略或剔除掉。现有的大量增长模型就是将
会议
2001~2011年这10年中国造纸工业得到了快速成长,在此期间,造纸产量及纸与纸板消费量分别增长3.2倍及2.7倍。这10年期间,国内造纸装备制造业也得到了快速发展和成长。A公司是
乡村振兴战略是目前解决湘西地区经济发展难题,改善大众生活品质的重要路径。湘西地区位于我国武陵山区,独有的自然生态资源,优美的人文环境使湘西地区具有丰富的旅游发展潜
本文从"炮"的角度,让我们再次认识"北洋之虎"段祺瑞。1912年3月袁世凯就任中华民国第二任临时大总统,直至1928年张学良"东北易帜",中国历史进入了北洋军阀统治时期,历时十余
随着全球定位系统(Global Positioning System,GPS)技术的不断发展和提升,GPS在我们现实生活中应用越来越广泛,室内定位技术的需求也在不断增多。在过去十年中为了支持室内环
“人-车-路-环境”组成的道路交通系统中,驾驶人是交通安全与秩序的决定因素,对驾驶行为的研究成为道路交通安全领域的热点。复杂多变的驾驶场景对不同人格驾驶人影响不一,随着动态人格心理学研究深入,以动态角度探讨具体驾驶情境下人格状态与驾驶行为的关联已成为驾驶人人格研究的主流。此外,以往对驾驶能力的评估多集中在问卷分析或驾驶绩效考核,未能综合考虑驾驶人生理、心理状态对驾驶表现的影响,使得驾驶能力评析不全