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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。