太阳能水蒸发技术无需消耗地球上的能源,可直接利用太阳能生产淡水,具有低成本、可持续、环境友好的优点,因而受到广泛的关注。评价水蒸发性能的关键因素有以下几点:1、表面吸收层的光吸收性能;2、材料的光热转换性能;3、多孔材料作为水输运通道的水传输能力。本文以多孔材料为原材料,将天然木材、废弃花泥以简单的表面碳化工艺制成双层结构,使光吸收、光热转换性能得到增强。同时,原材料的结构和孔道得以保留,保证水输运性能不受影响。在保证以上3点要素的前提下构建三维水蒸发体系,通过改变蒸发面积,风速等一系列因素,探究最佳的水蒸发性能,并研究在蒸发过程中不同影响因素对蒸发速率的影响。结果如下:1、将天然的杉木进行表面碳化,碳化后表面变成优异的太阳能吸收材料,芯部保持木材特有的亲水孔道结构不变。处理后的双层碳化木头是优良的水蒸发材料。随后对材料的光吸收性能、光热性能、亲水性能、水蒸发性能进行研究。利用棒状表面碳化杉木构筑阵列,研究了柱子高度、根数、间距、外加风速等因素对蒸发速率的影响。在最优的阵列结构下,一个太阳下的水蒸发速率达到3.81 kg·m-2·h-1。当施加一个最大风速3.5 m/s时,蒸发速率甚至达到13.2 kg·m-2·h-1之高。采用comsol软件对水蒸发速率进行模拟和验证,模拟后的结果与实验结果相吻合。在应用中,经过自制的装置处理后的染料废水和海水,相关指标达到国家和WTO的饮用水标准,在海水淡化和废水处理领域有良好的应用前景。2、以废弃花泥为原料,通过表面碳化工艺制备双层结构太阳能水蒸发材料。对该材料的光吸收、光热及其太阳能水蒸发性能进行研究。并且探究不同形状、风速对装置水蒸发性能的影响。结果表明,该材料在太阳光波段有宽带的光吸收性能,碳化后光热转换显著提高;具有优异的水传输和储水能力,在一个标准太阳光强度下,水蒸发速率为1.29 kg·m-2·h-1,蒸发效率为80.68%。随着太阳光强度的增加,样品的蒸发速率增加,但蒸发效率反而减少。采用水蒸发装置,用多孔柱子结构进行水蒸发时,在加了3 m/s风速后,蒸发速率达到8.36 kg·m-2·h-1;8根柱子阵列作为蒸发装置时,在3 m/s风速下蒸发速率达到8.90 kg·m-2·h-1;在应用中,经过自制的装置处理后的染料污水和海水,相关指标达到国家和WTO的饮用水标准,在海水淡化和废水处理领域有良好的应用前景。