聚二甲基硅氧烷/碳纳米管改性三聚氰胺太阳能蒸发器的简易制备,用于高效蒸汽的产生和脱盐

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:48
文章英文标题
Facile preparation of polydimethylsiloxane/carbon nanotubes modified melamine solar evaporators for efficient steam generation and desalination
正文
太阳能驱动的界面蒸发作为解决淡水短缺危机的一种非常有前途的海水淡化技术受到了广泛的关注。然而,长期太阳能海水淡化过程中盐污和稳定性差,严重阻碍了太阳能蒸发器的应用。此外,报告的蒸发器大多依赖昂贵的材料和复杂的制备工艺。在此,我们报道了一种简单的聚二甲基硅氧烷/碳纳米管( PDMS / CNTs )改性三聚氰胺太阳能蒸发器的制备,用于高效的蒸汽产生和脱盐。弹性太阳能蒸发器的特点是:( 1 )由于PDMS的相分离,具有粗糙骨架的大孔网络;( 2 )具有较高的太阳吸光度( 99 % )和优异的光热性能;( 3 )具有较低的热导率( 0.032-1K-1 );( 3 )具有独特的润湿性(疏水上表面和亲水下表面)。因此,蒸发器在1太阳光照下对去离子水进行太阳能蒸发,蒸发速率为1.44 kg m-2 h-1,太阳能-蒸发转换效率为84 %。有趣的是,与去离子水相比,盐水蒸发器具有相似的太阳能蒸发性能。此外,由于蒸发器快速补水,蒸发器在长期连续太阳能海水淡化过程中表现出优异的耐盐性和稳定性。由于蒸发器的优点和制备方法简单,蒸发器可能在太阳能海水淡化中找到实际应用。
文章内容(英文)
Solar driven interfacial evaporation has received extensive attention as a very promising desalination technique to solve the fresh water shortage crisis. However, salt-fouling and poor stability during long-term solar desalination seriously hinder applications of solar evaporators. In addition, most of the reported evaporators rely on expensive materials and complex preparation processes. Here, we report facile preparation of polydimethylsiloxane/carbon nanotubes (PDMS/CNTs) modified melamine solar evaporators for efficient steam generation and desalination. The elastic solar evaporators feature (i) macroporous network with rough skeleton owing to phase separation of PDMS, high solar absorbance (99%) and excellent photothermal performance, low thermal conductivity (0.032 W m-1 K-1), and (iii) unique wettability (hydrophobic upper surface and hydrophilic lower part). Consequently, the evaporators have an evaporation rate of 1.44 kg m-2 h-1 and a solar-to-vapor conversion efficiency of 84% for solar evaporation of deionized water under 1 sun illumination. Interestingly, the evaporators show similar solar evaporation performance for saline water compared to deionized water. Moreover, the evaporators show excellent salt-resistance and stability during long-term continuous solar desalination owing to rapid water replenishment in the evaporators. The evaporators may find practical applications in solar desalination because of the merits of the evaporators and the simple preparation method.
来源出处
Journal|[J]Journal of Colloid and Interface ScienceVolume 584, 2020.
DOI
https://doi.org/10.1016/j.jcis.2020.10.002

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