CN111392794A - 一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法 - Google Patents

一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111392794A
CN111392794A CN202010183922.6A CN202010183922A CN111392794A CN 111392794 A CN111392794 A CN 111392794A CN 202010183922 A CN202010183922 A CN 202010183922A CN 111392794 A CN111392794 A CN 111392794A
Authority
CN
China
Prior art keywords
foam
light absorption
self
polymer foam
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010183922.6A
Other languages
English (en)
Inventor
宋远强
郑夕阳
许基柒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongyan Cloud Carbon Chongqing Technology Co ltd
Original Assignee
Zhongyan Cloud Carbon Chongqing Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongyan Cloud Carbon Chongqing Technology Co ltd filed Critical Zhongyan Cloud Carbon Chongqing Technology Co ltd
Priority to CN202010183922.6A priority Critical patent/CN111392794A/zh
Publication of CN111392794A publication Critical patent/CN111392794A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
    • C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
    • C02F1/14—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation using solar energy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/32—Radiation-absorbing paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/08—Seawater, e.g. for desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142—Solar thermal; Photovoltaics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法，涉及海水淡化技术领域。该一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质，所述媒介是由聚合物泡沫和光吸收涂层构成，所述光吸收涂层涂敷在聚合物的表面，所述聚合物泡沫材料密度小于水，所述聚合物泡沫为聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫中的一种，所述光吸收涂层为石墨烯、碳纳米管、纳米炭黑、纳米银、纳米铝等其中的一种或多种的组合物构成，所述聚合物泡沫为圆柱形或球形，所述圆柱形的聚合物泡沫的尺寸范围为：直径3mm‑20mm、长径比1：2，所述球形泡沫的聚合物泡沫的直径在3mm‑20mm。本发明解决了传统光热媒质表面盐分析出而导致光热蒸发无法持续的难题。

Description

一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法
技术领域
本发明涉及海水淡化技术技术领域，具体为一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法。
背景技术
生产应用与日常生活都离不开水。随着人类对水资源的需求越来越大，而水资源环境却日益恶化，全球可利用的淡水资源越来越少，供需矛盾日益激化。目前，全世界大约有70％的国家和地区缺水，其中大约有15亿人生活在缺少饮用水的环境下，更有接近20亿人无法保证安全用水。面对如此严重的水资源问题，从可持续发展的角度来看，发展海水淡化无疑是更为环保和经济的方法。地球上97％的水都是海水，而且海水中含盐量仅仅只有3.5％，海水总体积达到了13.8千亿立方米，海水淡化会是解决水资源短缺的一个极具战略意义与现实意义的重要方法。经过半个世纪的发展后，目前海水淡化技术已经成为了解决世界水资源短缺问题的关键。目前全球海水淡化技术超过20余种，包括反渗透法、多级闪蒸、电渗析法、蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。目前，膜法海水淡化日益成为海水淡化的主流技术，但每平方米淡水生产能耗(3.6～5.7kWh)和运行成本较高依然是膜法海水淡化应用过程中的制约因素。正渗透法虽然几乎不需要外部压力，但是目前正渗透膜材料研发相对落后，在脱盐率、水通量方面仍然无法实际应用。
相比较而言，太阳能海水淡化则结构简单、取材方便。加之近来太阳能吸收媒质的研究和发展，使太阳能海水淡化技术越来越趋近于产业化应用。为了提高太阳能海水淡化效率，具有高效光吸收效率的光热媒质是关键因素之一。目前所获得的光热媒质对太阳光谱的吸收效率已大于90％。但是目前几乎所有的光吸收媒质在进行光热盐水蒸发的过程中均会在其表面析出盐层，因此使用一段时间后需要停机清洗，从而阻碍蒸发过程或降低蒸发效率。最新研究成果采用具有亲水/疏水双层结构的光热吸收膜层初步解决了盐析出问题。但是其制作工艺复杂、难以高效的批量化生产及成本较高等问题限制了其进一步应用。为了实现连续高效海水淡化技术，急需一种具有自清洗功能的高效光吸收媒质。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法，解决了传统光热媒质表面盐分析出而导致光热蒸发无法持续的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质，所述媒介是由聚合物泡沫和光吸收涂层构成，所述光吸收涂层涂敷在聚合物的表面，所述聚合物泡沫材料密度小于水，所述聚合物泡沫为聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫中的一种，所述光吸收涂层为石墨烯、碳纳米管、纳米炭黑、纳米银、纳米铝等其中的一种或多种的组合物构成。
优选的，所述聚合物泡沫为圆柱形或球形，所述圆柱形的聚合物泡沫的尺寸范围为：直径3mm-20mm、长径比1：2，所述球形泡沫的聚合物泡沫的直径在3mm-20mm。
优选的，一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备方法，包括以下内容：所述媒质的制备方法是喷涂法、浸渍法中的一种，其目的是在聚合物泡沫表面形成具有一定厚度的光吸收涂层。
优选的，一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将光吸收剂纳米粉体与水、酒精、丙酮溶剂配制成浓度为5-50mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到均匀分散的光吸收剂纳米粉体均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述光吸收剂纳米粉体分散液喷涂于球形或圆柱形聚合物泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀光吸收剂涂层。喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm左右，喷涂气压控制在0.3-0.4Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5-3mm，气体流速200-350L/min，分散液喷涂速度150-250mL/min，喷涂温度为25-45℃。
S3：根据产品要求，可采取氧气等离子体处理10-15分钟。
(三)有益效果
本发明提供了一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法。
具备以下有益效果：
1、本发明，提供的高效自清洁光吸收媒质藉由聚合物泡沫表面的微米级多孔结构使表面光吸收涂层具有更大比表面积，获得最大的光吸收效率(>90％)及更高的光热海水淡化效率。
2、本发明，光吸收媒质由于密度小于水而漂浮在水表面且露出水面一定高度，由于光吸收媒质的表面涂层的亲水性，借助物理虹吸效应会在涂层表面吸附一层水膜，涂层吸收光转变成热从而对表面水膜形成蒸发，随着蒸发的进行，光吸收媒质的表面析出盐，积聚的析出盐会导致漂浮在水面上的圆柱形或球形光吸收媒质的重心不平衡而旋转，析出盐层被旋转到水面以下而溶解，原来在水面以下的清洁表面翻转到水面以上，继续光热蒸发，光吸收媒质的间歇性翻转运动实现了析出盐的自清洁及光热海水淡化过程的持续不间断的进行，解决了传统光热媒质表面盐分析出而导致光热蒸发无法持续的难题。
附图说明
图1为本发明的高效自清洁光吸收媒质的表面放大500倍的扫描电镜图；
图2为本发明的高效自清洁光吸收媒质的表面放大80000倍的扫描电镜图；
图3为本发明的高效自清洁光吸收媒质的截面放大50倍的扫描电镜图；
图4为本发明的高效自清洁光吸收媒质的截面放大2000倍的扫描电镜图；
图5为本发明的使用流程示意图；
图6为本发明实施例1-4的高效自清洁光吸收媒质的海水质量-时间的关系图；
图7为本发明实施例5-8的高效自清洁光吸收媒质的海水质量-时间的关系图。
其中，1、光热吸收媒介；2、水膜；3、析出盐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为3mm的球形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例二：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为8mm的球形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例三：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为15mm的球形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例四：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为20mm的球形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例五：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为3mm、长径比为1:2的圆柱形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例六：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为8mm、长径比为1:2的圆柱形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例七：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为15mm、长径比为1:2的圆柱形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例八：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将炭黑与1：1的水-酒精混合溶剂配制成浓度为30mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到炭黑-水-酒精均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述炭黑-水-酒精均匀分散液喷涂于直径为20mm、长径比为1:2的圆柱形聚苯乙烯泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀的炭黑涂层。
S3：喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm，喷涂气压控制在0.3Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5mm，气体流速230L/min，分散液喷涂速度170mL/min，喷涂温度为45℃。
S4：喷涂结束后对上述具有炭黑涂层的聚苯乙烯泡沫小球进行氧等离子体处理15分钟。
实施例九：
一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质，媒介是由聚合物泡沫和光吸收涂层构成，光吸收涂层涂敷在聚合物的表面，聚合物泡沫材料密度小于水，聚合物泡沫为聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫中的一种；光吸收涂层为石墨烯、碳纳米管、纳米炭黑、纳米银、纳米铝等其中的一种或多种的组合物构成。
聚合物泡沫为圆柱形或球形，圆柱形的聚合物泡沫的尺寸范围为：直径3mm-20mm、长径比1：2，球形泡沫的聚合物泡沫的直径在3mm-20mm。
本发明的工作原理：结合图5分析，光吸收媒质1由于密度小于水而漂浮在水表面且露出水面一定高度，由于光吸收媒质1的表面涂层的亲水性，借助物理虹吸效应会在涂层表面吸附一层水膜2，涂层吸收光转变成热从而对表面水膜形成蒸发，随着蒸发的进行，光吸收媒质1的表面析出盐3，积聚的析出盐3会导致漂浮在水面上的圆柱形或球形光吸收媒质1的重心不平衡而旋转，析出盐3层被旋转到水面以下而溶解，原来在水面以下的清洁表面翻转到水面以上，继续光热蒸发，光吸收媒质1的间歇性翻转运动实现了析出盐3的自清洁及光热海水淡化过程的持续不间断的进行。
实施例十：
表1为实施例1-4在一个标准太阳光下海水淡化速率。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
小球直径(mm) 3 8 15 20
蒸发速率(kg/m<sup>2</sup>h) 0.976 1.222 1.460 1.528
蒸发效率 61.29％ 76.71％ 91.67％ 95.89％
从表1可以看出，当球形的高效自清洁光吸收媒质的直径为20mm时，具有更大的蒸发速率和蒸发效率。蒸发速率是根据图6：实施例1-4的高效自清洁光吸收媒质的海水质量-时间的关系图计算得来的，蒸发效率是根据公式
η＝mhLV/CoptP0，其中η即蒸发效率，m为蒸发质量，hLV为水的相变潜热，CoptP0太阳光的辐射功率。
表2为实施例5—8在一个标准太阳光下进行海水淡化测试结果。
表2
实施例5 实施例6 实施例7 实施例8
圆柱直径(mm) 3 8 15 20
蒸发速率(kg/m<sup>2</sup>h) 0.808 1.012 1.187 1.338
蒸发效率 50.72％ 63.53％ 74.52％ 83.99％
从表2可以看出，当圆柱形的高效自清洁光吸收媒质的直径为20mm时，具有更大的蒸发速率和蒸发效率。蒸发速率是根据图7：实施例5-8的高效自清洁光吸收媒质的海水质量-时间的关系图计算得来的，蒸发效率是根据公式η＝mhLV/CoptP0计算得来。
从表1和表2还可以得出一个结论：当相同直径的球形与圆柱形的高效自清洁光吸收媒质，球形比圆柱形具有更高的蒸发速率和蒸发效率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质，其特征在于：所述媒介是由聚合物泡沫和光吸收涂层构成，所述光吸收涂层涂敷在聚合物的表面，所述聚合物泡沫材料密度小于水，所述聚合物泡沫为聚氯乙烯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫中的一种，所述光吸收涂层为石墨烯、碳纳米管、纳米炭黑、纳米银、纳米铝等其中的一种或多种的组合物构成。
2.根据权利要求1所述的一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质，其特征在于：所述聚合物泡沫为圆柱形或球形，所述圆柱形的聚合物泡沫的尺寸范围为：直径3mm-20mm、长径比1：2，所述球形泡沫的聚合物泡沫的直径在3mm-20mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备方法，包括以下内容：所述媒质的制备方法是喷涂法、浸渍法中的一种，其目的是在聚合物泡沫表面形成具有一定厚度的光吸收涂层。
4.根据权利要求1所述的一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质的制备工艺，包括以下内容：
S1：将光吸收剂纳米粉体与水、酒精、丙酮溶剂配制成浓度为5-50mg/ml的混合液，然后依次经过机械搅拌30分钟、剪切搅拌30分钟、超声分散1小时，得到均匀分散的光吸收剂纳米粉体均匀分散液；
S2：采用喷枪将上述光吸收剂纳米粉体分散液喷涂于球形或圆柱形聚合物泡沫的表面，喷涂过程中溶剂自然挥发干燥，在泡沫表面形成均匀光吸收剂涂层。喷枪喷涂的工艺参数：枪嘴和被喷涂泡沫样品的距离控制在20cm左右，喷涂气压控制在0.3-0.4Mpa，喷枪的喷嘴口径为1.5-3mm，气体流速200-350L/min，分散液喷涂速度150-250mL/min，喷涂温度为25-45℃。
S3：根据产品要求，可采取氧气等离子体处理10-15分钟。
CN202010183922.6A 2020-03-16 2020-03-16 一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法 Pending CN111392794A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010183922.6A CN111392794A (zh) 2020-03-16 2020-03-16 一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010183922.6A CN111392794A (zh) 2020-03-16 2020-03-16 一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111392794A true CN111392794A (zh) 2020-07-10

Family

ID=71424767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010183922.6A Pending CN111392794A (zh) 2020-03-16 2020-03-16 一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111392794A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111977729A (zh) * 2020-08-17 2020-11-24 福建师范大学 一种基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料及其制备方法
CN112830536A (zh) * 2021-01-05 2021-05-25 南京大学 一种耐盐的氧化石墨烯包裹的水处理吸收体
CN112850832A (zh) * 2021-01-22 2021-05-28 南京信息工程大学 一种功能化荷叶装置、制备方法及用途
CN113683854A (zh) * 2021-08-18 2021-11-23 南京工程学院 一种用于光热海水淡化的空心球型复合材料及制备方法
CN115212306A (zh) * 2022-07-18 2022-10-21 武汉纺织大学 一种贵金属-蛋壳膜光热材料及其制备方法和应用
CN115403092A (zh) * 2022-08-24 2022-11-29 浙江理工大学 一种通过光热转换使太阳能海水持续蒸发的漂浮球及应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103641194A (zh) * 2013-12-10 2014-03-19 天津城建大学 一种太阳能海水浓缩淡化装置和方法
CN107022056A (zh) * 2017-05-12 2017-08-08 湖北大学 一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫及其制备方法和应用
CN107072342A (zh) * 2014-11-05 2017-08-18 高京灿 球状的光发热填充材料
CN107739066A (zh) * 2017-10-27 2018-02-27 成都新柯力化工科技有限公司 一种利用光热转化功能淡化、净化海水的方法
CN110028962A (zh) * 2019-03-18 2019-07-19 厦门大学 基于海绵的三维石墨烯和纳米银光热转换材料的制备方法
CN110040801A (zh) * 2019-04-29 2019-07-23 江苏金羿射日新材料科技有限公司 一种加速晒盐的方法和装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103641194A (zh) * 2013-12-10 2014-03-19 天津城建大学 一种太阳能海水浓缩淡化装置和方法
CN107072342A (zh) * 2014-11-05 2017-08-18 高京灿 球状的光发热填充材料
CN107022056A (zh) * 2017-05-12 2017-08-08 湖北大学 一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫及其制备方法和应用
CN107739066A (zh) * 2017-10-27 2018-02-27 成都新柯力化工科技有限公司 一种利用光热转化功能淡化、净化海水的方法
CN110028962A (zh) * 2019-03-18 2019-07-19 厦门大学 基于海绵的三维石墨烯和纳米银光热转换材料的制备方法
CN110040801A (zh) * 2019-04-29 2019-07-23 江苏金羿射日新材料科技有限公司 一种加速晒盐的方法和装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111977729A (zh) * 2020-08-17 2020-11-24 福建师范大学 一种基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料及其制备方法
CN111977729B (zh) * 2020-08-17 2022-08-09 福建师范大学 一种基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料及其制备方法
CN112830536A (zh) * 2021-01-05 2021-05-25 南京大学 一种耐盐的氧化石墨烯包裹的水处理吸收体
CN112850832A (zh) * 2021-01-22 2021-05-28 南京信息工程大学 一种功能化荷叶装置、制备方法及用途
CN113683854A (zh) * 2021-08-18 2021-11-23 南京工程学院 一种用于光热海水淡化的空心球型复合材料及制备方法
CN113683854B (zh) * 2021-08-18 2023-02-28 南京工程学院 一种用于光热海水淡化的空心球型复合材料及制备方法
CN115212306A (zh) * 2022-07-18 2022-10-21 武汉纺织大学 一种贵金属-蛋壳膜光热材料及其制备方法和应用
CN115212306B (zh) * 2022-07-18 2024-04-12 武汉纺织大学 一种贵金属-蛋壳膜光热材料及其制备方法和应用
CN115403092A (zh) * 2022-08-24 2022-11-29 浙江理工大学 一种通过光热转换使太阳能海水持续蒸发的漂浮球及应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111392794A (zh) 一种用于光热海水淡化的自清洁光吸收媒质及制备方法
Chen et al. Recent progress in solar photothermal steam technology for water purification and energy utilization
He et al. Solar-driven interfacial evaporation toward clean water production: burgeoning materials, concepts and technologies
Yu et al. High-flux flowing interfacial water evaporation under multiple heating sources enabled by a biohybrid hydrogel
Lv et al. A self-floating, salt-resistant 3D Janus radish-based evaporator for highly efficient solar desalination
Liu et al. Nanofiber based origami evaporator for multifunctional and omnidirectional solar steam generation
CN110510689B (zh) 一种多级结构的光热海水淡化材料及其制备方法和用途
Zhao et al. Cobalt nanoparticle–carbon nanoplate as the solar absorber of a wood aerogel evaporator for continuously efficient desalination
CN109603596B (zh) 一种金属有机框架材料光热海水淡化膜
Li et al. A self-descaling Janus nanofibrous evaporator enabled by a “moving interface” for durable solar-driven desalination of hypersaline water
CN110510690B (zh) 一种具有抗盐析出性能的多孔光热膜及其制备和应用
Gu et al. High-salinity brine desalination and wastewater treatment strategies based on solar-driven interfacial evaporators
Su et al. Janus MXene-based photothermal membrane for efficient and durable water evaporation
CN212504424U (zh) 可供休闲/救护用的景观性海水淡化平台
Wen et al. Fully superhydrophilic, self-floatable, and multi-contamination-resistant solar steam generator inspired by seaweed
Wang et al. Aligned aerogels with high salt-resistance and anti-biofouling for efficient solar evaporation
Jiang et al. Waterwheel-inspired rotating evaporator for efficient and stable solar desalination even in saturated brine
Lv et al. A novel, flexible porous nanofibrous hydrogel interfacial solar evaporator for highly efficient seawater and wastewater purification
Zhong et al. Salt-resistant carbon aerogel with hierarchical interconnected channels for continuous and efficient solar evaporation of hypersaline water
Luo et al. Hierarchical porous carbon nanofibers for highly efficient solar-driven water purification
Zhang et al. A sponge-based iron-tannic-acid hydrogel interface evaporator designed for clean water production
CN108439555B (zh) 一种太阳能驱动的电容式除盐装置
CN113184963B (zh) 电容去离子单元、装置及方法
CN113526598A (zh) 一种浓盐水的界面蒸发装置及蒸发方法
Liu et al. Recent advances of biomass derived electrode materials for capacitive deionization

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200710

RJ01 Rejection of invention patent application after publication