CN113184940A - 一种光热转换材料及其在海水淡化及盐分回收中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光热转换材料及其在海水淡化及盐分回收中的应用，属于材料化学和太阳能转换技术领域。本发明所述光热转换膜材料包括玻璃纤维膜，所述玻璃纤维表面依次原位生长有致密的聚苯胺层和多孔蜂窝状的钴镍硫化物。将含有不同盐浓度的模拟海水与金属硫化物基光热转换膜材料接触，并以设定光线照射光热转换材料，使金属硫化物基光热转换材料进行光热转换并产生热能，从而促使海水中的水分蒸发，盐结晶以盐环的形式沉积在光热膜表面，实现持续高效的海水淡化处理及盐分回收。本发明的双金属硫化物光热转换膜材料具有高比表面积、高吸光率和高耐候性，具有高效的太阳能转化效率，独特的结构设计可以实现长效的太阳能脱盐。
Description
技术领域
本发明涉及一种光热转换材料及其在海水淡化及盐分回收中的应用，属于材料化学和太阳能转换技术领域。
背景技术
随着日益严重的环境污染以及其后变化导致的水短缺，伴随创新、协调、开放、绿色、共享五大发展理念在全世界的不断深入，如何更好地实现淡水资源供应及能源充分利用已成为人们亟待解决的难题，如何改善能源结构和充分利用绿色能源已经成为世界各国的发展战略目标。因此，开发和利用清洁、可再生的新能源成为人们亟待解决的问题。
太阳能水蒸发就是将太阳能的能量最大可能地转化成热能，将转换来的热能用于加热水体，从而产生水蒸气。但在实际应用过程中，太阳能水蒸发效率一直是能量利用的软肋。造成太阳能水蒸发效率低下主要有以下几个因素：1)太阳光分为紫外-可见-红外光波段，然而水体自身仅能吸收大于1400nm的近红外光波段，对于紫外与可见光区水体自身却没有任何的吸收。传统的光热材料虽然能够吸收大阳光进行海水淡化，但是传统的光热材料在进行海水淡化过程中，析出的结晶盐会堆积在材料表面并严重影响材料进行持续的水蒸发。
金属硫化物对全太阳光谱都具有很好的光吸收能力，据报道硫化铜的光热转换效率仅仅低于金纳米粒子，同时还可以对硫化物结构设计，最大化提高对光的吸收能力。但是所制备的材料机械强度较低，成本高昂。研发耐候性强、耐高浓度盐腐蚀、高效光热转换材料及光热转换装置，并有效解决在光盐脱盐过程中的效率下降问题，将切实有力地推动绿色、可持续发展进程，具有深远的意义和良好的社会效益。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供了一种玻纤膜光热转换材料及其制备方法和应用，玻纤膜光热转换材料制备方法简单且低成本，玻纤膜光热转换材料用于海水淡化过程中具有良好的耐盐性以及长程脱盐稳定性。
本发明首先提供了一种玻璃纤维膜光热转换材料，所述光热转换材料包括玻璃纤维膜，所述玻璃纤维膜自下而上依次负载聚苯胺层和蜂窝状硫化钴镍纳米片。
在本发明的一种实施方式中，所述玻璃纤维膜包括商用玻璃纤维膜或工业用玻璃纤维布。
本发明还提供了上述玻璃纤维膜光热转换材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤(1)：洗净的玻璃纤维膜在含有苯胺单体的酸性溶液中反应，引发剂为过硫酸铵，得到负载有聚苯胺层的玻璃纤维膜；
步骤(2)：将步骤(1)得到的负载有聚苯胺层的玻璃纤维膜在包含有氯化钴、氯化镍和尿素的乙醇溶液中进行水热反应，反应温度为100～130℃，反应时间为6～12h，生成负载片状钴镍前驱体的玻璃纤维膜材料；
步骤(3)：将干燥后的步骤(2)得到的负载片状钴镍前驱体的玻璃纤维膜材料进行硫化反应，反应温度为250～300℃，反应时间为3～5h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述反应是在0～5℃下反应2～6h。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中所述含有苯胺单体的酸性溶液为浓度为0.4～1wt％苯胺单体的0.5～2M盐酸溶液。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中，引发剂过硫酸铵的浓度为2～5wt％，滴加量为10～20mL。
在本发明的一种实施方式中，所述含有氯化钴、氯化镍和尿素的乙醇溶液中，氯化钴、氯化镍和尿素的浓度分别为0.2～0.5wt％、0.1～0.25wt％、0.1～0.3wt％。
在本发明的一种实施方式中，步骤(3)中，硫化反应在管式炉中进行，硫粉和负载片状钴镍前驱体的玻璃纤维膜材料并排放置于靠近进气口一侧。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体包括：使包含有玻璃纤维膜、0.4～1wt％苯胺单体的0.5～2M盐酸溶液中逐滴加入2～5wt％的过硫酸铵溶液，0～5℃下反应2～6h，从而得到表面均匀涂覆聚苯胺的玻璃纤维膜，随后将得到的玻璃纤维膜在氯化钴和氯化镍的乙醇溶液中水热反应6～12h，反应温度为100～130℃，在涂覆聚苯胺的玻璃纤维膜上生长出钴镍片状前驱体，最后将上述制得的玻璃纤维膜在管式炉中硫化3～5h，反应温度为250～300℃即可制备得到所述玻璃纤维膜光热转换材料。
本发明还提供了一种玻纤膜光热转换装置，包括隔热层、吸水线和上述光热转换材料；所述隔热层置于水面上方，所述光热转换材料位于隔热层上方，所述吸水线一端连接光热转换材料，另一端穿过隔热层与水相连。
在本发明的一种实施方式中，所述吸水线包括棉线，脱脂棉线、棉棒；所述隔热层材料包括聚苯乙烯泡沫或聚乙烯泡沫。
本发明还提供了一种光热水蒸发装置，包括上述光热装换装置和冷凝回收单元，所述冷凝回收单元包括冷凝箱体和空心半球形冷凝面板，所述空心半圆形冷凝面板扣合在冷凝箱体上部的敞口端，所述冷凝箱体包括内圈的海水储存仓和外圈的冷凝液储存仓，所述冷凝液储存仓处还设置有冷凝液出口，所述海水储存仓上设置有海水溶液进口。
在本发明的一种实施方式中，所述冷凝回收单元由透明材料制备，所述透明材料的材质优选的聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃或聚苯乙烯。
在本发明的一种实施方式中，当所述海水储存仓中盛装有海水溶液时，所述玻纤膜光热转换装置浮于所述海水液面上。
在本发明的一种实施方式中，玻纤膜光热转换装置上层光热转换材料与下层隔热层形成双层结构，由于隔热层的密度小于海水溶液，可以漂浮在海水溶液上，光热转换装置中的吸水线帮助向光热材料提供用于蒸发的海水溶液。
上述光热水蒸发装置的运行原理为：当所述冷凝回收单元盛装有海水时，所述光热转换装置浮于所述海水的液面上，且在以设定的光线或太阳光下照射玻纤膜光热材料时，所述玻纤膜光热转换材料能进行光热转换而促使多溶液体系中的水分受热蒸发，冷凝回收单元用于将该被蒸发的水蒸气冷凝回收，蒸发产生的盐分析出在光热材料边缘，从而进行盐分回收。
本发明还提供了上述玻璃纤维膜光热转换材料或上述光热水蒸发装置在海水淡化及盐的回收利用中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：
本发明提供的高效玻纤膜光热转换材料具有高比表面积、高效太阳光吸收能力，其在光热转换应用中，具有高效的太阳能转化效率，不仅可用于太阳能高效脱盐、快速水蒸发，而且因高效玻纤膜光热转换材料的制备成本低、高化学和结构稳定性、耐酸碱腐蚀等优点，在多种污染的水体中均可进行高效的水蒸发。同时，本发明提供的海水淡化及盐分回收方法简单，蒸发效率高，绿色无污染；原材料易得，非常适合工业化生产；光热转换水蒸发装置简单，易于放大。由于特殊的光热转换装置特殊的结构设计，使得玻纤膜光热转换材料可以自漂浮在海水溶液上进行光热脱盐。同时，产生的盐分会聚集在光热材料的边缘形成盐环，在海水淡化的同时可以进行盐分回收。
附图说明
图1是本发明中光热水蒸发装置的结构示意图。
图2(a)本发明实施例1中的玻纤膜的扫描电镜图，(b)是本发明实施例1中生长钴镍前驱体纳米片的玻璃纤维的扫描电镜图。
图3是本发明实施例1中高效玻纤膜光热转换装置中海水蒸发前后离子浓度。
图4是本发明实施例1中高效玻纤膜光热水蒸发装置的实物图。
图5(a)本发明实施例1中连续10h蒸发实验后光热玻纤膜光学照片；(b)是本发明实施例1中玻璃纤维光热膜在10h时的水蒸发质量随时间的变化曲线。
图6是本发明实施例2中生长硫化钴镍前后工业玻纤布光学照片。
图7是发明实施例2中生长硫化钴镍的玻璃纤维的扫描电镜图片。
图8是发明实施例2中玻纤膜光热材料在20wt％海水中浸泡一周的图片。
图9是发明实施例3中经过连续脱盐实验后，玻纤膜光热材料的扫描电镜图片。
图10是发明实施例4中玻纤膜光热材料在连续的15次的循环脱盐实验中的水蒸发速率曲线。
图11是发明对比实施例1中玻纤膜光热材料的扫描电镜图片。
图12是发明对比实施例2中水热硫化制得的光热材料扫描电镜图片。
附图标记说明：1-空心半球形冷凝面板，2-光热转换装置，3-冷凝液出口，4-海水溶液进口，5-冷凝液储存仓，6-海水储存仓。
具体实施方式
如前所述，鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，提出了本发明的技术方案，其主要是提供一种高效玻纤膜光热转换材料及光热水蒸发装置，以及一种盐分回收方式。
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。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种光热转换材料。所述光热转换材料包括玻璃纤维膜，所述玻璃纤维膜自下而上依次负载聚苯胺层和蜂窝状硫化钴镍纳米片，该光热转换材料具有吸光率高，光热转换性能好等优点。
为了便于理解，下面首先对根据本发明实施例的光热转换材料可实现上述有益效果的原理进行简单说明：
发明人经过深入研究发现，目前的光热转换材料，具有纳米结构的光热材料有较好的光吸收能力，但是这些纳米材料往往通过熔融喷涂，抽滤成膜或者浸置粘附等方式负载在基底上，这也往往造成材料耐候性差，负载的活性纳米材料脱落等问题。
有鉴于此，本发明提出一种一体化的光热转换材料。本发明实施例的一个方面提供了一种玻纤膜光热转换材料的制备方法，本发明实施例的另一个方面还提供了由前述方法制备的玻纤膜光热转换材料或前述的玻纤膜光热转换材料于海水淡化及盐分回收的用途。
在一些优选实施例中，所述的用途，即一种海水淡化及盐分回收的方法包括：将海水溶液与玻纤膜光热转换材料接触，并以设定的光线照射玻纤膜光热转换材料，使玻纤膜光热转换材料进行光热转换并产生热能从而促使海水受热蒸发，盐分沉积在材料表面实现盐分回收。
综上，本发明提供的海水淡化方法简单，蒸发效率高，绿色无污染；原材料易得，非常适合工业化生产。
本发明实施例的另一个方面还提供了一种碳纤维光热转换装置，其包括隔热层、吸水线和上述光热转换材料；所述隔热层置于水面上方，所述光热转换材料位于隔热层上方，所述吸水线一端连接光热转换材料，另一端穿过隔热层与水相连。
本发明还提供了一种光热水蒸发装置，包括上述光热装换装置和冷凝回收单元，所述冷凝回收单元包括冷凝箱体和空心半球形冷凝面板，所述空心半圆形冷凝面板扣合在冷凝箱体上部的敞口端处，所述冷凝箱体包括内圈的海水储存仓和外圈的冷凝液储存仓且所述冷凝箱体上位于冷凝液储存仓处还设置有冷凝液出口，位于海水储存仓上设置有海水溶液进口。当海水储存仓盛装有海水溶液时，在太阳光照射下所述碳纤维光热转换材料能进行光热转换而促使海水受热蒸发，所述冷凝回收单元用于将该被蒸发的海水冷凝回收。
在一些优选实施例中，当海水储存仓盛装有海水溶液时，所述光热转换膜的局部区域浮于所述海水液面上。
进一步地，所述光热转换膜的至少局部区域结合在浮体材料上部形成双层结构，所述浮体材料的密度小于海水溶液。其中，所述浮体材料的密度低、热导率低隔热性能好、可漂浮于海水溶液表面，优选可以是PS泡沫，PE泡沫等，泡沫中间连接有用于传输水分的棉线。
具体的，请参阅图1所示，为本发明一典型实施例中一种玻纤膜光热转换装置的结构示意图。所述玻纤光热转换装置包括：1-空心半球形冷凝面板，2-光热转换装置，3-冷凝液出口，4-海水溶液进口，5-冷凝液储存仓，6-海水储存仓。
综上所述，本发明提供的玻纤膜光热转换装置简单，易于放大。
以下结合若干较佳实施例及附图对本发明的技术方案作进一步的解释说明，但其中的实验条件和设定参数不应视为对本发明基本技术方案的局限。并且本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种光热转换材料制备方法，包括以下步骤：基底清洗，生长反应，硫化反应，干燥。将商用玻璃纤维膜浸泡在含有0.4wt％苯胺单体的1M盐酸溶液中，向溶液中逐滴加入2wt％的过硫酸铵水溶液20mL，0℃下反应3h，得到生长聚苯胺层的玻璃纤维膜。将玻璃纤维膜水洗干燥后放入含有氯化钴(0.27wt％)，氯化镍(0.2wt％)以及尿素(0.11wt％)的乙醇溶液中进行水热反应，反应温度为130℃，反应时间为6h，从而在玻璃纤维表面原位生成连续的片状钴镍前驱体。最后，将制备得到的纤维膜水洗干燥后在管式炉中硫化，硫粉和玻纤膜并排放置，硫粉位于靠近进气口一侧，反应温度为300℃，反应时间为3h，即可得到玻纤膜光热转换材料。其中，原始的玻璃纤维膜的纤维照片如图2a所示，生长有硫化钴镍的纤维膜如图2b所示。
将制备的玻纤膜光热转换材料组装到光热转换装置中，其中，吸水线为脱脂棉材料，隔热层为聚乙烯泡沫材料，纯化模拟海水溶液(3.5wt％)并进行盐分回收。图3是本实施例中高效玻纤膜光热转换装置中海水溶液纯化前后的离子含量对比，光热转换装置如图4所示。该玻纤膜光热材料对于全太阳光谱的吸收率达96％以上，同时一个太阳光下的水蒸发速率1.3kg m-2h-1,水蒸发效率达78％，对离子的去除率为99.9％。如图5所示，经过连续10小时的脱盐蒸发后，在材料的表面形成了大量的盐环。同时材料的水蒸发性能并没有受到较大的影响，水蒸发速率在连续脱盐10h时依旧能达到1.03kg m-2h-1。
实施例2
将工业玻纤布剪成长宽三厘米的正方形水洗干燥后浸泡在含有0.4wt％苯胺单体的1M盐酸溶液中，向溶液中逐滴加入2wt％的过硫酸铵水溶液20mL，0℃下反应3h，得到生长聚苯胺层的玻纤布。反应后得到的玻纤布水洗干燥后放入含有氯化钴(0.27wt％)，氯化镍(0.2wt％)以及尿素(0.11wt％)的乙醇溶液中进行水热反应，反应温度为130℃，反应时间为6h，从而在玻璃纤维表面原位生成连续的片状钴镍前驱体。最后，将制备得到的玻纤布水洗干燥后在管式炉中硫化，硫粉和玻纤布并排放置，硫粉位于靠近进气口一侧，反应温度为300℃，反应时间为3h，得到玻纤膜光热转换材料。硫化前后玻纤布的光学照片如图6所示，如图7为生长有硫化钴镍的玻璃纤维电子显微镜图片。
将制备的高效玻纤光热转换材料组装到光热转换装置中，纯化模拟海水溶液(3.5wt％)并进行盐分回收。该玻纤膜光热材料对于全太阳光谱的吸收率达96％以上，同时一个太阳光下的水蒸发速率1.25kg m-2h-1,水蒸发效率达75％。对离子的去除率为99.9％。图8为玻纤膜光热材料在20wt％海水中浸泡一周的图片，可以观察到材料的表面的金属硫化物并没有出现脱落。
实施例3
将玻璃纤维膜浸泡在40mL含有1wt％苯胺单体的0.5M盐酸溶液中，向溶液中逐滴加入2wt％的过硫酸铵水溶液10mL，0℃下反应6h，得到生长聚苯胺层的玻纤膜。玻纤膜水洗干燥后放入含有氯化钴(0.27wt％)，氯化镍(0.2wt％)以及尿素(0.11wt％)的乙醇溶液中进行水热反应，反应温度为130℃，反应时间为6h，从而在玻璃纤维表面原位生成连续的片状钴镍前驱体。最后，将制备得到的纤维膜水洗干燥后在管式炉中硫化，硫粉和玻纤膜并排放置，硫粉位于靠近进气口一侧，反应温度为300℃，反应时间为3h，得到玻纤膜光热转换材料。
该玻纤膜光热材料对于全太阳光谱的吸收率达92％以上，同时一个太阳光下的水蒸发速率1.20kg m-2h-1，水蒸发效率达72％。对离子的去除率为99.9％。如图9所示，光热转换膜具有很好的稳定性，经过连续的脱盐反应后，材料的微观结构并未发生明显改变。
实施例4
将商用玻璃纤维膜浸泡在含有0.4wt％苯胺单体的1M盐酸溶液中，向溶液中逐滴加入2wt％的过硫酸铵水溶液20mL，0℃下反应3h，得到生长聚苯胺层的玻纤膜。玻纤膜水洗干燥后放入含有氯化钴(0.5wt％)，氯化镍(0.25wt％)以及尿素(0.3wt％)的乙醇溶液中进行水热反应，反应温度为130℃，反应时间为6h，从而在玻璃纤维表面原位生成连续的片状钴镍前驱体。最后，将制备得到的纤维膜水洗干燥后在管式炉中硫化，硫粉和玻纤膜并排放置，硫粉位于靠近进气口一侧，反应温度为300℃，反应时间为3h，得到玻纤膜光热转换材料。
该玻纤膜光热材料对于全太阳光谱的吸收率达96％以上，同时一个太阳光下的水蒸发速率1.29kg m-2h-1,水蒸发效率达78％，对离子的去除率为99.9％。如图10所示，经过连续的15次的循环脱盐实验，材料的平均水蒸发速率并没有发生明显改变，依旧可以达到1.28kg m-2h-1。
对比例1
不进行预先生长聚苯胺，洗净的玻纤膜干燥后直接放入含有氯化钴(0.5wt％)，氯化镍(0.25wt％)以及尿素(0.3wt％)的水溶液中进行水热反应，反应温度为130℃，反应时间为6h，从而在玻璃纤维表面原位生成连续的片状钴镍前驱体。最后，将制备得到的纤维膜水洗干燥后在管式炉中硫化，硫粉和玻纤膜并排放置，硫粉位于靠近进气口一侧，反应温度为300℃，反应时间为3h，得到玻纤膜光热转换材料。
图11为该玻纤膜光热材料的扫描电镜图片，可以观察到玻璃纤维表面并未出现片状的硫化钴镍，同时金属硫化物的负载量极少。材料对于全太阳光谱的吸收率仅为80％，同时一个太阳光下的水蒸发速率为0.9kg m-2h-1。
对比例2
将玻璃纤维膜浸泡在含有0.4wt％苯胺单体的1M盐酸溶液中，向溶液中逐滴加入2wt％的过硫酸铵水溶液20mL，0℃下反应3h，得到生长聚苯胺层的玻纤膜。玻纤膜水洗干燥后放入含有氯化钴(0.27wt％)，氯化镍(0.2wt％)以及尿素(0.11wt％)的乙醇溶液中进行水热反应，反应温度为130℃，反应时间为6h，从而在玻璃纤维表面原位生成连续的片状钴镍前驱体。最后，将制备得到的纤维膜水洗干燥后在1wt％的Na2S溶液中进行水热反应，反应温度为150℃，反应时间为5h，得到玻纤膜光热转换材料。
图12为材料的扫描电子显微镜照片，由于将硫化过程由气相沉积反应换成了水热硫化，纤维表面负载的金属硫化物形貌发生改变，表面负载的纳米片状结构遭到破坏，导致材料光热性能的降低。该玻纤膜光热材料对于全太阳光谱的吸收率为90％，同时一个太阳光下的水蒸发速率1.15kg m-2h-1。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种玻璃纤维膜光热转换材料，其特征在于，所述光热转换材料包括玻璃纤维膜，所述玻璃纤维膜自下而上依次负载聚苯胺层和蜂窝状硫化钴镍纳米片。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃纤维膜光热转换材料，其特征在于，所述玻璃纤维膜包括商用玻璃纤维膜或工业用玻璃纤维布。
3.权利要求1或2所述的玻璃纤维膜光热转换材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤(1)：洗净的玻璃纤维膜在含有苯胺单体的酸性溶液中反应，引发剂为过硫酸铵，得到负载有聚苯胺层的玻璃纤维膜；
步骤(2)：将步骤(1)得到的负载有聚苯胺层的玻璃纤维膜在包含有氯化钴、氯化镍和尿素的乙醇溶液中进行水热反应，反应温度为100～130℃，反应时间为6～12h，生成负载片状钴镍前驱体的玻璃纤维膜材料；
步骤(3)：将干燥后的步骤(2)得到的负载片状钴镍前驱体的玻璃纤维膜材料进行硫化反应，反应温度为250～300℃，反应时间为3～5h，即可制备得到所述玻璃纤维膜光热转换材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述反应是在0～5℃下反应2～6h。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有苯胺单体的酸性溶液为浓度为含有0.4～1wt％苯胺单体的0.5～2M盐酸溶液；所述含有氯化钴、氯化镍和尿素的乙醇溶液中，氯化钴、氯化镍和尿素的浓度分别为0.2～0.5wt％、0.1～0.25wt％、0.1～0.3wt％。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述方法具体包括：使包含有玻璃纤维膜、0.4～1wt％苯胺单体的0.5～2M盐酸溶液中逐滴加入2～5wt％的过硫酸铵溶液，0～5℃下反应2～6h，从而得到表面涂覆聚苯胺的玻璃纤维膜，随后将得到的玻璃纤维膜在氯化钴和氯化镍的乙醇溶液中水热反应6～12h，反应温度为100～130℃，在涂覆聚苯胺的玻璃纤维膜上生长出钴镍片状前驱体；最后将制得的玻璃纤维膜在管式炉中硫化3～5h，反应温度为250～300℃即可。
7.一种玻纤膜光热转换装置，其特征在于，包括隔热层、吸水线、权利要求1或2所述的玻璃纤维膜光热转换材料或权利要求3～6任一项所述的制备方法制备得到的玻璃纤维膜光热转换材料；所述隔热层置于水面上方，所述光热转换材料位于隔热层上方，所述吸水线一端连接光热转换材料，另一端穿过隔热层与水相连。
8.根据权利要求7所述的一种玻纤膜光热转换装置，其特征在于，所述吸水线包括棉线，脱脂棉线或棉棒；所述隔热层材料包括聚苯乙烯泡沫或聚乙烯泡沫。
9.一种光热水蒸发装置，其特征在于，包括权利要求7或8所述的光热装换装置和冷凝回收单元，所述冷凝回收单元包括冷凝箱体和空心半球形冷凝面板，所述空心半圆形冷凝面板扣合在冷凝箱体上部的敞口端处，所述冷凝箱体包括内圈的海水储存仓和外圈的冷凝液储存仓，所述冷凝液储存仓处还设置有冷凝液出口，所述海水储存仓上设置有海水溶液进口。
10.权利要求1或2所述的玻璃纤维膜光热转换材料或权利要求3～6任一项所述的制备方法制备得到的玻璃纤维膜光热转换材料在海水淡化领域中的应用。
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