2021年4月,博士生刘子潇等制备CsxWO3基可翻转蒸发装置用于太阳能海水蒸发
发布人:陈志钢  发布时间:2021-06-22   浏览次数:823



        20214月,博士生刘子潇为第一作者的论文“Vertically symmetrical evaporator based on photothermal fabrics for efficient continuous desalination through inversion strategy”发表在Desalination(2021, 509, 115072)。目前,Desalination的影响因子为7.098


 太阳能界面蒸发是目前最有前景的海水淡化技术之一。然而,长时间海水蒸发会导致蒸发装置表面析出大量的盐分,所产生的固体盐颗粒会严重阻碍阳光入射,损害装置的蒸发性能。为解决这一问题,我们发展了一种具有对称结构的可翻转蒸发装置,用于连续、无间断的海水蒸发。首先制备CsxWO3纳米棒,并以此制备CsxWO3墨水,将墨水印染到棉布表面之后,得到了太阳光吸收效率高达90.5%CsxWO3-棉布。然后,将纯棉布由纵向插入PS泡沫内部,用于海水输送。最后,使用图钉在PS泡沫的上下两面分别固定CsxWO3-棉布,得到可翻转蒸发装置。在模拟太阳光(1.0 kW m-2)的照射下,漂浮于3.5 wt%NaCl溶液表面的装置的蒸发速率达到1.56 kg m-2 h-1,蒸发效率达到86.8%。重要的是,当该装置的上表面有盐颗粒析出时,可以将其在水面上翻转来维持高速蒸发。当装置翻转后,原先的蒸发面浸入水面以下,其表面的盐分在水中迅速溶解,而原先在水面以下的CsxWO3-棉布被翻转朝上,成为新的蒸发面,用于继续蒸发。当新的蒸发面又有盐颗粒析出时,水面下CsxWO3-棉布表面的盐颗粒已得到清除,可通过再次翻转蒸发装置来维持蒸发。当该装置被用于蒸发高浓度21 wt%NaCl溶液时,通过翻转策略(每小时翻转2),其蒸发速率在20 h 内始终维持在1.53-1.58 kg m-2 h-1之间,展现出良好的蒸发稳定性。然而,当该装置不翻转时,蒸发速率则在8 h内从1.52 kg m-2 h-1降低至0.53 kg m-2 h-1。此外,该装置还有望与机械转轴相连接,可远程控制装置翻转,同时还可在水面上进行并排拓展,这对于大面积海水蒸发具有巨大的实际意义。

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.desal.2021.115072