海水淡化作為淡水資源的替代與增量技術(shù),愈來愈受到世界上許多國家的重視。界面光蒸汽轉(zhuǎn)化是近年來發(fā)展起來的新型光熱轉(zhuǎn)化技術(shù),其借助微納結(jié)構(gòu)材料設(shè)計及光學(xué)、熱學(xué)有效調(diào)控,充分吸收太陽能并將能量轉(zhuǎn)化局域到氣-液界面,從而使得光-蒸汽能量轉(zhuǎn)化效率得到有效提高。目前,對界面光蒸汽轉(zhuǎn)化技術(shù)的研究大都聚焦在如何提高其海水淡化產(chǎn)率?,F(xiàn)有界面光蒸發(fā)材料運用于實際海水環(huán)境時,往往由于鹽析出導(dǎo)致堵塞孔洞,嚴(yán)重影響其持續(xù)的蒸發(fā)效率。已有的研究通常會以犧牲其高效海水淡化產(chǎn)率為代價以實現(xiàn)器件在實際海水環(huán)境應(yīng)用中抗結(jié)鹽的穩(wěn)定性和持久性。此外,現(xiàn)有的界面光蒸發(fā)材料還普遍存在著材料機械性能差、原材料不易獲得、制備成本高以及材料對環(huán)境不友好等問題。鑒于此,我校土木工程學(xué)院付明來教授課題組提出,用親水性聚丙烯酰胺為骨架、低帶隙的商業(yè)MoS2為太陽能吸收材料,通過發(fā)泡交聯(lián)聚合的方法,成功制備了一種具有優(yōu)異機械穩(wěn)定性和耐鹽性的海綿狀硫化鉬基多孔水凝膠(SMoS2-PH),在一個太陽光下,其獲得了3.297 kg m-2h-1的高蒸發(fā)率以及93.4%的優(yōu)異光熱轉(zhuǎn)換效率。本研究開發(fā)的凝膠材料其光熱性能是MoS2基光熱材料在界面光蒸汽轉(zhuǎn)換效率的突破。
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金和華僑大學(xué)科研專項基金的大力支持,華僑大學(xué)為第一作者單位,碩士研究生劉攀為第一作者,付明來教授和苑寶玲教授為本文共同通訊作者。
SMoS2-PH的制備流程
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