无码日韩精品一区二区免费暖暖,久久精品国产精品亚洲,开心播播网,女人床技48动态图,国产精品无码免费专区午夜

最近，中國科學院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究員帶領的科研團隊，在新型無機耐火紙的研究工作基礎上，以羥基磷灰石超長納米線耐火紙為載體，負載碳納米管，成功地研制出大尺寸新型光熱轉換耐火紙。羥基磷灰石超長納米線耐火紙具有熱導率低、隔熱性能優異、熱穩定性高、生物相容性好、環境友好等優點，可顯著減少熱量損耗，達到提高太陽能利用效率的目的。該新型光熱轉換耐火紙在太陽光照射下可有效吸收太陽光并轉換為熱能，用于加熱其表面的水而產生水蒸汽，水蒸汽在冷凝裝置中經過冷凝產生清潔水。新型光熱轉換耐火紙在海水淡化、含重金屬離子、染料和細菌等污水凈化等領域具有良好的應用前景。相關研究結果發表在國際權威期刊Small上(Zhi-ChaoXiong,Ying-JieZhu*etal.,Small,14,1803387(2018))(I.F.=9.598)。

研究背景

近(jin)年來(lai)，隨著全球(qiu)(qiu)范圍水(shui)(shui)(shui)污染問題日益(yi)嚴(yan)重，水(shui)(shui)(shui)資源短缺和(he)水(shui)(shui)(shui)危機已(yi)經(jing)成為全球(qiu)(qiu)性難題之一(yi)。解決嚴(yan)重淡(dan)水(shui)(shui)(shui)危機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最有前途方法之一(yi)是開發(fa)利(li)用不可直接(jie)(jie)飲用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)，如海水(shui)(shui)(shui)。傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海水(shui)(shui)(shui)淡(dan)化(hua)技術需要(yao)(yao)直接(jie)(jie)或間接(jie)(jie)地消(xiao)耗不可再生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)石燃料(liao)資源，會加速資源消(xiao)耗，也會污染環(huan)境(jing)。太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)是一(yi)種高(gao)效(xiao)、源源不斷可持續的(de)(de)(de)(de)(de)(de)清潔能(neng)(neng)(neng)源，利(li)用太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)來(lai)驅動海水(shui)(shui)(shui)淡(dan)化(hua)具(ju)有巨大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展潛力。但傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)技術效(xiao)率(lv)低(di)、產量小，主要(yao)(yao)原因(yin)是水(shui)(shui)(shui)對太陽(yang)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)效(xiao)率(lv)低(di)，大部分熱量分散于水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)中(zhong)。為提高(gao)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)蒸(zheng)(zheng)餾(liu)過(guo)程中(zhong)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蒸(zheng)(zheng)發(fa)效(xiao)率(lv)，一(yi)方面需要(yao)(yao)采用光(guang)(guang)熱轉換(huan)材料(liao)提高(gao)對太陽(yang)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)收(shou)率(lv)和(he)光(guang)(guang)熱轉換(huan)效(xiao)率(lv)；另一(yi)方面，根據水(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)(zheng)發(fa)僅發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)在水(shui)(shui)(shui)體(ti)(ti)表面這(zhe)一(yi)特征，設計自漂浮材料(liao)，將光(guang)(guang)熱轉換(huan)材料(liao)吸(xi)收(shou)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱量聚集于空氣/水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)界面以減少熱量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)損(sun)耗。近(jin)年來(lai)，科研人員研究了多種光(guang)(guang)熱轉換(huan)材料(liao)用于太陽(yang)光(guang)(guang)輻照產生(sheng)(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)蒸(zheng)(zheng)汽和(he)清潔水(shui)(shui)(shui)，然而很多光(guang)(guang)熱轉換(huan)材料(liao)存在熱穩定性差、效(xiao)率(lv)低(di)等缺點。

研究工作

該(gai)研究(jiu)團(tuan)隊發展了油酸鈣前(qian)驅體溶劑熱(re)(re)(re)(re)法并(bing)結合真空(kong)抽濾(lv)成型(xing)方法制備大尺(chi)寸(cun)羥基(ji)磷(lin)灰石超(chao)長納米線耐(nai)火(huo)紙(zhi)(zhi)，之(zhi)后加入碳(tan)納米管分散(san)液繼續真空(kong)抽濾(lv)，從而制備出新型(xing)光熱(re)(re)(re)(re)轉(zhuan)換耐(nai)火(huo)紙(zhi)(zhi)。該(gai)方法有(you)望用于放大制備大尺(chi)寸(cun)新型(xing)光熱(re)(re)(re)(re)轉(zhuan)換耐(nai)火(huo)紙(zhi)(zhi)，具有(you)批量化生產的(de)潛力。目前(qian)，研究(jiu)團(tuan)隊已經在實(shi)驗室實(shi)現了100升(sheng)反應(ying)釜的(de)放大制備技術。所制備的(de)光熱(re)(re)(re)(re)轉(zhuan)換耐(nai)火(huo)紙(zhi)(zhi)具有(you)優異的(de)耐(nai)高(gao)溫、耐(nai)火(huo)阻燃和隔(ge)熱(re)(re)(re)(re)性能(neng)，在酒精燈火(huo)焰中(zhong)(zhong)灼燒(shao)和高(gao)溫環(huan)境中(zhong)(zhong)，可以(yi)保持完(wan)好。

實驗結果顯(xian)示，新(xin)(xin)型(xing)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)火(huo)紙在1kW/m2模(mo)擬太陽(yang)(yang)光(guang)(guang)源照射(she)1分鐘條件下(xia)，其表面溫度快(kuai)速升(sheng)高至約80℃，而(er)未負(fu)載碳納米管的(de)耐(nai)火(huo)紙表面溫度僅(jin)為(wei)約35℃。將新(xin)(xin)型(xing)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)火(huo)紙放置在水(shui)溶液中，可(ke)自漂(piao)浮在水(shui)面上而(er)不下(xia)沉。進一(yi)步測試了新(xin)(xin)型(xing)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)火(huo)紙的(de)水(shui)蒸(zheng)發(fa)性能，在1kW/m2模(mo)擬太陽(yang)(yang)光(guang)(guang)源照射(she)下(xia)水(shui)蒸(zheng)發(fa)效率(lv)為(wei)83.2%，在10kW/m2模(mo)擬太陽(yang)(yang)光(guang)(guang)源照射(she)下(xia)水(shui)蒸(zheng)發(fa)效率(lv)高達(da)92.8%。另外，新(xin)(xin)型(xing)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)火(huo)紙可(ke)多次循環使用(yong)和長(chang)期使用(yong)，水(shui)蒸(zheng)發(fa)性能的(de)穩定性良好。

在(zai)太(tai)陽能(neng)(neng)驅動(dong)(dong)(dong)水(shui)(shui)(shui)蒸發過程中(zhong)，溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)重(zhong)金屬離子(zi)、染(ran)料和細(xi)菌等污染(ran)物可以被有效(xiao)阻(zu)擋(dang)并(bing)保留在(zai)水(shui)(shui)(shui)溶(rong)液中(zhong)，產生的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)蒸汽(qi)冷(leng)凝(ning)(ning)后產生清(qing)潔(jie)水(shui)(shui)(shui)。新型光(guang)熱(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)(nai)火(huo)紙應(ying)用于5種模擬海水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)太(tai)陽能(neng)(neng)驅動(dong)(dong)(dong)淡化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理，氯化(hua)(hua)(hua)鈉的(de)(de)濃度可降低3個(ge)數量級(ji)，對(dui)氯化(hua)(hua)(hua)鈉的(de)(de)去(qu)除率(lv)高(gao)達(da)99.95%，淡化(hua)(hua)(hua)后的(de)(de)清(qing)潔(jie)水(shui)(shui)(shui)可滿足世界(jie)衛生組織制(zhi)定的(de)(de)健康飲用水(shui)(shui)(shui)標(biao)準。研究團隊對(dui)取自東海附近的(de)(de)真實海水(shui)(shui)(shui)進(jin)行了淡化(hua)(hua)(hua)研究，實驗(yan)結果(guo)顯示，采用新型光(guang)熱(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)(nai)火(huo)紙太(tai)陽能(neng)(neng)驅動(dong)(dong)(dong)淡化(hua)(hua)(hua)處(chu)(chu)理后，對(dui)海水(shui)(shui)(shui)中(zhong)幾種主要離子(zi)例如Na+、Mg2+、K+、Ca2+、B3+的(de)(de)去(qu)除率(lv)超過94.32%，最高(gao)可接(jie)近100%，淡化(hua)(hua)(hua)后的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質可達(da)到(dao)世界(jie)衛生組織規定的(de)(de)飲用水(shui)(shui)(shui)標(biao)準。采用新型光(guang)熱(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)(nai)火(huo)紙太(tai)陽能(neng)(neng)驅動(dong)(dong)(dong)處(chu)(chu)理含(han)重(zhong)金屬離子(zi)Ni2+、Cu2+、Cd2+、Ba2+、Mn2+的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)溶(rong)液時，重(zhong)金屬離子(zi)去(qu)除率(lv)超過99.99%。經(jing)新型光(guang)熱(re)轉(zhuan)換(huan)耐(nai)(nai)火(huo)紙太(tai)陽能(neng)(neng)驅動(dong)(dong)(dong)處(chu)(chu)理含(han)有染(ran)料的(de)(de)污水(shui)(shui)(shui)以及含(han)有細(xi)菌的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)后，收集得到(dao)冷(leng)凝(ning)(ning)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質均可達(da)到(dao)國家飲用水(shui)(shui)(shui)標(biao)準（GB5749-2006）。

注：（a）新型光熱(re)轉換(huan)耐(nai)火紙(zhi)太陽(yang)能(neng)驅(qu)動(dong)水蒸發(fa)示意(yi)圖；(b)大尺寸(cun)新型光熱(re)轉換(huan)耐(nai)火紙(zhi)；(c)高柔韌性(xing)、可裁剪性(xing)和(he)良好(hao)力(li)學性(xing)能(neng)展(zhan)示。

注：新(xin)型光熱轉換耐火紙在酒(jiu)精(jing)火焰中灼燒后可(ke)保持完(wan)好(hao)

注：（a）新型光熱(re)轉(zhuan)換耐(nai)火(huo)紙和(he)多種對(dui)照樣品在1kWm-2模擬(ni)太陽光源照射下(xia)(xia)水(shui)質量的(de)變化；(b)新型光熱(re)轉(zhuan)換耐(nai)火(huo)紙在不同光源強度照射下(xia)(xia)水(shui)蒸發速率(lv)變化。

注：新型光熱轉換耐火紙多(duo)次循環使用和長時間使用后(hou)仍保持穩(wen)定的(de)水蒸發速率。

注：新型光(guang)熱轉(zhuan)換耐火紙(zhi)用于太陽能驅動處(chu)理模(mo)擬海(hai)水(shui)和真實海(hai)水(shui)后(hou)，其(qi)水(shui)質可達到(dao)世界(jie)衛生組織(zhi)健康飲用水(shui)標準(zhun)；用于含(han)重金屬(shu)離子水(shui)溶液(ye)(ye)、含(han)染料水(shui)溶液(ye)(ye)、含(han)細(xi)菌水(shui)溶液(ye)(ye)的凈化，處(chu)理后(hou)水(shui)質可達到(dao)飲用水(shui)國家標準(zhun)。

該研究工作(zuo)得到國家自然(ran)科學基(ji)金和上海市科委等的資助。