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

全球人口的急劇增長，使得用水量不斷增加，同時世界范圍內的水污染日益嚴重，許多可利用的淡水資源遭到破壞。日益嚴重的淡水短缺現象已構成全球性難題，嚴重阻礙了人類文明的發展。近年來，太陽能光熱海水淡化技術被公認為一種綠色清潔的水凈化方式，有望實現低成本、低污染的淡水資源供給。近期，東華大學的研究團隊以西瓜果肉為原料制備了一種三維碳氣凝膠，可以作為太陽能海水淡化的有效光熱材料。

據預測(ce)，到(dao)2025年，超過50%的國家(jia)將面(mian)臨淡水(shui)(shui)危機；到(dao)2050年，世界上75%的人(ren)口(kou)將面(mian)臨水(shui)(shui)資源短缺。太(tai)陽能(neng)驅動的海水(shui)(shui)蒸發僅需要太(tai)陽光(guang)和海水(shui)(shui)就能(neng)夠生產淡水(shui)(shui)，是緩(huan)解(jie)水(shui)(shui)資源短缺的最理想策略(lve)之一。

太(tai)陽(yang)能(neng)海水淡化技術的(de)關鍵是開(kai)發(fa)高(gao)(gao)性能(neng)的(de)光(guang)熱蒸發(fa)材料。然而，長時間蒸發(fa)后，光(guang)熱材料的(de)蒸發(fa)面往往會(hui)有(you)大(da)量(liang)海鹽析出，形成(cheng)的(de)鹽層會(hui)反射陽(yang)光(guang)和阻(zu)擋蒸汽逸出，導致蒸發(fa)速率(lv)降低。為解決這一(yi)問題，目前(qian)已經開(kai)發(fa)了多(duo)種策略，包括物理去除、加速溶解、裝(zhuang)置設計、靜電排斥等，但其(qi)實(shi)際應用仍(reng)受(shou)到材料成(cheng)本高(gao)(gao)和蒸發(fa)率(lv)低的(de)阻(zu)礙。

陳志鋼(gang)教授（左），張麗莎教授（右(you)）

為(wei)了(le)解決以上問題，東華大學陳志鋼教(jiao)授(shou)、張麗莎教(jiao)授(shou)等研究人(ren)員通過西瓜(gua)果肉的水(shui)熱-碳(tan)化(hua)/冷凍干燥/碳(tan)化(hua)處理制(zhi)備了(le)具有分(fen)級孔隙的三維碳(tan)氣凝膠（CA）。CA由卷(juan)曲碳(tan)薄(bo)片（厚度約2μm）和(he)大孔（尺(chi)寸(cun)200-400μm）組成(cheng)(cheng)，源(yuan)自植(zhi)物細胞的碳(tan)化(hua)。更加值(zhi)得一提的是，大量(liang)約200nm的納米粒(li)子位于這些薄(bo)片上，伴隨著尺(chi)寸(cun)為(wei)200-400 nm的納米孔的形成(cheng)(cheng)。這些分(fen)層(ceng)的宏觀/納米孔可以充當(dang)“光阱”，賦予250-2500nm范圍內(nei)的廣(guang)泛光吸(xi)收，太陽能吸(xi)收效(xiao)率(lv)達(da)93%，光熱轉化(hua)率(lv)高。

圖源：材(cai)料分析與應用(yong)

此(ci)外(wai)，1m^2的(de)(de)(de)(de)CA蒸發(fa)器(qi)成本(ben)不超(chao)過16.43美元(yuan)，低于(yu)或與其他(ta)蒸發(fa)器(qi)相當(dang)。此(ci)外(wai)，將(jiang)CA插(cha)入(ru)環(huan)狀聚苯乙烯泡沫中(zhong)，即可構建出一個可以漂浮在海(hai)水(shui)(shui)上的(de)(de)(de)(de)三維蒸發(fa)器(qi)。氣凝膠的(de)(de)(de)(de)層(ceng)次結構和親(qin)水(shui)(shui)性促(cu)進了強大的(de)(de)(de)(de)多孔結構的(de)(de)(de)(de)作用力，從而有(you)效地(di)輸送(song)海(hai)水(shui)(shui)。CA的(de)(de)(de)(de)低導熱(re)(re)率有(you)效地(di)抑制(zhi)了散裝水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量損失。在模擬太陽光（1kWm-2）的(de)(de)(de)(de)照射下，蒸發(fa)器(qi)的(de)(de)(de)(de)蒸發(fa)率高達2.32kgm-2h-1并長期(qi)穩定。因此(ci)，CA不僅能(neng)作為(wei)太陽能(neng)海(hai)水(shui)(shui)淡化的(de)(de)(de)(de)有(you)效光熱(re)(re)材料，也為(wei)開發(fa)其他(ta)生物質衍(yan)生蒸發(fa)器(qi)提(ti)供(gong)了一些思路。近(jin)期(qi)，此(ci)項成果以名為(wei)“Watermelon flesh-derived carbon aerogel with hierarchical porous structure for interfacial solar steam generation”的(de)(de)(de)(de)論文發(fa)表于(yu)RRL Solar期(qi)刊。

陳(chen)志(zhi)鋼教授團隊此(ci)(ci)前已在(zai)(zai)(zai)太陽能海(hai)水(shui)淡化蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)領域取得了一系列(lie)成果(guo)。2021年，團隊報(bao)道了一種受向日(ri)葵啟發(fa)(fa)的(de)，基(ji)于分層聚丙(bing)烯腈 硫化銅（PAN CuS）織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)的(de)向日(ri)蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)。在(zai)(zai)(zai)該向日(ri)蒸(zheng)發(fa)(fa)器(qi)中(zhong)，海(hai)水(shui)可以(yi)在(zai)(zai)(zai)兩個光熱織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)表面蒸(zheng)發(fa)(fa)，從(cong)(cong)而(er)具(ju)有更(geng)大(da)的(de)表面積和(he)高蒸(zheng)發(fa)(fa)率(lv)(lv)。此(ci)(ci)外(wai)，傾斜(xie)(xie)的(de)織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)能夠有效地(di)轉移和(he)富(fu)集海(hai)水(shui)中(zhong)的(de)溶質，從(cong)(cong)而(er)避(bi)免織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)上(shang)的(de)固體鹽結晶。可變(bian)的(de)織(zhi)(zhi)物(wu)(wu)傾斜(xie)(xie)角能夠在(zai)(zai)(zai)寬入射角范圍（從(cong)(cong)-90°到+90°）內最大(da)程度地(di)捕獲傾斜(xie)(xie)的(de)太陽光，從(cong)(cong)而(er)防止蒸(zheng)發(fa)(fa)減少，減少比率(lv)(lv)顯(xian)著(zhu)改進了83.9%。該研究以(yi)題為(wei)“Hierarchical Photothermal Fabrics with Low Evaporation Enthalpy as Heliotropic Evaporators for Efficient,Continuous,Salt-Free Desalination”的(de)論文發(fa)(fa)表在(zai)(zai)(zai)ACS nano。

2022年初(chu)，陳志鋼和張麗莎教授團(tuan)隊利(li)用PEDOT:PSS兼作(zuo)聚電解質和光熱轉(zhuan)換材料，再以(yi)聚乙烯醇（PVA）為(wei)骨架，制備(bei)了一種陰(yin)離子(zi)型聚電解質光熱水凝膠（APH）。在(zai)模擬太陽光（1.0 kW m-2）的(de)(de)照射下(xia)，APH的(de)(de)蒸(zheng)(zheng)發(fa)速率高(gao)達2.5 kg m-2 h-1，海水蒸(zheng)(zheng)發(fa)效(xiao)率為(wei)90.7%。重要(yao)的(de)(de)是，APH中的(de)(de)陰(yin)離子(zi)基(ji)團(tuan)（例(li)如SO3-）能(neng)排斥(chi)海水中的(de)(de)陰(yin)離子(zi)（例(li)如Cl-），有效(xiao)避免了在(zai)蒸(zheng)(zheng)發(fa)界面析(xi)鹽，便于長(chang)期高(gao)效(xiao)地蒸(zheng)(zheng)發(fa)海水。該工作(zuo)以(yi)“Polyelectrolyte-based photothermal hydrogel with low evaporation enthalpy for solar-driven salt-tolerant desalination”為(wei)題發(fa)表在(zai)國際知名(ming)期刊Chemical Engineering Journal。

過(guo)去的(de)幾(ji)年中(zhong)，該團隊(dui)針(zhen)對海水淡化中(zhong)的(de)海鹽積累與析(xi)出等(deng)問題，發(fa)(fa)(fa)展了柔性(xing)可(ke)清(qing)洗的(de)光(guang)熱(re)蒸發(fa)(fa)(fa)織物（ACS Appl.Mater.Interfaces,2019;Desalination,2019），不(bu)析(xi)鹽的(de)光(guang)熱(re)織物基(ji)懸掛型蒸發(fa)(fa)(fa)系(xi)統（Adv.Funct.Mater.2019）、向(xiang)光(guang)型蒸發(fa)(fa)(fa)系(xi)統（(ACS Nano,2021）和垂直對稱的(de)可(ke)翻轉蒸發(fa)(fa)(fa)系(xi)統（Desalination,2021），為太(tai)陽能海水淡化技(ji)術的(de)實際應用(yong)打下基(ji)礎。