1.文章信息

標題：A self-floating integrated hydrogel evaporator with efficient salt resistance

and thermal localization for efficient solar water desalination

中文標題：用於高效的太陽能海水淡化的具有（yǒu）高效耐鹽和（hé）熱（rè）定（dìng）位的自漂浮一體式水凝膠（jiāo）蒸發器

頁碼：492 (2024) 152302

DOI: 10.1016/j.cej.2024.152302

2.文章鏈（liàn）接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152302

3.期刊信息

期刊名：Chemical Engineering Journal

ISSN: 1385-8947

2022年影響影子：15.1

分區信息：中科院1區（qū）top

設計（jì）研究方向：界麵蒸發

4．作者信息:

第一作者：蘭州理工大（dà）學張賽

通訊作者：蘭州（zhōu）理工大（dà）學劉健、蘭巧，中國人民解（jiě）放軍陸軍勤務學院劉娜（nà）。

5.文中所述設備由北京香蕉视频污视频科技有限公司提供，設備型號：CEL-S500

6.文（wén）章簡（jiǎn）介：

淡水資源枯竭已（yǐ）成為現代（dài）社會日益令人（rén）擔憂的問題，對人類生存和經濟發展具（jù）有重大（dà）影響。為了有效緩解（jiě）淡水危機，蒸餾、多級閃蒸、反（fǎn）滲（shèn）透等各種海水淡化技（jì）術發展迅速，並被應用於多個領域。然（rán）而，這（zhè）些（xiē）傳（chuán）統技術會（huì）帶來溫室氣體（tǐ）排放、水汙染、高能耗（hào）等各（gè）種問題不可避免地限製了其廣泛應用。為了克服這些局限性，太陽能驅（qū）動的界麵蒸發（SDIE）因其高效率和低能耗而成為一種有前途的可持續淡水生產方法。

關（guān）於太陽能蒸發器的研究報告很多，如水凝膠,氣凝膠和生（shēng）物質等蒸發器（qì）。然而（ér），對於大多數蒸發器來（lái）說，由於熱量損失和鹽分積累，蒸發速率和蒸發效率受到限製。造成這種現象的主要原因（yīn）如下。首先，許多太陽能蒸發器不能自行漂浮，通常（cháng）需要安（ān）裝在帶（dài）有輸水裝置的（de）泡沫板上。這種蒸發裝置實際上減少了向（xiàng）水體的熱傳遞。然而，隨著連續蒸發過程的進行，水體的鹽（yán）濃度增加，一維通道的水分輸（shū）送能力明顯降低，降低了蒸發器的汽化性能，影響（xiǎng）了蒸發器的穩定性。其次，大（dà）多數蒸發器既是輸（shū）水層又是光熱層，不（bú）僅增加了光熱材料的浪費（fèi），還導致光熱（rè）層（céng）與水體直接接觸（chù），造成熱量損失。理想的太陽能驅動界麵蒸發器不僅要具有較高的蒸發性能，還（hái）要具有優良（liáng）的穩定性、良好（hǎo）的耐鹽性和低成本。近年來，共軛聚合物水（shuǐ）凝（níng）膠因（yīn）其（qí）固有（yǒu）的含水特性（xìng）和易於定製的（de）內部多孔結構而在研（yán）究人（rén）員（yuán）中廣受歡迎。通過摻入親（qīn）水官（guān）能團來調（diào）節水與共軛聚合物（wù）網（wǎng）絡之間的相（xiàng）互作用，實現了（le）SDIE的高蒸發性能。雖然研究人員開發的光（guāng）熱水凝膠達到了高水平的蒸發速率，但（dàn）部分蒸發器（qì）缺乏耐鹽性測試。為了實現SDIE的（de）廣泛應（yīng）用，需要一（yī）種係統的設計，以平衡太陽能（néng）蒸（zhēng）發器的各種性能方麵。設（shè）計一種具有高效熱管理、耐鹽和自漂浮能力的蒸（zhēng）發（fā）器（qì）以實現高效的（de）清潔（jié）水生產仍然是一個重大挑戰。

在這裏，我們設計（jì）了（le）一種帶有自漂浮能力的雙層水凝膠（jiāo）蒸（zhēng）發器。蒸（zhēng）發器由發泡聚苯乙烯板、聚乙（yǐ）烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、瓊脂和導電炭黑製成（chéng）。蒸（zhēng）發器的結構（gòu）設計提高了蒸（zhēng）發係統的輸水能力，有效減（jiǎn）少了熱（rè）量損失，使蒸發器（qì）具有高效的耐鹽和（hé）熱（rè）定位性能。該蒸發器在（zài）1 kW m-2光照下表現出2.77 kg m-2 h-1和94.25%的出色蒸發速率和蒸發效率。該蒸發器在10周期太陽蒸發實驗中表現出良好的穩（wěn）定性（xìng）。在1 kW m-2照明下連續蒸發（fā）9小時，蒸發器在3.5 wt% NaCl溶液中表現出（chū）優異的耐鹽性。此外，蒸發器對有機廢水對硝（xiāo）基苯酚和亞（yà）甲藍的淨化率分別達到99.8%和100%。上述證明該蒸（zhēng）發器具有（yǒu）穩定高效的太陽能（néng）淨水能力，也證明（míng）了界麵太陽能蒸汽產生比傳統策略在熱力學和動力學方麵的優勢（shì），為（wéi）大規模太陽能海水淡化和淨（jìng）水提供了新途徑。