超浸润光热材料在太阳能海水淡化中的应用进展

作     者：韩月 黎姗 张畅 陈涛 肖鹏 HAN Yue;LI Shan;ZHANG Chang;CHEN Tao;XIAO Peng

作者机构：中国科学院宁波材料技术与工程研究所海洋关键材料重点实验室宁波315201 中国科学院大学化学科学学院北京100049 浙大宁波理工学院生物与化学工程学院宁波315100 

基　　金：国家自然科学基金(52373094,52073295) 中国科学院青年创新促进会会员(2023313) 宁波市科技局项目(2021Z127) 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2024年第37卷第6期

页      码：79-99页

摘      要：随着世界人口的快速增长和水污染的加剧,淡水资源短缺的问题日益严重。太阳能海水淡化技术因其环保、高效和可再生等优点被视为解决全球淡水危机的理想方案。光热转换作为一种直接且高效的策略,可以通过引入具有特殊表面设计的吸光材料将入射的太阳光转化为可观的热能,以实现进一步的能源利用。然而,传统的光热转换材料难以抵御海水中高浓度盐的聚集以及污染物的侵蚀,导致低的光热转换效率和水蒸发效率,难以满足材料科学发展的需求。因此,开发可持续发展、长效抗盐的光热材料迫在眉睫。目前,通过构筑超浸润光热转换材料表面是解决高效持续水蒸发的关键。作为一类具有超亲水或超疏水的极端浸润性表面,超浸润光热表面不仅可以提供高效的供水和离子扩散通道以阻止盐的聚集,实现快速输水;而且可以防止盐离子渗透到光热材料中,从而减少热量损失,提高蒸发效率,为实现更加高效、长期和稳定的海水淡化工程提供了可能。介绍了光热转换材料的机理以及种类,讨论了超浸润光热表面的设计思路和制备方法,总结了超浸润材料的水蒸发机制,重点综述了超浸润性驱动的太阳能海水淡化的最新研究进展,展望了超浸润光热材料所面临的挑战和研究前景,可为未来超浸润光热材料的设计提供思路。

主 题 词：光热转换材料 超浸润表面 界面蒸发 海水淡化 

学科分类：080703[080703] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 

核心收录：

D　O　I：10.11933/j.issn.1007-9289.20231230006

馆 藏 号：203156935...