石墨烯基光热水凝胶的制备及其海水淡化脱盐特性研究
发布时间：2021-01-21 07:59
随着经济的迅速发展以及水环境的日益恶化,全球淡水资源的供应量将不断减少,世界各地尤其是海岛及经济落后的山区将面临着严重的水资源匮乏问题,海水淡化技术将成为解决全球水资源短缺的重要手段。针对不同的海水淡化工艺,本论文提出了一种以太阳辐射能为光热驱动力、基于石墨烯水凝胶的新型蒸馏系统,其在海水淡化领域具有广泛的应用前景。本论文通过水热法和氧化还原法制备了两种不同的还原氧化石墨烯水凝胶柱,并针对两种不同水凝胶的外貌形态、孔道结构等参数进行深入研究,表征发现,氧化还原法制备的石墨烯水凝胶（PDA-GH）具有微米级的孔道结构,且分布均匀;多巴胺的引入使石墨烯表面功能化,增加了凝胶的亲水特性,在毛细力和渗透力作用下,加快水分传输;此外,PDA-GH在全光谱范围了具有较强的光吸收能力,优化了材料的光热性能,提高光热转化效率;经对两种不同方法制备的水凝胶进行化学成分分析表明,经还原处理后的氧化石墨烯中含氧官能团减少,碳碳键增加,且水热法对氧化石墨烯的还原能力优于多巴胺还原法。通过差示扫描量热法,对水凝胶网格中水分子的蒸发焓进行计算及相应的理论分析,表明由于凝胶网格中水团簇的存在,使得水凝胶中水分的蒸发...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球水资源比重分布
渗透法[9]：指用半透膜将一溶液隔开，半透膜一侧为浓溶液稀溶液的溶剂在渗透压作用下有向浓溶液一侧渗透的倾向。该透压来衡量。渗透压的大小与膜两侧溶液的浓度有关。若在浓于渗透压的外压，则浓溶液中的溶剂在外压作用下能向稀溶液渗透。反渗透的脱盐率以及淡水的透过速率与半透膜的性质、关。反渗透膜法具有通量大、操作简易等优点，但该法对水的高。冻法：海水三相点是使海水汽、液、固三相共存并达到平衡力或温度偏离该三相点，平衡被破坏，三相会自动趋于一相或海水淡化正是利用海水的三相点原理，以水自身为制冷剂，使冰，冰晶再经分离、洗涤而得到淡化水的一种低成本的淡化方，腐蚀、结垢轻，预处理简单，设备投资小，并可处理高含盐较理想的海水淡化法。水淡化技术实际应用分配主要以反渗透和多级闪蒸为主，分别和 21%，如图 1-3 所示，
序号 检测指标 表征设备 生产厂家及规格型号10 吸光度 紫外/可见/近红外红外光谱仪 PerkinElmer Lamda95011 温度 红外热成像仪 美国 FLIR T40012 反射率 紫外-可见分光光度计 日本岛津 UV 255013 电导率 电导率仪 雷磁 DDSJ-308A14 离子浓度 电感耦合等离子体发射光谱仪 ThermoFisher Optima 5300D2.1.3 实验装置2.1.3.1 蒸发试验装置示意图蒸发试验装置由简单的三部分组成：光热部分，光热材料应具有全光谱吸光热转化及输水能力，作为蒸馏系统的核心，主要起到光吸收和水运输的作支撑、绝热部分，主要起支撑光热材料并防止体积水热量散失的作用；体积分，为光热材料在蒸馏过程中提供充足的水分供应。蒸发试验装置示意图如图所示，3光热材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯及其复合材料在水处理中的应用[J]. 蔡棵. 建材与装饰. 2017(21)
[2]石墨烯基水凝胶的研究进展[J]. 刘静静,楚晖娟,魏宏亮,祝红征,朱靖,何娟. 化学进展. 2015(11)
[3]石墨烯基水凝胶的研究进展[J]. 张慧娟,翟丹丹,贺洋. 高分子通报. 2014(11)
[4]石墨烯及其复合材料在水处理中的应用[J]. 肖蓝,王祎龙,于水利,唐玉霖. 化学进展. 2013(Z1)
[5]反渗透膜技术研究和应用进展[J]. 许骏,王志,王纪孝,王世昌. 化学工业与工程. 2010(04)
[6]海水淡化太阳能蒸馏技术研究现状与展望[J]. 左潞,郑源,周建华,屈波. 河海大学学报(自然科学版). 2008(06)
硕士论文
[1]超疏水聚酰亚胺纤维膜的制备及其膜蒸馏应用实验研究[D]. 刘元仁.哈尔滨工业大学 2017
[2]三维石墨烯的水热法制备及其性能研究[D]. 刘鑫.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：2990785
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
全球水资源比重分布
渗透法[9]：指用半透膜将一溶液隔开，半透膜一侧为浓溶液稀溶液的溶剂在渗透压作用下有向浓溶液一侧渗透的倾向。该透压来衡量。渗透压的大小与膜两侧溶液的浓度有关。若在浓于渗透压的外压，则浓溶液中的溶剂在外压作用下能向稀溶液渗透。反渗透的脱盐率以及淡水的透过速率与半透膜的性质、关。反渗透膜法具有通量大、操作简易等优点，但该法对水的高。冻法：海水三相点是使海水汽、液、固三相共存并达到平衡力或温度偏离该三相点，平衡被破坏，三相会自动趋于一相或海水淡化正是利用海水的三相点原理，以水自身为制冷剂，使冰，冰晶再经分离、洗涤而得到淡化水的一种低成本的淡化方，腐蚀、结垢轻，预处理简单，设备投资小，并可处理高含盐较理想的海水淡化法。水淡化技术实际应用分配主要以反渗透和多级闪蒸为主，分别和 21%，如图 1-3 所示，
序号 检测指标 表征设备 生产厂家及规格型号10 吸光度 紫外/可见/近红外红外光谱仪 PerkinElmer Lamda95011 温度 红外热成像仪 美国 FLIR T40012 反射率 紫外-可见分光光度计 日本岛津 UV 255013 电导率 电导率仪 雷磁 DDSJ-308A14 离子浓度 电感耦合等离子体发射光谱仪 ThermoFisher Optima 5300D2.1.3 实验装置2.1.3.1 蒸发试验装置示意图蒸发试验装置由简单的三部分组成：光热部分，光热材料应具有全光谱吸光热转化及输水能力，作为蒸馏系统的核心，主要起到光吸收和水运输的作支撑、绝热部分，主要起支撑光热材料并防止体积水热量散失的作用；体积分，为光热材料在蒸馏过程中提供充足的水分供应。蒸发试验装置示意图如图所示，3光热材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯及其复合材料在水处理中的应用[J]. 蔡棵. 建材与装饰. 2017(21)
[2]石墨烯基水凝胶的研究进展[J]. 刘静静,楚晖娟,魏宏亮,祝红征,朱靖,何娟. 化学进展. 2015(11)
[3]石墨烯基水凝胶的研究进展[J]. 张慧娟,翟丹丹,贺洋. 高分子通报. 2014(11)
[4]石墨烯及其复合材料在水处理中的应用[J]. 肖蓝,王祎龙,于水利,唐玉霖. 化学进展. 2013(Z1)
[5]反渗透膜技术研究和应用进展[J]. 许骏,王志,王纪孝,王世昌. 化学工业与工程. 2010(04)
[6]海水淡化太阳能蒸馏技术研究现状与展望[J]. 左潞,郑源,周建华,屈波. 河海大学学报(自然科学版). 2008(06)
硕士论文
[1]超疏水聚酰亚胺纤维膜的制备及其膜蒸馏应用实验研究[D]. 刘元仁.哈尔滨工业大学 2017
[2]三维石墨烯的水热法制备及其性能研究[D]. 刘鑫.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：2990785
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