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用于光热蒸发海水除盐的PS/Au/PDA泡沫的制备和性能研究

发布时间:2021-04-15 01:33
  利用聚苯乙烯塑料泡沫(PS)与高光热转化率的Au纳米粒子和聚多巴胺(PDA)构造了以多孔塑料为基底的光热蒸发器PS/Au/PDA泡沫。由于内部的多孔结构,该光热蒸发器具有较高的吸光性能以及光利用率,Au和PDA的存在,可以使蒸发器的表层水温迅速升高。光热蒸发结果表明,该蒸发器在一个太阳辐照强度下具有优异的蒸发效率。在经过多次循环之后,PS/Au/PDA泡沫材料仍能维持较好的蒸发性能。 

【文章来源】:塑料科技. 2020,48(11)北大核心

【文章页数】:4 页

【部分图文】:

用于光热蒸发海水除盐的PS/Au/PDA泡沫的制备和性能研究


PS/Au/PDA多孔泡沫的SEM照片

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图2为PS/Au/PDA多孔泡沫的TEM照片。从图2可以看出,在PS泡沫上均匀分布了生长的Au纳米粒子,粒径约为5 nm,其表面覆盖了一层PDA薄膜。由于Au纳米粒子的等离子体共振效应和PDA的高效光热转化率,使得水蒸发界面的光能高效地转化为热能,并且这些热能在Au纳米粒子中进行传导,从而使其周围的水温度升高。因此这一复合结构有助于提高材料的光热增发效率。

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光热层的太阳光吸收是高效太阳能产生蒸汽的重要因素,而材料的光吸收特性可以用光吸收率来进行表征。图3为对PS/Au/PDA泡沫进行光吸收特性测量的结果。从图3可以看出,纯PS泡沫由于其黑色的外表,在太阳光下表现出了较好的光吸收率,其光吸收率达到了58%。而加入Au纳米粒子之后,由于其LSPR增强效应,可以增加可见光和红外光的吸收,因此Au/PS泡沫表现出比PS泡沫更强的光吸收。对于PS/Au/PDA泡沫,其紫外-可见-红外的吸收达到了80%左右,说明其表面的太阳光大部分被其吸收,具有较高的太阳光热转效率。为了进一步验证PS/Au/PDA泡沫的光热转化效率,对材料在一定太阳辐照强度下进行了光热层的温度测定,图4为测定结果。


本文编号:3138405

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