PVA-TiN复合薄膜的制备及其光热转换性能研究

摘要

为了提高太阳能驱动水蒸发技术中光热转换薄膜的水蒸发速率,选择亲水性的滤纸作为基底,聚乙烯醇(PVA)作为水输送层,TiN纳米颗粒作为光热转换材料,表面沉积法制备PVA-TiN复合薄膜.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外/可见/近红外分光光度计和傅里叶变换红外光谱对复合薄膜的晶体结构、微观形貌及光学性质进行了表征.利用自搭建的模拟蒸腾装置对所制备的PVA-TiN复合薄膜光热转换性能进行了测试.结果表明,纯PVA薄膜的光吸收和光热转换性能较弱,但添加TiN纳米颗粒后,PVA-TiN复合薄膜在整个太阳光谱范围的吸收明显增强;在光照强度为1 kW·m-2时,PVA-15％TiN样品蒸汽产生速率高达1.43 kg·m-2·h-1,是纯PVA薄膜的1.27倍.这种水输送层与光热转换层的复合薄膜设计对太阳能驱动水蒸发具有显著的增强效应.