碳材料/甲壳素复合水凝胶高效太阳能海水淡化

摘要

随着世界工业化和城市化水平的提高,人类可直接利用的淡水资源日益减少,对淡水资源的需求急剧增加,淡水的制备和净化技术愈发重要。太阳能海水淡化技术可将无穷无尽的太阳能转变成热量,加热蒸发海水使其变成蒸汽,蒸汽冷凝制得淡水,是一种具备广阔前景的解决淡水短缺问题的技术。然而,太阳能海水淡化一直受到太阳能吸收材料成本高、效率低的限制。本工作设计并制备一种新型复合水凝胶,该复合水凝胶由太阳光吸收体(碳材料)和天然高分子(甲壳素)组成,增加太阳光利用,提高海水淡化效率,最高可达75%。在1 kW/m^(2)太阳光照下,其蒸发速率超过1.5 kg/(m^(2)·h),蒸汽效率最高为98.34%。而且该复合水凝胶具有成本低、结构多孔、制造工艺简单、可回收性强、机械稳定性好等优点。因此,碳材料/甲壳素复合水凝胶作为太阳光吸收体具有将光能转化为热能的潜力,为海水淡化开辟了新的途径。