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磁性纳米结构 PAC@Fe3O4 驱动的 Janus 水凝胶设计可实现高效的太阳能水蒸发
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-04-13 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.142944 Baichun Wang , Kai Yang , Bohan Cai , Jintai Zhang , Chuyun Wei , Aijiao Zhou
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更新日期:2023-04-15
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2023-04-13 , DOI: 10.1016/j.cej.2023.142944 Baichun Wang , Kai Yang , Bohan Cai , Jintai Zhang , Chuyun Wei , Aijiao Zhou
太阳能净水是缓解能源危机和清洁水资源短缺的一项很有前途的计划。为了提高产水效率,有必要开发一种新型光热转换界面来管理热损失并提高水蒸发效率。在此,粉末活性炭 (PAC) 和 Fe 3 O 4的 Janus 水凝胶蒸发器在聚乙烯醇 (PVA) 和聚苯乙烯磺酸盐 (PSS) 交联水凝胶中,称为 CFPS,被探索为宽带光吸收的光吸收剂,并形成多亲水基团的水凝胶网络。其CFPS的亲水/疏水结构用于调节热损失和促进水的输送,可以获得较低的蒸发焓和较高的蒸发速率。具体而言,CFPS 的表面温度可达到 45 °C 左右,在 1 个太阳光照下能量利用效率可达 93.4%。与类似的基于 Fe 3 O 4的蒸发器相比,CFPS 具有更高的静态蒸发率,为 3.43 kg m –2 h -1. 此外,它具有良好的机械性能、耐用性和抗结晶功能,可适应废水和高咸水淡化的净水场景。这种光敏磁性水凝胶蒸发器在废水净化和海水淡化的场景中显示出潜力。
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