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由超长羟基磷灰石纳米线和氧化镍组装而成的耐盐Janus蒸发器，用于高效可循环的太阳能海水淡化

DOI：10.1039/C9NR10357K 期刊：Nanoscale 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 太阳能驱动的界面水蒸发是海水淡化和水净化领域极具前景的能源利用技术。然而，加热表面盐分积累会严重削弱水的蒸发性能和长期稳定性。本研究展示了一种新型光热纸材料——由超长羟基磷灰石纳米线与玻璃纤维制成的耐高温纸张负载黑色氧化镍（NiO）纳米颗粒，用于太阳能驱动海水淡化。该亲水性HN/NiO光热纸凭借优异的光热转换能力、空气铺层纸张中的快速水分传输特性及良好隔热性能，实现了高效、稳定且可循环的水蒸发。此外，我们开发了基于疏水油酸钠修饰超长羟基磷灰石纳米线的Janus型HN/NiO光热纸，在1 kW m?2光照下展现出83.5%的高蒸发效率。特别地，通过底部疏水超长羟基磷灰石纳米线层与空气铺层纸张中的水分传输通道促进盐分交换，该Janus蒸发器在模拟海水（3.5 wt% NaCl）中使用时表面无盐分积累，兼具高性能与长期稳定的淡化能力。该疏水超长羟基磷灰石纳米线基底Janus蒸发器还可扩展支持其他光热材料（如黑色氧化钛Ti2O3和科琴黑碳），所制备的Janus HN/Ti2O3与Janus HN/KB光热纸同样表现出耐盐淡化功能。这种兼具高效性、稳定性和可循环性的Janus型耐盐光热纸，在太阳能驱动海水淡化与水净化领域具有重要应用潜力。
作者： Dong-Dong Qin，Ying-Jie Zhu，Ri-Long Yang，Zhi-Chao Xiong
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究开发一种耐盐型Janus蒸发器，以实现高效且可循环利用的太阳能海水淡化。

研究成果

Janus HN/NiO光热纸在太阳能驱动的海水淡化中展现出高效性、稳定性和可回收性，对解决淡水短缺问题具有重大潜力。

研究不足

该研究聚焦于模拟海水，可能需要在不同环境条件下使用真实海水进行进一步测试。制造工艺的可扩展性及连续运行下的长期耐久性尚需深入探究。

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