研究目的
制备一种基于凹凸棒石/聚丙烯酰胺复合材料的新型双层光热材料,用于高效太阳能蒸汽生成并实现高转换效率。
研究成果
双层APAC在1倍太阳光照下展现出高达85%的太阳能-蒸汽转化效率,兼具优异机械性能、低导热性及低成本制备优势,显示出其在太阳能蒸汽发电实际应用中的潜力。
研究不足
该论文未明确提及具体局限性,但潜在方面可能包括火焰处理工艺的可扩展性、实际条件下的长期稳定性,以及与其他最先进材料的对比。
1:实验设计与方法选择:
该研究通过溶液聚合法,利用丙烯酰胺、凹凸棒石和交联剂制备凹凸棒石/聚丙烯酰胺复合材料(APAC),随后经改性和火焰处理碳化形成双层结构,以增强太阳能蒸汽生成效率。
2:样本选择与数据来源:
样本包括APAC及其改性版本(F-APAC和BAPAC),按所述特定化学试剂比例制备。
3:实验设备与材料清单:
设备包括超声波仪、三颈烧瓶、冷冻干燥机、丁烷打火机、扫描电镜(JSM-6701F,JEOL)、透射电镜(Tecnai G2TF20)、接触角测量仪(DSA100,Kruss)、X射线衍射仪(Rigaku D/Max-2400)、万能材料试验机(EZ-Test,SHIMADZU)、热重分析仪(Perkin Elmer)、体积吸附分析仪(micromeritics ASAP 2020)、傅里叶变换红外光谱仪(JASCO V-570)、激光闪光法热导仪(Netzsch LFA 457)、太阳能模拟器、红外相机、电子天平。材料包括凹凸棒石、丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、氢氧化钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、蒸馏水。
4:0)、接触角测量仪(DSA100,Kruss)、X射线衍射仪(Rigaku D/Max-2400)、万能材料试验机(EZ-Test,SHIMADZU)、热重分析仪(Perkin Elmer)、体积吸附分析仪(micromeritics ASAP 2020)、傅里叶变换红外光谱仪(JASCO V-570)、激光闪光法热导仪(Netzsch LFA 457)、太阳能模拟器、红外相机、电子天平。材料包括凹凸棒石、丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、氢氧化钠、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、蒸馏水。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:步骤包括聚合、洗涤、PVA和PVP改性、冷冻、冷冻干燥、火焰处理碳化,以及采用多种技术进行表征。太阳能蒸汽生成测试在受控光照下进行。
5:数据分析方法:
数据分析包括利用特定公式计算蒸发速率、能量效率,并对测量结果进行统计评估。
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Scanning Electron Microscope
JSM-6701F
JEOL
Examining the morphology of samples
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X-ray Diffractometer
D/Max-2400
Rigaku
Performing XRD analysis
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Universal Material Testing Machine
EZ-Test
SHIMADZU
Investigating mechanical properties
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Fourier Transform Infrared Spectrometer
V-570
JASCO
Performing FTIR analysis
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Transmission Electron Microscope
Tecnai G2TF20
Characterizing sample structure
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Contact Angle Meter
DSA100
Kruss
Measuring hydrophobic angle
-
Thermogravimetric Analyzer
Perkin Elmer
Measuring thermal stability
-
Volumetric Sorption Analyzer
ASAP 2020
micromeritics
Measuring specific surface area and porosity
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Laser Flash Apparatus
LFA 457
Netzsch
Evaluating thermal conductivity
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