研究目的
开发一种采用碳纳米管膜、定性滤纸和气凝胶毯的膜蒸馏装置（MDD），通过高效太阳能收集与热局域化增强水分蒸发，以海水淡化解决淡水短缺问题。
研究成果
MDD展现出高效的太阳能收集与热局域能力，实现了高达84.6%的热转换效率，并在10次循环中保持优异的循环稳定性，使其成为海水淡化应用的有前途候选材料。
研究不足
该研究在工业化应用的规?；矫婵赡艽嬖诰窒?，在较高浓度下碳纳米管可能发生团聚，且由于空气扰动及热传导/辐射作用，在更高光照强度下热损失会增加。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计了一种用于太阳能吸收的碳纳米管（CNT）膜膜蒸馏装置（MDD），采用定性滤纸进行水传输，气凝胶毯进行隔热以实现热定位和高效太阳能蒸汽生成。使用非溶剂诱导相转化法制备CNT膜。
2：样本选择与数据来源：
羧基多壁CNT、PVDF、DMF、定性滤纸和气凝胶毯均采购自指定供应商。实验中使用去离子水。
3：实验设备与材料清单：
旋涂机（AC200-SE，嘉涂，中国）、扫描电子显微镜（Quanta 250FEG，FEI，美国）、紫外-可见-近红外分光光度计（Cary 5000，安捷伦，美国）、傅里叶变换红外光谱仪（Nicolet iS50，赛默飞世尔，美国）、高速摄像机（Mikrotron，德国）、热像仪（TI100，福禄克，美国）、氙灯（CEL-HXF300，中教金源，中国）、光功率计（CEL-NP2000，中教金源，中国）、电子天平（JJ224BF，G&G，中国）、T型热电偶（TT-T-36-SLE，欧米茄，美国）、数据采集系统（34970A型，安捷伦，美国）。
4：实验流程与操作步骤：
通过旋涂和相转化法制备CNT膜。将MDD组装后在PMMA容器中暴露于模拟太阳光下，监测随时间变化的重量变化和温度以评估蒸发速率和热转换效率。
5：数据分析方法：
使用特定公式计算蒸发速率和热转换效率。分析数据以评估CNT浓度和光照强度的影响，并测试10个循环的循环稳定性。
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获取完整内容-
Scanning Electron Microscope
Quanta 250FEG
FEI
Used to characterize the morphology of the CNT membrane.
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UV-Vis-NIR Spectrometer
Cary 5000
Agilent
Used to measure the UV-Vis-NIR spectra of CNT membranes.
-
Fourier Transform Infrared Spectrometer
Nicolet iS50
Thermo Scientific
Used to measure the FT-IR spectra of CNT membranes.
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Thermal Imager
TI100
Fluke
Used to capture the temperature distribution of CNT membrane.
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Data Acquisition System
Model 34970A
Agilent
Used to connect to thermocouples for data acquisition during the experiment.
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Spin Coater
AC200-SE
Jiatu
Used for spin-coating the CNT membrane during preparation.
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High Speed Camera
Mikrotron
Used to detect the dynamic contact angle of water droplet on CNT membrane.
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Xenon Lamp
CEL-HXF300
Ceaulight
Used to simulate solar light in the solar steam generation experiment.
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Optical Power Meter
CEL-NP2000
Ceaulight
Used to adjust the light intensity in the solar steam generation experiment.
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Electronic Balance
JJ224BF
G&G
Used to record the weight change during the solar steam generation process.
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T-type Thermocouple
TT-T-36-SLE
Omega
Used to monitor the water temperature at different heights in the cylindrical vessel.
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