研究目的
开发一种低成本、自漂浮的光热材料,该材料源自商用面巾纸,可用于海水淡化和污水净化等应用中的高效太阳能蒸汽生成。
研究成果
碳化组织膜具有高光热转换效率(3倍太阳光照下达95%)、自漂浮能力、超过80次循环的优异稳定性以及低成本特点,使其成为海水淡化和净化领域实际太阳能蒸汽生成应用中极具前景的材料。
研究不足
该研究未涉及实际环境条件下的长期降解问题、大规模生产中的可扩展性问题,也未与更广泛的材料进行比较。实验是在受控的实验室环境中进行的,可能无法完全复现户外条件。
1:实验设计与方法选择:
通过将商用面巾纸在氩气氛围中800°C煅烧制备碳化组织膜。选用这种一步合成法因其操作简便且易于规?;?。
2:样品选择与数据来源:
以商用面巾纸为前驱体材料。表征手段包括XRD、拉曼光谱、SEM、EDX、紫外-可见光谱及红外热成像技术,用于结构和光学分析。
3:实验设备与材料清单:
设备包含煅烧用炉膛、XRD仪、拉曼光谱仪、扫描电镜、能谱仪、紫外-可见分光光度计及红外热像仪;材料为商用面巾纸和氩气。
4:实验流程与操作步骤:
面巾纸在氩气中800°C碳化后,对样品进行结构、成分、疏水性、光吸收、光热性能及1倍太阳光、2倍太阳光、3倍太阳光照射下的蒸汽生成效率表征,多循环测定蒸发速率与效率。
5:数据分析方法:
采用蒸发效率公式(η = v × hLV / P,其中hLV = 2260 + 4.2 × (T2 - T1))和增强因子分析数据,并对80次循环的稳定性进行统计分析。
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Furnace
Used for calcining the facial tissue at high temperature in argon atmosphere to produce the carbonized tissue membrane.
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XRD Machine
Used to analyze the crystal structure of the carbonized tissue, confirming the presence of carbon peaks.
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Raman Spectrometer
Used to obtain Raman spectra of the carbonized tissue, identifying D and G bands characteristic of carbon materials.
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SEM
Used to capture scanning electron microscopy images of the facial tissue and carbonized tissue to study microstructure changes.
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EDX Analyzer
Used for energy dispersive X-ray analysis to determine the elemental composition of the carbonized tissue, showing only carbon presence.
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UV-Vis Spectrophotometer
Used to measure the light absorption of samples in the wavelength range of 300-1200 nm.
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IRT Camera
Used for infrared thermography to record temperature changes of samples under light illumination.
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