碳氮化钛/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器的制备及其性能

作     者：娄辉清 上媛媛 曹先仲 徐蓓蕾 LOU Huiqing;SHANG Yuanyuan;CAO Xianzhong;XU Beiei

作者机构：郑州大学物理学院河南郑州450052 现代纺织技术创新中心(鉴湖实验室)浙江绍兴312030 神马实业股份有限公司河南平顶山467021 

出 版 物：《纺织学报》 (Journal of Textile Research)

年 卷 期：2023年第44卷第10期

页      面：9-15页

核心收录：

学科分类：0821[工学-纺织科学与工程] 08[工学] 082101[工学-纺织工程] 

基　　金：河南省科技攻关计划项目(212102310014) 浙江省服装工程技术研究中心开放基金项目(2021FZKF08) 河南工程学院协同育人项目(XTYR-HKJ2021047) 

主　　题：粘胶纤维束 碳氮化钛 太阳能界面水蒸发器 光热转换层 水蒸发性能 

摘      要：为提高太阳能光热转化效率,基于太阳能驱动的界面水蒸发原理,结合粘胶纤维的形貌和性能特点,通过在垂直排列的粘胶纤维束端面构筑碳氮化钛(MXene)作为光热转化层,制备MXene/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器,并系统分析MXene涂层数、光照强度对太阳能界面水蒸发器蒸发性能及稳定性的影响。结果表明:粘胶纤维表面的沟槽结构及其集合体垂直排列形成的毛细孔为水传输提供了有利通道;纤维束集合体端面涂覆光热转换材料MXene和增加光照强度有利于提高器件的水蒸发性能,当MXene涂层数由1层增加至5层时,其蒸发速率和蒸发效率分别从0.78 kg/(m^(2)·h)和39.4%提高至1.47 kg/(m^(2)·h)和74.4%;随着光照强度的增大,太阳能界面水蒸发器的蒸发性能也随之大幅提高,当光照强度由1 kW/m^(2)增加到5 kW/m^(2)时,其蒸发速率由1.47 kg/(m^(2)·h)提高至6.45 kg/(m^(2)·h),蒸发效率由70.6%提高至82.4%;太阳能界面水蒸发器在2 kW/m^(2)的光照强度下使用144 h后,其蒸发速率和蒸发效率仍分别高达3.31 kg/(m^(2)·h)和82.1%,与初始值相比仅降低4.1%和3.5%,具有较好的稳定性能。