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Portable and flexible water-evaporation-generator based on hydrogel

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Science China Materials 2022年第10期65卷 2889-2893页

作者： Xuemei Li Zixuan Liao Jiyuan Niu Cong Hu Luxian Li Jidong Li Jianxin Zhou Honglie Shen Jun Yin and Wanlin Guo State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures Key Laboratory for Intelligent Nano Materials and Devices of the Ministry of EducationNanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China College of Aerospace engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China College of Material Science and Engineering Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China Institute for Frontier Science Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China

Electricity from clean and renewable resources is a promising solution to address the growing energy ***,an abundant and widely distributed substance on the planet,contains tremendous energy[1,2].Recently,it was demonstrated that electricity can be generated directly through the interaction between water and nanostructured materials,termed as the hydrovoltaic effect[3],facilitating energy harvesting from *** particular,it was found that the natural evaporation of water can sustainably generate an electric voltage of up to 1 V across a carbon black film[4].

关键词：聚丙烯酰胺水凝胶电器件水蒸发输出电压拉伸应变网状电极开路电压便携式电源

聚乙烯醇/海藻酸钠复合气凝胶的制备及其高效海水淡化应用

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复合材料学报 2023年第10期40卷 5726-5735页

作者：李萌王甜侯宪广张宪胜青岛大学纺织服装学院青岛266071

基于太阳能界面水蒸发技术的海水淡化蒸发器可以实现海水的淡化提纯,但目前蒸发器的蒸发速率较低。本文通过定向冷冻的方法制备了聚乙烯醇与海藻酸钠的复合气凝胶,同时采用碳纳米管作为光吸收材料,探索了复合气凝胶组分、比例和光吸收... 详细信息

基于太阳能界面水蒸发技术的海水淡化蒸发器可以实现海水的淡化提纯,但目前蒸发器的蒸发速率较低。本文通过定向冷冻的方法制备了聚乙烯醇与海藻酸钠的复合气凝胶,同时采用碳纳米管作为光吸收材料,探索了复合气凝胶组分、比例和光吸收材料含量等因素对蒸发器水蒸发性能的影响。结果发现该复合气凝胶蒸发器有高达97%的光吸收率和优异的海水淡化性能,一个太阳光下的水蒸发速率能够达到2.7 kg·m^(-2)·h^(-1),并且在长期的光照和黑暗的交替过程中,蒸发器表面积累的盐晶体会自动融化消失,起到自清洁的效果,可以实现长期的可持续蒸发,在海水淡化领域具有广阔的应用前景。

关键词：气凝胶定向冷冻海水淡化水蒸发自清洁海藻酸钠碳纳米管聚乙烯醇

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光热转换材料及其在脱盐领域的应用

化学进展 2019年第4期31卷 580-596页

作者：郭星星高航殷立峰王思宇代云容冯传平中国地质大学(北京)水资源与环境学院水资源与环境工程北京市重点实验室地下水循环与环境演化教育部重点实验室北京100083 北京师范大学环境学院北京100875 中国环境科学研究院流域水环境污染综合治理研究中心北京100012

光热脱盐技术在缓解水资源短缺和减少水环境污染等方面具有重要的应用前景,已吸引了各国研究者的广泛关注。光热脱盐主要是利用光热转换材料将吸收的太阳光能直接、高效地转化为热能,以蒸发水分实现含盐水脱盐和水质净化,其效率取决于... 详细信息

光热脱盐技术在缓解水资源短缺和减少水环境污染等方面具有重要的应用前景,已吸引了各国研究者的广泛关注。光热脱盐主要是利用光热转换材料将吸收的太阳光能直接、高效地转化为热能,以蒸发水分实现含盐水脱盐和水质净化,其效率取决于光热转换材料的性能。本文综述了近年来太阳能光热转换材料如金属基材料、碳基材料、半导体材料、有机聚合物材料、复合光热材料的研究现状及其光热转换机理,并介绍了光热转换材料在脱盐领域的应用进展。基于上述分析,对光热转换材料在未来脱盐领域的研究前景进行了展望,提出应针对光热转换材料的低强度全光谱吸收和高效转化利用、光热稳定性和重复使用性提高,以及光热脱盐系统的热传递损失最小化和热量利用最大化等方面进行深入探析。

关键词：光热转换材料脱盐太阳能水蒸发含盐水处理

柔性等离激元纤维素纸用于宽谱光吸收和高效太阳能蒸汽转化

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Science China Materials 2023年第3期66卷 1097-1105页

作者：董昌林袁洋宋国芬李婧涵王庆通周陈鑫 Ashfaq Ahmad 郭萃萍张旺刘庆雷顾佳俊宋钫张荻 State Key Laboratory of Metal Matrix Composites School of Materials Science and EngineeringShanghai Jiao Tong UniversityShanghai 200240China Institute of Biomedicine and Biotechnology Shenzhen Institute of Advanced TechnologyChinese Academy of SciencesShenzhen 518055China

等离激元吸光材料因具有强共振吸收、快速光热转换和局部加热效应,在太阳能水蒸发领域具有巨大的应用潜力.但拓宽等离激元纳米颗粒的吸收带宽目前仍面临不小的挑战.本文中,我们通过将等离激元金属纳米颗粒限域合成到市面上常见的纤维素... 详细信息

等离激元吸光材料因具有强共振吸收、快速光热转换和局部加热效应,在太阳能水蒸发领域具有巨大的应用潜力.但拓宽等离激元纳米颗粒的吸收带宽目前仍面临不小的挑战.本文中,我们通过将等离激元金属纳米颗粒限域合成到市面上常见的纤维素纸(CP)的纳米间隙中,制备出了具有宽谱光吸收的柔性等离激元纤维素纸(PCP).利用源于自然的纳米限域效应,可快速且大规模地合成银(Ag)和铜(Cu)基PCP.其中,Ag-CP在250–2500 nm光谱范围内表现出93.7%的宽带光吸收效率,在1 kW m-2(1 sun)辐照下进行太阳能水蒸发测试,太阳能光热转化效率为85.2%.基于自然构型的纳米限域合成可以作为一个简单便利的方法调节金属纳米颗粒的大小和相互之间的间隙并防止其团聚.通过将吸光材料结构调控与理论模拟结合分析,我们证明了纤维素中天然的独特微观结构对金属纳米颗粒间耦合效应的调控,是PCPs表现出强宽带等离激元光吸收的主要原因.本文提出了一种利用自然构型的纳米限域效应调节光吸收效率的策略,并开发了一种具有实际应用前景的等离激元光吸收材料.

关键词：金属纳米颗粒等离激元纤维素纸水蒸发光吸收光热转换加热效应共振吸收

分级多孔碳纳米纤维用于高效太阳能驱动水净化

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Science China Materials 2023年第8期66卷 3310-3318页

作者：罗清亮羊燚汪康康俞建勇王荣武季东晓覃小红 Key Laboratory of Textile Science and Technology of Ministry of Education College of TextilesDonghua UniversityShanghai 201620China Innovation Center for Textile Science and Technology Donghua UniversityShanghai 201620China

碳材料通常用于太阳能水蒸发,因为它们可以吸收宽带光并有效地产生热量.然而,具有光滑表面的传统碳材料受到大约10%的中等反射的限制,损失了反射能量.在此,我们提出了一种多界面策略,以提高碳纳米纤维(CNFs)的固有光吸收,从而实现更高... 详细信息

碳材料通常用于太阳能水蒸发,因为它们可以吸收宽带光并有效地产生热量.然而,具有光滑表面的传统碳材料受到大约10%的中等反射的限制,损失了反射能量.在此,我们提出了一种多界面策略,以提高碳纳米纤维(CNFs)的固有光吸收,从而实现更高效的太阳能驱动水净化.通过简单的牺牲模板方法,在CNFs中引入分级孔来构建多个界面得到高表面粗糙度碳纳米纤维(HPCNFs).由于高表面粗糙度和源自分级孔的丰富内部空气介电界面,HPCNFs在宽带光(300–2500 nm)吸收显著改善,高达97.62%,这使得在1个太阳光照下的太阳光转换为蒸汽的效率达到96.13%,蒸发率高达1.78 kg m^(-2)h^(−1),超过了大多数相关的纯碳材料.当用于太阳能水蒸发脱盐时,HPCNF膜表现出对离子的高度排斥(水蒸发材料的设计提供了一种简便策略.

关键词：牺牲模板碳纳米纤维表面粗糙度水净化蒸发材料碳材料光滑表面水蒸发

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蒸发驱动水伏发电中的热质传递

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第2期54卷 111-115页

作者：董桐宇贺楠王昊楠唐大伟李林大连理工大学能源与动力学院大连116024

蒸发驱动的水伏发电是一种新兴的能量转化技术.亲水多孔纳米材料被浸入水中时,水分子与之相互作用,在纳米通道内形成连续的水流,并携带与通道表面电性相反的离子定向移动,在通道两端形成电势差.然而,水伏发电较低的性能仍是该领域所面... 详细信息

蒸发驱动的水伏发电是一种新兴的能量转化技术.亲水多孔纳米材料被浸入水中时,水分子与之相互作用,在纳米通道内形成连续的水流,并携带与通道表面电性相反的离子定向移动,在通道两端形成电势差.然而,水伏发电较低的性能仍是该领域所面临的严峻挑战之一.本文分析了蒸发驱动的水伏发电技术的机理,并总结了提高蒸发驱动的水伏发电器件电学输出性能的策略,最后展望了该领域的挑战与前景.

关键词：水蒸发水伏发电效应热质传递能量转化

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互补相关蒸散发理论与应用研究

地理研究 1993年第4期12卷 32-38页

作者：郭生练朱英浩武汉水利电力大学

本文提出和建立了一个计算蒸散发能力和饱和湿润表面蒸散发量的经验公式,并把互补相关模型应用到湖北省十六个流域,江汉平原水网区和东湖的蒸散发估计。模型的计算值同水量估计值以及蒸发的研究和计算提供了另一条简便易行的途径。

关键词：互补相关模型水文循环水蒸发

罗布泊盐湖钙芒硝巨量堆积对富钾卤水形成的控制——来自流体包裹体组成的约束

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矿物学报 2015年第S1期35卷 616-617页

作者：孙小虹刘成林焦鹏程中国地质科学院矿产资源研究所北京100037

罗布泊盐湖位于新疆塔里木盆地东端,为我国最大的硫酸盐型卤水钾盐成矿区,富钾卤水主要赋存于巨量钙芒硝岩晶间孔隙中。一般海水和陆相盐湖需经历石盐沉积之后,才出现钾元素富集和钾盐矿物沉积,晶间卤水通常赋存于石盐晶间孔隙中。海水... 详细信息

罗布泊盐湖位于新疆塔里木盆地东端,为我国最大的硫酸盐型卤水钾盐成矿区,富钾卤水主要赋存于巨量钙芒硝岩晶间孔隙中。一般海水和陆相盐湖需经历石盐沉积之后,才出现钾元素富集和钾盐矿物沉积,晶间卤水通常赋存于石盐晶间孔隙中。海水蒸发至石盐析出时卤水中KCl含量约0.52%(瓦里亚什科,1965)。然而,罗布泊盐湖在石膏沉积之后出现巨量钙芒硝沉积,石盐析出时间相对很晚,沉积量也相对很小。钙芒硝大量沉积后,晶间卤水钾元素出现超前富集,卤水KCl平均含量达1.40%,

关键词：钙芒硝晶间孔隙流体包裹体硫酸盐型矿物沉积成矿区钾元素石盐水蒸发元素富集

太阳能驱动的木基表面水蒸气发生器的制备及性能测试

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东北林业大学学报 2020年第6期48卷 100-104页

作者：杨林涛李淑君张显权陈志俊东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 东北林业大学哈尔滨150040

为了使新型、简易的光热转化材料进一步用于水蒸发,以椴木块为原料,去离子水为溶剂,在不同反应温度和反应时间下,用均相反应釜来制备光热转化材料,即可获得均匀炭化木(UCW)。通过对不同样品的性能进行分析来筛选出较优条件,并对原木和... 详细信息

为了使新型、简易的光热转化材料进一步用于水蒸发,以椴木块为原料,去离子水为溶剂,在不同反应温度和反应时间下,用均相反应釜来制备光热转化材料,即可获得均匀炭化木(UCW)。通过对不同样品的性能进行分析来筛选出较优条件,并对原木和较优样品进行表征和分析。结果表明:较优条件为反应温度180℃,反应时间8 h,此时的光热性能和水蒸发性能较好。扫描电镜(SEM)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角测试和热重(TG)等分析表明:水热炭化反应很好地保留了椴木本身的原始形貌;表面颜色变深,更利于对光的吸收;C、O元素的比例减小,亲水性明显增强;主热解温度变窄,整体热解速率偏低。

关键词：椴木块均匀炭化木光热转化材料水蒸发