聚陰離子電解質離子化海水淡化賦予的持續太陽能界面蒸發性能

上海應用技術大學呂鳳勇AM：聚陰離子電解質離子化海水淡化賦予的持續太陽能界面蒸發性能

熱質納能 四川 / 時間：2024-12-23 09:35:32

網易12月20日訊：聚陰離子電解質離子化海水淡化賦予的持續太陽能界面蒸發性能

研究概述

太陽能蒸發有助于可持續和不污染環境地從海水和廢水中生產淡水。 然而，傳統蒸發器在實際鹽水處理過程中析出的鹽晶體嚴重阻礙了光吸收和蒸氣擴散，大幅降低海水淡化效率，使得穩定高效的長期海水淡化難以實現。 雖然目前已有研究通過機械清理和調控水運路徑控制鹽結晶區域的方法減小鹽結晶對蒸發器性能的影響，但并未阻止鹽離子進入蒸發器，長期海水淡化的耐鹽性依然較差。 因此需要尋找一種從根本上阻止鹽離子進入蒸發器，以實現長期穩定海水淡化的方法。 近日，上海應用技術大學呂鳳勇副教授課題組在《 Advanced Materials 》 (IF=27.4 是一本備受矚目的材料科學領域國際**期刊 ) 上在線發表題目為 “Polyanionic Electrolyte Ionization Desalination Empowers Continuous Solar Evaporation Performance” 的研究成果，針對太陽能蒸發器在實際海水淡化過程中鹽晶體析出問題，利用聚陰離子電解質功能化策略，實現優異的均勻脫鹽性能，證明了聚陰離子電解質功能化作為排鹽策略對高性能太陽能海水淡化技術和其他技術的發展具有**的益處。呂鳳勇副教授為論文**作者、研究生苗潔、王忠禹、胡靜教授和愛丁堡大學 Daniel Orejon 老師作為本文通訊作者。 (https://doi.org/10.1002/adma.202410290)

研究成果

1 、合理的結構設計實現高效光吸收和水輸送

2 、不同輸水策略對鹽結晶的調控

3 、利用 Donnan 平衡實現鹽離子調控

4 、穩定高效的海水淡化

5 、戶外實際環境下的海水淡化

總結與展望

針對太陽能蒸發器在實際海水淡化過程中鹽結晶問題，部分研究采用額外的物理方法除鹽，或通過調控鹽結晶區域對蒸發器性能的影響，但長期海水淡化性能依然較差。本研究巧妙地通過在 SHiCF-GO 倒圓錐蒸發器骨架表面沉積聚陰離子聚電解質，利用 Donnan 平衡從水運路徑抑制主體水中鹽離子向蒸發界面的輸運，避免在海水淡化過程中的鹽結晶。通過系統的實驗，驗證了其在模擬海水，實際海水以及戶外條件下的蒸發排鹽穩定性。為簡單，經濟地實現海水淡化并在其過程中保持蒸發性能的穩定提供了一種新思路。（本刊有刪節）