本期分享中国海南大学向道平教授课题组发表在Desalination杂志上题目为“A highly efficient melamine foam-based solar evaporator with double-photothermal-converting and fast water transportation”的研究文章。

Part 1 文章简介

三聚氰胺泡沫 (MF) 因其独特的结构、亲水性和易得性而在太阳能水蒸发领域引起了广泛关注。以前的大多数研究仅集中于将 MF 煅烧后用作光热转换 (PTC) 材料，或将其用作负载其他 PTC 材料的骨架基质。在此，利用三聚氰胺泡沫作为基质，通过一系列碳化和涂覆程序实现了基于碳化三聚氰胺泡沫和聚多巴胺的复合光热转换。此外，在涂覆 PDA 之前填充细菌纤维素减少了蒸发器内部的空隙，从而创造了更多的通道以确保蒸发过程中水的快速输送而不会影响其盐回流。因此，在 1.0 太阳照射下的纯水和海水蒸发测试中分别实现了非常接近的 2.28 和 2.24 kg m-2 h-1 的蒸发速率。我们的工作提出了一种应用三聚氰胺泡沫实现太阳能水高效蒸发以及保证海水淡化蒸发器蒸发速率稳定性的方法。

Part 2 主要图表

图1是展示CMF-C-PDA蒸发器制造过程的示意图。

图2是SEM 图像显示（a）MF 蒸发器、（b）CMF 蒸发器、（c）PDA 颗粒、（d）CMF-PDA 蒸发器、（e）CMF-C 蒸发器和（f）CMF-C-PDA 蒸发器的微观结构或形貌。

图3是(a) MF、CMF 和 CMF-C 蒸发器的 FT-IR 光谱。(b) DA-HCl 颗粒、PDA 颗粒、CMF-PDA 蒸发器和 CMF-C-PDA 蒸发器的 FT-IR 光谱。(c) MF、CMF、CMF-PDA 和 CMF-C-PDA 蒸发器的 UV-vis-NIR 吸光度测试结果。(d) CMF-PDA 和 CMF-C-PDA 蒸发器的接触角值。

图4是(a) 蒸发实验中使用的蒸发器设计示意图。在 1.0 太阳光照下，纯 MF、CMF、CMF-PDA 和 CMF-C-PDA 蒸发器在 (b) 纯水和 (c) 海水中蒸发时的质量随时间变化。(d) 计算纯 MF、CMF、CMF-PDA 和 CMF-C-PDA 蒸发器在纯水和海水蒸发中的蒸发速率。(e) 在 1.0 太阳光照下进行 10 循环海水蒸发试验期间 CMF-C-PDA 蒸发器的蒸发速率。(f) 在 1.0 太阳光照下海水蒸发中 CMF-C-PDA 蒸发器的温度随时间变化。

图5是照片显示了 (a) CMF-PDA 和 (b) CMF-C-PDA 在蒸发实验开始时和在海水中蒸发 1.5 小时后的外观。(c) 照片显示了 CMF、CMF-C 和 CMF-C-PDA 蒸发器在亚甲蓝溶液中的吸水时间。

图6是(a) 照片显示了 CMF-C-PDA 蒸发器的实际集水情况。(b) 10 个循环室外海水淡化实验的计算蒸发率。(c) 从 CMF-C-PDA 蒸发器收集的海水和纯净水的离子浓度。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.desal.2024.117396

引用：Yang, Zirui, Ziyu Gui, and Daoping Xiang. "A highly efficient melamine foam-based solar evaporator with double-photothermal-converting and fast water transportation." Desalination 577 (2024): 117396.

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