Ang solar-driven interfacial evaporation (SIE) giisip nga usa sa labing maayong teknolohiya aron maibanan ang kakulang sa tubig tungod sa abilidad niini nga episyente nga mogamit sa solar energy aron makahimo og tubig nga presko. Dugang pa, ang mga solar evaporator adunay talagsaon nga mga bentaha sa pagtambal sa concentrated salt wastewater . Ang proseso sa evaporation nagpatungha lamang og mga kristal sa asin isip byproduct, sa ingon nakab-ot ang zero liquid discharge. Bisan pa, ang pagtapok sa asin sa evaporator makababag sa pagsuhop sa kahayag ug makaapekto sa paggawas sa alisngaw, nga sa katapusan mosangpot sa pagkunhod sa evaporation performance sa evaporator o bisan sa pagkapakyas.
Aron maibanan kini nga problema, ang ubang mga tigdukiduki nagsugyot og estratehiya sa "sirkulasyon sa asin". Buot ipasabot, usa ka agianan sa sirkulasyon ang gidisenyo para sa solusyon aron ang mga ion sa asin moagos balik sa brine, sa ingon mapugngan ang pagkristal sa asin sa ibabaw sa evaporation, sa ingon makab-ot ang padayon ug lig-on nga evaporation. Bisan pa, kini nga pamaagi hinungdan sa pagtaas sa kaasinan sa solusyon, ug ang problema sa pagkristal sa asin dili gihapon malikayan.
Laing solusyon mao ang estratehiya nga "salting out". Buot ipasabot, ang istruktura gi-regulate aron ang asin mas maayo nga makristal sa lugar nga dili maalisngaw, sa ingon makunhuran ang epekto sa kristalisasyon sa asin sa performance sa pag-alisngaw, sa ingon makab-ot ang dungan nga pagkolekta sa asin ug tab-ang nga tubig. Bisan pa, ang estratehiya nga "salting out" nag-atubang gihapon og pipila ka grabe nga mga hagit sa praktikal nga aplikasyon.
Una, ang one-dimensional brine transport naglimite sa absorptive capacity, nga nakapakunhod pag-ayo sa kinatibuk-ang evaporation rate. Ikaduha, ang salt crystallization strategy nagkinahanglan og regular nga pagtangtang sa mga salt crystals, nga lisod awtomatikong mahulog gikan sa evaporator surface tungod sa ilang kusog nga adhesion. Kon ang nadeposito nga asin dili makuha sa tukmang panahon, ang evaporation performance mokunhod gyud. Dugang pa, daghang high-efficiency solar evaporator ang nanginahanglan og delikado o dugay nga mga proseso sa pagpangandam, sama sa high-pressure, low-vacuum, o high-temperature heat treatments.
Busa, ang pagpalambo og lig-on nga solar evaporator aron makab-ot ang dugay, episyente, ug lig-on nga pag-alisngaw sa tubig ug pagkolekta sa asin pinaagi sa usa ka yano nga proseso sa pag-andam alang sa zero liquid discharge desalination usa ka wala pa makab-ot nga siyentipikong tumong.
Base sa mga hagit sa ibabaw, ang research team sa Shandong First Medical University nag-andam og three-dimensional gradient graphene spiral aerogel evaporator, nga makab-ot ang episyente nga solar evaporation sa taas nga konsentrasyon sa tubig nga parat ug makab-ot ang zero liquid discharge.
Aron matuman ang estrikto nga mga kinahanglanon sa mga solar evaporator sa mga termino sa episyente nga pagsuhop sa adlaw, hingpit nga paggamit sa enerhiya, maayo kaayo nga resistensya sa asin ug dugay nga kalig-on, ang disenyo sa proyekto nag-una nga nagpunting sa mosunod nga upat ka hinungdanon nga punto:
Pag-focus sa disenyo sa istruktura ug pagpaayo sa kalig-on sa kemikal
Ang evaporator kinahanglan nga adunay lig-on nga istruktura sa network ug kemikal nga kalig-on, nga hinungdanon aron makab-ot ang dugay, episyente, ug lig-on nga solar desalination. Busa, gipili nila ang barato, super-hydrophilic, taas nga porosity, ug taas nga resistensya nga melamine foam isip suportang kalabera sa solar evaporator.
Gitun-an dayon nila ang mekanikal nga mga kabtangan sa graphene aerogels nga adunay melamine foam isip kalabera sa daghang mga paagi, lakip ang compression, bending, ug tension, aron komprehensibo nga masusi ang ilang mekanikal nga mga kabtangan.
Aron mas mapamatud-an ang kalig-on ug kalig-on niini ubos sa aktwal nga mga kondisyon sa paggamit, ang grupo sa mga tigdukiduki nagpahigayon og mga pagsulay ubos sa lainlaing mga grabe nga kondisyon.
Sa piho, balik-balik nilang gibawog ang sample sa hangin ug tubig sa 20 ka beses, gihumol kini sa acidic ug alkaline nga mga solusyon , ug gibutang kini sa mga lugar nga grabe ang kainit sama sa taas nga temperatura ug ultrasonic stirring.
Human niining estrikto nga mga pagsulay, wala silay nakitang dakong mga pagbag-o sa hitsura ug microstructure sa sample, nga hingpit nga nagpakita sa maayo kaayong kalig-on ug kalig-on sa istruktura niini.
Pag-focus sa pagpasimple ug ekonomikanhong pag-uswag sa mga proseso sa paggama
Aron makab-ot ang kasayon ug ekonomiya sa proseso sa paghimo og evaporator ug malikayan ang paggamit sa mahal nga kagamitan, gidisenyo nila ang mosunod nga mga lakang sa pagpangandam:
Ang unang lakang mao ang hot pressing
Gamit ang hot pressing technology, ang research team mi-compress sa melamine foams nga lain-laing gibag-on aron makakuha og pre-pressed melamine film nga may gibag-on nga 1mm.
Atol niini nga proseso, samtang ang ratio sa orihinal nga gibag-on sa sample ngadto sa katapusang gibag-on nga gibag-on motaas, ang gidak-on sa mga lungag sa pre-pressed melamine film maampingong gi-regulate gikan sa 150 μm ngadto sa 20 μm , nga nagporma og talagsaon nga three-dimensional gradient network structure.
Ang ikaduhang lakang mao ang pag-spray sa ibabaw
Gamita ang spray bottle aron parehas nga i-spray ang graphene oxide suspension sa ibabaw sa pre-pressed melamine film . Nakab-ot ang parehas nga pag-apod-apod sa graphene oxide sa film, nga nagpahimutang sa pundasyon alang sa sunod nga solar reduction.
Ang ikatulong lakang mao ang pagpauga sa presyur sa atmospera
Human sa pag-spray, ilang gibutang ang film direkta sa hangin para sa natural nga pagpauga sa hangin. Kini nga lakang makalikay sa komplikado, makahurot sa oras, ug makahurot sa enerhiya nga mga proseso sa pagpangandam sama sa freeze drying, supercritical drying, ug pag-ilis sa solvent.
Ang ikaupat nga lakang mao ang pagkunhod sa kahayag sa adlaw
Kana mao, ang paggamit og magnifying glass aron ipunting ang kahayag sa adlaw sa sample. Ubos sa aksyon sa ultraviolet rays, ang kolor sa nawong sa sample dali nga mausab gikan sa brown ngadto sa itom, nga nagpakita nga ang graphene oxide malampuson nga napakunhod ngadto sa reduced graphene oxide.
Kini nga pamaagi sa pagkunhod sa solar dili lamang sayon gamiton ug mahigalaon sa kalikopan, apan wala usab magkinahanglan sa paggamit sa mga kemikal nga ahente sa pagkunhod o mga proseso sa pagkunhod sa kainit nga taas ang temperatura, nga labi nga nagpamenos sa gasto sa produksiyon ug polusyon sa kalikopan.
Pag-focus sa episyente nga pagsuhop sa enerhiya sa adlaw ug pagminus sa pagkawala sa enerhiya
Ang mga solar evaporator dili lang kinahanglan nga mosuhop ug mo-convert sa lain-laing klase sa solar energy ngadto sa thermal energy, apan kinahanglan usab nga maminusan ang pagkawala sa enerhiya nga gipahinabo sa diffuse reflection ug thermal radiation, ug mokuha og dugang nga enerhiya gikan sa palibot. Ang proseso sa evaporation sa solar interface gikontrol sa tulo ka energy fluxes: solar energy input, evaporation energy output, ug energy nga gipagawas ngadto sa palibot.
Subo lang, ang naandan nga two-dimensional solar evaporator nag-atubang og mga problema sa pagkawala sa enerhiya tungod sa pagbayloay og kainit sa palibot, nga nagpalisod sa pagkab-ot sa sulundon nga 100% nga solar-to-steam conversion efficiency. Sa kasukwahi, ang three-dimensional solar evaporator makalapas sa teoretikal nga limitasyon sa solar-to-steam conversion efficiency.
Aron makunhuran ang pagkawala sa enerhiya nga gipahinabo sa diffuse reflection ug thermal radiation sa ibabaw nga bahin sa three-dimensional sample, ang team nagdisenyo og three-dimensional spiral concave graphene aerogel.
Kini nga istruktura dili lang kay adunay mas taas nga absorbance ug mas ubos nga reflectivity, apan ang mga kilid nga bungbong niini makahimo usab sa pagsuhop sa kainit sa palibot ug kainit nga mikaylap gikan sa ubos, sa ingon nagtugot sa epektibo nga pagbawi sa enerhiya.
Pag-focus sa pag-optimize sa pag-agwanta sa asin ug pagdumala sa kristalisasyon sa asin
Kana mao; pinaagi sa pagdesinyo og talagsaon nga agianan sa transportasyon, ang radial transport sa brine mapalambo, nga mosangpot sa directional crystallization sa asin. Kini nga disenyo dili lamang epektibo nga makapugong sa asin gikan sa pagdeposito ug pagbara sa ibabaw sa evaporator, apan nakab-ot usab ang epektibo nga pagkolekta ug paggamit sa asin, sa ingon nagpauswag pag-ayo sa kahusayan ug pagpadayon sa proseso sa desalination.
Ilabi na, ilang gidisenyo ug giandam ang usa ka three-dimensional gradient graphene network structure nga gibase sa usa ka pre-pressed melamine porous film . Kini nga gradient graphene network, nga nipis sa sulod ug dasok sa gawas, mahimong makaporma og radial capillary force difference, nga nagpasiugda sa radial transport sa brine. Samtang nagpadayon ang pagmugna og alisngaw, ang radial flow sa brine nagdugang sa konsentrasyon sa brine sa gawas nga bahin sa nawong, hinungdan nga ang asin mo-crystallize sa direksyon sa gawas nga bahin imbes sa sulod nga bahin. Kini nga disenyo nagsiguro nga ang sulod nga bahin sa evaporator magmintinar sa igo nga evaporation area, sa ingon makab-ot ang episyente ug lig-on nga solar evaporation.
Angayan nga hisgutan nga ang evaporator naggamit sa tibuok gawas nga nawong niini alang sa kristalisasyon sa asin, nga naghimo sa lugar sa kristalisasyon nga mas dako kaysa sa ubang mga directional crystallization evaporator.
Ang mga kristal sa asin kasagaran gilangkoban sa luag nga mga kristal sa asin nga adunay daghang mga buho, nga mapuslanon sa pagdala sa brine ug sa pagpagawas sa alisngaw.
Dugang pa, tungod sa epekto sa pagpabugnaw sa alisngaw, ang temperatura sa ibabaw sa lut-od sa asin mas ubos kay sa temperatura sa palibot. Kini nga kinaiya makapahimo sa evaporator nga mosuhop og dugang enerhiya gikan sa palibot, nga labi pang makapauswag sa performance sa pag-alisngaw.
Tinubdan sa artikulo: Deep Tech
Ang grupo sa panukiduki: Shandong First Medical University Team Research Group
Ang artikulo gikutlo gikan sa: https://www.163.com/dy/article/J1RENDEH05119734.html
Alang sa dugang nga impormasyon bahin sa SINOYQX Melamine Foam, palihug kontaka kami sa [email protected] o tawagi kami sa: +86-28-8411-1861.
Ang ubang mga hulagway ug mga teksto gikopya gikan sa Internet, ug ang copyright iya sa orihinal nga tagsulat. Kung adunay bisan unsang paglapas, palihug kontaka kami aron mapapas.