太阳能驱动水处理技术

王 亮

（南京科技职业学院 化学与材料工程学院，江苏南京 210048）

1 碳基类

1.1 碳纳米管

Gan Qimao团队将碳浆液沉积在无尘纸上，直接包裹在圆柱形聚氨酯海绵上，在室温干燥后，制成基于碳纳米管的悬浮太阳能蒸发器。由于碳纳米管表面层的高吸光度，聚氨酯海绵层的高效热隔离，以及无尘纸的快速水输送通道，模拟太阳的光照强度为2kW/m2时真实海水蒸发量为1.58kg/ （m2·h），能够有效地降低了海水蒸发出的淡水中有机和无机污染物的浓度，工作超过30d依然性能稳定，具有良好的耐久性。Song Xiangju团队采用非溶诱导相反法制备了多孔光热复合膜，该超滤膜主要由多壁碳纳米管和聚砜组成，该膜通过可持续太阳能有效地加热原料饲料溶液，有利于溶液黏度降低和膜孔径膨胀，从而促进了在低压情况下水在膜上的过滤，在模拟太阳的光照强度为1kW/m-2时，操作压力为0.10MPa时，可达到314L/（m2·h）高过滤流量，它将预热低温原料溶液和超滤过程集成一个单元，有效地简化了操作过程，极大降低操作压力和能耗，该膜分离系统具有很好的应用前景。 Wang Yuchao团队采用真空过滤操作将碳纳米管混合溶液加到过滤膜的大孔硅基底的上表面，制备成顶部自浮疏水碳纳米管膜和底部亲水性多孔硅基底组成的双层材料，顶部碳纳米管作为光热成分，将几乎整个入射光收集并转化为热，底层大孔硅基底除了吸水、机械支撑、热屏障的作用外，还有助于形成碳纳米管顶层的粗糙表面结构，有利于光吸收，实现了82%的太阳能蒸发效率，光照强度为1kW/m2时，水蒸发量为1.32kg/（m2·h），该双层材料在海水和污水的蒸发净化方面也表现出良好的性能。……