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东华大学学报(自然科学版)2024年第04期:抗污型CFC/TiO_2光热织物的制备及其在海水淡化中的应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张晓涵;李小龙;朱波;张丽莎;

单位:东华大学环境科学与工程学院;东华大学国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心;东华大学材料科学与工程学院;

摘要:太阳能光热海水蒸发被认为是解决淡水危机的有效策略,但实际海水中存在油污和有机污染物,长期蒸发过程中污染物会黏附在光热膜表面,致使膜的蒸发性能下降。为实现海水的长期抗污型蒸发,制备兼具光热和光催化性能的碳纤维布(CFC)/TiO_2织物。以CFC为衬底,通过水热法在其表面生长TiO_2纳米棒阵列(TiO_2纳米棒直径约为0.47μm、长度约为1.49μm)。结果显示:CFC/TiO_2织物表现出超亲水和超疏油特性,同时具有宽光谱(280~2500 nm)光吸收性能(光吸收效率约为88%);在模拟太阳光激发下,CFC/TiO_2还可光催化降解有机污染物,如在200 min内降解73%的盐酸四环素。将CFC/TiO_2光热薄膜构筑成倾斜式海水蒸发器,在模拟阳光(光强为1 kW/m~2)照射下,部分海水被蒸发,蒸发速率达1.68 kg/(m~2·h),浓缩后的海水在织物底端滴落,长期蒸发不析盐。这种光热/光催化织物有望推动太阳能海水淡化走向实际应用。

关键词:太阳能光热海水蒸发;;抗污;;碳纤维布;;二氧化钛;;抗析盐

基金资助:国家自然科学基金面上项目(42376045);; 国家重点研发计划(2022YFB3804900);; 上海市自然科学基金(21ZR1402500)