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贵州师范大学学报(自然科学版)2024年第01期:碳化树菇光热转化材料的制备及海水淡化性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张学亮;杨采怡;柏林飞;黎世伟;朱洁;石忠武;黄陈宇;

单位:贵州理工学院材料与能源工程学院;

摘要:以天然树菇为原材料,使用高温碳化的方法获得具有分等级孔的碳结构,并将碳化后的树菇表面沉积金、银贵金属纳米颗粒得到Au/C和Ag/C复合材料,分别测试其海水淡化性能。结果表明,在400、500、600℃温度下进行碳化处理的树菇,其蒸发速率分别为0.411 7、0.459 8、0.513 5 g/(cm~2·h),碳化树菇与金、银2种贵金属复合后,其蒸发速率分别为0.750 0、0.638 4 g/(cm~2·h),比未负载的碳化树菇分别提高46%和24%。利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)、热重分析仪(TGA)和红外热像仪对材料进行表征,结果表明,碳化树菇具有竖直的圆柱形通道和分等级孔结构,可形成快速的蒸汽传输孔道,能显著提高海水淡化速率。同时碳化树菇与贵金属的LSPR效应协同还可提高光热转换速率,Au/C和Ag/C材料的表面温度在太阳光照5 min时温度分别达到46.3℃和48.0℃,比纯碳材料提高6.1℃和7.8℃。该研究表明碳化树菇在海水淡化领域具有很好的应用前景。

关键词:光热转换;;太阳能;;海水淡化;;分等级孔结构;;树菇

基金资助:贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK[2022]一般189);; 2022年贵州理工学院国家级大学生创新训练计划项目(202214440013,202214440183)