Kòm yon fason dirab pou itilize resous dlo, desalinasyon solè gen gwo potansyèl pou rezoud pwoblèm nan ensifizan resous dlo fre ak soulaje mank dlo. Sepandan, teknoloji tradisyonèl desalination dlo lanmè souvan gen pwoblèm tankou konsomasyon enèji segondè, ekipman konplèks, ak gwo pri.
Nan dènye ane yo, nouvo teknoloji kouch desalinasyon ki baze sou nanomateryèl te piti piti atire atansyon chèchè yo. Graphene oksid redwi grafèn, kòm yon nouvo materyèl ki genyen de dimansyon, te montre gwo potansyèl nan desalination solè.
Konpare ak materyèl kouch tradisyonèl desalination, rGO gen avantaj ki genyen nan konduktivite ekselan, segondè sifas espesifik ak bon estabilite chimik, epi li espere amelyore efikasite desalination ak diminye konsomasyon enèji.
Sepandan, rGO li menm gen pwoblèm agregasyon ak depo, sa ki diminye aktivite ak estabilite li. Se poutèt sa, fikse rGO sou materyèl kim pou fòme yon kouch konpoze kim melamin /rGO vin tounen yon fason efikas pou amelyore efikasite ak estabilite desalinizasyon.
Pa modifikasyon sifas ak ranfòse pwopriyete konpayi asirans nan materyèl la kim, nou inifòm fiks rGO sou sifas la kim pou ogmante zòn kontak li yo ak iyon sèl nan dlo a. An menm tan an, estrikti ak epesè kouch rGO yo kontwole pou optimize efikasite desalinasyon ak estabilite.
Pou jwenn yon konpreyansyon pi fon nan mekanis desalinasyon an, nou menm tou nou prepare yon bave oksid grafèn (rGO) redwi. Graphene trioksid-kouvwi bave melamine gen yon nannan mikwostrikti pore ak idrofilisite, ki pèmèt li gen bon mouillabilite epi li ka atire dlo nan zòn nan evaporasyon, sa ki pèmèt dlo yo dwe ranplir byen vit pandan y ap evite presipitasyon sèl.
Sistèm evaporasyon entèfas nan bave melamine grafèn oksid ki kouvwi ka reyalize yon efikasite evaporasyon fiks nan 89.6% anba 1kW m-2 gaz solè. Sistèm evaporasyon entèfas sa a gen gwo efikasite konvèsyon solè-a-chalè ak bon estabilite alontèm, ki montre potansyèl pou desalination dlo lanmè komèsyal yo.
Kounye a, kriz enèji mondyal la ak mank dlo vin tounen yon gwo menas pou devlopman dirab sosyete imen an. Pou satisfè demann enèji k ap grandi a, devlopman divès kalite konvèsyon enèji segondè-pèfòmans ak teknoloji pirifikasyon dlo te resevwa atansyon ogmante.
Teknoloji evaporasyon entèfas ki mache ak solè
Kòm yon sous enèji renouvlab pwomèt, enèji solè se akòz kapasite ultra-gwo li yo, inivèsalite, pwòpte, ak kapasite konvèsyon milti-fonksyonèl. Li te montre potansyèl pou ranplase konbistib fosil konsève pa konbistib fosil.
Anplis de teknoloji solè fotovoltaik ki pwodui dirèkteman enèji elektrik, teknoloji konvèsyon enèji solè-tèmik tou absòbe enèji solè ak konvèti li nan enèji tèmik, ki konsidere kòm yon fason senp epi efikas pou itilize enèji solè.
Enèji tèmik konvèti nan enèji solè ka kondwi pwosesis endistriyèl enpòtan tankou estasyon solè tèmik, desalinasyon solè, esterilizasyon, sistèm chofaj dlo solè ak lòt aplikasyon ki gen rapò ak chalè. Desalinasyon solè ofri yon solisyon efikas, espesyalman pou zòn ki manke enfrastrikti, paske li ka ekstrè dlo fre nan dlo lanmè san yo pa antre enèji adisyonèl.
Nan dènye ane yo, teknoloji evaporasyon entèfas solè kondwi lokalize pwosesis konvèsyon solè-chalè nan koòdone likid-vapè e li te vin tounen yon nouvo teknoloji itilizasyon enèji solè. Konpare ak chofaj tradisyonèl entegral, sistèm evaporasyon entèfas montre pi wo efikasite evaporasyon ak pi vit repons tèmik epi yo se yon altènatif potansyèl pou desalination dlo lanmè.
Se konsa, lwen, anpil etid yo te pote soti sou amelyore pèfòmans nan tèmik nan sistèm evaporasyon entèfas. Yon sistèm evaporasyon entèfasyal tipik ki kondwi ak solè konsiste de twa pati enpòtan:
Yon absòbe solè ki gen gwo absòpsyon solè ak efikasite konvèti radyasyon solè nan enèji chalè; yon izolan ki transfere chalè konvèti a nan dlo an esansyèl; ak yon chemen rezèv dlo ki kontinyèlman trase dlo soti nan dlo an esansyèl nan sifas la nan absòbe solè a.
Nan etid anvan yo, yon gwo kantite chèchè te konsakre tèt yo pou amelyore efikasite konvèsyon solè-an-vapè an jeneral lè yo sentetize materyèl bande laj ak absòbe enèji solè, optimize konsepsyon nouvo chemen ekipman pou dlo, epi amelyore estrikti izolasyon tèmik yo.
Jiskaprezan, sistèm evaporasyon entèfas solè kondwi yo te itilize nan anpil pwosesis endistriyèl, pwovoke distilasyon solè, esterilizasyon solè, desalination solè ak jenerasyon pouvwa solè. Pou reyalize pèfòmans evaporasyon segondè nan sistèm nan, li enpòtan yo eksplore absòpsyon bande nan tout spectre solè nan materyèl absòbe solè.
Materyèl yo absòbe enèji solè devlope ak eksplore nan sistèm evaporasyon entèfas solè ki kondwi sitou gen ladan materyèl kabòn, patikil plasmonik ak materyèl absòbe spectral selektif. Pami yo, materyèl natirèl nwa ak kabòn gen gwo kapasite konvèsyon solè-chalè epi yo apwopriye pou bande ak segondè-entansite absòbe solè.
Akòz gwo pousantaj absòpsyon solè yo, pri ki ba, ak bon estabilite, anpil absòbe solè ki baze sou kabòn yo te etidye, ki gen ladan nanotub kabòn, grafit, ak redwi oksid grafèn. Apre ane nan devlopman, efikasite konvèsyon solè-a-vapè sistèm nan anba limyè lajounen te rive nan plis pase 90%.
Malgre ke te gen gwo amelyorasyon nan devlope enèji solè absòbe materyèl ak desine estrikti entèfas evaporasyon, aparèy desalination solè ki pi te rapòte deja te akòz akimilasyon sèl sou sifas anlè evaporateur la pandan pwosesis desalination la. Sèl akimile bloke absòpsyon solè ak bloke evaporatè ki mouye a, sa ki lakòz efikasite konvèsyon solè-a-chalè ki ba ak pèfòmans evaporasyon pòv.
Metòd fizik tradisyonèl yo tankou vag ultrasons ak imèsyon dlo yo jeneralman itilize yo retire sèl akimile, men metòd sa yo ka fasilman lakòz domaj nan estrikti nan evaporasyon koòdone.
Pou diminye akimilasyon sèl nan sistèm evaporasyon entèfas, anpil etid yo te konsantre sou devlope evaporasyon idrofob. Sepandan, evaporatè idrofob limite rezèv dlo a nan sifas anwo a, kidonk diminye pèfòmans evaporasyon sistèm lan. Yon lòt fason pou rezoud pwoblèm sa a se sèvi ak yon evaporateur idrofil, ki deplase sèl depase soti nan sifas anwo a nan dlo a esansyèl.
Pou dat, anpil etid yo te konsantre sou konsepsyon evaporateur idrofil, tankou manbràn twal seluloz idrofil, manbràn idrofil ki baze sou papye, ak evaporateur bio-enspire. Men, devlope yon alontèm ki estab ak trè efikas sistèm evaporasyon entèfas solè-kondwi rete yon defi enpòtan.
Nan etid sa a, nou demontre yon sèl ki reziste, trè efikas absòbe solè ak vit tèmik reponn redwi oksid grafèn (rGO) bave pou solè-kondwi entèfasyal desalination anba limyè fliyoresan solè ki ba.
Nan nouvo estrikti pore a, yo te chwazi kim melamin idrofil (MF) kòm baz la, ki pa sèlman elaji sifas la pou absòpsyon solè a, men tou, amelyore difizyon miltip.
Idrofilisite sifas la ak porosite nan bave melamine grafèn oksid ki kouvwi redwi bay ase mouye ak fizyon nan zòn konvèsyon chalè solè a, osi byen ke rapid renouvèlman dlo, pandan y ap evite akimilasyon sèl.
Lè w ap pran avantaj de pèfòmans ki wo nan bave melamine grafèn oksid ki kouvwi, sistèm entèfas ki mache ak solè a kapab yon to konvèsyon solè-a-vapè 89.6%.
Anplis de sa, lè nou entegre bave melamine redwi grafèn oksid ki kouvwi nan enèji solè komèsyal, nou fèt ak fabrike yon aparèy desalinasyon dlo lanmè entèfas solè ak yon efikasite konvèsyon solè-a-dlo 56.4% anba lajounen. Akòz desalinasyon solè, dlo pwòp yo kolekte se nan kondisyon bon jan kalite potab.
Avèk pèfòmans siperyè evaporasyon ak évolutivité nan materyèl konvèsyon solè-a-tèmik, sistèm sa a pou desalination dlo lanmè entèfas solè-kondwi prezante kandida aplikasyon laj nan aplikasyon pratik nan desalination dlo lanmè.
Évolutivité de materyèl transfè chalè desalination solè
Yon sistèm evaporasyon entèfas ki baze sou bave melamine grafèn oksid ki kouvwi. Ter grafèn kim oksid ki kouvwi melamine se nan mitan an epi li vlope pa yon kouch kim polyethylene (PE) sou deyò a pou konstwi yon sistèm evaporasyon entèfasyal pwòp tèt ou-ti wonn.
Yo itilize bave melamine kouvwi ak oksid grafèn telurium-redwi pou byen vit absòbe radyasyon solè ensidan, konvèti enèji solè an chalè, ak jenere yon fòs kondwi pou evaporasyon entèfasyal. Nan lòt men an, bave melamine idrofil redwi grafèn oksid ki kouvwi ka kontinyèlman trase sèl nan zòn nan evaporasyon.
Estrikti ki mouye nan bave melamine grafèn trioksid ki kouvwi pèmèt vapè pwodwi a chape nan anviwònman an, ankouraje kaptire limyè solèy la epi konsa ogmante efikasite konvèsyon solè-a-chalè. Redui kim melamine oksid grafèn kouvwi se pore ak idrofil, sa ki pèmèt li trase dlo nan estrikti evaporasyon ki dekri pi wo a pandan y ap kraze sèl konsantre tounen nan dlo lanmè esansyèl la.
Pandan pwosesis evaporasyon an, konsantrasyon sèl nan kim nan pi wo pase konsantrasyon dlo lanmè nan fon an. Chanjman nan konsantrasyon lakòz sèl la dekonpoze an dlo an mas. Anplis de sa, kim polietilèn ki antoure a pa sèlman diminye kim melamin ki kouvri ak oksid grafèn nan , men tou, li rasanble natirèlman sou sifas dlo a, sa ki anpeche pèt chalè ki koze pa dlo sale ki antoure a.
Sistèm evaporasyon koòdone yo ka opere kontinyèlman ak efikasite sou sifas dlo san yo pa bezwen konsepsyon konstriksyon konplèks. Anplis de sa, depi evaporasyon fèt nan koòdone gaz-likid la, sistèm evaporasyon entèfas la ka deplase otonòm lè koòdone a bese.
Teluryòm-redwi grafèn oksid ki kouvwi bave melamine se yon eleman kle nan sistèm nan evaporasyon entèfas. Melamine kim te benyen nan grafèn oksid koloidal sispansyon pou prepare redwi grafèn oksid-kouvwi bave melamine, ak Lè sa a, grafèn oksid te redwi nan redwi oksid graphamine lè l sèvi avèk yon metòd idrotèrmal.
Redwi grafèn oksid ki kouvwi bave melamine ak yon dyamèt 3.5 cm ak yon epesè 1.6 cm fasil pou fabrike ak koulè li yo se gwo twou san fon nwa.
Brutalizasyon sifas la nan grafèn oksid ki kouvwi melamine kim materyèl obsève lè l sèvi avèk yon mikwoskòp optik ki genyen twa dimansyon te montre yon varyasyon wotè ki gen plis pase 300 μm. Estrikti sifas ki graj nan konpoze konvèsyon tèmik solè sitou atribiye a estrikti ki mouye nan bave melamine, ak modifye redwi grafèn oksid la tou ogmante brutality sifas la.
Brutalizasyon andigman anplifye sifas absòpsyon solè a pandan y ap ogmante plizyè gaye limyè solèy la ensidan, kidonk amelyore efikasite konvèsyon solè-a-chalè nan sistèm nan. Mikwostrikti kim nan melamine prepare nan agrandisman diferan. Sifas kim melamine ki kouvwi oksid grafèn montre yon estrikti rezo rid ak konekte.
Gwosè pò a nan bave melamine rGO-kouvwi se ant 20 ak 40 μm. Estrikti pò yo louvri ak sifas rid fasilite depo oksid grafèn. Redui grafèn kim melamine oksid ki kouvwi gen bon mouillabilite dlo akòz idrofilisite kim melamine ki mouye a.
Yon fwa yon ti gout dlo manyen sifas kim melamine grafèn oksid ki kouvwi, li konplètman absòbe nan 0.5 segonn. Sifas idrofil nan konpoze oksid grafèn redwi ka byen vit gide drenaj nan estrikti pore a. Yo te detèmine porosite a nan bave melamine grafèn oksid ki kouvwi lè yo konpare chanjman mas yo anvan ak apre absòpsyon dlo.
Porosite a nan bave melamine grafèn oksid ki kouvwi ka rive jwenn 85.55%. Enèji solè absòpsyon pa redwi bave melamine grafèn oksid ki kouvri dirèkteman afekte efikasite konvèsyon solè-a-chalè nan sistèm nan. Pou evalye rezistans sèl la, yo te mete bave melamine grafèn oksid ki kouvwi nan solisyon klori sodyòm (3.5 wt%).
Lè sa a, yo te mete 3 g klori sodyòm solid sou sifas anwo a epi yo te mete bave melamine Tergo-kouvwi nan yon dansite solè 1 kW m-2. Kantite sèl solid piti piti fonn apre 120 minit.
Lè limyè solèy la klere sou sifas anwo kim melamin ki kouvri ak rGO a , tanperati kim melamin ki kouvri ak rGO a monte rapidman nan kèk minit epi li rete nan 35°C pandan tout pwosesis evaporasyon an. Piske solubilite sèl la depann de tanperati a, plis tanperati a wo, se plis sèl la fonn vit e konsa fè sèl la ka fonn ankò nan dlo sifas la.
Nan bave melamine oksid ki kouvwi grafèn redwi, ki gen anpil porositë ak gwo kapasite absòpsyon dlo ki ka bay yon rezèv dlo kontinyèl nan sifas anwo a, sèl ka deplase soti nan sifas ki anwo a nan sublayer dlo. Chanjman tanperati yo mennen nan chanjman salinite ant sifas evaporasyon anwo a ak kò a.
Yo nan lòd yo jwenn bande ak efikas absòpsyon enèji solè, yo te modifye bave melamine ak bave melamine idrofil ki mouye, kidonk ogmante zòn sifas absòpsyon solè a ak ogmante gaye miltip.
Sistèm evaporasyon entèfas solè ki baze sou bave melamine rGO-kouvwi montre repons rapid tèmik nan yon dansite enèji solè 1 kW m-2, reyalize yon efikasite konvèsyon tèmik solè fiks nan 89.6%.
Finalman, nou entegre yon evaporateur kim melamine ki kouvwi oksid grafèn redwi nan yon alambic solè, ki ka pwodwi 56.4% dlo pou bwè ak akimilasyon sèl nan 1 kW m-2.
Nou anvizaje ke aparèy desalinasyon entèfasyal ki mache ak solè ta ka itilize sou zile izole oswa nan oseyan an pou kolekte dlo pou bwè nan dlo lanmè abondan oswa lòt resous dlo sale.
konklizyon
Desalination rGO-kouvwi bave melamine, kòm yon teknoloji inovatè ak efikas solè desalination, gen gwo potansyèl ak kandida aplikasyon. Li pa ka sèlman bay resous dlo fre serye pou zòn ki pa gen anpil dlo, men tou, diminye depandans sou enèji tradisyonèl yo, redwi konsomasyon enèji ak polisyon nan anviwònman an.
Rezilta yo nan rechèch sa a pral fè yon kontribisyon enpòtan nan rezoud pwoblèm nan mank resous dlo dous mondyal ak ankouraje realizasyon an nan devlopman dirab.
Pou plis enfòmasyon sou SINOYQX Melamine Kim, tanpri kontakte nou nan [email protected] oubyen voye yon mesaj ba nou: +86-28-8411-1861.
Gen kèk foto ak tèks yo repwodui nan Entènèt la, epi copyright la fè pati otè orijinal la. Si gen nenpòt vyolasyon, tanpri kontakte nou pou efase.