竹质光热转换材料制备及其在太阳能海水淡化的应用研究

发布时间：2023-03-11 08:30

　　目前,全球范围内淡水资源紧缺,利用太阳能蒸发海水获得淡水的方式,受到了广泛的关注。太阳能作为天然的可再生能源,其驱动海水蒸发具备绿色环保,节约能源,简单高效的特点。然而当前很多光热材料的基质为人工制备,某些人工化合物或高分子塑料在现实应用中对环境并不友好。而且部分光热材料及光热装置存在的成本较高,制备复杂的问题,所以迫切需要寻找一种简单易得、成本低、对环境友好的光热材料基底,以增强太阳能海水蒸发的环保优势,为海水蒸发的应用打下基础。竹材作为可再生的生物材料,具有定向运输水分的结构通道,低导热系数等原料优势,可以作为光热材料的基底。同时,竹材有价格低廉,基底制备技术简易的制造优势。因此,通过研究竹材的特性,有望设计竹材作为光热材料的基底,将光热材料与竹材复合并建立联系,在太阳能的条件下实现大量高效的海水蒸发。本文受到自然界竹材蒸腾作用的启发,利用天然竹材沿着生长方向的微管,作为水分运输的通道,并结合现实资源情况,采用合适厚度的毛竹,用作海水蒸发的基底,制备了具有光热转换性能的竹质基海水蒸发装置。为了证实竹材是一种蒸发水的良好基底,研究通过接触角测试证实竹材的亲水性,进行热导测试支持竹材具...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 海水淡化技术
        1.2.1 膜法
        1.2.2 离子交换树脂法
        1.2.3 冷冻法
        1.2.4 蒸馏法
    1.3 太阳能光热转换器件
        1.3.1 光吸收材料
        1.3.2 基质材料
        1.3.3 生物质基太阳能光热转换器件
    1.4 竹材概述
    1.5 本论文选题的内容和意义
2 等离子竹材光热复合材料的制备及其用于海水蒸发的研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 Pd纳米粒子/竹材复合材料的制备
        2.2.3 Ag纳米粒子/竹材复合材料的制备
        2.2.4 仪器及表征
        2.2.5 海水蒸发测试
        2.2.6 等离子竹蒸发装置制备流程
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 天然竹材的热导率
        2.3.2 竹材静态高度的推算
        2.3.3 不同环境下竹材的稳定性
        2.3.4 天然竹材的水蒸发速率
        2.3.5 等离子光热转换机理
        2.3.6 水蒸发原理
        2.3.7 形貌与结构
            2.3.7.1 XRD结果分析
            2.3.7.2 形貌结果分析
        2.3.8 热力结果
        2.3.9 海水蒸发测试结果
    2.4 本章小结
3 氧化石墨烯/竹材复合材料的制备及其用于海水蒸发的研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 制备氧化石墨烯/竹材复合材料
        3.2.3 仪器及表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌与结构
            3.3.1.1 SEM形貌
            3.3.1.2 XRD和拉曼
            3.3.1.3 XPS
            3.3.1.4 红外和太阳光吸收
        3.3.2 海水蒸发测试结果
    3.4 本章小结
4 碳化竹材的制备及其用于海水蒸发的研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法与流程
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 制备碳化竹材及流程
        4.2.3 仪器及表征
        4.2.4 海水蒸发测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌与结构
            4.3.1.1 接触角结果
            4.3.1.2 扫描电镜形貌
            4.3.1.3 孔隙体积和孔隙分布
            4.3.1.4 红外分析
            4.3.1.5 X射线衍射光电子能谱分析
            4.3.1.6 XRD分析
        4.3.2 海水蒸发测试结果
            4.3.2.1 水蒸发效果
            4.3.2.2 蒸发过程中温度变化
            4.3.2.3 碳化竹材在不同溶液环境下的稳定性
    4.4 本章小结
5 全文总结与展望
参考文献
个人简介
致谢



本文编号：3759540