Gẹgẹbi ọna alagbero lati lo awọn orisun omi, iyọkuro oorun ni agbara nla ni didaju iṣoro ti awọn orisun omi tutu ti ko to ati idinku awọn aito omi. Bibẹẹkọ, imọ-ẹrọ isọdi omi okun ti aṣa nigbagbogbo ni awọn iṣoro bii agbara agbara giga, ohun elo eka, ati idiyele giga.
Ni awọn ọdun aipẹ, awọn imọ-ẹrọ ifasilẹ tuntun ti o da lori awọn ohun elo nanomaterials ti fa akiyesi awọn oniwadi diẹdiẹ. Graphene oxide dinku graphene, bi ohun elo onisẹpo meji tuntun, ti ṣe afihan agbara pataki ni isọkuro oorun.
Ti a bawe pẹlu awọn ohun elo ti a fi n ṣe awopọ ibile, rGO ni awọn anfani ti iṣipopada ti o dara julọ, agbegbe agbegbe ti o ga julọ ati iduroṣinṣin kemikali ti o dara, ati pe a nireti lati mu iṣẹ-ṣiṣe desalination dara ati dinku agbara agbara.
Sibẹsibẹ, rGO funrararẹ ni awọn iṣoro ti iṣakojọpọ ati gbigbe silẹ, eyiti o dinku iṣẹ ṣiṣe ati iduroṣinṣin rẹ. Nitorinaa, fifi rGO sori awọn ohun elo foomu lati ṣe awọ ti a fi awọ melamine foam /rGO ṣe ti di ọna ti o munadoko lati mu ṣiṣe desalination ati iduroṣinṣin dara si.
Nipa iyipada dada ati okunkun awọn ohun-ini ti ngbe ti awọn ohun elo foomu, a ni iṣọkan ti o wa titi rGO lori aaye foomu lati mu agbegbe olubasọrọ rẹ pọ si pẹlu awọn ions iyọ ninu omi. Ni akoko kanna, eto ati sisanra ti ibora rGO ni a ṣakoso lati mu iṣẹ ṣiṣe desalination dara ati iduroṣinṣin.
Lati ni oye ti o jinlẹ ti ẹrọ isọnu, a tun pese foomu graphene oxide (rGO) ti o dinku. graphene trioxide-coated melamine foam ni o ni ohun atorunwa lakaye microstructure ati hydrophilicity, eyi ti o faye gba o lati ni ti o dara wettability ati ki o le fa omi si awọn evaporation agbegbe, gbigba omi lati wa ni replenished ni kiakia nigba ti etanje iyo ojoriro.
Eto evaporation interfacial ti graphene oxide-coated melamine foam le ṣaṣeyọri iṣẹ ṣiṣe evaporation ti ipo iduro ti 89.6% labẹ 1kW m-2 epo oorun. Eto evaporation interfacial yii ni ṣiṣe iyipada oorun-si-ooru ti o ga ati iduroṣinṣin igba pipẹ ti o dara, ti n ṣafihan agbara fun isọdọtun omi okun iṣowo.
Ni lọwọlọwọ, idaamu agbara agbaye ati aito omi ti di irokeke nla si idagbasoke alagbero ti awujọ eniyan. Lati pade ibeere agbara ti ndagba, idagbasoke ti ọpọlọpọ iyipada agbara iṣẹ ṣiṣe giga ati awọn imọ-ẹrọ iwẹwẹ omi ti gba akiyesi pọ si.
Imọ-ẹrọ evaporation interface ti o ni agbara oorun
Gẹgẹbi orisun agbara isọdọtun ti o ni ileri, agbara oorun jẹ nitori agbara rẹ ti o tobi pupọ, gbogbo agbaye, mimọ, ati awọn agbara iyipada iṣẹ-pupọ. O ti ṣe afihan agbara lati rọpo awọn epo fosaili ti o ni idaduro nipasẹ awọn epo fosaili.
Ni afikun si imọ-ẹrọ fọtovoltaic oorun taara ti n ṣe ina ina, imọ-ẹrọ iyipada agbara oorun-gbona tun gba agbara oorun ati yi pada sinu agbara gbona, eyiti o jẹ ọna ti o rọrun ati ti o munadoko lati lo agbara oorun.
Agbara gbigbona ti o yipada lati agbara oorun le ṣe awọn ilana ile-iṣẹ pataki gẹgẹbi awọn ibudo agbara oorun oorun, isunmi oorun, sterilization, awọn ọna alapapo omi oorun ati awọn ohun elo miiran ti o ni ibatan si ooru. Imukuro oorun n funni ni ojutu ti o munadoko, paapaa fun awọn agbegbe ti ko ni awọn amayederun, nitori pe o le fa omi titun jade lati inu omi okun laisi titẹ agbara afikun.
Ni awọn ọdun aipẹ, imọ-ẹrọ evaporation interfacial ti oorun-iwakọ wa ilana iyipada oorun-ooru ni wiwo oju-omi ati pe o ti di imọ-ẹrọ iṣamulo agbara oorun tuntun. Ti a ṣe afiwe pẹlu alapapo alapapo ibile, awọn ọna ṣiṣe evaporation interfacial ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe evaporation ti o ga julọ ati idahun igbona yiyara ati pe o jẹ yiyan ti o pọju fun isọdi omi okun.
Titi di isisiyi, ọpọlọpọ awọn ijinlẹ ni a ti ṣe lori imudarasi iṣẹ igbona ti awọn eto evaporation interfacial. Eto isọfun aarin oju oju oorun ti o jẹ aṣoju ti oorun ni awọn ẹya pataki mẹta:
Olugba oorun pẹlu gbigba oorun ti o ga ati daradara yi iyipada oorun sinu agbara ooru; insulator ti o gbe ooru ti o yipada si omi nla; ati ọna ipese omi ti o n fa omi nigbagbogbo lati inu omi pupọ si oju oju ti oorun.
Nínú àwọn ìwádìí tí ó ti kọjá, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn olùwádìí ti fi ara wọn fún mímú kí ìyípadà oòrùn-sí-èéfín pọ̀ sí i nípa ṣíṣẹ̀dá àwọn ohun èlò tí ń gba agbára oòrùn àti ti ìgbóná, ṣíṣe àgbékalẹ̀ àwọn ipa ọ̀nà omi tuntun, àti mímú kí àwọn ètò ìdábòbò ooru sunwọ̀n sí i.
Titi di isisiyi, awọn ọna ṣiṣe evaporation interfacial ti oorun-iwakọ ni a ti lo ni ọpọlọpọ awọn ilana ile-iṣẹ, itusilẹ oorun distillation, sterilization oorun, isunmi oorun ati iran agbara oorun. Lati ṣaṣeyọri iṣẹ ṣiṣe evaporation giga ti eto naa, o ṣe pataki lati ṣawari gbigba gbohungbohun kọja iwoye oorun ti awọn ohun elo gbigba oorun.
Awọn ohun elo gbigba agbara oorun ni idagbasoke ati ṣawari ni awọn ọna ṣiṣe ifasilẹ interfacial ti oorun ti o wa ni akọkọ pẹlu awọn ohun elo carbonaceous, awọn patikulu plasmonic ati awọn ohun elo mimu yiyan ni iwoye. Lara wọn, dudu adayeba ati awọn ohun elo carbonaceous ni awọn agbara iyipada oorun-ooru ti o lagbara ati pe o dara fun igbohunsafefe ati awọn ifunmu oorun ti o ga julọ.
Nitori iwọn gbigba oorun giga wọn, iye owo kekere, ati iduroṣinṣin to dara, ọpọlọpọ awọn ifun oorun ti o da lori erogba ni a ti ṣe iwadi, pẹlu awọn nanotubes carbon, graphite, ati oxide graphene dinku. Lẹhin awọn ọdun ti idagbasoke, iṣẹ ṣiṣe iyipada oorun-si-steam ti eto naa ti de diẹ sii ju 90%.
Botilẹjẹpe awọn ilọsiwaju nla ti wa ni idagbasoke awọn ohun elo gbigba agbara oorun ati ṣiṣe apẹrẹ awọn ẹya ara evaporation interfacial, awọn ẹrọ isọnu oorun ti a sọ tẹlẹ ni iṣaaju jẹ nitori ikojọpọ iyọ lori oke oke ti evaporator lakoko ilana isọdi. Iyọ ti a kojọpọ ṣe idinamọ gbigba oorun ati awọn bulọọki evaporator la kọja, ti o mu ki iṣẹ ṣiṣe iyipada oorun-si-ooru kekere ati iṣẹ evaporation ti ko dara.
Awọn ọna ti ara ti aṣa gẹgẹbi awọn igbi omi ultrasonic ati immersion omi ni gbogbo igba lo lati yọ awọn iyọ ti a kojọpọ, ṣugbọn awọn ọna wọnyi le fa ipalara ni iṣọrọ si ọna evaporation wiwo.
Lati dinku ikojọpọ iyọ ni awọn ọna ṣiṣe evaporation interfacial, ọpọlọpọ awọn ijinlẹ ti dojukọ lori idagbasoke evaporation hydrophobic. Sibẹsibẹ, awọn evaporators hydrophobic ṣe opin ipese omi si oke oke, nitorinaa idinku iṣẹ ṣiṣe evaporative ti eto naa. Ọnà miiran lati yanju iṣoro yii ni lati lo evaporator hydrophilic, eyiti o gbe iyọ ti o pọ ju lati oke oke si omi pupọ.
Titi di oni, ọpọlọpọ awọn ijinlẹ ti dojukọ lori ṣiṣe apẹrẹ awọn evaporators hydrophilic, gẹgẹ bi awọn membran fabric cellulose hydrophilic, awọn membran hydrophilic ti o da lori iwe, ati awọn evaporators ti o ni atilẹyin bio. Ṣugbọn didagbasoke iduroṣinṣin igba pipẹ ati eto imunadoko ti oorun-iwakọ ni agbedemeji oju-ọjọ jẹ ipenija pataki kan.
Ninu iwadi yii, a ṣe afihan iyọ-iyọ kan, gbigba oorun ti o munadoko pupọ ati iyara ti o yara ti o ni idahun graphene oxide (rGO) ti o dinku foam fun isunmọ interfacial ti o wa ni oju-oorun labẹ itanna oorun-kekere.
Nínú ìṣètò tuntun tí ó ní ihò, wọ́n yan fọ́ọ̀mù melamine hydrophilic (MF) gẹ́gẹ́ bí ìpìlẹ̀, èyí tí kìí ṣe pé ó ń fẹ̀ sí i ní ojú ilẹ̀ fún gbígba oòrùn nìkan ni, ṣùgbọ́n ó tún ń mú kí ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìfọ́nká pọ̀ sí i.
Awọn dada hydrophilicity ati porosity ti awọn graphene oxide-ti a bo foam melamine ti o dinku pese ifunmọ to ati idapọ ti agbegbe iyipada ooru oorun, bakanna bi imudara omi ni iyara, lakoko ti o yago fun ikojọpọ awọn iyọ.
Ni anfani ti iṣẹ giga ti foomu melamine ti o ni graphene oxide ti o dinku, eto isọpọ ti oorun ni agbara ti iwọn iyipada oorun-si-steam ti 89.6%.
Pẹlupẹlu, nipa sisọpọ idinku graphene oxide-coated melamine foam sinu agbara oorun ti iṣowo, a ṣe apẹrẹ ati ti a ṣe ohun elo ti o wa ni oju-ọrun ti o wa ni oju-ọrun ti o wa ni oju-oorun ti o ni iyipada ti oorun-si-omi ti 56.4% labẹ if'oju-ọjọ. Nitori iyọkuro oorun, omi mimọ ti a gba jẹ ti ibeere didara mimu.
Pẹlu iṣẹ ṣiṣe evaporation ti o ga julọ ati scalability ti awọn ohun elo iyipada oorun-si-gbona, eto yii fun isọdọtun oju omi okun ti oorun-iwakọ ṣe afihan awọn ifojusọna ohun elo gbooro ni awọn ohun elo iṣe ti isọdọtun omi okun.
Scalability ti oorun desalination ooru gbigbe ohun elo
Eto imukuro oju ti o da lori foomu melamine ti a bo graphene oxide dinku. Ter graphene oxide-coated melamine foam wa ni aarin ati pe o ti we nipasẹ kan Layer ti polyethylene (PE) foomu ni ita lati ṣe agbero ti ara ẹni nkuta interfacial evaporation eto.
Fọọmu Melamine ti a bo pẹlu tellurium-dinku graphene oxide ni a lo lati yara fa isẹlẹ oorun isẹlẹ, yi agbara oorun pada sinu ooru, ati ṣe ina agbara awakọ fun evaporation interfacial. Ni apa keji, hydrophilic dinku graphene oxide-coated melamine foam le nigbagbogbo fa brine sinu agbegbe evaporation.
Ipilẹ la kọja ti graphene trioxide-coated melamine foam ngbanilaaye oru ti ipilẹṣẹ lati salọ sinu agbegbe, igbega imudani ti oorun ati bayi jijẹ ṣiṣe ti iyipada oorun-si-ooru. Fọọmu melamine ti o ni oxide graphene ti o dinku jẹ la kọja ati hydrophilic, ngbanilaaye lati fa omi sinu eto evaporation ti a ṣalaye loke lakoko kanna ni fifọ awọn iyọ ti o ni idojukọ pada sinu omi okun nla.
Nígbà tí a bá ń yọ́ omi kúrò, ìwọ̀n iyọ̀ tó wà nínú fọ́ọ̀mù náà ga ju ìwọ̀n omi òkun tó wà ní ìsàlẹ̀ lọ. Àwọn ìyípadà nínú ìṣọ̀kan máa ń mú kí iyọ̀ náà wó lulẹ̀ sínú omi tó pọ̀. Ní àfikún, fọ́ọ̀mù polyethylene tó yí i ká kì í ṣe pé ó ń dín fọ́ọ̀mù melamine tó ní graphene oxide kù nìkan , ó tún máa ń kóra jọ sórí omi, èyí sì máa ń dènà pípadánù ooru tí omi iyọ̀ tó yí i ká ń fà.
Awọn eto evaporation wiwo le ṣiṣẹ nigbagbogbo ati daradara lori awọn oju omi laisi iwulo fun awọn apẹrẹ ikole eka. Pẹlupẹlu, niwọn igba ti evaporation waye ni wiwo-omi gaasi, eto evaporation interfacial le gbe ni adase nigbati wiwo ba pada sẹhin.
Foomu melamine ti a bo graphene oxide-din Tellurium jẹ paati bọtini ti eto evaporation interfacial. Melamine foomu ti wa ni immersed ni graphene oxide colloidal idadoro lati mura silẹ graphene oxide-coated melamine foam, ati ki o si graphene oxide ti a din ku sinu grafamine oxide din ku nipa lilo a hydrothermal ọna.
Dinku graphene oxide-coated melamine foam pẹlu iwọn ila opin ti 3.5 cm ati sisanra ti 1.6 cm jẹ rọrun lati ṣe ati pe awọ rẹ jẹ dudu ti o jin.
Iyara ti dada ti awọn ohun elo foomu melamine ti o ni graphene oxide ti o dinku ti a ṣe akiyesi nipa lilo microscope opiti onisẹpo mẹta fihan iyatọ giga ti diẹ sii ju 300 μm. Awọn ti o ni inira dada be ti oorun gbona idapọmọra ti wa ni o kun Wọn si awọn la kọja ile ti melamine foomu, ati awọn títúnṣe din graphene oxide tun mu awọn dada roughness.
Idoju oju-oju n mu agbegbe agbegbe gbigba oorun pọ si lakoko ti o pọ si pipinka pupọ ti isẹlẹ isẹlẹ, nitorinaa imudarasi ṣiṣe iyipada oorun-si-ooru ti eto naa. Microstructure ti foomu melamine ti a pese sile ni awọn titobi oriṣiriṣi. Awọn graphene oxide-bo melamine foomu dada ṣe afihan wrinkled ati ọna nẹtiwọki ti o ni asopọ.
Iwọn pore ti foomu melamine ti a bo rGO wa laarin 20 ati 40 μm. Awọn ìmọ pore be ati wrinkled dada dẹrọ awọn iwadi oro ti graphene oxide. Fọọmu melamine ti o ni oxide graphene ti o dinku ni omi tutu ti o dara nitori hydrophilicity ti foomu melamine porous.
Ni kete ti droplet omi kan fọwọkan dada ti foomu melamine ti a bo graphene oxide ti o dinku, o ti gba patapata laarin awọn aaya 0.5. Ilẹ hydrophilic ti awọn akojọpọ oxide graphene ti o dinku le ṣe itọsọna ṣiṣan ni iyara laarin eto la kọja. Awọn porosity ti dinku graphene oxide-coated melamine foam ti a pinnu nipasẹ ifiwera awọn iyipada pupọ ṣaaju ati lẹhin gbigba omi.
Awọn porosity ti graphene oxide-coated melamine foam le de ọdọ 85.55%. Gbigba agbara oorun nipasẹ idinku graphene oxide-coated melamine foam taara yoo ni ipa lori ṣiṣe iyipada oorun-si-ooru ti eto naa. Lati ṣe iṣiro idiwọ iyọ, dinku foomu melamine oxide graphene ti a fi sinu ojutu iṣuu soda kiloraidi (3.5 wt%).
Lẹhinna 3 g ti iṣuu soda kiloraidi ti o lagbara ni a gbe sori oke ati pe a gbe foomu melamine ti Tergo ti a bo ni iwuwo oorun ti 1 kW m-2. Iwọn iyọ ti o lagbara yoo maa tuka lẹhin iṣẹju 120.
Nígbà tí oòrùn bá tàn sí orí ojú ewé melamine tí a fi rGO bo , ìwọ̀n otútù melamine tí a fi rGO bo yóò yára dìde láàrín ìṣẹ́jú díẹ̀, yóò sì dúró ní 35°C ní gbogbo ìgbà tí a bá ń fi òògùn yọ́. Nítorí pé ìwọ̀n otútù iyọ̀ sinmi lórí bí iyọ̀ ṣe lè yọ́, bí iyọ̀ náà bá ṣe pọ̀ tó, bẹ́ẹ̀ náà ni iyọ̀ náà yóò ṣe yára yọ́, nítorí náà, irin iyọ̀ náà lè tún yọ́ sínú omi ojú ilẹ̀.
Ni idinku graphene oxide-coated melamine foam, eyiti o ni ọpọlọpọ awọn pores pẹlu agbara gbigba omi giga ti o le pese ipese omi ti nlọ lọwọ si oke oke, awọn iyọ le gbe lati oke oke si sublayer ti omi. Awọn iyipada iwọn otutu ja si awọn iyipada iyọ laarin oke evaporation dada ati ara.
Ni ibere lati gba àsopọmọBurọọdubandi ati lilo daradara oorun gbigba agbara, melamine foomu ti a títúnṣe pẹlu la kọja hydrophilic melamine foomu, nitorina jijẹ awọn oorun gbigba dada agbegbe ati jijẹ ọpọ tuka.
Eto evaporation interfacial ti oorun ti o da lori foomu melamine ti o ni rGO ṣe afihan idahun gbigbona ni iyara ni iwuwo agbara oorun ti 1 kW m-2, iyọrisi imudara iyipada oorun ti oorun ti o duro duro ti 89.6%.
Nikẹhin, a ṣepọ pọọku graphene oxide-coated melamine foam evaporator ti o dinku sinu oorun sibẹ, eyiti o le ṣe agbejade 56.4% omi mimu pẹlu ikojọpọ iyọ ni 1 kW m−2.
A fojú inú wò ó pé a lè lo ohun èlò ìparẹ́pọ̀ ojú ojú tí a fi ń ṣiṣẹ́ oòrùn ní àwọn erékùṣù àdádó tàbí nínú òkun láti gba omi mímu láti inú omi òkun lọ́pọ̀ yanturu tàbí àwọn ohun àmúṣọrọ̀ omi iyọ̀ mìíràn.
ipari
Desalination rGO-coated melamine foam, bi ohun imotuntun ati lilo daradara oorun desalination ọna ẹrọ, ni o ni nla agbara ati ohun elo asesewa. Ko le pese awọn orisun omi titun ti o gbẹkẹle nikan fun awọn agbegbe ti ko ni omi, ṣugbọn tun dinku igbẹkẹle lori agbara ibile, dinku agbara agbara ati idoti ayika.
Awọn abajade iwadi yii yoo ṣe ipa pataki si didasilẹ iṣoro aito awọn orisun omi tutu ni agbaye ati ṣe igbega imudara idagbasoke alagbero.
Fun alaye siwaju sii nipa SINOYQX Melamine Foam, jọwọ kan si wa ni [email protected] tabi ki o kan si wa: +86-28-8411-1861.
Diẹ ninu awọn aworan ati awọn ọrọ jẹ atunjade lati Intanẹẹti, ati pe aṣẹ lori ara jẹ ti onkọwe atilẹba. Ti irufin eyikeyi ba wa, jọwọ kan si wa lati parẹ.