国产精品视频一区二区三区无码,国产午夜精品无码,午夜天堂一区人妻,无遮挡色视频免费观看,中文字幕久热精品视频在线

最近，中國科學院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究員帶領的科研團隊，在新型無機耐火紙的研究工作基礎上，以羥基磷灰石超長納米線耐火紙為載體，負載碳納米管，成功地研制出大尺寸新型光熱轉換耐火紙。羥基磷灰石超長納米線耐火紙具有熱導率低、隔熱性能優異、熱穩定性高、生物相容性好、環境友好等優點，可顯著減少熱量損耗，達到提高太陽能利用效率的目的。該新型光熱轉換耐火紙在太陽光照射下可有效吸收太陽光并轉換為熱能，用于加熱其表面的水而產生水蒸汽，水蒸汽在冷凝裝置中經過冷凝產生清潔水。新型光熱轉換耐火紙在海水淡化、含重金屬離子、染料和細菌等污水凈化等領域具有良好的應用前景。相關研究結果發表在國際權威期刊Small上(Zhi-ChaoXiong,Ying-JieZhu*etal.,Small,14,1803387(2018))(I.F.=9.598)。

研究背景

近年來(lai)，隨著(zhu)全(quan)球范圍水(shui)(shui)(shui)污染問題(ti)日益(yi)嚴重，水(shui)(shui)(shui)資(zi)源(yuan)短(duan)缺和(he)(he)水(shui)(shui)(shui)危機已經成為(wei)全(quan)球性(xing)難題(ti)之(zhi)一(yi)。解決嚴重淡水(shui)(shui)(shui)危機的(de)(de)(de)(de)最有前(qian)途方(fang)法之(zhi)一(yi)是開(kai)發(fa)(fa)利(li)用不可(ke)直(zhi)接(jie)飲用的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)，如(ru)海(hai)水(shui)(shui)(shui)。傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)海(hai)水(shui)(shui)(shui)淡化技(ji)術需要(yao)(yao)(yao)直(zhi)接(jie)或(huo)間接(jie)地(di)消耗不可(ke)再(zai)生的(de)(de)(de)(de)化石燃料(liao)資(zi)源(yuan)，會加速(su)資(zi)源(yuan)消耗，也會污染環(huan)境。太陽(yang)(yang)能(neng)是一(yi)種高效(xiao)(xiao)、源(yuan)源(yuan)不斷可(ke)持續的(de)(de)(de)(de)清潔能(neng)源(yuan)，利(li)用太陽(yang)(yang)能(neng)來(lai)驅(qu)動海(hai)水(shui)(shui)(shui)淡化具有巨大(da)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)展潛力。但傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)太陽(yang)(yang)能(neng)蒸餾技(ji)術效(xiao)(xiao)率(lv)低(di)、產(chan)量小，主(zhu)要(yao)(yao)(yao)原因是水(shui)(shui)(shui)對(dui)太陽(yang)(yang)光(guang)的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)效(xiao)(xiao)率(lv)低(di)，大(da)部(bu)分(fen)熱(re)量分(fen)散(san)于水(shui)(shui)(shui)體中。為(wei)提高太陽(yang)(yang)能(neng)蒸餾過程中水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)蒸發(fa)(fa)效(xiao)(xiao)率(lv)，一(yi)方(fang)面(mian)(mian)(mian)需要(yao)(yao)(yao)采用光(guang)熱(re)轉(zhuan)換材(cai)料(liao)提高對(dui)太陽(yang)(yang)光(guang)的(de)(de)(de)(de)吸收(shou)率(lv)和(he)(he)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換效(xiao)(xiao)率(lv)；另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)(mian)，根(gen)據(ju)水(shui)(shui)(shui)蒸發(fa)(fa)僅(jin)發(fa)(fa)生在(zai)水(shui)(shui)(shui)體表面(mian)(mian)(mian)這一(yi)特征，設計自漂浮材(cai)料(liao)，將(jiang)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換材(cai)料(liao)吸收(shou)太陽(yang)(yang)能(neng)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)熱(re)量聚(ju)集于空氣(qi)/水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)界面(mian)(mian)(mian)以減少(shao)熱(re)量的(de)(de)(de)(de)損耗。近年來(lai)，科(ke)研人員研究(jiu)了多(duo)種光(guang)熱(re)轉(zhuan)換材(cai)料(liao)用于太陽(yang)(yang)光(guang)輻照產(chan)生水(shui)(shui)(shui)蒸汽和(he)(he)清潔水(shui)(shui)(shui)，然而(er)很多(duo)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換材(cai)料(liao)存在(zai)熱(re)穩定性(xing)差、效(xiao)(xiao)率(lv)低(di)等缺點(dian)。

研究工作

該研究團(tuan)隊發(fa)展(zhan)了油(you)酸鈣前(qian)驅體溶劑熱(re)法并結合真(zhen)空抽濾(lv)成型方(fang)(fang)法制備(bei)大(da)尺寸羥基磷灰石超長(chang)納(na)米(mi)線耐(nai)火紙(zhi)，之后(hou)加入(ru)碳納(na)米(mi)管(guan)分(fen)散(san)液繼續真(zhen)空抽濾(lv)，從而制備(bei)出新型光(guang)熱(re)轉換(huan)耐(nai)火紙(zhi)。該方(fang)(fang)法有望用(yong)于(yu)放大(da)制備(bei)大(da)尺寸新型光(guang)熱(re)轉換(huan)耐(nai)火紙(zhi)，具有批量化生產(chan)的(de)潛力。目(mu)前(qian)，研究團(tuan)隊已經在實驗室實現(xian)了100升(sheng)反應釜的(de)放大(da)制備(bei)技(ji)術。所制備(bei)的(de)光(guang)熱(re)轉換(huan)耐(nai)火紙(zhi)具有優(you)異的(de)耐(nai)高溫(wen)、耐(nai)火阻燃和隔熱(re)性能(neng)，在酒精燈火焰中灼燒和高溫(wen)環境(jing)中，可(ke)以保持(chi)完好。

實(shi)驗(yan)結果(guo)顯(xian)示，新(xin)型(xing)光(guang)熱轉換耐(nai)(nai)(nai)火(huo)(huo)紙(zhi)(zhi)在(zai)1kW/m2模擬(ni)太(tai)陽光(guang)源(yuan)(yuan)照(zhao)射1分(fen)鐘條件下(xia)，其表面(mian)溫(wen)度快速升高(gao)至(zhi)約80℃，而(er)未負載碳納米管(guan)的(de)耐(nai)(nai)(nai)火(huo)(huo)紙(zhi)(zhi)表面(mian)溫(wen)度僅為(wei)約35℃。將(jiang)新(xin)型(xing)光(guang)熱轉換耐(nai)(nai)(nai)火(huo)(huo)紙(zhi)(zhi)放置在(zai)水(shui)溶液中，可自漂浮(fu)在(zai)水(shui)面(mian)上而(er)不下(xia)沉。進一(yi)步測試了新(xin)型(xing)光(guang)熱轉換耐(nai)(nai)(nai)火(huo)(huo)紙(zhi)(zhi)的(de)水(shui)蒸發(fa)(fa)性(xing)能(neng)，在(zai)1kW/m2模擬(ni)太(tai)陽光(guang)源(yuan)(yuan)照(zhao)射下(xia)水(shui)蒸發(fa)(fa)效(xiao)率(lv)為(wei)83.2%，在(zai)10kW/m2模擬(ni)太(tai)陽光(guang)源(yuan)(yuan)照(zhao)射下(xia)水(shui)蒸發(fa)(fa)效(xiao)率(lv)高(gao)達92.8%。另外，新(xin)型(xing)光(guang)熱轉換耐(nai)(nai)(nai)火(huo)(huo)紙(zhi)(zhi)可多次(ci)循環使用和長(chang)期使用，水(shui)蒸發(fa)(fa)性(xing)能(neng)的(de)穩定性(xing)良好。

在(zai)(zai)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)驅動水(shui)(shui)(shui)(shui)蒸發過(guo)(guo)程中(zhong)，溶(rong)液中(zhong)的(de)(de)重金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子、染(ran)料和細菌等(deng)污(wu)染(ran)物(wu)可(ke)以被有效阻擋并保留(liu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)液中(zhong)，產(chan)生(sheng)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)蒸汽(qi)冷凝后(hou)產(chan)生(sheng)清(qing)潔(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)。新型(xing)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換耐火紙(zhi)應用(yong)于5種(zhong)模(mo)擬(ni)海(hai)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)驅動淡化(hua)處(chu)理，氯化(hua)鈉(na)的(de)(de)濃度可(ke)降低3個(ge)數量級，對(dui)(dui)氯化(hua)鈉(na)的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)率高達99.95%，淡化(hua)后(hou)的(de)(de)清(qing)潔(jie)水(shui)(shui)(shui)(shui)可(ke)滿足(zu)世(shi)界衛(wei)生(sheng)組織制定的(de)(de)健康飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)標準。研(yan)究(jiu)團隊對(dui)(dui)取(qu)自東海(hai)附(fu)近(jin)的(de)(de)真實海(hai)水(shui)(shui)(shui)(shui)進行了淡化(hua)研(yan)究(jiu)，實驗(yan)結果顯示，采用(yong)新型(xing)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換耐火紙(zhi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)驅動淡化(hua)處(chu)理后(hou)，對(dui)(dui)海(hai)水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)幾種(zhong)主要離(li)子例如(ru)Na+、Mg2+、K+、Ca2+、B3+的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)率超過(guo)(guo)94.32%，最高可(ke)接近(jin)100%，淡化(hua)后(hou)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)質可(ke)達到世(shi)界衛(wei)生(sheng)組織規定的(de)(de)飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)標準。采用(yong)新型(xing)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換耐火紙(zhi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)驅動處(chu)理含重金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子Ni2+、Cu2+、Cd2+、Ba2+、Mn2+的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)溶(rong)液時，重金(jin)屬(shu)(shu)離(li)子去(qu)(qu)除(chu)率超過(guo)(guo)99.99%。經(jing)新型(xing)光(guang)熱(re)轉(zhuan)換耐火紙(zhi)太(tai)(tai)(tai)陽(yang)(yang)能(neng)驅動處(chu)理含有染(ran)料的(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)以及含有細菌的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)后(hou)，收集(ji)得到冷凝水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)質均可(ke)達到國家飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)標準（GB5749-2006）。

注：（a）新(xin)型(xing)光熱轉換(huan)耐火(huo)紙太陽(yang)能(neng)驅動水蒸發示意(yi)圖；(b)大尺(chi)寸新(xin)型(xing)光熱轉換(huan)耐火(huo)紙；(c)高(gao)柔韌性(xing)、可裁剪性(xing)和良(liang)好力學性(xing)能(neng)展示。

注：新型光熱轉(zhuan)換耐火(huo)紙(zhi)在酒精(jing)火(huo)焰中(zhong)灼燒后可保持完好

注：（a）新(xin)型光熱轉(zhuan)換(huan)耐火紙(zhi)和多種對(dui)照(zhao)樣品在1kWm-2模(mo)擬(ni)太(tai)陽光源照(zhao)射下水質量的變化；(b)新(xin)型光熱轉(zhuan)換(huan)耐火紙(zhi)在不同光源強度照(zhao)射下水蒸發速率變化。

注：新型光熱轉換耐(nai)火紙多次循環使用和長時(shi)間使用后仍保持穩定(ding)的水蒸發速率。

注：新(xin)型光熱轉換耐火紙(zhi)用(yong)于(yu)太陽能驅(qu)動(dong)處理模擬(ni)海水(shui)和真實海水(shui)后(hou)，其水(shui)質可(ke)達(da)到世(shi)界(jie)衛生(sheng)組織健康飲用(yong)水(shui)標準；用(yong)于(yu)含重(zhong)金(jin)屬離子水(shui)溶液(ye)(ye)、含染料水(shui)溶液(ye)(ye)、含細菌水(shui)溶液(ye)(ye)的(de)凈化，處理后(hou)水(shui)質可(ke)達(da)到飲用(yong)水(shui)國家(jia)標準。

該研(yan)究工(gong)作得到國家自然科學基金和上海市科委等(deng)的(de)資助(zhu)。