少妇视频无码专区,三级黄线在线免费播放,婷婷在线免费手机视频,潮喷潮喷吧日韩人妻无码,中文亚洲天堂,亚洲午夜福利一级无码男同,国内高清无码视在线

編者按：中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊最新研制出新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙，可實現(xiàn)有效吸收太陽光并轉(zhuǎn)換為熱能，用于加熱其表面的水而產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽在冷凝裝置中經(jīng)過冷凝產(chǎn)生清潔水，預(yù)計在海水淡化、污水凈化等領(lǐng)域有良好應(yīng)用場景。

近年來，隨著全球范圍水污染問題日益嚴(yán)重，水資源短缺和水危機已經(jīng)成為全球性難題之一。解決嚴(yán)重淡水危機的最有前途方法之一是開發(fā)利用不可直接飲用的水，如海水。傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)需要直接或間接地消耗不可再生的化石燃料資源，會加速資源消耗，也會污染環(huán)境。太陽能是一種高效、源源不斷可持續(xù)的清潔能源，利用太陽能來驅(qū)動海水淡化具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α５珎鹘y(tǒng)的太陽能蒸餾技術(shù)效率低、產(chǎn)量小，主要原因是水對太陽光的吸收效率低，大部分熱量分散于水體中。為提高太陽能蒸餾過程中水的蒸發(fā)效率，一方面需要采用光熱轉(zhuǎn)換材料提高對太陽光的吸收率和光熱轉(zhuǎn)換效率；另一方面，根據(jù)水蒸發(fā)僅發(fā)生在水體表面這一特征，設(shè)計自漂浮材料，將光熱轉(zhuǎn)換材料吸收太陽能產(chǎn)生的熱量聚集于空氣/水的界面以減少熱量的損耗。近年來，科研人員研究了多種光熱轉(zhuǎn)換材料用于太陽光輻照產(chǎn)生水蒸汽和清潔水，然而很多光熱轉(zhuǎn)換材料存在熱穩(wěn)定性差、效率低等缺點。

　　
最近，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員朱英杰帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊，在新型無機耐火紙的研究工作基礎(chǔ)上，以羥基磷灰石超長納米線耐火紙為載體，負(fù)載碳納米管，成功研制出大尺寸新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙。羥基磷灰石超長納米線耐火紙具有熱導(dǎo)率低、隔熱性能優(yōu)異、熱穩(wěn)定性高、生物相容性好、環(huán)境友好等優(yōu)點，可顯著減少熱量損耗，達(dá)到提高太陽能利用效率的目的。該新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙在太陽光照射下可有效吸收太陽光并轉(zhuǎn)換為熱能，用于加熱其表面的水而產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽在冷凝裝置中經(jīng)過冷凝產(chǎn)生清潔水。新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙在海水淡化、含重金屬離子、染料和細(xì)菌等污水凈化等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在國際期刊Small上(Zhi-Chao Xiong, Ying-Jie Zhu* et al., Small, 14, 1803387 (2018))。

　　
該研究團(tuán)隊發(fā)展了油酸鈣前驅(qū)體溶劑熱法并結(jié)合真空抽濾成型方法制備大尺寸羥基磷灰石超長納米線耐火紙，之后加入碳納米管分散液繼續(xù)真空抽濾，從而制備出新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙。該方法有望用于放大制備大尺寸新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙，具有批量化生產(chǎn)的潛力。目前，研究團(tuán)隊已經(jīng)在實驗室實現(xiàn)了100升反應(yīng)釜的放大制備技術(shù)。所制備的光熱轉(zhuǎn)換耐火紙具有優(yōu)異的耐高溫、耐火阻燃和隔熱性能，在酒精燈火焰中灼燒和高溫環(huán)境中，可以保持完好。

　　
實驗結(jié)果顯示，新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙在1 kW/m²模擬太陽光源照射1分鐘條件下，其表面溫度快速升高至約80℃，而未負(fù)載碳納米管的耐火紙表面溫度僅為約35℃。將新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙放置在水溶液中，可自漂浮在水面上而不下沉。進(jìn)一步測試了新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙的水蒸發(fā)性能，在1 kW/m²模擬太陽光源照射下水蒸發(fā)效率為83.2%，在10 kW/m²模擬太陽光源照射下水蒸發(fā)效率高達(dá)92.8%。另外，新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙可多次循環(huán)使用和長期使用，水蒸發(fā)性能的穩(wěn)定性良好。

　　
在太陽能驅(qū)動水蒸發(fā)過程中，溶液中的重金屬離子、染料和細(xì)菌等污染物可以被有效阻擋并保留在水溶液中，產(chǎn)生的水蒸汽冷凝后產(chǎn)生清潔水。新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙應(yīng)用于5種模擬海水的太陽能驅(qū)動淡化處理，氯化鈉的濃度可降低3個數(shù)量級，對氯化鈉的去除率高達(dá)99.95%，淡化后的清潔水可滿足世界衛(wèi)生組織制定的健康飲用水標(biāo)準(zhǔn)。研究團(tuán)隊對取自東海附近的真實海水進(jìn)行了淡化研究，實驗結(jié)果顯示，采用新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙?zhí)柲茯?qū)動淡化處理后，對海水中幾種主要離子例如Na⁺、 Mg²⁺、 K⁺、 Ca²⁺、B³⁺的去除率超過94.32%，最高可接近100%，淡化后的水質(zhì)可達(dá)到世界衛(wèi)生組織規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。采用新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙?zhí)柲茯?qū)動處理含重金屬離子Ni²⁺、 Cu²⁺、 Cd²⁺、 Ba²⁺、 Mn²⁺的水溶液時，重金屬離子去除率超過99.99%。經(jīng)新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙?zhí)柲茯?qū)動處理含有染料的污水以及含有細(xì)菌的水后，收集得到冷凝水的水質(zhì)均可達(dá)到國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)（GB5749-2006）。

　　
該研究工作得到國家自然科學(xué)基金和上海市科委等的資助。

　　
（a）新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙?zhí)柲茯?qū)動水蒸發(fā)示意圖；(b)大尺寸新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙；(c)高柔韌性、可裁剪性和良好力學(xué)性能展示。

新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙在酒精火焰中灼燒后可保持完好。

　　
（a）新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙和多種對照樣品在1 kW m-2模擬太陽光源照射下水質(zhì)量的變化；(b)新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙在不同光源強度照射下水蒸發(fā)速率變化。

新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙多次循環(huán)使用和長時間使用后仍保持穩(wěn)定的水蒸發(fā)速率。

　　
新型光熱轉(zhuǎn)換耐火紙用于太陽能驅(qū)動處理模擬海水和真實海水后，其水質(zhì)可達(dá)到世界衛(wèi)生組織健康飲用水標(biāo)準(zhǔn)；用于含重金屬離子水溶液、含染料水溶液、含細(xì)菌水溶液的凈化，處理后水質(zhì)可達(dá)到飲用水國家標(biāo)準(zhǔn)。