80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

搜索：  
四川大學(xué)張軍華教授團(tuán)隊(duì) ACS Nano：融合光譜操縱微納米結(jié)構(gòu)和表面工程助力3D打印液態(tài)金屬水凝膠蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)耐鹽太陽(yáng)能海水淡化
2024-02-22  來(lái)源：高分子科技

  太陽(yáng)能高效利用和捕獲技術(shù)被認(rèn)為是解決全球能源與水資源短缺問(wèn)題的有利途徑。利用寬帶太陽(yáng)光譜進(jìn)行海水淡化是一種很有前景的方法，無(wú)需復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施即可提供淡水。近年來(lái)，通過(guò)在材料微-納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、水/蒸氣界面和水/鹽通道以及光熱調(diào)控方面進(jìn)行不斷改進(jìn)，以提高蒸發(fā)速率和光熱轉(zhuǎn)換效率。然而，部分蒸發(fā)器缺乏適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)來(lái)適配新型光熱轉(zhuǎn)換材料，優(yōu)化并調(diào)節(jié)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換過(guò)程中的熱能損失或鹽分積累問(wèn)題，導(dǎo)致太陽(yáng)能到蒸汽的效率受到限制。為此，通過(guò)設(shè)計(jì)新型光熱轉(zhuǎn)換材料和蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效太陽(yáng)能生產(chǎn)清潔水仍是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。


  針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題和關(guān)鍵影響因素，近日，四川大學(xué)張軍華教授團(tuán)隊(duì)，探索了一種新型可光交聯(lián)單寧酸介質(zhì)穩(wěn)定的共晶鎵銦(EGaIn)配合物 (LMTE)作為寬帶光吸收劑。此外，創(chuàng)新性提出將LMTE直接與高親水聚合物和光敏物質(zhì)復(fù)合，成功開發(fā)出適用于光固化3D打印工藝的水基光熱墨水（圖1）。具體來(lái)說(shuō)，通過(guò)烯丙基縮水甘油醚（AGE）接枝單寧酸（TA）穩(wěn)定劑設(shè)計(jì)一種可調(diào)控光譜吸收液態(tài)金屬（LM）殼層，用于協(xié)同LM增強(qiáng)光熱性能（圖2）。利用液態(tài)金屬與聚乙烯醇/丙烯酰胺化合物的完美兼容性，將LMTE納米顆粒均勻的分散在光敏樹脂前驅(qū)體內(nèi)，進(jìn)而在光固化3D打印工藝下實(shí)現(xiàn)液態(tài)金屬與聚乙烯醇/聚丙烯酰胺半互穿網(wǎng)絡(luò)復(fù)合水凝膠蒸發(fā)器固化成型，其中利用水/丙三醇來(lái)調(diào)節(jié)粘度，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)作為交聯(lián)劑強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；贒LP 3D打印工藝協(xié)同冰模板技術(shù)同步構(gòu)筑了一種表面陣列式多孔3D毫錐針結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能蒸發(fā)器。更重要的是，集成金屬-酚網(wǎng)絡(luò)（MPNs）工程進(jìn)一步賦能陣列式多孔結(jié)構(gòu)毫錐針3D蒸發(fā)器（圖3），用于定向鹽結(jié)晶，從而實(shí)現(xiàn)水供給、脫鹽、太陽(yáng)能蒸發(fā)“多合一”功能的連續(xù)蒸發(fā)過(guò)程。


圖1.基于DLP 3D打印技術(shù)的三維錐形陣列PxLMTEi水凝膠光熱材料的設(shè)計(jì)，該材料具有寬帶太陽(yáng)能吸收和局部維納米熱傳導(dǎo)能力。 


圖2.液態(tài)金屬光熱復(fù)合納米材料（LMTEi）微相結(jié)構(gòu)、光交聯(lián)/光熱性能、及其界面結(jié)合能分析表征。 



圖3. MPNs組裝下三維毫錐形陣列混合水凝膠蒸發(fā)器的微結(jié)構(gòu)演變，PxLMTEi@MPN水凝膠的組裝過(guò)程示意圖及其網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)和界面交聯(lián)特征的嵌入狀態(tài)。


  研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)自下而上的策略進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，優(yōu)化的3D打印PxLMTEi@MPN水凝膠蒸發(fā)器分別由用于高效光子收集的EGaIn 納米液滴（即LMTE6，光熱轉(zhuǎn)換效率為67.5%）和用于微-納通道供水的 MPN涂裝毫錐體陣列組成。協(xié)同作用下，太陽(yáng)能蒸發(fā)器呈現(xiàn)了卓越的太陽(yáng)能水蒸發(fā)能力（2.96 kg m-2 h-1，96.93% 的能效）和出色的太陽(yáng)能海水淡化能力（鹽循環(huán)和特定地點(diǎn)鹽結(jié)晶）（圖4）。這項(xiàng)工作展示了新型基于 EGaIn 的光熱納米材料和一種構(gòu)建太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)蒸發(fā)的熱傳遞的光固化3D打印工藝方法，重點(diǎn)是多功能太陽(yáng)能蒸發(fā)系統(tǒng)的集成（圖5）。


圖4.優(yōu)化PxLMTEi@MPN水凝膠蒸發(fā)器件中，孔結(jié)構(gòu)、光譜吸收特征、水蒸發(fā)的表征與和太陽(yáng)能光熱蒸發(fā)性能測(cè)試。


 圖5.優(yōu)化PxLMTEi@MPN基太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)的建立和驗(yàn)證。


  該研究成果于近日被發(fā)表在國(guó)際重要刊物《ACS Nano》上，“3D-Printed Liquid Metal-in-Hydrogel Solar Evaporator: Merging Spectrum-Manipulated Micro-Nano Architecture and Surface Engineering for Solar Desalination”（Doi:10.1021/acsnano.3c12574）。 四川大學(xué)高分子研究所、高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張軍華教授為論文通訊作者，博士研究生楊勝都為第一作者。


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.3c12574

版權(quán)與免責(zé)聲明：中國(guó)聚合物網(wǎng)原創(chuàng)文章？锘蛎襟w如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：info@polymer.cn，并請(qǐng)注明出處。
（責(zé)任編輯：xu）
【大 中 小】【打印】【關(guān)閉】

誠(chéng)邀關(guān)注高分子科技

更多>>最新資訊
更多>>科教新聞