界面蒸發(fā)太陽(yáng)能海水淡化對(duì)于緩解全球淡水危機(jī)來(lái)說(shuō)是一種很有前景的低成本方式。由于產(chǎn)生清潔淡水的巨大潛力，太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的界面脫鹽(SDID)作為一種碳足跡最小的水處理方法正在蓬勃發(fā)展。然而，在海水淡化過(guò)程中，鹽的積聚會(huì)阻塞蒸發(fā)通道，使蒸發(fā)速率嚴(yán)重下降。在追求理想蒸發(fā)性能的同時(shí)，蒸發(fā)器能夠在較高濃度鹽水蒸發(fā)中保持耐鹽性能也備受關(guān)注。
圖1 受紅樹(shù)林拒鹽機(jī)制啟發(fā)的PAAS-CLF蒸發(fā)器靈感來(lái)源
研究發(fā)現(xiàn)PAAS-CLF具備良好的吸光性能、優(yōu)異的水運(yùn)輸能力和理想的蒸發(fā)性能。通過(guò)DSC和Roman光譜表征進(jìn)一步研究了蒸發(fā)器中自由水(FW)、中間水(IW)和結(jié)合水（BW）中氫鍵的狀態(tài)，表明聚電解質(zhì)水凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)還可有效降低蒸發(fā)焓，提高蒸發(fā)速率。除此之外，還探究了聚電解質(zhì)水凝膠濃度、凝膠涂層厚度、蒸發(fā)器孔隙度演變情況等對(duì)PAAS-CLF蒸發(fā)性能的影響。
圖5 PAAS-CLF蒸發(fā)器基于多南效應(yīng)的太陽(yáng)能海水淡化機(jī)理
此外，還進(jìn)行了PAAS-CLF蒸發(fā)器在高濃度鹽水中耐鹽性能的探究。為了闡明Donnan效應(yīng)對(duì)鹽離子排斥的機(jī)制，研究還建立了蒸發(fā)器表面鹽離子濃度與供水層中鹽離子濃度的函數(shù)關(guān)系，并證明了聚電解質(zhì)水凝膠具有耐鹽性能的原因是由于多孔結(jié)構(gòu)中被限制的Na+（反離子）具有的電勢(shì)誘發(fā)了Donnan效應(yīng)。因此，進(jìn)入到供水層中的鹽離子數(shù)量可通過(guò)Na+（反離子）的濃度來(lái)調(diào)控。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.142265
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