碳氮化鈦/粘膠纖維束集合體太陽能界面水蒸發(fā)器的制備及其性能

編號：FTJS10246

篇名：碳氮化鈦/粘膠纖維束集合體太陽能界面水蒸發(fā)器的制備及其性能

作者：婁輝清 上媛媛 曹先仲 徐蓓蕾

關鍵詞： 粘膠纖維束 碳氮化鈦 太陽能界面水蒸發(fā)器 光熱轉換層 水蒸發(fā)性能

機構： 鄭州大學物理學院

摘要： 為提高太陽能光熱轉化效率,基于太陽能驅動的界面水蒸發(fā)原理,結合粘膠纖維的形貌和性能特點,通過在垂直排列的粘膠纖維束端面構筑碳氮化鈦(MXene)作為光熱轉化層,制備MXene/粘膠纖維束集合體太陽能界面水蒸發(fā)器,并系統分析MXene涂層數、光照強度對太陽能界面水蒸發(fā)器蒸發(fā)性能及穩(wěn)定性的影響。結果表明:粘膠纖維表面的溝槽結構及其集合體垂直排列形成的毛細孔為水傳輸提供了有利通道;纖維束集合體端面涂覆光熱轉換材料MXene和增加光照強度有利于提高器件的水蒸發(fā)性能,當MXene涂層數由1層增加至5層時,其蒸發(fā)速率和蒸發(fā)效率分別從0.78 kg/(m2·h)和39.4%提高至1.47 kg/(m2·h)和74.4%;隨著光照強度的增大,太陽能界面水蒸發(fā)器的蒸發(fā)性能也隨之大幅提高,當光照強度由1 kW/m2增加到5 kW/m2時,其蒸發(fā)速率由1.47 kg/(m2·h)提高至6.45 kg/(m2·h),蒸發(fā)效率由70.6%提高至82.4%;太陽能界面水蒸發(fā)器在2 kW/m2的光照強度下使用144 h后,其蒸發(fā)速率和蒸發(fā)效率仍分別高達3.31 kg/(m2·h)和82.1%,與初始值相比僅降低4.1%和3.5%,具有較好的穩(wěn)定性能。