【摘 要】
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能源危机和淡水短缺已经成为全球性的两大难题。利用太阳能海水淡化技术生产淡水是最有希望解决能源危机和淡水资源短缺问题的方案之一。然而,对于高效的太阳能蒸发系统仍存在一系列难题,如光热转换效率低、热损失严重、成本昂贵、设计复杂等,这一系列的问题严重阻碍了其商用化推广。针对以上问题,本研究课题利用熔喷纤维设计了新型高效的太阳能界面蒸汽发生器,并且系统的研究了影响这两种太阳能蒸汽发生器蒸发性能的一系列因素
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能源危机和淡水短缺已经成为全球性的两大难题。利用太阳能海水淡化技术生产淡水是最有希望解决能源危机和淡水资源短缺问题的方案之一。然而,对于高效的太阳能蒸发系统仍存在一系列难题,如光热转换效率低、热损失严重、成本昂贵、设计复杂等,这一系列的问题严重阻碍了其商用化推广。针对以上问题,本研究课题利用熔喷纤维设计了新型高效的太阳能界面蒸汽发生器,并且系统的研究了影响这两种太阳能蒸汽发生器蒸发性能的一系列因素。研究结果为太阳能界面蒸发系统的设计和优化提供了新的思路,并证明了熔喷纤维材料在光热蒸发应用上有广阔的前景。论文的主要研究内容及结论如下:（1）本文通过熔喷工艺和喷涂法制备出一种表面粗糙、多孔、蓬松的柔性无纺布。以聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）/聚丙烯（PP）复合无纺布为基材,以聚多巴胺（PDA）为亲水剂和粘合剂包裹纤维表面。多壁碳纳米管（WCNTS）用作吸光材料,与纤维表面结合,形成高效的太阳能蒸发器。粗糙的织物表面使入射光在吸收层中多次漫反射,从而提高了光吸收率（≈94%）,而复合无纺布蓬松多孔的微米级网络结构呈现出很强的毛细作用。基于以上优点,设计二维水路,采用空气悬挂蒸发方式进行蒸发。在一次太阳光辐射下(1kw·m-2),水蒸发速率达到了1.42kg·m-2h-1,转化效率接近92%。最重要的是,这种复合材料易于生产,可在工业中规模化生产,有望解决清洁水资源短缺的问题。（2）本文通过熔喷聚苯硫醚（PPS）超细纤维为原料制备PPS浆粕,用PDA对PPS浆粕和两种不同尺寸碳纤维（CF）进行超浸润改性,然后通过两次抽滤沉积,再热处理后得到具有独特水路的类“钢筋混凝土”结构,最后在负载PVDF/WCNTS疏水光热材料后,得到自浮的高效的太阳能蒸发器。对其进行一系列光热蒸发性能探究后,得出:所制备的蒸汽发生器具有高效的水输送,广泛且强烈的光吸收（≈92%）,独特的水路设计可以极大的抑制热水导。最后,在1个太阳光强度(1kw·m-2)下,最大蒸发速率达到了1.24 kg·m-2h-1,最大转化效率达到了79.2%。
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