简单易操作的方法制备木基光热材料用于高效海水淡9博体育化

　　9博体育图5 1 kW m^-2下不同木基光热材料的水蒸发量随时间的变化、不同木基光热材料的光热效率、杨木基光热材料用于海水淡化后所得水中不同离子含量及盐度。

　　光热材料在应用过程中可能会面临各种各样的情况：比如酸性或碱性环境9博体育、波浪的冲洗、昼夜温差导致的反复冷冻和融化等，这就需要光热材料具有良好的稳定性。作者通过酸碱浸泡处理、超声及连续长时间冲洗测试、连续冷冻-融化处理模拟了上述情况，结果表明该方法处理所得木基光热材料具有良好的稳定性。值得一提的是，与碳化的木基光热材料相比，该方法所得木基光热材料具有优异的水下抗油黏附性，其在含油废水中性能稳定，而碳化木基光热材料则由于水通道易被油滴黏附堵塞，导致产水速率严重下降。

　　图6 木基光热材料在酸性、碱性、超声、连续冲洗、循环冷冻-融化条件下的稳定性、该方法所得木基光热材料和碳化木基光热材料的水下抗油黏附性对比、在含油水中的水蒸发速率对比。

　　改性方法是否利于规模化制备对于其实际应用也尤为重要，作者发展的此方法可以很容易地实现大块木材的改性。在此基础上，作者设计了一个简易的太阳能海水淡化装置9博体育，进一步考察了所得木基光热材料的实际海水淡化效果。

　　图7 该方法可以不同木基光热材料的光热效率、杨木基光热材料用于海水淡化后所得水中不同离子含量及盐度。

　　光热材料的结构设计不但可以提高材料的表面积，还可增加其对光能的利用率，减少能量损失，从而大幅提高光热材料的产水速率。到目前为止，基于木基光热材料的结构设计仍鲜有报道，其主要原因在于目前木基光热材料的制备方法较难适用于具有特殊结构或不规则形状的木材。而本文所开发的方法可以适用于各种不规则形状的木材，为进一步提高木基光热材料的海水淡化性能提供了新的契机。为了展示这一优势，作者在木材表面加工出具有不同深度和倾斜角度的沟槽，用以提高其表面积和减少能量损失，并进一步测试了其在一个太阳光照下的产水速率。结果表明，经过结构设计的木基光热材料的产水速率达到了1.8kgm-2h-1，远高于没有进行结构设计的木基材料。

　　图8 木基光热材料的结构设计、经过结构设计后的木基光热材料具有更高的性能。

　　本文开发了一种极其简单、温和且通用的木基光热材料制备方法，这一方法不但可以赋予木基光热材料优异的水下抗油黏附性能，还有利于木基光热材料的结构设计，在太阳能海水淡化领域展现出良好的应用前景。该研究工作为设计开发高性能木基光热海水淡化材料提供了新的思路和途径。

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