本发明专利技术涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，所述装置包括海绵条及弹性体，所述海绵条先经改性处理，而后通过将改性后的海绵条插入弹性体内制备得到海水淡化装置。本发明专利技术通过将CNTs海绵与记忆合金弹簧组合，将静态蒸发过程变为动态蒸发过程，有效解决蒸发过程中盐结晶的问题，并能保持蒸发器顶表面足够湿润，提高蒸发速率。提高蒸发速率。提高蒸发速率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于CNTs三维动态海水淡化装置
[0001]本专利技术涉及海水淡化
，具体涉及一种基于CNTs三维动态海水淡化装置。
技术介绍
[0002]为了应对全球面临的淡水短缺问题，许多传统技术如正向渗透、反向渗透、多级闪蒸和膜蒸馏已被开发利用从海水或工业废水中生产清洁淡水。然而，这些技术以消耗化石燃料为主，能源消耗成本大，同时又会排放大量CO2温室气体，导致温室效应不断增强，对全球气候产生不良影响。
[0003]利用太阳能进行海水淡化是一种低碳低成本的方法，它不仅可以有效降低生产清洁水的成本，还能够减少环境污染。然而对于大多数太阳能蒸发装置而言，随着蒸发时间的增加，即使是低浓度的盐水也会在其表面产生大量的盐晶体，而这些盐晶体的堆积不仅会降低蒸发器光吸收面积，而且会严重堵塞蒸发器内部通道，导致光热转换效率和蒸发速率下降。同时盐晶体的持续析出也增加了系统的日常清洁维护成本，降低系统使用寿命。
技术实现思路
[0004]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，其能有效解决现有技术存在的上述问题。
[0005]技术方案
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术提供一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，所述装置包括海绵体及弹性体，所述海绵体先经改性处理，而后将改性后的海绵体插入弹性体内制备得到海水淡化装置；经改性处理的海绵体上吸附有光热转换材料。
[0008]进一步的，所述光热转换材料采用碳纳米管。
[0009]进一步的，所述海绵体改性处理步骤如下：
[0010]S1：前处理：将海绵裁剪成条状结构，依次通过超声清洗、鼓风干燥箱干燥，得到干燥洁净的海绵体；
[0011]S2：粘合剂改性：将步骤S1制备的海绵体浸泡于粘合剂中，时间20
‑
40分钟，浸泡期间多次挤压，而后通过鼓风干燥箱干燥，得到粘合剂改性的海绵体；
[0012]S3：碳纳米管改性：制备碳纳米管分散液，将步骤S2制备的粘合剂改性的海绵体浸泡于碳纳米管分散液中20
‑
40分钟，浸泡期间多次挤压，而后将它们放入干燥箱中干燥，之后除去海绵体上未吸附的碳纳米管。
[0013]优选的，步骤S1中，超声清洗包括先使用无水乙醇对其超声清洗30分钟，接着使用去离子水对其同样超声清洗30分钟；之后在50℃的鼓风干燥箱干燥8小时，得到干燥洁净的海绵。
[0014]优选的，步骤S3中，于干燥箱80℃干燥12小时后，去除海绵表面未粘附的碳纳米管，观察到无明显粉末掉落即可，可选用吹风机或洗耳球来完成。
[0015]进一步的，所述粘合剂的浓度为1
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30wt％，其制备方法如下：通过将粘合剂溶解于去离子水中，得到不同浓度的粘合剂。如配制1wt％粘合剂溶液：粘合剂用量1g，去离子水用量为100g
‑
1g＝99g。其他浓度的溶液配制方法相同。所述粘合剂选用901建筑胶水。
[0016]进一步的，所述碳纳米管分散液的重量占比为0.1
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3wt％，所述碳纳米管分散液制备方法如下：通过将碳纳米管溶解于去离子水中，而后通过超声分散30分钟使其均匀分散，制备得到不同重量百分比的碳纳米管分散液。
[0017]进一步的，步骤S2和S3中的挤压方法：把海绵体浸泡于粘合剂或碳纳米管溶液中，使用磁力搅拌机搅拌。
[0018]进一步的，所述弹性体可主动或被动压缩或伸长。
[0019]进一步的，所述弹性体采用经改性的记忆合金弹簧。优选的，所述弹性体采用经改性的镍钛记忆合金弹簧。
[0020]进一步的，所述记忆合金弹簧改性处理步骤如下：
[0021]T1：前处理：用去离子水和无水乙醇对记忆合金弹簧进行超声清洗后待其自然干燥；
[0022]T2：胶水改性：配置30
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70％wt胶水溶液，把干燥后的记忆合金弹簧浸泡在该溶液中30分钟；
[0023]T3：CNTs改性：涂覆CNTs，把CNTs粉末均匀涂覆在记忆合金弹簧后待其自然干燥后，将未粘附于弹簧上的CNTs清除掉。
[0024]优选的，步骤T2中，胶水溶液采用SX088胶水溶液。不同浓度胶水溶液配制方法如下：通过将胶水溶解于去离子水中得到，如，配制50％wt胶水溶液，可称取SX088胶水50g，去离子水50g，将两者充分搅拌混合。
[0025]优选的，步骤T3中可选用吹风机或洗耳球来完成。
[0026]进一步的，所述海绵体采用三聚氰胺海绵，所述海绵体为圆柱体结构或长方体结构，所述海绵体的对角线或外径大于弹簧体内径。
[0027]进一步的，所述海绵体采用长方体结构，所述海绵体的尺寸为1*1*8cm。
[0028]有益效果
[0029]本专利技术提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术通过把碳纳米管(CNTs)海绵与记忆合金弹簧组合，利用记忆合金弹簧的光热响应特性实现蒸发器的动态蒸发，有效解决了蒸发过程中的盐结晶和供水不足导致蒸发速率下降的问题。在1.5kW/m2太阳光强下，记忆合金CNTs海绵蒸发器的蒸发速率达到3.2kg/m2/h，经过300分钟动态压缩三次，相比普通CNTs海绵蒸发器，蒸发速率提升了34％。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为记忆合金CNTs蒸发器海绵制备流程；
[0032]图2为不同胶水浓度的CNTs海绵的实物图；
[0033]图3中(a)MF海绵SEM图像；(b
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f)分别用0wt％、1wt％、10wt％、20wt％和30wt％的901胶水浓度制成CNTs海绵的SEM图像；
[0034]图4为不同胶水浓度的CNTs海绵的紫外可见吸收光谱；
[0035]图5为记忆合金弹簧的动态变化示意图；
[0036]图6为CNTS蒸发器的自脱盐实验：(a)3cm CNTs海绵蒸发，无动态压缩；(b)两分钟进行一次动态压缩；
[0037]图7为记忆合金弹簧CNTs海绵与普通CNTs海绵蒸发性能比较。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0040]三聚氰胺海绵，购本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，其特征在于，所述装置包括海绵体及弹性体，所述海绵体先经改性处理，而后将改性后的海绵体插入弹性体内制备得到海水淡化装置；经改性处理的海绵体上吸附有光热转换材料。2.根据权利要求1所述的一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，其特征在于，所述光热转换材料采用碳纳米管。3.根据权利要求2所述的一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，其特征在于，所述海绵体改性处理步骤如下：S1：前处理：将海绵裁剪成条状结构，依次通过超声清洗、干燥箱干燥，得到干燥洁净的海绵体；S2：粘合剂改性：将步骤S1制备的海绵体浸泡于粘合剂中，时间20
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40分钟，浸泡期间多次挤压，而后通过鼓风干燥箱干燥，得到粘合剂改性的海绵体；S3：碳纳米管改性：制备碳纳米管分散液，将步骤S2制备的粘合剂改性的海绵体浸泡于碳纳米管分散液中20
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40分钟，浸泡期间多次挤压，而后将它们放入干燥箱中干燥。4.根据权利要求3所述的一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，其特征在于，所述粘合剂的浓度为1
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30wt％。5.根据权利要求3所述的一种基于CNTs三维动态海水淡化装置，其特征在于，所述碳纳米管分散液中碳纳米管的重量占比为0.1
‑
3wt％...
【专利技术属性】
技术研发人员：严俊，林丙芬，
申请(专利权)人：佛山市南伽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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