【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海水淡化，提供了一种光热转化材料的制备方法及海水淡化收集装置。
技术介绍
1、淡水资源短缺是全球范围内亟待解决的严峻难题，可用淡水的数量是固定的，将地球储量丰富的海水进行淡化处理是解决问题的有效思路。现行海水淡化技术包括蒸馏法、反渗透法、电渗析法和离子交换法等。其中，蒸馏和反渗透技术是目前最为成熟和广泛应用的两种方法。但反渗透技术存在有设备维护困难、难以处理高盐度的海水、难以处理废水等问题，而蒸馏技术能源消耗量大、操作难度大。同时，目前我国海水淡化厂大多由化石燃料驱动，导致海水淡化过程中化石燃料燃烧造成大量温室气体排放。现行广泛使用的蒸馏法和反渗透法海水淡化技术均在设备维护和操作上需要较高的技术人员，存在有技术成本高的问题。
2、针对现行海水淡化
技术成本高、能耗高、co2排放过高、蒸发效率低的问题，目前，太阳能驱动的海水蒸发-收集-淡化技术因工艺简单、绿色、可持续的特点，展现出巨大应用潜力，其核心元件是在太阳辐照下驱动水汽相变的光热材料，光热材料的海水淡化技术逐步发展，光热材料能够有效地捕捉光线，并高效地将光能转换为热能，太阳能蒸馏用于海水淡化的二氧化碳零排放特性非常具有时代吸引力和现实意义,很多光热材料被开发成太阳能吸收剂，例如纳米金属材料、石墨烯等。然而，这些材料价格昂贵，需要复杂的制造工艺，大规模的应用所需要的成本比较高。
3、因此，光热材料的太阳能蒸汽发电的海水淡化技术被认为是高效生产清洁水的一种经济、可持续的技术，针对现有光热转化材料成本高、材料回收率低的问题，如何开发来源
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，针对现有光热转化材料成本高、材料回收率低的问题，提供一种光热转化材料的制备方法及海水淡化收集装置，以可再生、内部具备蒸腾孔道的天然木材为核心元件，通过表面碳化处理形成光热转化层，构建太阳能驱动的光热海水蒸发的光热转化材料。利用表面碳化处理后的光热层实现海水的加热和蒸发。此外，木材内部天然孔隙结构具有良好的毛细作用和隔热能力，能够有效将光热能量局域化在顶部光热层并实现持续的海水向光热层传输，显著提升了能量利用率和海水的蒸发效率。
2、本专利技术的目的之一是提供一种光热转化材料的制备方法，包括如下步骤：
3、将木材进行裁切、整平处理后在上表面喷施乙醇，室温下火烧法对木材的上表面进行碳化处理得到上表面为碳化层的光热转化材料，木材上表面碳化层的厚度为2-3mm。
4、优选的，所述乙醇的喷施量为0.30-0.35ml/m2，所述乙醇的质量分数≥99.7％。
5、优选的，所述木材的厚度为1-3cm。
6、优选的，所述木材为天然木材，包括杉木、榉木、松木、橡木、樟木、榆木。
7、本专利技术的目的之二是提供上述的制备方法制备得到的光热转化材料。
8、本专利技术的目的之二是提供一种海水淡化收集装置，包括：用于漂浮于海水表面上的底板，所述底板的上表面设有密封外罩，所述底板的上表面开设有容纳海水的海水容纳槽，位于所述密封外罩内、所述海水容纳槽的上设有一内罩，所述内罩从上往下依次设有上述所述的光热转化材料和吸水层，所述光热转化材料的下表面与吸水层的上面接触，所述密封外罩和所述内罩之间形成淡化水收集槽，所述吸水层的下表面与海水接触，并用于持续将海水传输光热转化材料的上表面，所述光热转化材料在光热转化作用下，将海水连续蒸发于密封外罩的上壁后凝结成水蒸气液滴，用密封外罩导流至淡化水收集槽内实现连续收集。
9、优选的，上述的海水淡化收集装置，所述密封外罩是由透明材质制成的第一侧板及顶板组成的密封外罩，所述密封外罩的顶板为倾斜顶板。
10、优选的，上述的海水淡化收集装置，所述内罩垂直设于所述海水容纳槽的上方，所述内罩的顶部为开口，侧壁由透明材质制成的第二侧板组成的长方体。
11、优选的，上述的海水淡化收集装置，所述吸水层镶嵌于所述内罩内，所述吸水层为梯形海绵层。
12、优选的，上述的海水淡化收集装置，所述光热转化材料镶嵌于所述内罩内且位于所述吸水层的上表面，所述光热转化材料的碳化层位于所述内罩外。
13、本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
14、1、本专利技术以可再生、内部具备蒸腾孔道的天然木材为核心元件，通过表面碳化处理形成光热转化层，构建太阳能驱动的光热海水蒸发的光热转化材料。利用表面碳化处理后的光热层实现海水的加热和蒸发。此外，木材内部天然孔隙结构具有良好的毛细作用和隔热能力，能够有效将光热能量局域化在顶部光热层并实现持续的海水向光热层传输，显著提升了能量利用率和海水的蒸发效率。
15、2、本专利技术由于其自浮能力、固有的低导热性和将水输送到蒸发表面的自然排列微通道，经过碳化处理的改性木材，高效提高了木材表面的碳化度，吸光性能良好，可以更好的进行水输送和热转化，是一种出色的太阳能吸收剂。同时，通过浮动吸收器吸收入射的太阳照明，并通过无辐射跃迁将其转化为热量，热量导致空气-水界面处的附近水分子蒸发并形成蒸汽，进行高效水蒸发。
16、3、本专利技术的海水淡化收集装置，改性木材具有垂直排列微通道和高亲水性，形成了大量的含氧官能团使光热吸收木材表面亲水，且与海绵结合确保了木材会漂浮在水面，并自发地从底部抽水来保持顶部表面的潮湿，上面覆盖着透明密封外罩，内罩放置光热吸收木材，通过入射的太阳照明，并通过无辐射跃迁将其转化为热量，热量导致空气-水界面处的附近水分子蒸发并形成蒸汽，进行高效水蒸发，可直接吸收海水于装置的凹形槽中进行储水，海水淡化收集装置被允许漂浮在梯形箱内的海水顶部，高效便捷。
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1.一种光热转化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的光热转化材料的制备方法，其特征在于，所述乙醇的喷施量为0.30-0.35mL/m2，所述乙醇的质量分数≥99.7％。
3.根据权利要求1所述的光热转化材料的制备方法，其特征在于，所述木材的厚度为1-3cm。
4.根据权利要求1所述的光热转化材料的制备方法，其特征在于，所述木材包括杉木、榉木、松木、橡木、樟木、榆木。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到的光热转化材料。
6.一种海水淡化收集装置，其特征在于，包括：用于漂浮于海水表面上的底板(1)，所述底板(1)的上表面设有密封外罩(2)，所述底板(1)的上表面开设有容纳海水的海水容纳槽，位于所述密封外罩(2)内、所述海水容纳槽的上设有一内罩(3)，所述内罩(3)从上往下依次设有权利要求5所述的光热转化材料(5)和吸水层(6)，所述光热转化材料(5)的下表面与吸水层(6)的上面接触，所述密封外罩(2)和所述内罩(3)之间形成淡化水收集槽(4)，所述吸水层(6)的下表面与海水接触
7.根据权利要求6所述的海水淡化收集装置，其特征在于，所述密封外罩(2)是由透明材质制成的第一侧板及顶板组成的密封外罩，所述密封外罩(2)的顶板为倾斜顶板。
8.根据权利要求6所述的海水淡化收集装置，其特征在于，所述内罩(3)垂直设于所述海水容纳槽的上方，所述内罩(3)的顶部为开口，侧壁由透明材质制成的第二侧板组成的长方体。
9.根据权利要求6所述的海水淡化收集装置，其特征在于，所述吸水层(6)镶嵌于所述内罩(3)内，所述吸水层(6)为梯形海绵层。
10.根据权利要求6所述的海水淡化收集装置，其特征在于，所述光热转化材料(5)镶嵌于所述内罩(3)内且位于所述吸水层(6)的上表面，所述光热转化材料(5)的碳化层位于所述内罩(3)外。
...【技术特征摘要】
1.一种光热转化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的光热转化材料的制备方法，其特征在于，所述乙醇的喷施量为0.30-0.35ml/m2，所述乙醇的质量分数≥99.7％。
3.根据权利要求1所述的光热转化材料的制备方法，其特征在于，所述木材的厚度为1-3cm。
4.根据权利要求1所述的光热转化材料的制备方法，其特征在于，所述木材包括杉木、榉木、松木、橡木、樟木、榆木。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法制备得到的光热转化材料。
6.一种海水淡化收集装置，其特征在于，包括：用于漂浮于海水表面上的底板(1)，所述底板(1)的上表面设有密封外罩(2)，所述底板(1)的上表面开设有容纳海水的海水容纳槽，位于所述密封外罩(2)内、所述海水容纳槽的上设有一内罩(3)，所述内罩(3)从上往下依次设有权利要求5所述的光热转化材料(5)和吸水层(6)，所述光热转化材料(5)的下表面与吸水层(6)的上面接触，所述密封外罩(2)和所述内罩(3)之间形成淡化水...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，宋子瑜，张筝，龚林，孙学良，黄二杰，樊梦珂，刘首数，王钰轲，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：
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