【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于太阳能界面蒸发，具体涉及一种蒸发界面与基底结构组合式的太阳能蒸发器及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着对能源需求的不断增大，如何开发、转换和使用清洁、廉价、效能高的清洁能源是社会面临的重要问题。目前，常用的可再生清洁能源主要包括风能、太阳能、水能、地热能等，在替代传统化石能源包括煤、石油和天然气等方面具有很大的潜力。太阳能的开发利用是可再生能源的重要组成部分，其作为一种绿色、环保、可持续的清洁能源，它的开发利用具有深远的社会意义和巨大的市场前景，不仅会带来巨大的社会效益和环境效益，而且还具有显著的节能经济效益。
2、界面蒸发技术可直接利用太阳能进行光热转换，且能够在常温常压下使料液蒸发生成蒸汽，具有广泛的使用场景。传统的蒸馏法、反渗透法等大型商用海水淡化技术离不开传统能源的使用，且该过程热能损失大、能量转换效率低，相比而言界面蒸发过程的能量转换率更高。因此，采用太阳能作为输入能源的界面蒸发方式可以有效的提升对太阳能的利用率。
3、随着淡水资源短缺，海水淡化技术的发展越来越受到世界各国的重视，太阳能界面蒸发海水淡化技术可以直接利用太阳能高效地促进海水蒸发，且具有开发成本低、可适用于偏远地区等优势，近年来获得了学者们的广泛关注。常见的太阳能界面蒸发海水淡化系统主要包含光热转换界面以及多孔基底结构两部分，太阳能界面蒸发海水淡化系统的蒸发过程为：一方面入射太阳光被蒸发界面处光热转换材料吸收并转换为热能，另一方面基底多孔材料通过毛细作用将料液输运到蒸发界面，料液吸收热量蒸发。光热转换界面吸收的太阳
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种蒸发界面与基底结构组合式的太阳能蒸发器及其制备方法和应用，本专利技术提供的太阳能蒸发器能够减少导热损失，增大能量利用率。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种蒸发界面与基底结构组合式的太阳能蒸发器，包括隔热支撑板、蒸发界面和上水基底结构；
4、所述蒸发界面包括多孔海绵和覆盖在所述多孔海绵上表面的疏水光热转换涂层；所述疏水光热转换涂层包括由疏水聚合物形成的膜和分散在所述膜中的光热转换物质；
5、所述蒸发界面置于隔热支撑板上，多孔海绵的下表面与隔热支撑板接触；
6、所述上水基底结构为多孔材料；所述上水基底结构贯穿隔热支撑板，嵌入多孔海绵下表面的槽内。
7、优选的，所述隔热支撑板的材质包括聚乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚酰亚胺泡沫或聚醚酮泡沫。
8、优选的，所述蒸发界面的蒸发速率为1.5～2.5kg·m-2·h-1。
9、优选的，所述上水基底结构的上水速率为1～13mg·s-1·cm-1。
10、优选的，所述上水基底结构的材质为聚合物纤维或木质纤维。
11、优选的，所述光热转换物质包括多壁碳纳米管、纳米石墨粉、聚多巴胺、石墨烯和聚吡咯中的一种或多种。
12、优选的，所述疏水聚合物包括聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氨酯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的一种或多种。
13、优选的，所述多孔海绵包括聚乙烯醇海绵、密胺海绵或聚氨酯海绵。
14、本专利技术还提供了上述技术方案所述太阳能蒸发器的制备方法，包括以下步骤：
15、将蒸发界面的下表面开槽，将上水基底结构贯穿隔热支撑板，嵌入蒸发界面下表面的槽内，组装得到太阳能蒸发器。
16、本专利技术还提供了上述技术方案所述太阳能蒸发器或上述技术方案所述制备方法制备的太阳能蒸发器在海水淡化和/或高盐废水处理中的应用。
17、本专利技术提供了一种蒸发界面与基底结构组合式的太阳能蒸发器，包括隔热支撑板、蒸发界面和上水基底结构；所述蒸发界面包括多孔海绵和覆盖在所述多孔海绵上表面的疏水光热转换涂层；所述疏水光热转换涂层包括由疏水聚合物形成的膜和分散在所述膜中的光热转换物质；所述蒸发界面置于隔热支撑板上，多孔海绵的下表面与隔热支撑板接触；所述上水基底结构为多孔材料；所述上水基底结构贯穿隔热支撑板，嵌入多孔海绵下表面的槽内。
18、本专利技术提供的蒸发界面与基底结构组合式的太阳能蒸发器主要由吸光的蒸发界面以及向蒸发界面输送水分的上水基底结构组成，蒸发界面吸收太阳光时，蒸发界面处多孔材料中的水分受热蒸发。上水基底结构在水分输运过程中，在满足水分蒸发的同时，在浓度差作用下也能够满足盐离子向下运移，与传统以海绵作为基底的太阳能蒸发器相比，大大地减少了自上向下的导热损失，增大能量利用率。本专利技术的太阳能蒸发器作为优质高效的太阳能界面蒸发系统，具有节能、环保的特点，可用于海水淡化、高盐废水和污水处理中，具有良好的经济效益以及商用前景。
19、本专利技术借助蒸发界面与上水基底结构组合的形式制备太阳能蒸发器，制备方法工艺简单、易操作、成本低，可以实现大规模制备及安装。
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1.一种蒸发界面与基底结构组合式的太阳能蒸发器，其特征在于，包括隔热支撑板、蒸发界面和上水基底结构；
2.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述隔热支撑板的材质包括聚乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚酰亚胺泡沫或聚醚酮泡沫。
3.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述蒸发界面的蒸发速率为1.5～2.5kg·m-2·h-1。
4.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述上水基底结构的上水速率为1～13mg·s-1·cm-1。
5.根据权利要求1或4所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述上水基底结构的材质为聚合物纤维或木质纤维。
6.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述光热转换物质包括多壁碳纳米管、纳米石墨粉、聚多巴胺、石墨烯和聚吡咯中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述疏水聚合物包括聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氨酯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的一种或多种。
<...【技术特征摘要】
1.一种蒸发界面与基底结构组合式的太阳能蒸发器，其特征在于，包括隔热支撑板、蒸发界面和上水基底结构；
2.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述隔热支撑板的材质包括聚乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚酰亚胺泡沫或聚醚酮泡沫。
3.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述蒸发界面的蒸发速率为1.5～2.5kg·m-2·h-1。
4.根据权利要求1所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述上水基底结构的上水速率为1～13mg·s-1·cm-1。
5.根据权利要求1或4所述的太阳能蒸发器，其特征在于，所述上水基底结构的材质为聚合物纤维或木质纤维。
6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓华，葛洪宇，康培森，方震华，杨晓玮，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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