【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水净化，特别涉及一种太阳能界面水蒸发器的制备方法和应用。
技术介绍
1、太阳能界面蒸发器是一种创新型的水净化技术，它利用特殊设计的材料直接在水面形成一个吸热层，以提高水的蒸发效率。这项技术通过在液体与空气的界面处集中太阳热能，促使表层水分子快速蒸发，从而实现高效的水净化和淡水生成。与传统的太阳能水蒸发系统相比，界面蒸发器减少了整体系统的热损失和所需的能量输入，提高了能量转换效率。界面蒸发器的低成本、易部署的特点，使其成为面向发展中国家及水资源匮乏地区的理想选择，对全球面临的水资源挑战提供了一种可持续解决方案。
2、现有的太阳能界面蒸发器虽然在利用可再生能源方面具有显著优势，但仍存在一些不足之处。首先，许多太阳能界面蒸发器依赖于昂贵的材料和复杂的制造过程，这提高了初期投资成本，限制了它们在发展中国家等资源有限的地区的普及。其次，效率方面，部分太阳能界面蒸发器的光热转换效率并不理想，导致能量转换损失较大，水蒸发效率低，无法充分利用太阳能。此外，一些设计在实际操作中存在耐久性和稳定性问题，包括力学性能与长期稳定性，长期暴露在自然环境中可能会降低其性能。最后，目前太阳能界面蒸发器技术在规模化应用方面仍面临挑战，需要进一步的技术创新和系统优化才能满足大规模水处理的需求。
3、因此，亟需提供一种水蒸发效率高的太阳能界面蒸发器，进一步的，太阳能界面蒸发器的制备成本低，加工周期短。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此
2、本专利技术所述太阳能界面水蒸发器的制备过程中，硅藻土主要成分是二氧化硅，亲水性极佳，且硅藻土为多孔结构，导热热率低，通过表面镀碳可高效捕获太阳光，完全满足太阳能界面水蒸发器对水传输、太阳能捕获、绝热的要求。石蜡起到粘结剂和造孔的作用，若不使用石蜡，则产品无法成型。印花样品中含有石蜡，煅烧过程中。石蜡在高温下烧损后，占据的孔位会残留，这些孔结构加上硅藻土本身的孔结构对水传输、太阳能捕获、绝热都有利，从而显著提升太阳能界面水蒸发器的水蒸发效率。
3、本专利技术的第一方面一种太阳能界面水蒸发器的制备方法。
4、具体的，一种太阳能界面水蒸发器的制备方法，包括以下步骤：
5、将石蜡、硅藻土混合，加热，得到混合物，然后将所述混合物置于模具中进行模压成型，得到预压样品，然后取含孔的印花模具放置在所述预压样品上，进行模压印花，得到印花样品，煅烧，得到一面带有印花的多孔陶瓷，将带有印花的一面朝上进行表面镀碳，制得所述太阳能界面水蒸发器。
6、优选的，所述石蜡为市售常规石蜡，进一步优选为58#石蜡。
7、优选的，所述硅藻土呈粉末状。
8、优选的，所述石蜡、硅藻土的质量比为(4-8)：10，进一步优选为(6-7)：10。若石蜡含量过多，则在压制的过程中会泄露，若石蜡过少，印花样品的孔不够多且压制难成型。
9、优选的，所述加热的温度为110-125℃，加热的时间为40-60分钟，进一步优选为118-120℃，加热的时间为40-60分钟。
10、优选的，所述加热的过程中，每过10-20分钟将混合物取出搅拌20-30秒。该目的在于使得混合物更均匀。
11、优选的，所述模压成型的压力为5-12mpa，所述模压成型的时间为30-120秒。
12、优选的，所述取含孔的印花模具为内孔尺寸为(2-3)mm*(5-6)mm的金属软网。
13、优选的，所述模压印花的压力为1.5-2mpa，所述模压印花的时间为30-60秒。
14、优选的，所述煅烧的温度为900-1050℃，所述煅烧的时间为0.5-1小时。
15、优选的，所述煅烧的过程中，升温的速率为8-10℃/min。
16、优选的，所述煅烧是在马弗炉中进行。
17、优选的，所述表面镀碳的过程为：将带有印花的一面朝上放置在蜡烛外焰上加热。表面镀碳的目的在于形成碳层，即作为太阳能界面水蒸发器的光吸收层。
18、进一步优选的，将带有印花的一面朝上放置在蜡烛外焰上加热45-180秒，进一步优选为加热1-1.5分钟。
19、本专利技术的第二方面一种太阳能界面水蒸发器。
20、具体的，一种太阳能界面水蒸发器，由上述制备方法制得。
21、优选的，所述太阳能界面水蒸发器包括碳层和碳层下的多孔陶瓷。
22、本专利技术的第三方面一种太阳能界面水蒸发器的制备方法的应用。
23、具体的，一种太阳能界面水蒸发器的制备方法在水蒸发领域中的应用。
24、相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
25、(1)本专利技术所述太阳能界面水蒸发器的制备过程中，硅藻土主要成分是二氧化硅，亲水性极佳，且硅藻土为多孔结构，导热热率低，通过表面镀碳可高效捕获太阳光，完全满足太阳能界面水蒸发器对水传输、太阳能捕获、绝热的要求。石蜡起到粘结剂和造孔的作用，若不使用石蜡，则产品无法成型。印花样品中含有石蜡，煅烧过程中。石蜡在高温下烧损后，占据的孔位会残留，这些孔结构加上硅藻土本身的孔结构对水传输、太阳能捕获、绝热都有利，从而显著提升太阳能界面水蒸发器的水蒸发效率，例如水蒸发速率不低于1.61kgm-2h-1。
26、(2)本专利技术提出一种太阳能界面水蒸发器的制备方法和应用。本专利技术所述制备方法成本低，未使用任何改性剂，环境友好，加工简单，周期短(不超多24h，甚至不超过4h)内，加工简单高效，所述制备方法制备得到的太阳能界面水蒸发器的水蒸发效率高，利用全无机矿物质材料制备而成，耐腐蚀、耐候性更优。
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1.一种太阳能界面水蒸发器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石蜡为58#石蜡；和/或，所述硅藻土呈粉末状。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石蜡、硅藻土的质量比为(4-8)：10。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为110-125℃，加热的时间为40-60分钟。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的压力为5-12MPa，所述模压成型的时间为30-120秒。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述取含孔的印花模具为内孔尺寸为(2-3)mm*(5-6)mm的金属软网。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为900-1050℃，所述煅烧的时间为0.5-1小时。
8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述表面镀碳的过程为：将带有印花的一面朝上放置在蜡烛外焰上加热。
9.一种太阳能界面水蒸发器，其特征在于，由
10.权利要求1-8任一项所述的制备方法在水蒸发领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种太阳能界面水蒸发器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石蜡为58#石蜡；和/或，所述硅藻土呈粉末状。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石蜡、硅藻土的质量比为(4-8)：10。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为110-125℃，加热的时间为40-60分钟。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的压力为5-12mpa，所述模压成型的时间为30-120秒。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙大陟，孙浩洋，李茂宁，杜清源，李丹丹，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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