【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海水淡化领域，特别涉及一种具有定向垂直孔道的三维柱状多级孔光热转换材料用于高浓度海水淡化的技术。
技术介绍
1、地球表面的水资源丰富，但只有约3%是适用于人类和动植物的淡水，干旱和污染进一步加剧了水资源短缺。海洋包含了地球绝大部分的水资源，因此，海水淡化技术是解决水资源短缺的关键途径。然而，传统的海水淡化方法，包括热蒸馏、膜渗透和膜蒸馏，虽然在一定程度上减缓了淡水短缺问题，但这些技术设备复杂、高能源消耗以及昂贵的维护成本限制了它们在可持续应用方面的发展。
2、太阳能驱动的界面水蒸发技术通过高效的光热转换和独特的“热局域化机制”展现出卓越的水蒸发性能。该技术利用可持续的太阳能实现绿色无污染、高效、低成本的海水淡化，为解决水资源短缺问题提供了新的可能性。目前，许多光热材料在面临高盐度环境时，其性能往往大打折扣，无法有效抵抗盐分的侵蚀。为了解决这一难题，我们提出了一种具有定向垂直孔道的光热海水淡化器件，该器件充分利用了废弃的生物质资源金针菇根部，通过碳化处理，将其转化为一种具有独特孔隙结构的材料。碳化后的金针菇材料，具有表面超亲水性和特殊的多级孔结构，增强了水分子在光热材料内部和表面的吸附作用，有利于水分的传输和扩散。更为值得一提的是，在其特殊的多级孔结构中，毛细管能够高效地将水泵送至光热材料的蒸发层，定向垂直通道能够有效增强盐的扩散，从而实现了对海水的高效淡化。特别是对于高浓度的海水，我们提出的这种基于多级孔隙材料的海水淡化技术，不仅成本低廉、环保可持续，而且在淡化效果上也表现出色，为海水淡化领域带来了新的
技术实现思路
1、针对上述问题，基于绿色化学的原则，本专利技术提供了一种具有定向垂直通道的三维柱状光热转换材料进行光热海水淡化的技术。生物废弃物金针菇根部经过碳化后，可作为优良的光热转换材料用于海水淡化以及获取清洁水。制备的三维光热转换材料具有全光谱吸光性以及优异的水蒸发性能。此外，光热材料具有亲水的分级的孔道结构，盐离子不易堵塞通道，对高浓度的盐溶液有着良好的水蒸发效果；该材料还具有高且稳定的脱盐率、稳定性和长周期性等特点。因此，该材料能够有效应对高浓度海水的脱盐策略，有望解决淡化海水以及水资源短缺问题。
2、为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
3、以金针菇为原料，专利技术了一种具有三维柱状通孔光热转换材料进行光热海水淡化的技术。
4、优选地，一种具有三维柱状通孔光热转换材料进行光热海水淡化的技术，所述的光热材料为金针菇废弃根部。
5、优选地，所述的海水浓度为3 wt% - 25 wt%。
6、优选地，所述的海水淡化处理技术包含物理剥离和回流策略。
7、本专利技术同时提出了上述光热海水淡化技术的各种应用。
8、所述光热转换材料的应用是指，用疏水泡沫作为支撑物来固定碳化金针菇，使其漂浮在水面上，在太阳光的驱动下，光热转换材料表面局域高温使得水分不断蒸发，并且盐离子被毛细管力泵送至光热材料内部和表面。因而可用于海水淡化以及清洁水的获取。
9、本专利技术的优点及突出之处：
10、（1）本专利技术选取生物废弃物金针菇根部为原料，通过简单碳化过程，得到柱状光热转换材料。该材料是一种碳基光热转换材料，在整个太阳光谱范围内具有良好的吸光能力；材料具有优异的光热转换能力，能将吸收的光转换成热。经过碳化后，金针菇的垂直孔隙结构得以保留，该结构使得入射光子在材料内部多次折射，提高了光的利用率。
11、（2）在光的照射下，由于金针菇较大的蒸发面积使得材料表面温度较低，减少了热量损失，提高了海水的蒸发速率。由于金针菇较大的蒸发面积以及未受辐射的表面可从外界获取能量，使得其在较低的光照强度下仍具有较高的海水蒸发性能。
12、（3）光热材料的孔隙通道由大量不同直径的垂直管胞壁相互连接而成，不仅可以作为水传输的通道，保证了蒸发过程中表面水的及时补充，而且定向垂直大通量孔增强了盐的扩散作用，缓解了盐的结晶析出，对于超高浓度的盐溶液有着良好的淡化效果。
13、（4）光热材料具有超亲水性，为水的快速输送提供了强大的毛细管力，通过毛细管作用向材料表面供水，水蒸发性能得到提升。
14、（5）该材料通过物理机械剥离和回流自清洁等方式，可实现稳定的海水淡化率，能够长期运行并且对器件的损耗较小。
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1.一种三维柱状多级孔光热转换材料进行光热海水淡化的技术，其特征在于，以废弃的金针菇根部为原料，经过碳化得到多孔道的三维柱状光热转换材料；制备的材料具有全光谱吸光性、优异的光热转换能力以及水蒸发性能；光热材料具有亲水的分级的孔道结构，盐离子不易堵塞通道，对于高浓度的盐溶液有着良好的水蒸发效果。光热材料具有高且稳定的脱盐率、稳定性和长周期性，在海水处理领域具有巨大的应用潜力。
2.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化的三维柱状光热转换材料，其特征在于，碳化金针菇内部具有垂直排列的孔道结构。
3.根据权利要求1所述的全光谱吸光性，其特征在于，在太阳光辐照下，碳化金针菇具有优异的光吸收和光热转换能力。
4.根据权利要求1所述的高水蒸发性能，其特征在于，光热材料具有超亲水性，有利于水分从本体水传输至蒸发层。
5.根据权利要求1所述的高且稳定的对高浓度海水的淡化效果，其特征在于，光热材料具有多级孔道结构，盐离子在通道内扩散增强，有效缓解盐的析出，可长期稳定使用。
【技术特征摘要】
1.一种三维柱状多级孔光热转换材料进行光热海水淡化的技术，其特征在于，以废弃的金针菇根部为原料，经过碳化得到多孔道的三维柱状光热转换材料；制备的材料具有全光谱吸光性、优异的光热转换能力以及水蒸发性能；光热材料具有亲水的分级的孔道结构，盐离子不易堵塞通道，对于高浓度的盐溶液有着良好的水蒸发效果。光热材料具有高且稳定的脱盐率、稳定性和长周期性，在海水处理领域具有巨大的应用潜力。
2.根据权利要求1所述的一种用于海水淡化的三维柱状光热转换材料，其...
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