多功能泡沫濾珠濾料廠家水凝膠基高效太陽驅(qū)動膜蒸餾凈水

　　多功能泡沫濾珠濾料生產(chǎn)廠家水凝膠基高效太陽驅(qū)動膜蒸餾凈水。基于太陽能驅(qū)動蒸汽生成(SVG)的水凈化技術由于其環(huán)保、易實現(xiàn)和使用可再生太陽能等特點，是一種可同時解決淡水危機和能源危機的潛在策略，從而引起了科研工作者的極大興趣。

　　近幾年來，一種結合了太陽能驅(qū)動蒸汽生成(SVG)技術和膜蒸餾技術優(yōu)點的光驅(qū)動膜蒸餾(Solar-MD)技術被開發(fā)了出來。

　　目前，文獻報道的solar-MD系統(tǒng)都使用基于多孔疏水膜(例如PTFE膜)的光熱膜來協(xié)助完成膜蒸餾過程。在這些系統(tǒng)中，蒸發(fā)前沿位于原料水(feed water)一側，蒸汽在原料水/疏水膜界面處產(chǎn)生，并在濃度梯度驅(qū)動下擴散通過多孔膜而在另一側被收集，因此多孔膜內(nèi)就存在不可避免的蒸汽濃度降和溫度極化現(xiàn)象，從而使得后續(xù)的蒸汽收集變的困難，導致水產(chǎn)率仍然不能令人滿意。

　　美國得克薩斯大學奧斯汀分校余桂華教授和合作者針對這一問題，利用水凝膠獨特的水輸運行為和高蒸發(fā)速率，構建了一種超薄水凝膠基光熱膜(HUM)，并將其應用于solar-MD，避免了蒸汽跨膜擴散和溫度極化，協(xié)同實現(xiàn)了高效蒸氣轉(zhuǎn)移和自發(fā)環(huán)境能量收集，有效提升了solar-MD的水產(chǎn)率和能量效率。

　　與傳統(tǒng)的疏水多孔膜基光熱膜不同，當solar-MD系統(tǒng)使用HUM作為光熱膜時，其水凝膠層獨特的水運輸行為允許原料水以液態(tài)滲透到膜表面，同時又可阻止液態(tài)水從表面泄漏從而保證了MD過程的有效發(fā)生。

　　這種獨特的水運輸行為將蒸發(fā)前沿重新定位于HUM/載氣界面處，因此從根本上消除了跨膜蒸汽傳輸和蒸汽濃度降。

　　此外，HUM的高蒸發(fā)速率導致的蒸發(fā)冷卻效應將蒸發(fā)前沿溫度降至低于環(huán)境，從而實現(xiàn)了自發(fā)的環(huán)境能注入，并避免了溫度極化效應，大大提高了能量效率。

　　基于這些特點，HUM基solar-MD系統(tǒng)所產(chǎn)生的輸出濕氣流的相對濕度獲得顯著提升，進而實現(xiàn)了不需要額外制冷裝置的蒸汽冷凝收集。

　　最終，該HUM基solar-MD系統(tǒng)可以在不借助額外冷凝裝置的情況下，在一個太陽光照射時實現(xiàn)2.4 kgm-2h-1的高凈水產(chǎn)率。

　　此外，HUM低廉的原材料成本使得HUM基solar-MD系統(tǒng)的淡水生產(chǎn)成本可低至約為0.3-1.0 $ m-3。總之，該工作為solar-MD系統(tǒng)的研究提供了新的思路，并為基于水凝膠的solar-MD系統(tǒng)研究奠定了基礎。

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