芳纶织物基界面光热蒸发材料的制备及其性能

太阳能水蒸发技术作为一种理想的获取淡水资源的方式,具有成本低廉、安全、环保以及太阳能转换效率高等优点.为实现高效稳定的太阳能界面蒸发,以高性能纤维织物芳纶为基底,采用多巴胺原位聚合和活性炭浸涂制备了一种芳纶织物基吸光材料.对改性前后芳纶织物的微观结构、润湿性、吸光性、吸光稳定性和力学性能进行测试与分析,研究芳纶织物基吸...     

界面光热转换水蒸发系统用纤维材料的研究进展

为缓解化石能源日益匮乏以及淡水资源短缺等问题,促进纤维材料在水资源利用方面的开发和应用,对以纤维材料为主要原料的界面光热转换水蒸发系统的最新研究进展进行综述。首先介绍了界面光热转换水蒸发技术的主要原理、发展历程和应用领域;然后分别分析了界面光热转换水蒸发系统中的光热转换材料和辅助材料,并以不同的功能作为切入点,详细阐述了纤维材料功能多样化、轻质、低成本和便于加工等特性,展示了其作为界面光热转换水蒸发系统主要原料的优异性能;最后针对在界面光热转换水蒸发系统中使用纤维材料所面临的挑战以及如何提升系统的实用性进行展望,希望能够推动纤维材料在界面光热转换技术中的广泛应用。     

聚吡咯/纸浆纤维复合光热纸的制备及其太阳能驱动界面水蒸发研究

本研究以未漂硫酸盐针叶木浆为原料,采用原位聚合法制备具有良好亲水性、高能量转换效率的聚吡咯/纸浆纤维复合光热纸,并应用于太阳能驱动界面水蒸发。对光热纸的表面形貌和结构进行了表征,探究了吡咯浓度以及单体与氧化剂摩尔比对纸光热性能的影响。结果表明,随吡咯浓度和氧化剂用量的增加,纸的光热性能也随之提升,当吡咯浓度为5 g/L、单体与氧化剂摩尔比为1∶2时,在1 kW/m²的光照强度下,5 min内光热纸的表面温度可达85.3℃,水蒸发效率可达93.13%。具有优异能量转换效率和良好可循环性能的光热纸的成功开发,为太阳能水净化提供了一种潜在的技术方案。     

开放热管理式三维织物基光热海水淡化系统

界面光热海水淡化系统可实现低碳低成本的除盐净水。为解决传统器件在海水淡化过程中效率较低的问题,提出一种额外捕获环境热量用于促进立体多级蒸发的开放式热量管理方案。将具有宽带谱光吸收性能的乙炔碳黑颗粒作为光热负载,混纺织物作为基材及供水材料,利用系统与环境间的热量传递,额外捕获热量,用于促进供水层的冷蒸发。结果表明：在优化负载和平衡能量供需等策略下,系统呈现出优异的水蒸发性能蒸发速率为1.80 kg/(m²·h),水蒸发效率为97.1%;在海水淡化运行15个循环后,织物的海水淡化速率仍保持约1.73 kg/(m²·h),处理后的冷凝水符合健康饮水标准,具有广阔应用前景。     

纤维基界面光热蒸发器表面除盐的研究进展

为深入探究具有能量转换效率高、清洁无污染的界面光热蒸发器,简要介绍了当前纤维基界面光热蒸发器表面除盐的研究进展,以及其在海水淡化与浓盐处理等领域的应用,探讨了界面蒸发过程中水分迅速逃逸导致的盐分析出抑制对光的吸收和堵塞蒸汽溢出通道的作用机制,以及产生的降低器件蒸汽产生速率及使用周期的影响。分析了基于纤维材料设计的除盐策略,包括主动式(水洗除盐与区域结晶盐收集)和被动式(自清洁设计、对流效应、定向流体传输与Janus织物设计)。最后,对纤维材料在太阳能界面蒸发器表面除盐设计所面临的挑战及未来潜在的应用前景进行总结与展望。     

碳纳米材料涂层织物的制备及其界面光热水蒸发性能

为了开发高效界面光热转换水蒸发系统,将碳纳米管、氧化石墨烯分别制备成分散液,以滴涂法制得碳材料负载的单面涂层织物,并对氧化石墨烯进行还原处理以提升其光热水蒸发性能。结果表明：在织物上单面涂敷质量分数分别为0.4%的碳纳米管和0.5%的氧化石墨烯分散液可实现1.59kg·m^-2·h^-1和1.42 kg·m^-2·h^-1的水蒸发速率。将氢碘酸和无水乙醇按体积比1∶2制备还原剂,以60℃油浴法加热20 min可还原氧化石墨烯涂层的黏胶织物,循环工作10次后,性能仍保持稳定,水蒸发速率达1.53 kg·m^-2·h^-1。该研究为制备碳材料单面涂层织物基界面光热转换水蒸发系统提供了一种可行性方案。     

光热-光催化双功能Au@Cu2O二元异质结的制备及其对水的清洁处理

为制备具有光热和光催化性能的双功能织物用于净化水,通过分子组装制备出兼具可见光与近红外响应的金/氧化亚铜异质结纳米颗粒(Au@Cu₂O),使用轧-烘-焙将纳米材料整理到棉织物上,得到可用于界面蒸发生产清洁水的光热-光催化双功能棉织物。利用SEM、TEM、UV-VIS-NIR、XRD、FTIR等对Au@Cu₂O及Au@Cu₂O改性棉织物进行形貌、结构的表征,并对改性棉织物在模拟太阳光下对水的净化处理性能进行研究。结果表明：Au@Cu₂O改性棉织物具有良好的光热、光催化性能,在功率密度0.1 W/cm²的模拟太阳光源照射下,Au@Cu₂O改性棉织物的蒸发速率为1.25 kg/(m²·h),太阳光-蒸汽转换效率为77.4%,可见光辐照180 min后对甲基橙的降解率达到89.2%。制备的Au@Cu₂O改性棉织物在净化水领域展示出良好的应用潜力。     

织物基太阳能蒸发器的研究进展

随着淡水资源短缺的问题日益加剧,太阳能热脱盐技术受到越来越多研究者的关注。太阳能水热蒸发相比其他海水淡化方式具有成本低、污染小等特点,获得高效光热蒸发效率的关键在于如何更好地将收集的太阳能转换为热能并减少热量损失。此外,若要维持蒸发器的蒸发速率并延长使用寿命,需要其具备优异的耐盐性能。织物具有的疏松多孔结构可以实现高效的水运输,优异的柔韧性和弹性能与蒸发器更好地兼容。文章综述了织物基太阳能蒸发器的优势、光热原理不同光热材料的光热效果以及提高耐盐性和蒸发速率的方法。最后对太阳能蒸发器的未来发展和应用方向进行了展望。     

丝瓜络基活性炭的制备及其吸附性能

以丝瓜络为原料,ZnCl2为活化剂制备了丝瓜络基活性炭(LAC)。利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪对LAC进行表征,LAC对亚甲基蓝的吸附性能采用分光光度计进行测试。结果表明:LAC具有高的比表面积和丰富的孔结构(孔洞以微孔为主);随着炭化活化温度的升高,比表面积和孔体积增大,微孔比例下降;当炭化活化温度为900℃时,LAC的比表面积高达2 333 m2/g,孔体积为1.658 cm3/g;LAC对亚甲基蓝具有较快的吸附速率,在5 min内达到吸附平衡,吸附率高达99%以上。     

Coolmax织物表面湿蒸发性能研究

采用自制的透湿杯，对Coolmax织物及其对比样品夏季仿毛面料的表面蒸发速率进行了测试和分析。     

基于染色斜纹棉布的太阳能驱动界面水蒸发体系的研究

使用复配的黑色活性染料上染的斜纹棉布作为光热转换材料,探究染色斜纹棉布的表面形貌、色牢度、光吸收率及润湿性能,然后将染色斜纹棉布与聚苯乙烯泡沫进行组装构建染色斜纹棉布-泡沫水蒸发体系,通过水蒸发试验研究染色斜纹棉布作为光热转换材料的水蒸发性能。结果表明:在1.0 kW/m^2的光学浓度下,染色斜纹棉布-泡沫水蒸发体系的水蒸发速率为1.15 kg/(m^2·h),对应的光热转换效率为79.5%,远高于相同条件下加热整体水域的光热转换效率,并具有良好的稳定性。     

间隔织物基光热-热电复合材料的制备及其性能

为提高柔性可穿戴供能设备的热电性能,首先利用NaOH和二甲亚砜(DMSO)共同掺杂聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)制备NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜,研究了NaOH及DMSO质量分数对PEDOT:PSS电导率、塞贝克系数以及功率因数的影响;然后以棉/涤纶间隔织物为基材,通过复合NaOH/DMSO/PEDOT:PSS并涂覆ZrC/聚氨酯(PU)光热层制备光热-热电复合材料,并对复合材料的形貌结构和热电性能等进行表征。结果表明:当添加质量分数为0.5%的NaOH及3.5%的DMSO时,NaOH/DMSO/PEDOT:PSS热电膜的功率因数达到最高,为25.6 μW/(m·K²),是纯PEDOT:PSS膜的2 327倍;光热-热电复合材料的塞贝克系数为35.5 μV/K,添加ZrC/PU光热层后复合材料在光照下产生的电压为无光热层复合材料的6.3倍。     

织物基载体在含盐废水蒸发处理中的应用

针对含盐废水蒸发处理工艺复杂、效率低、成本高等问题,利用纺织品具有孔隙率高、透气性好、传湿快和光热转换性能可控等特性,将其作为含盐废水的流动以及蒸发载体进行实验,研究其厚度、透气性、颜色和纳米碳化锆后整理对含盐废水蒸发速率的影响。结果表明:含盐废水在织物表面的蒸发速率比在自然状态下蒸发提高了400%;厚度为0.48 mm的织物相比于1.32 mm的织物,含盐废水蒸发速率提高了63%;透气率为126.7 L/(s·m²)的织物相比于53.9 L/(s·m²)的织物,含盐废水蒸发速率提升了56.9%;黑色织物对含盐废水蒸发速率的促进作用相比于白色织物提高了30.3%;采用纳米碳化锆整理后白色织物表面含盐废水的蒸发速率相比未处理织物提升了95.3%。     

纳米颗粒加速光热转化的实验研究

纳米流体因其优异的导热和吸光性能被广泛应用于太阳能光热领域,这其中尤以纳米金的光热转换效果最为突出。文章采用含有球状纳米金颗粒的纳米流体,在太阳光模拟器下挂滴蒸发,同时用高速摄影抓拍,研究纳米滴能否加快液滴的蒸发,增强光热转化。结果表明金纳米滴比同样条件下去离子水液滴的蒸发时间少,提高太阳光的利用效率,为太阳能光热转化提供一定的理论和实验基础。     

基于光热利用的金属有机骨架/石墨烯复合膜对印染废水的再生处理

为促进金属有机骨架(MOF)在印染废水处理中的应用,采用真空抽滤法制备了高性能金属有机骨架/石墨烯光热复合材料,通过界面蒸发方式对印染废水进行再生利用。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外漫反射光谱仪等手段,对膜材料进行微观结构和光学性能的表征,研究了膜光热性能及废水光热蒸发性能。结果表明：沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8改变了石墨烯微观构造并提高了光热转换效率,1个模拟太阳光下,膜表面温度升至97.6℃;印染废水再生处理结果显示,在1.0 kW/m²的光照下,纯水的蒸发速率可达1.34 kg/(m²·h),光热利用率为91.2%,对废水中有机污染物、色度及盐分的截留超过99.6%;复合膜性能稳定,重复使用7次后通量仍无明显降低。通过MOF简单地修饰石墨烯材料,显著提升了二维碳基材料的光热性能,具有较好的印染废水处理应用前景。     

还原氧化石墨烯/粘胶多层复合材料的制备及其界面蒸发性能

为制备便携、可重复使用和大规模生产的界面蒸发器,基于还原氧化石墨烯(RGO)和不同纺织品制备了RGO/粘胶多层复合材料.其中,RGO/粘胶织物作为太阳能吸收体,棉纱和棉织物作为供水通道,聚丙烯织物作为隔热材料.对RGO/粘胶织物的结构、亲水性能和光学性能进行分析,研究了RGO/粘胶多层复合材料的蒸发性能、循环稳定性及应...     

玻璃纤维/碳纤维织物基复合材料的电磁屏蔽性能

为增强碳纤维织物复合材料对电磁波的阻抗匹配性,减少二次反射,采用玻璃纤维调控碳纤维织物组织结构,并将其与水性聚氨酯复合,设计并制备了5种玻璃纤维/碳纤维(G/C)织物复合材料。借助超景深显微镜、矢量网络分析仪、模拟日光氙灯光源系统、红外热成像仪对G/C织物复合材料的形貌结构、电磁屏蔽性能、介电性能以及光热转化性能进行表征和分析。结果表明：在12.1 GHz下,纬纱采用2根玻璃纤维和单根碳纤维交替排列织造的G/C织物复合材料的屏蔽效能高达38.7 dB;G/C织物复合材料的组织结构变化可有效调控多种介电极化弛豫机制;G/C织物复合材料表面温度在模拟日光氙灯光源照射下响应速度快,其中玻璃纤维和碳纤维单根交替排列的G/C织物复合材料在2 kW/m²光照强度下照射300 s时,其表面温度可达71.8℃。     

织物透气性与表面蒸发性的关系研究

一、引言随着人们衣着水平的不断提高，对服装舒适性的要求也越来越高，在追求服饰外观的同时，更追求服装的生理舒适性。人在运动时产生的汗液应及时散发出去，即人体与服装之间的微气候应保持一定的水平。经测定，微气候在温度为32℃左右，湿度为50％左右时，人体感觉最为舒适。要达到这种舒适水平，要求服装有调节微气候的功能，而织物的透气性和表面蒸发性就是其中非常重要的因素。对它们的研究具有非常重要的意义。二、实验方法根据纺织工业部颁发的专业标准《织物透气性试验方法》和《织物表面蒸发性能试验方法》对11种试样进行了测试…     

全纤维光驱动界面蒸发系统在海水淡化工程中的应用研究进展

太阳光驱动界面水蒸发技术可将吸收的太阳光转换成热能,并加热处于液-气界面的水,有效提高光-蒸汽转换效率,有望成为低碳、绿色环境下的海水淡化新途径.为解决这项技术中存在的蒸发速率偏低、蒸汽收集困难以及抗生物沉积能力弱等问题的挑战,综述了国内外光驱动界面水蒸发的研究进展及纤维基蒸发器的独特优势;从光吸收体、漂浮体的设计与制...     

耐用多功能光热阻燃织物的制备及应用

为制备日间可自加热且防火性能优异的多功能光热阻燃织物,采用聚多巴胺修饰的芳砜纶非织造布作为亲水基材,Fe₃O₄作为光热功能材料,聚磷酸铵(APP)作为阻燃功能材料,通过浸渍将共沉淀法制备的Fe₃O₄微球借助黏性聚磷酸铵对其包裹功能涂层得到多功能阻燃光热织物。借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、时间-温度曲线以及点燃实验对光热阻燃织物的结构和性能进行表征,并观察织物在酸碱溶液放置后的形态以表征阻燃光热织物的耐用性。结果表明,光热阻燃织物在保持良好柔韧性的情况下,兼具Fe₃O₄优异的光热性能和APP的阻燃性能,在日间可升温至60℃以上,初遇火焰时难燃,12 s后离开火源织物自熄,并且在酸碱环境下仍保持良好的形态及耐用性。