全光谱碳基陶瓷纤维及其在海水淡化中的应用

[目的]为了缓解环境污染及淡水短缺等全球性问题,提出了一种将绿色可再生太阳能转换为热能用于海水淡化的环保技术,设计了一种具有全光谱吸收能力的新型纤维膜蒸发器。[方法]首先,采用静电纺丝工艺制备纳米级C@TiO₂纤维膜生坯,随后在800℃原位碳热还原2 h制备了深黑色的碳基陶瓷C@Ti₄O₇光热转换材料。[结果]研究结果表明:由于C元素和Ti³⁺的掺杂以及氧空位缺陷的存在,C@Ti₄O₇纤维膜具有远低于W-TiO₂的带隙,能够很好地吸收波长在200～2500 nm的太阳光。当光照强度为1kW/m²时,C@Ti₄O₇纤维膜表面温度能够快速上升至74.55℃,漂浮在空气-海水界面处能够使海水的蒸发速率达到1.55 kg/(m²·h),其光热转换效率高达90.68%。当光照强度为5 kW/m²时,蒸发器能够产生高达460 mV的电信号...