废弃碳纤维复合材料基碳材料构建及其太阳光水蒸发性能研究

近年来,由于环氧树脂基碳纤维增强复合材料(ECFRP)在航空航天、军事国防、民用等领域广泛应用,ECFRP废弃物越来越多。拓展废弃ECFRP回收方法和应用领域是解决该问题的有效方法之一。本文通过不同碳化温度获得ECFRP基碳材料,并将其应用于光热转换领域。超景深显微镜和SEM结果显示:碳化温度500℃条件下,碳纤维表面残留较多树脂;而550℃和600℃条件下,碳纤维呈分散状态。当温度超过650℃后,碳纤维紧密贴在一起。由X-射线能谱仪结果可知,随着碳化温度升高,碳材料中碳元素含量呈增加趋势,由碳化温度500℃下的91.97%上升到碳化温度800℃下的98.39%。在一个太阳光条件下,ECFRP基碳材料纯水蒸发效率呈现先增加后减小趋势,这可能是由于在高温碳化下碳纤维之间紧密相连,阻碍了蒸汽的传递与挥发。当碳化温度为550℃时蒸发速率最高,为1.71 kg·m^(-2)·h^(-1),显示出较好的光热转换水蒸发效率。本研究为废弃ECFRP回收及在海水淡化、污水处理等领域的应用提供借鉴指导意义。