Page 132 - 《精细化工》2023年第3期

·588· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

速率。

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a—0.5 kW/m ；b—1.0 kW/m ；c—1.5 kW/m ；d—2.0 kW/m 2
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图 5 水面上三维多孔界面蒸发器在 0、10、20、30 s 和
不同太阳光强下的表面红外热成像图
Fig. 5 Infrared images of 3D porous interfacial evaporator
floating on the water showing the surface temperature
under various sun intensity captured at 0, 10, 20
图 4 三维多孔界面蒸发器的实物图（a）；PU 海绵和由 and 30 s
不同 MWCNTs 含量制备的三维多孔界面蒸发器的
表面温度变化（b）；由 MWCNTs 含量为 0.5%制备的
2.4 三维多孔界面蒸发器的蒸发性能分析
三维多孔界面蒸发器的透过率和反射率（c）
Fig. 4 Photograph of 3D porous interfacial evaporator (a); 为评估三维多孔界面蒸发器的蒸发性能，按
Surface temperature changes with time of PU 1.3.4 节进行了室内模拟光热海水蒸发性能测试，结
sponge and the 3D porous interfacial evaporators
coated with various content of MWCNTs (b); 果见图 6。
Transmittance and reflectance of the 3D porous 从图 6a 可以看出，在质量分数为 3.5%的 NaCl
interfacial evaporator coated with 0.5% content of 溶液连续 6 h 的蒸发过程中，三维多孔界面蒸发器
MWCNTs (c) 2
的蒸发速率为 1.80 kg/(m ·h)，而 PU 海绵的蒸发速
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通过红外热像仪对不同太阳光强下三维多孔界 率较低，为 0.44 kg/(m ·h)，说明三维多孔界面蒸发
面蒸发器表面温度进行了记录，其表面红外热成像 器具有更高效的输水能力。从图 6b 可以看出，三维
图见图 5。 多孔界面蒸发器分别在质量分数为 3.5%、7.0%、
从图 5 可以看出，在太阳光照射下，三维多孔 10.0%、20.0%的 NaCl 溶液中连续光照 6 h，蒸发速
界面蒸发器顶面迅速形成一个明显的热区，这是由 率随着 NaCl 质量分数的增加而降低，但在每个 NaCl
于 MWCNTs 具有宽频带和高效太阳能吸收能力，可 溶液中蒸发速率都在 1 h 内迅速增加后，又有小幅
以实现较快的太阳能热响应。当三维多孔界面蒸发 度增加且蒸发速率趋于稳定。通过太阳光照下水分
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器在 0.5 kW/m 下光照 30 s 时，其表面温度从室温 蒸发引起的质量随时间变化的函数来量化蒸汽生成
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迅速升至 45.9 ℃，在 1.0 kW/m 下光照 30 s 时，其 性能。
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表面温度为 61.3 ℃，在 1.5 kW/m 下光照 30 s 时，
2
其表面温度为 78.2 ℃，在 2.0 kW/m 下光照 30 s 时，
2
其表面温度可达 95.5 ℃。在 1.0 kW/m 光照下，三
维多孔界面蒸发器的光热转换效率达 96.75%，表明
其 具有良 好的 光热转 换能 力。这 可能 是因 为
MWCNTs 不断地吸收太阳光，并在亲水/超疏水体系
中将吸收的太阳光转化为热能，促进水的气-液相
转变。因此，水与吸光体之间的相互作用是提高光
热转换效率的关键，在很大程度上会影响水的蒸发