Page 133 - 《精细化工》2023年第3期

第 3 期 王 兴，等: 改性 PU 海绵三维多孔界面蒸发器的制备及性能 ·589·

NaCl 溶液在亲水/超疏水界面加热。并且从图 7 还可
以看出，在高盐卤水中出现的 NaCl 结晶是以 NaCl
颗粒的形态存在的，这可能是因为 NaCl 溶液随毛细
作用被输送到光吸收层，水蒸发掉而 NaCl 结晶来不
及溶解而沉积在蒸发器表面，因此，NaCl 结晶可以
通过收集去除。

图 6 PU 海绵和三维多孔界面蒸发器连续 6 h 的蒸发速率
（a）；三维多孔界面蒸发器在质量分数为 3.5%、7.0%、

10.0%、20.0% NaCl 溶液下 6 h 稳定蒸发速率（b）； 图 7 三维多孔界面蒸发器在不同质量分数 NaCl 溶液

三维多孔界面蒸发器蒸发过程中水的质量变化（c） （3.5%、7.0%、10.0%、20.0%）中工作 0、3、6、
Fig. 6 Evaporation rates of PU sponge and 3D porous
interfacial evaporator for continuous 6 h (a); 24 h 后的照片
Evaporation rates of 3D porous interfacial Fig. 7 Photographs of 3D porous interfacial evaporator
evaporator in 6 h for water in NaCl solutions with working in NaCl solutions with mass fractions of
mass fractions of 3.5%, 7.0%, 10.0% and 20.0% (b); 3.5%, 7.0%, 10.0%, 20.0% for 0, 3, 6 and 24 h
Mass change of water during the working process
of 3D porous interfacial evaporator (c) 2.6 三维多孔界面蒸发器的脱盐性能分析
三维多孔界面蒸发器的脱盐性能测试见图 8。
从图 6c 可以看出，当三维多孔界面蒸发器在 1

个太阳光强下，烧杯中 NaCl 溶液的质量损失随
NaCl 质量分数的增加而减少。随着 NaCl 质量分数
的增大，三维多孔界面蒸发器蒸发速率逐渐下降，
这可能是因为盐水的沸点随盐溶液的质量分数增
+
–
加而增大，同时 NaCl 在水中分解成 Na 和 Cl ，并
在水中扩散开，如果要通过蒸发作用将水分子转变
成水蒸气，就需要在脱离其他水分子吸引的同时摆
–
+
脱 Na 和 Cl 的束缚。因此，蒸发高质量分数的盐
溶液就需要更高的温度，这将导致蒸发速率降低。
2.5 三维多孔界面蒸发器的拒盐性能分析
三维多孔界面蒸发器的拒盐性能测试见图 7。
从图 7 可以看出，当 NaCl 溶液质量分数为 3.5%

和 7.0%时，三维多孔界面蒸发器表面在 0、3、6 和
图 8 室内模拟光热测试设备（a）；集水装置图（b）；纯
24 h 时没有出现 NaCl 结晶。在高盐卤水（NaCl 质
净水（c）、质量分数 3.5%的 NaCl 溶液（d）和收
量分数在 10.0%~20.0%之间）时，三维多孔界面蒸 集的水（e）欧姆值检测
发器表面出现少量 NaCl 沉积。说明三维多孔界面蒸 Fig. 8 Indoor simulated photothermal testing equipment
发器在海水淡化过程中具有一定的拒盐性，并且三 (a); Water collecting device (b); Ohmic value test
of purified water (c), mass fraction 3.5% NaCl
维多孔界面蒸发器表面的 NaCl 结晶不会堵塞蒸汽 solution (d) and collected water (e)
溢出通道 [19-20] 。这可能是因为超疏水表面阻挡了
NaCl 溶液向三维多孔界面蒸发器表面的输送，使 图 8a 为海水蒸发过程的室内模拟光热测试设