PAM-PDA-PEG改性气凝胶的光热转换性能研究

摘要：

气凝胶具有高孔隙率和低热导率,能够吸收太阳光并转换为热能加热液态水,因此被广泛应用于太阳能驱动水蒸发领域,可以实现高效的海水淡化和污水处理.为了提高气凝胶的水蒸发速率,选择吸水性好的聚丙烯酰胺(PAM)为基底,聚多巴胺(PDA)为亲水改性材料,聚乙二醇(PEG)为分散剂,通过冷冻干燥法制备PAM-PDA-PEG(PG-PAM)改性气凝胶.利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外/可见/近红外分光光度计(UV-vis-NIR)、水接触角和拉曼光谱(Raman)对改性气凝胶的微观形貌、化学组成、光学性质、亲水性及水状态进行了表征.还利用模拟蒸发系统测试了PAM-PDA-PEG的光热转换性能.结果表明,纯PAM的光热转换性能较弱,但经过改性后的PAM-PDA-PEG气凝胶不仅具有良好的吸光性和亲水性,还蕴含大量的中间水,可以有效地降低蒸发所需要的能量.经过测试,PAM-PDA-PEG在1 kW·m-2的光强下蒸发速率达到2.40 kg·m-2·h-1,是纯PAM的5倍.此外,脱盐和染料去除实验证明了PAM-PDA-PEG实际应用能力.

关键词：太阳能、光热转换、改性气凝胶、水蒸发、中间水

所属期刊栏目：42

分类号：TB34(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;广西自然科学基金项目

在线出版日期：2022-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：318-323