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Scalable carbon black deposited fabric/hydrogel composites for affordable solar-driven water purification

材料科学 蒸发 复合材料 淀粉 韧性 炭黑 水运 化学工程 环境工程 水流 生物化学 热力学 物理 工程类 天然橡胶 化学
作者
Ying Guo,Congqi Li,Peiling Wei,Kai Hou,Meifang Zhu
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier]
卷期号:106: 10-18 被引量:38
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2021.07.032
摘要

Interfacial solar-driven evaporators have presented great potential for water purification owing to their low energy consumption and high steam generation efficiency. However, their further applications are hindered by the high costs and complicated fabrication processes. Here, a scalable bilayer interfacial evaporator was constructed via an affordable technique, in which carbon black deposited nonwoven fabric ([email protected]) was employed as the upper photothermal layer, as well as PVA/starch hybrid hydrogel for self-floating and water transport. Under simulated one sun irradiation, [email protected] layer displayed excellent photothermal conversion performance, whose temperature could increase 30.4 °C within 15 min. Moreover, the introduction of starch into PVA endowed the hybrid hydrogels with considerable water-absorption capability on the premise of ensuring mechanical properties. The resultant [email protected]/PVA/starch composites achieved superior interfacial adhesion performance with interfacial toughness at about 200 J m−2. Combining with good evaporation performance, salt-rejection property and high purification efficiency on pollutants, this evaporation system would become a promising candidate to alleviate water shortage.
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