Hierarchical Photothermal Fabrics with Low Evaporation Enthalpy as Heliotropic Evaporators for Efficient, Continuous, Salt-Free Desalination

海水淡化 蒸发 材料科学 蒸发皿 海水 结晶 太阳能淡化 蒸发器 化学工程 热力学 化学 热交换器 海洋学 物理 地质学 工程类 生物化学
作者
Zixiao Liu,Zhan Zhou,Naiyan Wu,Ruiqi Zhang,Bo Zhu,Hong Jin,Yumei Zhang,Meifang Zhu,Zhigang Chen
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:15 (8): 13007-13018 被引量:257
标识
DOI:10.1021/acsnano.1c01900
摘要

Solar-driven seawater evaporation is usually achieved on floating evaporators, but the performances are substantially limited by high evaporation enthalpy, solid salt crystallization, and reduced evaporation due to inclined sunlight. To solve these problems, we fabricated hierarchical polyacrylonitrile@copper sulfide (PAN@CuS) fabrics and proposed a prototype of heliotropic evaporator. Hierarchical PAN@CuS fabrics show significantly decreased water-evaporation enthalpy (1956.32 kJ kg-1, 40 °C), compared with that of pure water (2406.17 kJ kg-1, 40 °C), because of the disorganization of the hydrogen bonds at the CuS interfaces. Based on this fabric, a heliotropic evaporation model was developed, where seawater slowly flows from high to low in the fabric. Under solar irradiation (1.0 kW m-2), this model exhibits a high-rate evaporation (∼2.27 kg m-2 h-1) and saturated brine production without solid salt crystallization. In particular, under inclined sunlight (angle range: from -90° to +90°), the heliotropic model retains an almost unchanged solar evaporation rate, whereas the floating model shows severe evaporation reduction (83.9%). Therefore, our study provides a strategy for reducing the evaporation enthalpy, maximally utilizing solar energy and continuous salt-free desalination.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Zhong发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
白菜发布了新的文献求助10
1秒前
大吴克发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
AA完成签到,获得积分10
4秒前
小翼完成签到,获得积分10
4秒前
keyanthrouth发布了新的文献求助10
5秒前
Zhong完成签到,获得积分20
6秒前
搜集达人应助www采纳,获得10
7秒前
小二郎应助机会啊采纳,获得10
7秒前
77完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
田様应助犬狗狗采纳,获得10
8秒前
8秒前
8秒前
9秒前
10秒前
11秒前
樊书雪完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
曾经语芙发布了新的文献求助10
11秒前
酷波er应助1234采纳,获得10
12秒前
花痴的易真完成签到,获得积分10
12秒前
ardejiang发布了新的文献求助10
13秒前
FashionBoy应助universe采纳,获得10
13秒前
ding应助czx采纳,获得10
13秒前
粗犷的沛容应助liu采纳,获得10
13秒前
田様应助阿鑫采纳,获得10
14秒前
orixero应助wang采纳,获得10
14秒前
14秒前
zhiping发布了新的文献求助10
14秒前
张益萌完成签到,获得积分0
15秒前
orixero应助keyanthrouth采纳,获得10
15秒前
15秒前
15秒前
大胆觅风发布了新的文献求助10
15秒前
FuFu完成签到 ,获得积分10
16秒前
yao发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
高分求助中
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger Heßler, Claudia, Rud 1000
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 1000
Natural History of Mantodea 螳螂的自然史 1000
A Photographic Guide to Mantis of China 常见螳螂野外识别手册 800
Autoregulatory progressive resistance exercise: linear versus a velocity-based flexible model 500
Spatial Political Economy: Uneven Development and the Production of Nature in Chile 400
山海经图录 李云中版 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3328181
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2958278
关于积分的说明 8589965
捐赠科研通 2636636
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1443053
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 668500
邀请新用户注册赠送积分活动 655733