[發明專利]一種太陽能蒸發器及其應用和太陽能集水器

有效

• 申請號: 202110769323.7
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113384908B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 楊皓程;全璐娜;黃燕婷;吳紹霖
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D1/30;C02F1/14;F24S80/00;F24S80/60;C02F103/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 沈闖

本申請屬于太陽能蒸發器技術領域，尤其涉及一種太陽能蒸發器及其應用和太陽能集水器。本申請提供了一種太陽能蒸發器，包括：架空支撐架、矩形底架和親水光熱微孔膜；所述架空支撐架的底面設置在水準面上；所述親水光熱微孔膜固定在所述架空支撐架的上表面，使得所述親水光熱微孔膜與水準面成夾角，且所述夾角不為0°和90°。本申請還提供了一種太陽能集水器，包括：所述太陽能蒸發器和集水裝置。本申請提供了一種太陽能蒸發器及其應用和太陽能集水器，能有效解決現有太陽能蒸發器蒸發效果較弱，熱量損失較大的技術缺陷，且能應用于含油廢水的處理。

技術領域

本申請屬于太陽能蒸發器技術領域，尤其涉及一種太陽能蒸發器及其應用和太陽能集水器。

背景技術

隨著全球氣候變化、人口增長以及日益突出的環境污染問題，人類對于淡水資源的需求大幅提升，淡水資源短缺的問題愈發突出，高效、綠色和可持續的淡水獲取技術對水資源安全至關重要。海水淡化、工業廢水及生活廢水處理都是重要的淡水來源，然而傳統的多級閃蒸和反滲透等水處理技術都存在耗能大和成本高等問題。

太陽能是一種理想的能源來源。近年來，基于太陽能光熱轉換驅動蒸發的水處理技術受到了人們的廣泛研究，且已經在光熱材料制備及器件設計方面取得了很大的進展。

傳統的本體加熱蒸發是將光熱材料分散在水中，材料吸收太陽能后轉換為熱能對局部水體進行加熱從而促進蒸發，然而蒸發只發生在界面處，因此這種方法的熱量損失嚴重，且單位光照面積的蒸發量較小。受葉片表面蒸騰作用啟發，2014年，Wang等人提出了界面蒸發技術，將熱量集中于水氣界面上，使得蒸發效率大大提升(Small,10:3234-3239)。現有的界面蒸發器的構型是使親水光熱材料直接浮于水面，部分熱量向本體水傳導，熱損失較大。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種太陽能蒸發器及其應用和太陽能集水器，能有效解決現有太陽能蒸發器存在蒸發效果較弱，熱量損失較大的技術缺陷。

本申請第一方面提供了一種太陽能蒸發器，包括：

架空支撐架、底架和親水光熱微孔膜；所述架空支撐架固定在所述底架的上方；所述底架設置在水準面上；

所述親水光熱微孔膜固定在所述架空支撐架的上表面，使得所述親水光熱微孔膜與水準面成夾角，且所述夾角不為0°和90°。

另一實施例中，所述親水光熱微孔膜的制備方法包括但不限于以聚多巴胺對微孔基底膜進行親水光熱化處理。

另一實施例中，以聚多巴胺對微孔膜進行親水光熱化處理的方法包括但不限于采用氧化劑處理、采用微波輻射處理、采用紫外光照射處理或施加電場處理等。

其中，所述氧化劑包括但不限于無水硫酸銅/過氧化氫體系、過硫酸銨或碘酸鈉等。

另一實施例中，所述親水光熱微孔膜的制備方法包括：

將微孔基底膜浸入沉積液中振蕩，然后水洗后進行干燥，制得親水光熱微孔膜。

另一實施例中，所述沉積液包括鹽酸多巴胺、無水硫酸銅、過氧化氫和緩沖液。

另一實施例中，所述緩沖液為三羥甲基氨基甲烷鹽酸緩沖液。

具體的，所述無水CuSO₄在所述沉積液中的濃度為5mM；所述H₂O₂在所述沉積液中的濃度為19.6mM。

具體的，所述三羥甲基氨基甲烷鹽酸緩沖液的pH為8.5，三羥甲基氨基甲烷在所述緩沖液的濃度為50mM。

另一實施例中，所述微孔基底膜選自聚丙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚砜微孔膜、聚醚砜微孔膜、聚丙烯腈微孔膜或聚偏氟乙烯微孔膜等等中的一種。