依据壳聚糖气凝胶的太阳能界面蒸腾器研讨获得系列发展

  伴随着可继续发展观念遍及，生物聚合物气凝胶因具有高密度的特定基团以及高生物相容性成为资料科学的研讨热门。在很多生物质聚合物材猜中，壳聚糖是自然界仅次于纤维素的第二大丰厚的聚合物。更重要的是，壳聚糖分子结构中含有很多的氨基，使其具有一些共同的性质：较好的水溶性，氨基在水性酸溶剂中能够被质子化为，促使其产生溶解，这使得经过自下而上的分子办法规划构建微纳米结构的各种途径成为可能；氨基具有高的化学反应活性和生物医用功用；氨基能够作为

  中国科学院理化技能研讨所课题组依据壳聚糖气凝胶规划了一种集光吸收、热办理、水传输和耐盐性于一体的可继续蒸腾器。相关研讨成果宣布在Chemical Engineering Journal Advances上。

  研讨人员经过简略的堆积法制备了壳聚糖气凝胶-碳纳米管（CA-CNT） 双层结构的太阳能界面蒸腾器。亲水性CA基材具有低导热性和笔直摆放的孔道结构，有利于提高蒸腾器的蒸腾功率、水传输才能和耐盐性。上层CNT显示出95.04%的超卓太阳光吸收率。在一个太阳能强度下（1 kw·m-2），蒸腾器的蒸腾速率为1.55 kg·m-2·h-1。在室外自然光条件下测验其实践适用性，淡水产值为7.15 kg·m-2·d-1，能够彻底满意三个成年人一天的需水量。此外，该蒸腾器还表现出杰出的重金属和染料污水净化才能。这项工作为从海水和污水中获取淡水供给了一种简略的战略。

  为了逐渐提高蒸腾器的蒸腾功能和耐盐性，课题组选用一锅原位战略和径向冷冻法制备得到了具有径向孔道的壳聚糖/碳纳米管气凝胶，并运用无尘纸棒作为一维向上水传输的通道，然后构建了一种新式3D结构的太阳能界面蒸腾器（R-CSC）。相关研讨成果宣布在Chemical Engineering Journal上。

  该蒸腾器共同的水传输途径能加强其顶部盐溶液的径向传输并使盐分在顶部边际定向堆积，以此来完成零液体排放和盐分的搜集。经过试验和热力学核算证明，添加蒸腾器的高度能够有用提高蒸腾功能。关于直径为1.7 cm的R-CSC蒸腾器，当蒸腾器高度添加到3 cm时，太阳能蒸腾速率高达2.93 kg·m-2·h-1，太阳能蒸腾功率为97.86 %。

  此外，研讨团队还系统性研讨了相对湿度对3D蒸腾器蒸腾功能的影响。并在此基础上，进一步研讨了资料特性、水体溶液和工作环境对蒸腾器盐堆积行为的影响，然后辅导研讨人员依据具体条件做到合理规划，完成边际定向盐堆积。