本期分享发表在Separation and Purification Technology杂志上题目为“Tea waste biochar hydrogel evaporator with high salt − resistance for highly efficient solar interfacial evaporation”的研究文章。
Part 1 文章简介
太阳能驱动界面蒸发（SDIE）被认为是解决全球淡水短缺最有前途的策略之一。然而，光热材料成本高、蒸发器制造工艺复杂、水蒸发速率和蒸发效率低限制了其实际应用。本研究以茶渣为原料，采用简单的交联发泡法制备了生物炭衍生多孔水凝胶（TBC-PH），作为一种高效的太阳能驱动界面蒸发器。该蒸发器具有良好的光吸收性、亲水性和优异的抗盐性，可实现高效的太阳能蒸发。其相互连通的多孔结构增强了毛细作用，实现了快速的水输送，同时有效防止了盐结晶。在一个太阳强度下，实现了3.268 kg m-2h-1的水蒸发速率和95.14％的太阳能到蒸汽转化效率。此外，TBC-PH对海水和有机染料废水表现出明显的净化效果。蒸发器对废弃生物质的利用不仅简单、经济，而且还在解决水资源短缺问题的同时推动了废物管理的实际应用，凸显了其作为 SDIE 应用高效、可持续解决方案的潜力。
图1是TBC-PH制备工艺示意图。
图2是（a）TBC和TBC-PH的XRD光谱，（b）TBC的拉曼光谱，（c）TBC、BH和TBC-PH的FTIR光谱，（d）不同时间TBC-PH的表面接触角。
图3是(a) TBC、(b) BH 和 (c) TBC-PH 的 SEM 图像，(d) BH 和 TBC-PH 的 UV-Vis-NIR 吸收光谱，(e) TBC-PH 的应变-应力曲线，最大应变为 50%，持续 1000 次循环。
图4是（a）1.0太阳强度下360分钟内水的质量变化；（b）1.0太阳强度下纯水、PU海绵、BH和TBC-PH的表面温度；（c）1.0太阳强度下不同时间TBC-PH的红外图像，拉曼光谱拟合曲线显示（d）BH和（e）TBC-PH中存在自由水和中间水。（f）不同高度TBC-PH的蒸发速率。
图5是（a）TBC-PH在3.5 wt％盐水中进行10次循环实验，（b）1.0太阳强度下不同盐度下TBC-PH的蒸发速率，（c）脱盐前后Na+、K+、Mg2+和Ca2+浓度比较，（d）1.0太阳强度下TBC-PH表面盐溶解过程的照片，处理前后（e）MO染料和（f）CR染料的紫外可见光谱，（g）室外实验中太阳强度和水的质量变化，（h）室外实验中的环境和TBC-PH表面温度。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.131276
引用：Li, Yi-Bin, et al. "Tea waste biochar hydrogel evaporator with high salt− resistance for highly efficient solar interfacial evaporation." Separation and Purification Technology (2024): 131276.
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