Ny nanokomposit förbättrar solindunstning för vattenrening för vattenrening

Global dricksvattenbrist är ett allvarligt problem för människor. Vattenrening förbrukar en stor mängd fossil energi och genererar sekundär förorening.
2022 1 20

Solar-termisk gränsyteindunstning har betraktats som den mest lovande strategin för att hantera detta problem. Att utveckla ett optimerat material med både effektiv sol-sökoromvandling och god miljötolerans är emellertid fortfarande utmanande.

Forskare från Institute of Process Engineering (IPE) från den kinesiska vetenskapsakademin har utvecklat en ultrastabil amorf TA2O5/C nanokomposit med en ihålig multiserad struktur (HOMS) för solindunstning, vilket kan förbättra effektiviteten i vattenrening.

Studien publicerades i avancerade material den 29 oktober.

"Den exakta atom- och sammansättningskontrollen i byggstenen i HOMS inser en indirekt bandgapstruktur med rikliga energitillstånd runt Fermi -nivån, vilket förbättrar icke -strålande avkoppling för att underlätta fototermisk omvandling," sade professor Wang Dan, motsvarande författare till studien, som inte är strålande avkoppling för att underlätta fototermisk omvandling, "sade professor Wang Dan, motsvarande författare till studien, studien, "Den unika ihåliga mångsidiga strukturen kan effektivt förbättra ljusabsorptionen som en svart kropp."

Homs minskar den energi som krävs för vattenindunstning. Simuleringsresultat visar att HOMS upprättar en termisk fältgradient och därmed ger drivkraften för ångindunstning.

"Homs gynnar också vattentransport," sade Wang, "de begränsade hålrummen i HOM: er främjar flytande vattendiffusion på grund av kapillärpumpningseffekten, och nanoporerna i HOMS inducerar vattenmolekyler att avångas i form av kluster, vilket möjliggör förångning med mindre entalpi . "

Med mycket effektiv fotoabsorption och fototermisk omvandling har en supersnabb avdunstningshastighet på 4,02 kg M-2H-1 uppnåtts. Avdunstningshastigheten förändrades knappt efter 30 dagar och utan saltansamling, vilket indikerar en långvarig stabilitet.

Noterbart kan koncentrationen av pseudovirus SC2-P minskas med sex storleksordningar efter indunstning.

Denna amorfa TA2O5/C -komposit tillverkas, bärs, förvaras och återvinns. Det kan appliceras på rening av havsvatten, eller på tungmetall- eller bakterieinnehållande vatten, vilket får dricksvatten som uppfyller standarden för Världshälsoorganisationen.

Forskarna från IPE förbereder en prototyp av avsaltning av havsvatten för invånarna på isolerade öar.