多通道水力纺织蒸发器实现不间断太阳能驱动海水淡化

《Separation and Purification Technology》：Multi-arterial hydraulic textile evaporator enabling uninterrupted solar-driven desalination

本文推荐一种基于聚吡咯(PPy)/织物构建的分段式水传输通道太阳能蒸发器，通过创新设计解决了传统蒸发器水传输不足和表面盐沉积的痛点。该蒸发器在3.5 wt% NaCl溶液中实现1.67 kg m-2h?1的高蒸发速率，并在高盐浓度(10 wt%)下保持1.63 kg m-2h?1性能，为可持续海水淡化提供了新思路。

　　

Highlight

本研究成功开发了一种基于分段式水传输通道的聚吡咯(PPy)/织物蒸发器，实现了连续高效的光热界面蒸发。在3.5 wt% NaCl溶液和1个太阳光强度下，蒸发速率高达1.67 kg m^-2h^?1。特别值得注意的是，即使在高盐浓度(10 wt%)条件下，蒸发器仍能维持1.63 kg m^-2h^?1的蒸发速率，且表面无明显盐结晶。

材料与方法

材料

实验采用吡咯(C₄H₅N)、六水合三氯化铁(FeCl₃·6H₂O)和氯化钠(NaCl)等试剂，织物基材采购自电商平台。

PPy/织物制备

通过化学氧化聚合法在织物表面原位合成聚吡咯。具体步骤：将0.08 g吡咯溶于20 mL去离子水，超声处理10分钟后浸入织物，加入FeCl₃·6H₂O作为引发剂，最后在-10℃低温环境下反应24小时。这种低温聚合工艺有效保持了材料的结构完整性。

制备策略

如图1所示，制备过程充分利用了织物的垂直纤维结构优势。通过精确控制聚合条件，构建了具有多级孔道的复合蒸发器。这种"分段供水"的创新设计，既保证了快速水传输，又通过水循环机制实现了盐分的动态溶解清除。

结论

该PPy/织物蒸发器展现出三大优势：

1. 创纪录的蒸发性能(1.67 kg m^-2h^?1)

2. 卓越的抗盐沉积能力

3. 在高盐环境(10 wt%)下的长期稳定性

这项研究为开发新一代纺织基太阳能蒸发器提供了重要参考，有望推动海水淡化技术的实际应用。