安徽農業大學生物質健康家居團隊在太陽能界面海水淡化方面取得的研究進展

安徽農業大學生物質健康家居團隊在太陽能界面海水淡化方面取得的研究進展

安徽農業大學林學與園林學院陳玉霞教授和郭勇教授在中科院一區top期刊《清潔生產》（《Journal of Cleaner Production》）發表了題為《源于天然絲瓜藤的高性能海水淡化系統：一種簡單、高效、環保的生物基太陽能蒸發器解決方案》（High-performance desalination systems from Natural Luffa Vine: A simple, efficient and environmentally friendly solution for bio-based solar evaporators）的文章。該研究受植物藤蔓超強水分輸送能力和特殊孔隙結構的啟發，利用天然和簡單工藝改性絲瓜藤制備太陽能海水淡化裝置，同時實現了高效蒸發和耐鹽沉積。

該研究以農業廢棄絲瓜藤為原料，采用表面碳化、KOH處理與冷凍干燥相結合的方法制備太陽能蒸發器。在1個太陽光下，表面碳化后的絲瓜藤基太陽能蒸發器單個柱體水蒸氣蒸發速率高達3.26 kg·m-2·h-1，蒸發效率（118%）甚至超過了理論極限。天然絲瓜藤的多層級三維梯度孔隙結構形成了自發的鹽回流體系，使其具有優異的抗鹽沉積性能，連續使用36小時后，幾乎沒有鹽沉積。基于絲瓜藤的太陽能蒸發器脫鹽率超過99.9%，對染料和含油廢水也有很好的去除效果。該研究有效解決了植物來源的生物基太陽能蒸發器高效蒸發與耐鹽沉積不易兼得的技術瓶頸，為綠色低碳生物質太陽能海水淡化裝置的開發提供了新思路。

近年來，淡水資源的日益短缺引起了人們的廣泛關注。太陽能界面水蒸發實現海水淡化被認為是清潔生產淡水的一種有利的途徑。然而，太陽能界面蒸發器同時實現較低的水蒸發能耗、高效水蒸發速率和優異的耐鹽沉積能力仍然是一項挑戰。……