Mar dhòigh sheasmhach air goireasan uisge a chleachdadh, tha comas mòr aig dì-mhilleadh grèine fuasgladh fhaighinn air an duilgheadas a thaobh dìth stòrasan fìor-uisge agus gus gainnead uisge a lughdachadh. Ach, gu tric bidh duilgheadasan aig teicneòlas dì-mhilleadh uisge mara traidiseanta leithid caitheamh lùth àrd, uidheamachd iom-fhillte, agus cosgais àrd.
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha teicneòlasan còmhdach dì-mhilleadh ùr stèidhichte air nano-stuthan air aire luchd-rannsachaidh a tharraing mean air mhean. Tha graphene oxide lùghdaichte graphene, mar stuth dà-thaobhach ùr, air comas mòr a nochdadh ann an dì-mhilleadh grèine.
An coimeas ri stuthan còmhdach dì-mhilleadh traidiseanta, tha na buannachdan aig rGO a thaobh giùlan sàr-mhath, farsaingeachd uachdar sònraichte àrd agus deagh sheasmhachd cheimigeach, agus thathar an dùil gun leasaich e èifeachdas dì-mhilleadh agus lughdaich e caitheamh lùtha.
Ach, tha duilgheadasan aig rGO fhèin le cruinneachadh agus tasgadh, a lùghdaicheas a ghnìomhachd agus a sheasmhachd. Mar sin, tha ceangal rGO air stuthan foam gus còmhdach co-dhèanta melamine foam / rGO a chruthachadh air a thighinn gu bhith na dhòigh èifeachdach air èifeachdas agus seasmhachd dì-shalannachadh a leasachadh.
Le bhith ag atharrachadh uachdar agus a’ neartachadh feartan giùlan an stuth foam, shuidhich sinn rGO gu co-ionnan air an uachdar foam gus an raon conaltraidh le ianan salainn san uisge àrdachadh. Aig an aon àm, thathas a’ cumail smachd air structar agus tiugh còmhdach rGO gus èifeachdas dì-mhilleadh agus seasmhachd a bharrachadh.
Gus tuigse nas doimhne fhaighinn air an uidheamachd dì-salachaidh, dh’ ullaich sinn cuideachd foam graphene oxide (rGO) lùghdaichte. Tha microstructure porous agus hydrophilicity gnèitheach aig foam melamine còmhdaichte le graphene trioxide, a leigeas leis taiseachd math a bhith aige agus faodaidh e uisge a tharraing chun àite falmhachaidh, a’ leigeil le uisge a bhith air ath-lìonadh gu sgiobalta fhad ‘s a tha e a’ seachnadh sileadh salainn.
Faodaidh an siostam falmhachaidh eadar-aghaidh de foam melamine còmhdaichte le graphene oxide èifeachdas falmhachaidh stàite seasmhach de 89.6% a choileanadh fo chonnadh grèine 1kW m−2. Tha èifeachdas tionndaidh grèine-gu-teas àrd agus deagh sheasmhachd fad-ùine aig an t-siostam falmhachaidh eadar-aghaidh seo, a’ sealltainn comas airson dì-salachadh uisge mara malairteach.
Aig an àm seo, tha èiginn lùth na cruinne agus gainnead uisge air a thighinn gu bhith nan cunnart mòr do leasachadh seasmhach comann daonna. Gus coinneachadh ris an iarrtas lùth a tha a’ sìor fhàs, tha leasachadh air diofar theicneòlasan tionndaidh lùtha àrd-choileanaidh agus glanaidh uisge air barrachd aire fhaighinn.
Teicneòlas falmhachaidh eadar-aghaidh cumhachd grèine
Mar stòr lùth ath-nuadhachail gealltanach, tha lùth na grèine mar thoradh air a chomas ultra-mòr, uile-choitcheann, glainead, agus comasan tionndaidh ioma-ghnìomhach. Tha e air sealltainn gu bheil comas ann connadh fosail a chur an àite connadh fosail.
A bharrachd air teicneòlas grèine photovoltaic a bhios a’ gineadh lùth dealain gu dìreach, bidh teicneòlas tionndaidh lùth grèine-teirmeach cuideachd a’ gabhail a-steach lùth na grèine agus ga thionndadh gu lùth teirmeach, a tha air a mheas mar dhòigh shìmplidh agus èifeachdach air lùth na grèine a chleachdadh.
Faodaidh an lùth teirmeach a thèid a thionndadh bho lùth na grèine pròiseasan gnìomhachais cudromach a stiùireadh leithid stèiseanan cumhachd grèine teirmeach, dì-salachadh grèine, sterilization, siostaman teasachaidh uisge grèine agus tagraidhean eile co-cheangailte ri teas. Tha dì-ghalarachadh grèine na fhuasgladh èifeachdach, gu h-àraidh airson sgìrean far nach eil bun-structair, oir faodaidh e fìor-uisge a thoirt a-mach à uisge na mara gun a bhith a’ toirt a-steach lùth a bharrachd.
Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha teicneòlas falmhachaidh eadar-aghaidh air a stiùireadh le grèine a’ lorg pròiseas tionndaidh teas na grèine aig an eadar-aghaidh leaghan-bhalbh agus tha e air a thighinn gu bhith na theicneòlas cleachdaidh lùth grèine ùr. An coimeas ri teasachadh bunaiteach traidiseanta, tha siostaman falmhachaidh eadar-aghaidh a 'nochdadh èifeachdas gluasaid nas àirde agus freagairt teirmeach nas luaithe agus tha iad nan roghainn eile airson dì-mhilleadh uisge mara.
Gu ruige seo, chaidh mòran sgrùdaidhean a dhèanamh air leasachadh coileanadh teirmeach siostaman falmhachaidh eadar-aghaidh. Tha trì pàirtean cudromach ann an siostam falmhachaidh eadar-aghaidh àbhaisteach air a stiùireadh le solar:
Glacadair grèine le sùghadh grèine àrd agus gu h-èifeachdach ag atharrachadh rèididheachd grèine gu lùth teas; insuladair a ghluaiseas an teas a tha air a thionndadh gu mòr-uisge; agus slighe solarachaidh uisge a bhios an-còmhnaidh a’ tarraing uisge bhon mhòr-uisge gu uachdar an sùghadair grèine.
Ann an sgrùdaidhean roimhe, tha àireamh mhòr de luchd-rannsachaidh air iad fhèin a choisrigeadh do bhith a’ leasachadh èifeachdas iomlan tionndaidh lùth na grèine gu smùid le bhith a’ co-chur stuthan leathan-bann agus stuthan a tha a’ gabhail a-steach lùth na grèine, a’ leasachadh dealbhadh shlighean solair uisge ùra, agus a’ leasachadh structaran inslithe teirmeach .
Gu ruige seo, chaidh siostaman falmhachaidh eadar-aghaidh grèine a chleachdadh ann am mòran phròiseasan gnìomhachais, grùdaireachd grèine brosnaichte, sterilization grèine, dì-mhilleadh grèine agus gineadh cumhachd grèine. Gus coileanadh àrd falmhachaidh an t-siostam a choileanadh, tha e cudromach sgrùdadh a dhèanamh air in-ghabhail bann-leathann thairis air speactram na grèine de stuthan sùghaidh grèine.
Tha na stuthan sùghaidh lùth grèine a chaidh a leasachadh agus a sgrùdadh ann an siostaman falmhachaidh eadar-aghaidh air an stiùireadh le grèine a’ toirt a-steach stuthan carbonaceous, mìrean plasmonic agus stuthan sùghaidh roghnach speactram. Nam measg, tha comasan tionndaidh teas grèine làidir aig stuthan nàdarra dubh agus carbonaceous agus tha iad freagarrach airson bann-leathann agus sùghadairean grèine àrd-dian.
Mar thoradh air an ìre sùghaidh grèine àrd aca, cosgais ìosal, agus deagh sheasmhachd, chaidh mòran de ghlacadairean grèine stèidhichte air carbon a sgrùdadh, a ’toirt a-steach nanotubes gualain, grafait, agus graphene oxide lùghdaichte. Às deidh bliadhnaichean de leasachadh, tha èifeachdas tionndaidh grèine-gu-smùid an t-siostam fo sholas an latha air ruighinn còrr air 90%.
Ged a tha leasachaidhean mòra air a bhith ann a bhith a’ leasachadh stuthan sùghaidh lùth grèine agus a’ dealbhadh structaran falmhachaidh eadar-aghaidh, bha a’ mhòr-chuid de dh’ innealan dì-mhilleadh grèine mar thoradh air cruinneachadh salainn air uachdar àrd an evaporator rè a’ phròiseas dì-mhilleadh. Bidh an salann cruinnichte a’ blocadh sùghadh grèine agus a ’blocadh an evaporator porous, a’ leantainn gu èifeachdas tionndaidh grèine-gu-teas ìosal agus droch choileanadh falmhachaidh.
Mar as trice bidh dòighean corporra traidiseanta leithid tonnan ultrasonic agus bogadh uisge air an cleachdadh gus salainn cruinnichte a thoirt air falbh, ach faodaidh na dòighean sin milleadh a dhèanamh gu furasta air structar falmhachaidh an eadar-aghaidh.
Gus cruinneachadh salainn ann an siostaman gluasaid eadar-aghaidh a lughdachadh, tha mòran sgrùdaidhean air fòcas a chuir air leasachadh falmhachadh hydrophobic. Ach, bidh evaporators hydrophobic a’ cuingealachadh an t-solair uisge chun uachdar àrd, agus mar sin a’ lughdachadh coileanadh evaporative an t-siostam. Is e dòigh eile air an duilgheadas seo fhuasgladh a bhith a’ cleachdadh evaporator hydrophilic, a ghluaiseas cus salainn bhon uachdar àrd chun mhòr-uisge.
Gu ruige seo, tha mòran sgrùdaidhean air fòcas a chuir air dealbhadh evaporators hydrophilic, leithid membran aodach ceallalose hydrophilic, membran hydrophilic stèidhichte air pàipear, agus evaporators bith-bhrosnaichte. Ach tha e fhathast na dhùbhlan mòr a bhith a’ leasachadh siostam falmhachaidh eadar-aghaidh seasmhach fad-ùine air a stiùireadh leis a’ ghrèin.
Anns an sgrùdadh seo, tha sinn a’ nochdadh foam graphene oxide (rGO) lùghdaichte le teas-salainn, fìor èifeachdach a’ gabhail a-steach an t-salainn airson dì-ghalarachadh eadar-aghaidh grèine fo shoillseachadh grèine le fluorescence ìosal.
Anns an structar ùr porous, chaidh foam melamine hydrophilic (MF) a thaghadh mar bhunait, a tha chan ann a-mhàin a’ leudachadh an raon uachdar airson gabhail a-steach na grèine ach cuideachd a’ neartachadh sgapadh iomadach.
Tha hydrophilicity uachdar agus porosity an foam melamine còmhdaichte le graphene oxide lùghdaichte a ’toirt seachad fliuchadh agus fusion de raon tionndaidh teas na grèine, a bharrachd air ath-lìonadh uisge gu sgiobalta, agus aig an aon àm a’ seachnadh cruinneachadh salainn.
A’ gabhail brath air àrd-choileanadh foam melamine còmhdaichte le graphene oxide, tha an siostam eadar-aghaidh cumhachd grèine comasach air ìre tionndaidh grèine-gu-smùid de 89.6%.
A bharrachd air an sin, le bhith ag amalachadh foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a-steach do lùth grèine malairteach, dhealbhaich agus chruthaich sinn inneal dì-mhilleadh uisge mara eadar-aghaidh le cumhachd tionndaidh grèine-gu-uisge de 56.4% fo sholas an latha. Mar thoradh air dì-salachadh na grèine, tha an t-uisge glan a thèid a chruinneachadh de chàileachd deoch làidir.
Le coileanadh falmhachaidh nas fheàrr agus scalability de stuthan tionndaidh grèine-gu-teirmeach, tha an siostam seo airson dì-ghalarachadh uisge mara eadar-aghaidh air a stiùireadh le grèine a’ toirt seachad cothroman tagraidh farsaing ann an cleachdadh practaigeach de dhì-salachadh uisge mara.
Scalability de stuthan gluasad teas desalination grèine
Siostam falmhachaidh eadar-aghaidh stèidhichte air foam melamine còmhdaichte le graphene oxide. Tha foam melamine còmhdaichte le ter graphene oxide sa mheadhan agus air a phasgadh le còmhdach de foam polyethylene (PE) air an taobh a-muigh gus siostam falmhachaidh eadar-aghaidh fèin-builgean a thogail.
Thathas a’ cleachdadh foam melamine air a chòmhdach le graphene oxide air a lughdachadh le tellurium gus rèididheachd grèine tachartais a ghabhail a-steach gu sgiobalta, lùth na grèine a thionndadh gu teas, agus feachd dràibhidh a ghineadh airson falmhachadh eadar-aghaidh. Air an làimh eile, faodaidh foam melamine còmhdaichte le graphene oxide lùghdaichte sàl a tharraing a-steach don raon falmhachaidh.
Tha structar porous an foam melamine còmhdaichte le graphene trioxide a’ leigeil leis a ’bhalbh a chaidh a ghineadh teicheadh a-steach don àrainneachd, a’ brosnachadh glacadh solas na grèine agus mar sin ag àrdachadh èifeachdas tionndadh grèine-gu-teas. Tha an foam melamine còmhdaichte le graphene lùghdaichte porous agus hydrophilic, a ’leigeil leis uisge a tharraing a-steach don structar falmhachaidh a tha air a mhìneachadh gu h-àrd agus aig an aon àm a’ briseadh sìos salainn tiugh air ais don mhòr-uisge mara.
Rè a’ phròiseis falmhachaidh, tha dùmhlachd na salainn aig a’ chòm nas àirde na dùmhlachd uisge na mara aig a’ bhonn. Bidh atharrachaidhean ann an dùmhlachd ag adhbhrachadh gum bi an salann a’ briseadh sìos dhan uisge mhòr. A bharrachd air an sin, chan e a-mhàin gu bheil an còm polyethylene mun cuairt a’ lughdachadh a ’ chòm melamine còmhdaichte le graphene oxide , ach bidh e cuideachd a’ cruinneachadh gu nàdarrach air uachdar an uisge, a’ cur casg air call teas air adhbhrachadh leis an uisge saillte mun cuairt.
Faodaidh siostaman falmhachaidh eadar-aghaidh obrachadh gu leantainneach agus gu h-èifeachdach air uachdar uisge gun fheum air dealbhadh togail iom-fhillte. A bharrachd air an sin, leis gu bheil falmhachadh a’ tachairt aig an eadar-aghaidh gas-liquid, faodaidh an siostam falmhachaidh eadar-aghaidh gluasad gu neo-eisimeileach nuair a thèid an eadar-aghaidh sìos.
Tha foam melamine còmhdaichte le graphene oxide air a lughdachadh le Tellurium na phrìomh phàirt den t-siostam falmhachaidh eadar-aghaidh. Chaidh foam melamine a bhogadh ann an crochadh colloidal graphene oxide gus foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a lughdachadh, agus an uairsin chaidh graphene oxide a lughdachadh gu grafamine oxide lùghdaichte a ’cleachdadh dòigh hydrothermal.
Tha foam melamine còmhdaichte le graphene oxide lùghdaichte le trast-thomhas de 3.5 cm agus tighead de 1.6 cm furasta a dhèanamh agus tha an dath aige domhainn dubh.
Sheall cho garbh ‘s a bha uachdar an stuth foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a chaidh fhaicinn a’ cleachdadh miocroscop optigeach trì-thaobhach atharrachadh àirde de chòrr air 300 μm. Tha structar garbh uachdar stuthan tionndaidh teirmeach grèine gu ìre mhòr mar thoradh air structar porous foam melamine, agus tha an graphene oxide lùghdaichte atharraichte cuideachd a ’meudachadh garbh an uachdar.
Bidh garbh uachdar ag àrdachadh farsaingeachd uachdar gabhail a-steach na grèine fhad ‘s a tha e ag àrdachadh iomadachadh de sholas na grèine tachartais, agus mar sin a’ leasachadh èifeachdas tionndaidh grèine-gu-teas an t-siostam. Microstructure an foam melamine ullaichte aig diofar mheudan. Tha an uachdar foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a ’nochdadh structar lìonra wrinkled agus eadar-cheangailte.
Tha meud pore foam melamine còmhdaichte le rGO eadar 20 agus 40 μm. Tha an structar pore fosgailte agus an uachdar wrinkled a’ comasachadh tasgadh graphene oxide. Tha comas fliuch uisge math aig an foam melamine còmhdaichte le graphene lùghdaichte air sgàth hydrophilicity an foam melamine porous.
Cho luath ‘s a bhios droplet uisge a’ suathadh ri uachdar an foam melamine còmhdaichte le graphene oxide, tha e air a ghabhail a-steach gu tur taobh a-staigh 0.5 diogan. Faodaidh uachdar hydrophilic de choimeasgaidhean graphene oxide lùghdaichte drèanadh a stiùireadh gu sgiobalta taobh a-staigh an structar porous. Chaidh porosity foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a dhearbhadh le bhith a’ dèanamh coimeas eadar na h-atharrachaidhean mòra ro agus às deidh sùghadh uisge.
Faodaidh porosity foam melamine còmhdaichte le graphene oxide ruighinn 85.55%. Bidh gabhail a-steach lùth grèine le foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a ’toirt buaidh dhìreach air èifeachdas tionndaidh grèine-gu-teas an t-siostam. Gus measadh a dhèanamh air an aghaidh salainn, chaidh foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a chuir ann am fuasgladh sodium chloride (3.5 wt%).
An uairsin chaidh 3 g de chlorid sodium cruaidh a chuir air an uachdar àrd agus chaidh an foam melamine còmhdaichte le Tergo a chuir aig dùmhlachd grèine de 1 kW m−2. Bidh an ìre de shalainn chruaidh a 'leagail mean air mhean an dèidh 120 mionaid.
Nuair a bhios solas na grèine a’ deàrrsadh air uachdar àrd a’ chòmair melamine còmhdaichte le rGO , bidh teòthachd a’ chòmair melamine còmhdaichte le rGO ag èirigh gu luath taobh a-staigh mionaidean agus a’ fuireach aig 35°C tron phròiseas falmhachaidh. Leis gu bheil so-leaghadh salainn an urra ris an teòthachd, mar as àirde an teòthachd, ’s ann as luaithe a sgaoileas an salann agus mar sin faodar an t-iarann salainn ath-sgaoileadh san uisge uachdar.
Ann an foam melamine còmhdaichte le graphene oxide lùghdaichte, aig a bheil grunn phòlaichean le comas sùghaidh uisge àrd a bheir solar uisge leantainneach don uachdar àrd, faodaidh salainn gluasad bhon uachdar àrd gu sublayer uisge. Bidh atharrachaidhean teothachd a 'leantainn gu atharrachaidhean salinity eadar an uachdar gluasaid àrd agus a' bhodhaig.
Gus bann-leathann agus sùghadh lùth grèine èifeachdach fhaighinn, chaidh foam melamine atharrachadh le foam melamine hydrophilic porous, agus mar sin a ’meudachadh farsaingeachd uachdar in-ghabhail grèine agus a’ meudachadh ioma-sgapadh.
Tha an siostam falmhachaidh eadar-aghaidh grèine stèidhichte air foam melamine còmhdaichte le rGO a ’nochdadh freagairt teirmeach luath aig dùmhlachd cumhachd grèine de 1 kW m−2, a’ coileanadh èifeachdas tionndaidh teirmeach grèine stàite seasmhach de 89.6%.
Mu dheireadh, chuir sinn a-steach evaporator foam melamine còmhdaichte le graphene oxide a-steach do ghrian fhathast, as urrainn uisge òil 56.4% a thoirt gu buil le cruinneachadh salainn aig 1 kW m−2.
Tha sinn a’ faicinn gum faodadh an inneal dì-mhilleadh eadar-aghaidh cumhachd grèine seo a bhith air a chleachdadh air eileanan iomallach no anns a’ chuan gus uisge òil a chruinneachadh bho uisge mara pailt no goireasan uisge saillte eile.
Co-dhùnadh
Tha comas mòr agus cothroman tagraidh aig foam melamine còmhdaichte le rGO, mar theicneòlas dì-mhilleadh grèine ùr-ghnàthach agus èifeachdach. Faodaidh e chan e a-mhàin goireasan fìor-uisge earbsach a thoirt seachad airson raointean far a bheil gainnead uisge, ach cuideachd eisimeileachd air lùth traidiseanta a lughdachadh, caitheamh lùtha agus truailleadh na h-àrainneachd a lughdachadh.
Cuiridh toraidhean an rannsachaidh seo gu mòr ri bhith a’ fuasgladh duilgheadas gainnead ghoireasan fìor-uisge na cruinne agus a’ brosnachadh coileanadh leasachadh seasmhach.
Airson tuilleadh fiosrachaidh mu dheidhinn SINOYQX Melamine Foam, cuir fios thugainn aig [email protected] no cuir fòn thugainn gu: +86-28-8411-1861.
Tha cuid de dhealbhan is theacsaichean air an ath-riochdachadh bhon eadar-lìn, agus is ann leis an ùghdar tùsail a tha an dlighe-sgrìobhaidh. Ma tha briseadh sam bith ann, cuir fios thugainn gus cuir às.