In-nuqqas ta' ilma ħelu huwa sfida dejjem aktar serja għall-iżvilupp soċjali. Huwa rrappurtat li 29% tal-popolazzjoni globali m'għandhiex ilma tajjeb għax-xorb, u d-domanda għal ilma nadif għadha qed tiżdied minħabba t-tkabbir tal-popolazzjoni u kwistjonijiet ambjentali. Ilma nadif assoċjat mas-sanità huwa partikolarment importanti fil-kuntest tat-tifqigħa attwali tal-marda tal-koronavirus (pnewmonja tan-Neocoronavirus). L-evaporazzjoni tal-ilma bl-enerġija solari hija meqjusa bħala waħda mit-teknoloġiji l-aktar promettenti għall-produzzjoni ta 'ilma nadif mill-ilma baħar u drenaġġ bl-użu tad-dawl tax-xemx bħala l-uniku input ta' enerġija. It-teknoloġija tiddependi ħafna fuq assorbituri solari, li jaġixxu bħala evaporaturi biex jikkonvertu l-enerġija solari fis-sħana biex jipproduċu fwar. Biex jinkisbu rati għoljin ta 'evaporazzjoni tal-ilma u effiċjenzi ta' konverżjoni tas-sħana solari, il-materjal ideali għandu jkollu firxa wiesgħa ta 'assorbiment biex jutilizza b'mod effiċjenti porzjon kbir tal-ispettru solari, konduttività termali baxxa biex irażżan it-telf tas-sħana, u kanali porużi tridimensjonali (3D) għal trasport effiċjenti tal-ilma. S'issa, ix-xjentisti żviluppaw diversi materjali fototermali bbażati fuq il-karbonju (eż., graphene jew nanotubi tal-karbonju), polimeri, metalli u ossidi tal-metall u l-ibridi tagħhom, eċċ.
Ix-xjentisti ilhom jaħdmu iebes biex jesploraw u jagħmlu ħafna skoperti f'dawn l-aħħar snin, allura ejja nitgħallmu minn diversi pubblikazzjonijiet topiċi dwar il-progress tar-riċerka fil-ġenerazzjoni ta 'ilma nadif fototermali f'dawn l-aħħar snin.
- Komunikazzjonijiet tan-Natura: Il-weraq tal-pjanti jispiraw purifikatur tal-ilma b'enerġija solari u ta 'effiċjenza għolja
Il-weraq tal-pjanti vaskulari naturali jiddependu fuq differenzi fil-pressjoni osmotika, it-traspirazzjoni u l-eskrezzjoni biex jipproduċu tunnellati ta’ ilma nadif, imħaddem mid-dawl tax-xemx. Ispirati minn dan, riċerkaturi fil-grupp ta’ Chun Li fl-Università ta’ Qinghua rrappurtaw purifikatur immexxi mid-dawl tax-xemx għal purifikazzjoni u produzzjoni effiċjenti tal-ilma. Dan il-purifikatur immexxi mid-dawl tax-xemx għandu poly(N-isopropylacrylamide) hydrogel (PN) li jirrispondi għat-temperatura negattiva ankrat fuq sinsla tal-fowm tal-melamina superidrofilika u miksi b’membrana tal-filtru tal-graphene (PG) modifikata bil-PNIPAm fuq barra. Simulazzjonijiet tad-dinamika molekulari u riżultati sperimentali wrew li n-natura superidrofilika tas-sinsla tal-melamina relattivament riġida aċċellerat b’mod sinifikanti r-rata ta’ nefħa/tneħħija tan-nefħa tal-purifikatur PNPG-F. Taħt l-istess irradjazzjoni tal-intensità tad-dawl tax-xemx, din l-istruttura inġinjata b’mod razzjonali pprovdiet ġbir ta’ 4.2 kg/m2/h u tneħħija ta’ > 99% joni għal PNPG-F wieħed minn għalf tal-ilma mielaħ permezz tal-effetti sinerġistiċi tal-evaporazzjoni u ż-żieda tat-taqtir. L-awtur jipprevedi applikazzjonijiet potenzjali kbar għal din is-sistema mmexxija mid-dawl tax-xemx effiċjenti ħafna f’diversi applikazzjonijiet tat-trattament tal-ilma. L-istudju ġie ppubblikat bħala dokument intitolat “Plant leaves inspired sunlight-driven purifier for high-efficient clean water production” fis-subjournal Nature Nature communications.
- Avvanzi fix-Xjenza: Netwerks ta' polimeri li jistgħu jiġu idratati ħafna ta' idroġels li jassorbu d-dawl għall-purifikazzjoni tal-ilma solari
L-evaporazzjoni tal-ilma solari għall-purifikazzjoni tal-ilma hija teknoloġija promettenti għall-produzzjoni tal-ilma ħelu. Madankollu, il-ġenerazzjoni tal-fwar solari hija intensiva fl-enerġija, li tirriżulta fi produzzjoni baxxa ta 'ilma taħt dawl naturali tal-ġurnata. Għalhekk, hemm ħtieġa kbira li jiġu żviluppati materjali ġodda li jistgħu jnaqqsu d-domanda għall-enerġija għall-evaporazzjoni tal-ilma u jaċċelleraw il-purifikazzjoni tal-ilma solari. Il-grupp tal-Professur Guihua Yu f'Austin, Texas, USA, irrapporta idroġel li jassorbi d-dawl ħafna idratat (h-LAH) magħmul minn alkoħol polyvinyl u chitosan bħala s-sinsla ta 'idratazzjoni u polypyrrole bħala l-assorbitur tad-dawl, li jista' juża inqas enerġija (< 50% tal-volum ta 'ilma) biex jevapora l-ilma. Intwera li ż-żieda tal-kapaċità ta 'idratazzjoni ta' h-LAH tista 'tbiddel l-istat tal-ilma u tattiva parzjalment l-ilma, u b'hekk tiffaċilita l-evaporazzjoni tal-ilma. h-LAH żied il-produzzjoni tal-fwar solari għal rata rekord ta '~3.6 kg/m2/h f'xemx waħda. L-evaporazzjoni tal-ilma solari bbażata fuq h-LAH wriet ukoll durabilità fit-tul u proprjetajiet antifouling kontra kontaminanti joniċi kumplessi. Ir-riċerka ġiet ippubblikata f'dokument bit-titlu "Plant leaves inspired sunlight-driven purifier for high-efficiency clean water production" fis-Science subjournal Science Advances".
- Angew: Materjali COF b'superidrofiliċità u assorbiment tad-dawl ta 'wavelength wiesa' għall-evaporazzjoni tal-ilma fototermali
L-idrofobiċità inerenti u l-assorbiment limitat tad-dawl ta 'polimeri organiċi porużi, speċjalment fir-reġjun tal-infrared qrib (NIR), huma żewġ konġestjonijiet li jfixklu l-applikazzjoni tagħhom fil-ġenerazzjoni tal-fwar solari (SSG). Riċerkaturi fil-grupp ta 'Xiaoli Yan fl-Università ta' Jilin żviluppaw qafas organiku kovalenti (COF) ibbażat fuq 1,4,5,8 tetrakis(phenylamino)anthracene-9,10-dione (TPAD) (TPAD-COF), li huwa kkaratterizzat minn superhydrophilicity u assorbiment wiesa 'dawl li jkopri SSG mir-reġjun kollu UV/viżibbli NIR. TPAD-COF, bħala materjal effiċjenti ta 'konverżjoni fototermali mingħajr addittivi, juri evaporazzjoni eċċellenti ta' l-ilma ta '1.42 kg/m2/h u jikseb effiċjenza għolja ta' konverżjoni ta 'enerġija ta' 94% taħt irradjazzjoni ta 'intensità solari waħda. Estensjoni ulterjuri tal-firxa ta 'assorbiment tad-dawl COF ibbażata fuq TPAD inkisbet b'modifika post-sintetika ta' molekuli BF2 kelati. Esperimenti u analiżi ta 'kontroll sistematiku jikkonfermaw li l-idrofiliċità tal-materjal ta' konverżjoni fototermali għandha rwol aktar dominanti fil-COFs attwali bbażati fuq TPAD użati għall-evaporazzjoni tal-ilma fototermali. Ix-xogħol ta 'riċerka, intitolat "Oqfsa Organiċi Kovalenti Superhydrophilic2D bħala Assorbituri tal-Broadband għal Ġenerazzjoni Effiċjenti tal-Fwar Solari", ġie ppubblikat fil-ġurnal internazzjonali tal-ogħla livell Angewise. Ix-xogħol ġie ppubblikat fl-aqwa ġurnal internazzjonali Angew. Chem. Int. Ed.
- JACS: Hydrophilic-hydrophobic double-region COF/graphene hydrogel għall-evaporazzjoni tal-ilma fototermali
L-evaporazzjoni tal-ilma solari hija teknoloġija sostenibbli tat-trattament tal-ilma li tista 'tgħin biex ittaffi l-iskarsezza globali tal-ilma. Madankollu, din it-teknoloġija tiffaċċja sfidi kbar minħabba l-konsum għoli tal-enerġija u r-rata baxxa ta 'evaporazzjoni tal-evaporazzjoni tal-ilma. Il-grupp tal-Prof Arne Thomas fl-Università Teknika ta 'Berlin, il-Ġermanja, jirrapporta qafas organiku kovalenti (COF) / graphene reġjun doppju idroġel li fih kemm reġjuni idrofiliċi kif ukoll idrofobiċi f'materjal wieħed permezz ta' strateġija sempliċi ta 'tkabbir in situ. Il-COF idrofiliku jkopri parti mir-reġjun idrofobiku tal-grafene. Permezz ta 'kontroll preċiż taż-żewġ reġjuni tat-tixrib, l-idroġel ibridu juri ħsad effettiv tad-dawl, tixrib tunable, kontenut ta' ilma ottimizzat, u ħtieġa ta 'enerġija mnaqqsa għall-evaporazzjoni tal-ilma. Bħala assorbenti solari, l-idroġel b'reġjun doppju jikseb rata ta 'ġenerazzjoni tal-fwar sa 3.69 kg/m2/h għal irradjazzjoni solari 1 (1kw/m2), li hija komparabbli ma' materjali avvanzati oħra. Barra minn hekk, dan l-evaporatur tal-idroġel jista 'jintuża biex jipproduċi ilma tax-xorb mill-ilma baħar u d-drenaġġ, li juri l-potenzjal tat-trattament tal-ilma. Ix-xogħol ta 'riċerka ġie ppubblikat fil-ġurnal JACS bħala "A Covalent Organic Framework/Graphene Dual-Region Hydrogel for Enhanced Solar-Driven Water Generation", JACS, ġurnal internazzjonali ewlieni.
- Avvanzi tax-Xjenza: Evaporatur tal-ilma fototermali ta' effiċjenza għolja ispirat mill-istruttura tax-xafra tal-ġilju tal-ilma
F'dawn l-aħħar snin, il-ġenerazzjoni tal-fwar solari interfacial wriet potenzjal kbir fil-kisba ta 'effiċjenza għolja ta' konverżjoni tal-enerġija għad-desalinizzazzjoni u t-trattament tal-ilma mormi. Madankollu, rati għoljin ta 'evaporazzjoni ma jistgħux jinżammu minħabba l-akkumulazzjoni apparentement inevitabbli ta' fouling jew melħ fuq l-assorbitur solari. Id-degradazzjoni hija aċċellerata hekk kif tiżdied il-konċentrazzjoni tas-solut. Biex tindirizza din il-problema, il-grupp tal-Prof Jia Zhu fl-Università ta 'Nanjing, ispirat mill-istruttura tal-weraq tal-ġilju tal-ilma, iddisinja struttura f'diversi stadji (Apparat ta' konverżjoni tal-fwar fototermali ta 'Struttura Ġerarkika ta' Water-lily ispirat (WHS), li jista 'jikseb effiċjenza ta' konverżjoni fototermali ta '80% meta jittratta 10% wt% ta' ilma mielaħ ikkonċentrat ħafna u kien jiswa 30 ilma melħ ikkonċentrat ħafna. l-effiċjenza tal-konverżjoni fototermali ma tonqosx b'mod sinifikanti matul it-trattament ta 'salmura ikkonċentrat ħafna u ilma mormi sakemm l-evaporazzjoni tkun kompluta (jiġifieri, "skarigu żero"), u l-wiċċ jibqa' nadif Ix-xogħol ġie ppubblikat f'Science Advance taħt it-titlu "Disinn Ġerarkiku ispirat mill-Water-lily għal Evaporazzjoni Solari Stabbli u Effiċjenti ta 'Salinità Għolja".
- Enerġija nano: disulfide tal-molibdenu għall-evaporazzjoni tal-ilma fototermali
Riċerkaturi fil-grupp ta' Lifeng Wan fl-Istitut għall-Materjali tal-Fruntiera tal-Università ta' Deakin żviluppaw serje ta' eterostrutturi ta' disulfid tal-metall ta' transizzjoni u nitrur rikki fin-nitroġenu għall-evaporazzjoni tal-ilma solari permezz ta' trasformazzjoni parzjali tal-kristall. B'mod partikolari, dawn l-eterostrutturi 2D avvanzati juru assorbiment spettrali mtejjeb fil-medda infra-aħmar u stabbiltà kimika eċċellenti f'soluzzjonijiet differenti, inkluż ilma, aċidi u bażijiet. Aktar importanti minn hekk, minħabba l-intensità mtejba tal-assorbiment spettrali u t-telf imnaqqas tas-sħana, l-apparat termali solari MoS2-Mo5N6/ fowm tal-melamina (MF) juri rata għolja ta' evaporazzjoni (2.31 kg m-2h-1) u effiċjenza ta' konverżjoni (106.6%), li huma 1.4 u 4.7 darbiet ogħla minn dawk tal-apparati solari MoS2/MF u MF/ilma, rispettivament. Dan ix-xogħol jipprovdi serje ta' eterostrutturi avvanzati ta' nitrur rikki fin-nitroġenu 2D-2D TMDs bi prestazzjoni fototermali eċċellenti għall-ġenerazzjoni tal-ilma solari. Dan ix-xogħol ġie ppubblikat f’Nano energy, ġurnal internazzjonali ewlieni, bħala “Eterostrutturi 2D-2D avvanzati ta’ dikalkogenidi ta’ metalli ta’ transizzjoni u nitridi rikki fin-nitroġenu għall-ġenerazzjoni tal-ilma solari”.
It-teknoloġija tal-evaporazzjoni tal-ilma fototermali solari hija mistennija li ssolvi n-nuqqas globali ta 'ilma nadif, dak li jeħtieġ li jiġi solvut issa huwa l-preparazzjoni bi prezz baxx ta' materjali fototermali, tħaddim b'effiċjenza għolja, kif ukoll l-istabbiltà u l-portabbiltà tal-użu f'ambjenti ta 'applikazzjoni prattika, ħerqana għal aktar riżultati fil-futur għall-benefiċċju bikri tal-umanità kollha!
Għal aktar informazzjoni dwar il-Melamine Foam, jekk jogħġbok ikkuntattjana fuq [email protected] jew ibgħatilna messaġġ: +86-28-8411-1861.
Xi stampi u testi huma riprodotti mill-Internet, u l-awtur jappartjeni lill-awtur oriġinali. Jekk ikun hemm xi ksur, jekk jogħġbok ikkuntattjana biex tħassar.