碳化树菇光热转化材料的制备及海水淡化性能研究

摘要

以天然树菇为原材料，使用高温碳化的方法获得具有分等级孔的碳结构，并将碳化后的树菇表面沉积金、银贵金属纳米颗粒得到Au/C和Ag/C复合材料，分别测试其海水淡化性能。结果表明，在400、500、600℃温度下进行碳化处理的树菇，其蒸发速率分别为0.411 7、0.459 8、0.513 5 g/（cm²·h）,碳化树菇与金、银2种贵金属复合后，其蒸发速率分别为0.750 0、0.638 4 g/（cm²·h）,比未负载的碳化树菇分别提高46%和24%。利用扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见吸收光谱仪（UV-Vis）、热重分析仪（TGA）和红外热像仪对材料进行表征，结果表明，碳化树菇具有竖直的圆柱形通道和分等级孔结构，可形成快速的蒸汽传输孔道，能显著提高海水淡化速率。同时碳化树菇与贵金属的LSPR效应协同还可提高光热转换速率，Au/C和Ag/C材料的表面温度在太阳光照5 min时温度分别达到46.3℃和48.0℃,比纯碳材料提高6.1℃和7.8℃。该研究表明碳化树菇在海水淡化领域具有很好的应用前景。

关键词

光热转换 / 太阳能 / 海水淡化 / 分等级孔结构 / 树菇

基金资助

贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK[2022]一般189); 2022年贵州理工学院国家级大学生创新训练计划项目(202214440013,202214440183)