抗污型CFC/TiO_2光热织物的制备及其在海水淡化中的应用

摘要

太阳能光热海水蒸发被认为是解决淡水危机的有效策略，但实际海水中存在油污和有机污染物，长期蒸发过程中污染物会黏附在光热膜表面，致使膜的蒸发性能下降。为实现海水的长期抗污型蒸发，制备兼具光热和光催化性能的碳纤维布(CFC)/TiO_2织物。以CFC为衬底，通过水热法在其表面生长TiO_2纳米棒阵列(TiO_2纳米棒直径约为0.47μm、长度约为1.49μm)。结果显示：CFC/TiO_2织物表现出超亲水和超疏油特性，同时具有宽光谱(280～2500 nm)光吸收性能(光吸收效率约为88%);在模拟太阳光激发下，CFC/TiO_2还可光催化降解有机污染物，如在200 min内降解73%的盐酸四环素。将CFC/TiO_2光热薄膜构筑成倾斜式海水蒸发器，在模拟阳光(光强为1 kW/m~2)照射下，部分海水被蒸发，蒸发速率达1.68 kg/(m~2·h),浓缩后的海水在织物底端滴落，长期蒸发不析盐。这种光热/光催化织物有望推动太阳能海水淡化走向实际应用。

关键词

太阳能光热海水蒸发 / 抗污 / 碳纤维布 / 二氧化钛 / 抗析盐

基金资助

国家自然科学基金面上项目(42376045); 国家重点研发计划(2022YFB3804900); 上海市自然科学基金(21ZR1402500)