星空体育app下载中大团队造出石墨烯光热涂层有望用于海水淡化和废水处理近日,中山大学余树东助理教授和团队造出一种亲水性的石墨烯光热涂层,当将该材料用于界面蒸发,在一个太阳之下获得了 2.54kgm-2h-1 的蒸发速率。
具体来说,他们将耦合氯化铜,作为激光诱导的金属盐前驱体,利用激光加工聚酰亚胺薄膜这一方法,不仅获得了石墨烯,还生成了亲水性的氧化铜纳米颗粒。
预计本次材料有望在海水淡化、废水处理等方面获得应用,即能够作为已有海水淡化技术的补充手段,为偏远的离网地区提供获得淡水的廉价方式。
据介绍,太阳能界面水蒸发于 2014 年被首次提出,其利用光热层将吸收的太阳光转换成热能,并能用于加速水的蒸发。
几年前在德国卡尔斯鲁厄理工学院联培读博期间,余树东主要研究光功能结构制造、及其在光电器件中的应用。
2019 年博士毕业之后,余树东在华南理工大学从事博士后研究。期间,他开始接触到太阳能界面蒸发。
当时,他读到一篇发表于 Nature Energy 的综述论文。针对太阳能界面蒸发,论文里的相关描述吸引了他。
后来,他发现自己之前的研究经验可以迁移过来。而且,太阳能界面蒸发领域主要关注太阳能利用和纯净水生产。
阅读大量论文之后,他撰写了两篇综述论文,先后发表在 Journal of Materials Chemistry A 和《机械工程学报》上,且都成为期刊的当期封面论文。
这时,他注意到学界正在利用一种新型激光加工方法来制造石墨烯,并将石墨烯材料用于超级电容器和柔性传感器。
这让余树东意识到:激光诱导石墨烯是一种极具潜力的光热转换材料,很有希望用于太阳能界面蒸发器件。
针对这一问题,学界并非没有行动。比如,一支美国团队曾提出利用激光加工的方法星空体育app下载,在聚酰亚胺薄膜上诱导出薄层石墨烯。
这种简单高效的石墨烯制备新方法,很快便受到学界的青睐。而在了解相关背景之后,余树东购置了太阳光模拟器、精密天平等设备并启动相关研究。
期间,他在华南理工大学所指导的研究生于佳栋发现:激光诱导的石墨烯亲水性能不够出色,但是这个性能对于太阳能界面蒸发性能至关重要。
为此,他们提出利用耦合金属盐前驱体的方法,在激光诱导石墨烯的同时,利用过程中产生的高温条件,来实现亲水性氧化物的生成。
独立建组之后,在中山大学的支持下他购置了更多设备。同时,也让自己的学生魏于钧复现了之前的实验,课题组的科研助理李威泓亦在仿真模拟上做出重要贡献。
基于本次研究,他们打算将激光诱导工艺应用在生物材料上,以期进一步降低器件的整体成本,同时也能更加符合绿色环保的理念。
在利用激光诱导获得纯净水资源的同时还能生产电能,从而进一步拓展太阳能界面蒸发器件的应用范围。
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