隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及水環(huán)境的日益惡化,全球淡水資源的供應量將不斷減少,世界各地尤其是海島及經(jīng)濟落后的山區(qū)將面臨著嚴重的水資源匱乏問題,海水淡化技術將成為解決全球水資源短缺的重要手段。針對不同的海水淡化工藝,本論文提出了一種以太陽輻射能為光熱驅動力、基于石墨烯水凝膠的新型蒸餾系統(tǒng),其在海水淡化領域具有廣泛的應用前景。本論文通過水熱法和氧化還原法制備了兩種不同的還原氧化石墨烯水凝膠柱,并針對兩種不同水凝膠的外貌形態(tài)、孔道結構等參數(shù)進行深入研究,表征發(fā)現(xiàn),氧化還原法制備的石墨烯水凝膠（PDA-GH）具有微米級的孔道結構,且分布均勻;多巴胺的引入使石墨烯表面功能化,增加了凝膠的親水特性,在毛細力和滲透力作用下,加快水分傳輸;此外,PDA-GH在全光譜范圍了具有較強的光吸收能力,優(yōu)化了材料的光熱性能,提高光熱轉化效率;經(jīng)對兩種不同方法制備的水凝膠進行化學成分分析表明,經(jīng)還原處理后的氧化石墨烯中含氧官能團減少,碳碳鍵增加,且水熱法對氧化石墨烯的還原能力優(yōu)于多巴胺還原法。通過差示掃描量熱法,對水凝膠網(wǎng)格中水分子的蒸發(fā)焓進行計算及相應的理論分析,表明由于凝膠網(wǎng)格中水團簇的存在,使得水凝膠中水分的蒸發(fā)... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

全球水資源比重分布

滲透法[9]：指用半透膜將一溶液隔開，半透膜一側為濃溶液稀溶液的溶劑在滲透壓作用下有向濃溶液一側滲透的傾向。該透壓來衡量。滲透壓的大小與膜兩側溶液的濃度有關。若在濃于滲透壓的外壓，則濃溶液中的溶劑在外壓作用下能向稀溶液滲透。反滲透的脫鹽率以及淡水的透過速率與半透膜的性質、關。反滲透膜法具有通量大、操作簡易等優(yōu)點，但該法對水的高。凍法：海水三相點是使海水汽、液、固三相共存并達到平衡力或溫度偏離該三相點，平衡被破壞，三相會自動趨于一相或海水淡化正是利用海水的三相點原理，以水自身為制冷劑，使冰，冰晶再經(jīng)分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方，腐蝕、結垢輕，預處理簡單，設備投資小，并可處理高含鹽較理想的海水淡化法。水淡化技術實際應用分配主要以反滲透和多級閃蒸為主，分別和 21%，如圖 1-3 所示，

序號 檢測指標 表征設備 生產(chǎn)廠家及規(guī)格型號10 吸光度 紫外/可見/近紅外紅外光譜儀 PerkinElmer Lamda95011 溫度 紅外熱成像儀 美國 FLIR T40012 反射率 紫外-可見分光光度計 日本島津 UV 255013 電導率 電導率儀 雷磁 DDSJ-308A14 離子濃度 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀 ThermoFisher Optima 5300D2.1.3 實驗裝置2.1.3.1 蒸發(fā)試驗裝置示意圖蒸發(fā)試驗裝置由簡單的三部分組成：光熱部分，光熱材料應具有全光譜吸光熱轉化及輸水能力，作為蒸餾系統(tǒng)的核心，主要起到光吸收和水運輸?shù)淖髦�、絕熱部分，主要起支撐光熱材料并防止體積水熱量散失的作用；體積分，為光熱材料在蒸餾過程中提供充足的水分供應。蒸發(fā)試驗裝置示意圖如圖所示，3光熱材料

【參考文獻】：
期刊論文
[1]石墨烯及其復合材料在水處理中的應用[J]. 蔡棵.  建材與裝飾. 2017(21)
[2]石墨烯基水凝膠的研究進展[J]. 劉靜靜,楚暉娟,魏宏亮,祝紅征,朱靖,何娟.  化學進展. 2015(11)
[3]石墨烯基水凝膠的研究進展[J]. 張慧娟,翟丹丹,賀洋.  高分子通報. 2014(11)
[4]石墨烯及其復合材料在水處理中的應用[J]. 肖藍,王祎龍,于水利,唐玉霖.  化學進展. 2013(Z1)
[5]反滲透膜技術研究和應用進展[J]. 許駿,王志,王紀孝,王世昌.  化學工業(yè)與工程. 2010(04)
[6]海水淡化太陽能蒸餾技術研究現(xiàn)狀與展望[J]. 左潞,鄭源,周建華,屈波.  河海大學學報(自然科學版). 2008(06)

碩士論文
[1]超疏水聚酰亞胺纖維膜的制備及其膜蒸餾應用實驗研究[D]. 劉元仁.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]三維石墨烯的水熱法制備及其性能研究[D]. 劉鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2015



本文編號：2990785