利用聚苯乙烯塑料泡沫（PS）與高光熱轉(zhuǎn)化率的Au納米粒子和聚多巴胺（PDA）構(gòu)造了以多孔塑料為基底的光熱蒸發(fā)器PS/Au/PDA泡沫。由于內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu),該光熱蒸發(fā)器具有較高的吸光性能以及光利用率,Au和PDA的存在,可以使蒸發(fā)器的表層水溫迅速升高。光熱蒸發(fā)結(jié)果表明,該蒸發(fā)器在一個(gè)太陽(yáng)輻照強(qiáng)度下具有優(yōu)異的蒸發(fā)效率。在經(jīng)過(guò)多次循環(huán)之后,PS/Au/PDA泡沫材料仍能維持較好的蒸發(fā)性能。 

【文章來(lái)源】：塑料科技. 2020,48(11)北大核心

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【部分圖文】：

PS/Au/PDA多孔泡沫的SEM照片

圖2為PS/Au/PDA多孔泡沫的TEM照片。從圖2可以看出，在PS泡沫上均勻分布了生長(zhǎng)的Au納米粒子，粒徑約為5 nm，其表面覆蓋了一層PDA薄膜。由于Au納米粒子的等離子體共振效應(yīng)和PDA的高效光熱轉(zhuǎn)化率，使得水蒸發(fā)界面的光能高效地轉(zhuǎn)化為熱能，并且這些熱能在Au納米粒子中進(jìn)行傳導(dǎo)，從而使其周圍的水溫度升高。因此這一復(fù)合結(jié)構(gòu)有助于提高材料的光熱增發(fā)效率。

光熱層的太陽(yáng)光吸收是高效太陽(yáng)能產(chǎn)生蒸汽的重要因素，而材料的光吸收特性可以用光吸收率來(lái)進(jìn)行表征。圖3為對(duì)PS/Au/PDA泡沫進(jìn)行光吸收特性測(cè)量的結(jié)果。從圖3可以看出，純PS泡沫由于其黑色的外表，在太陽(yáng)光下表現(xiàn)出了較好的光吸收率，其光吸收率達(dá)到了58%。而加入Au納米粒子之后，由于其LSPR增強(qiáng)效應(yīng)，可以增加可見光和紅外光的吸收，因此Au/PS泡沫表現(xiàn)出比PS泡沫更強(qiáng)的光吸收。對(duì)于PS/Au/PDA泡沫，其紫外-可見-紅外的吸收達(dá)到了80%左右，說(shuō)明其表面的太陽(yáng)光大部分被其吸收，具有較高的太陽(yáng)光熱轉(zhuǎn)效率。為了進(jìn)一步驗(yàn)證PS/Au/PDA泡沫的光熱轉(zhuǎn)化效率，對(duì)材料在一定太陽(yáng)輻照強(qiáng)度下進(jìn)行了光熱層的溫度測(cè)定，圖4為測(cè)定結(jié)果。


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