太陽能是一種綠色、安全的可再生能源,如何高效地利用太陽能是世界各國學(xué)者一直關(guān)注的焦點問題。光熱轉(zhuǎn)換是目前太陽能利用中效率最高的方式,將太陽能高效地轉(zhuǎn)換為熱能用于水加熱,進而生成水蒸汽在諸如光熱發(fā)電、醫(yī)療消毒、污水處理及海水脫鹽等領(lǐng)域具有重要意義。其中,基于界面加熱的太陽能蒸汽發(fā)生裝置是近年來逐步發(fā)展起來的一種全新、高效的蒸汽產(chǎn)生方式。Cu_2-xS作為一種重要的半導(dǎo)體材料,由于本征吸收作用可對紫外光及可見光產(chǎn)生強烈的吸收作用,同時又由于過渡金屬離子Cu²⁺的d-d躍遷而對近紅外區(qū)域內(nèi)的光具有吸收作用,是近年來被廣泛研究的重要光熱轉(zhuǎn)換材料。本論文分別通過水熱法和化學(xué)浴沉積法在銅網(wǎng)表面原位制備了Cu₂S和Cu₇S₄兩種銅基硫化物作為界面加熱的光熱轉(zhuǎn)換材料,通過SEM、XRD、EDS及XPS等表征手段對光熱材料的微觀結(jié)構(gòu)、物相及元素組成進行了分析,通過測量材料的太陽吸收率、水蒸發(fā)速率及脫鹽能力評價了材料的光熱轉(zhuǎn)換性能。研究表明,利用水熱法在銅網(wǎng)表面制備的光熱材料為Cu₂

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

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
    1.2 基于界面加熱的太陽能蒸汽發(fā)生裝置研究進展
        1.2.1 傳統(tǒng)的太陽能蒸汽發(fā)生裝置
        1.2.2 界面加熱裝置的物理結(jié)構(gòu)
        1.2.3 用于界面加熱的光熱轉(zhuǎn)換材料
    1.3 Cu_(2-x)S材料在光熱轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的研究進展
        1.3.1 Cu_(2-x)S的制備方法
        1.3.2 Cu_(2-x)S在光熱轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的研究進展
    1.4 本課題研究的主要內(nèi)容
第2章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 實驗藥品與材料
        2.1.2 實驗主要儀器
    2.2 界面加熱裝置的建立
    2.3 材料的制備過程
        2.3.1 水熱法制備Cu_(2-x)S光熱轉(zhuǎn)換材料
        2.3.2 化學(xué)浴沉積法制備Cu_(2-x)S光熱轉(zhuǎn)換材料
    2.4 材料的結(jié)構(gòu)表征
    2.5 材料的性能測試
        2.5.1 光吸收率測試
        2.5.2 水蒸發(fā)測試
        2.5.3 蒸發(fā)效率計算
第3章 水熱法制備Cu_2S及光熱轉(zhuǎn)換性能研究
    3.1 反應(yīng)物濃度對Cu_2S形貌組成及性能的影響
        3.1.1 不同反應(yīng)物濃度制備的Cu_2S微觀形貌
        3.1.2 不同反應(yīng)物濃度制備的Cu_2S物相組成
        3.1.3 不同反應(yīng)物濃度制備的Cu_2S太陽光吸收特性
        3.1.4 反應(yīng)物濃度對Cu_2S光熱性能的影響
    3.2 水熱條件對Cu_2S形貌組成及性能的影響
        3.2.1 水熱溫度對Cu_2S形貌組成及性能的影響
        3.2.2 水熱時間對Cu_2S形貌組成及性能的影響
    3.3 表面活性劑對Cu_2S形貌組成及性能的影響
        3.3.1 添加不同表面活性劑制備Cu_2S的微觀形貌
        3.3.2 添加不同表面活性劑制備Cu_2S的物相組成
        3.3.3 表面活性劑對Cu_2S太陽光吸收特性的影響
        3.3.4 表面活性劑對Cu_2S光熱性能的影響
    3.4 Cu_2S界面蒸發(fā)穩(wěn)定性測試
    3.5 Cu_2S對界面蒸發(fā)過程的影響機制分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 化學(xué)浴沉積制備Cu_(2-x)S及光熱轉(zhuǎn)換性能研究
    4.1 基底比表面積對蒸發(fā)速率的影響
    4.2 S/S~(2-)比例對Cu_(2-x)S形貌組成及性能的影響
        4.2.1 不同S/S~(2-)比例制備Cu_(2-x)S的微觀形貌
        4.2.2 不同S/S~(2-)比例制備Cu_(2-x)S的物相組成
        4.2.3 S/S~(2-)比例對太陽光吸收特性的影響
        4.2.4 S/S~(2-)比例對光熱性能的影響
    4.3 反應(yīng)時間對Cu_(2-x)S形貌組成及性能的影響
        4.3.1 不同反應(yīng)時間下制備Cu_(2-x)S的微觀形貌
        4.3.2 不同反應(yīng)時間下制備Cu_(2-x)S的物相組成
        4.3.3 反應(yīng)時間對太陽光吸收特性的影響
        4.3.4 反應(yīng)時間對光熱性能的影響
    4.4 硫含量對Cu_(2-x)S形貌組成及性能的影響
        4.4.1 不同硫含量下制備Cu_(2-x)S的微觀形貌
        4.4.2 不同硫含量下制備Cu_(2-x)S的物相組成
        4.4.3 硫含量對太陽光吸收特性的影響
        4.4.4 硫含量對光熱性能的影響
    4.5 Cu_(2-x)S界面蒸發(fā)穩(wěn)定性測試
    4.6 水界面蒸發(fā)過程分析和熱損失估算
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3171920