
由于淡水資源短缺所帶來的挑戰,太陽能水蒸發被認為是最有前途的技術之一,利用充足的陽光從海里收集清潔的水。其中,納米結構金屬(Nanostructured metals)因其局部的表面等離子體共振效應在太陽能水蒸發中受到廣泛關注,但具有高蒸發效率的高多孔金屬膜具有挑戰性。
基于此,山東大學張忠華教授(通訊作者)等人報道了通過對極稀Al99Ag1合金進行脫合金處理,制備了自支撐的黑色納米多孔銀(NP-Ag)膜,并用于海水蒸發。
稀釋前驅體的選擇性保證了NP-Ag膜的形成,具有高孔隙率(96.5%)和低密度(0.3703 g·cm-3,甚至比最輕的金屬Li更小)。具有三維(3D)韌帶通道網絡結構和納米級(14.6 nm)的韌帶使NP-Ag膜,在200-2500 nm范圍內表現出良好的親水性和寬帶吸收。
更重要的是,基于NP-Ag薄膜的太陽能蒸發器具有高效的太陽能蒸汽產生效率,蒸發率為92.6%,蒸發速率為1.42 kg m-2 h-1,在一次太陽照射下循環穩定性好。此外,該NP-Ag膜具有良好的海水淡化性能,對Mg2+、Ca2+、K+和Na+的離子排斥率達到99.3%以上。該研究結果為金屬基光熱薄膜在實際太陽蒸發應用中的設計和制作提供了新的思路和啟示。
Nanoporous black silver film with high porosity for efficient solar steam generation. Nano Res., 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-5068-x.
https://doi.org/10.1007/s12274-022-5068-x.
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