碳氮化钛/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器的制备及其性能

Preparation and performance of titanium carbonitride/viscose fiber bundle as interface water evaporator

娄辉清 ¹上媛媛 ²曹先仲 ³徐蓓蕾⁴

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作者信息

1. 郑州大学物理学院,河南郑州 450052;现代纺织技术创新中心(鉴湖实验室),浙江绍兴 312030;神马实业股份有限公司,河南平顶山 467021
2. 郑州大学物理学院,河南郑州 450052
3. 现代纺织技术创新中心(鉴湖实验室),浙江绍兴 312030
4. 神马实业股份有限公司,河南平顶山 467021
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摘要

为提高太阳能光热转化效率,基于太阳能驱动的界面水蒸发原理,结合粘胶纤维的形貌和性能特点,通过在垂直排列的粘胶纤维束端面构筑碳氮化钛(MXene)作为光热转化层,制备MXene/粘胶纤维束集合体太阳能界面水蒸发器,并系统分析MXene涂层数、光照强度对太阳能界面水蒸发器蒸发性能及稳定性的影响.结果表明:粘胶纤维表面的沟槽结构及其集合体垂直排列形成的毛细孔为水传输提供了有利通道;纤维束集合体端面涂覆光热转换材料MXene和增加光照强度有利于提高器件的水蒸发性能,当MXene涂层数由 1 层增加至 5 层时,其蒸发速率和蒸发效率分别从 0.78 kg/(m2·h)和 39.4%提高至 1.47 kg/(m2·h)和 74.4%;随着光照强度的增大,太阳能界面水蒸发器的蒸发性能也随之大幅提高,当光照强度由 1 kW/m2 增加到 5 kW/m2 时,其蒸发速率由1.47 kg/(m2·h)提高至6.45 kg/(m2·h),蒸发效率由70.6%提高至82.4%;太阳能界面水蒸发器在2 kW/m2 的光照强度下使用 144 h后,其蒸发速率和蒸发效率仍分别高达 3.31 kg/(m2·h)和 82.1%,与初始值相比仅降低4.1%和 3.5%,具有较好的稳定性能.

关键词

粘胶纤维束/碳氮化钛/太阳能界面水蒸发器/光热转换层/水蒸发性能

Key words

viscose fiber bundle/titanium carbonitride/solar interface water evaporator/photothermal conversion layer/water evaporation performance

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基金项目

河南省科技攻关计划(212102310014)

浙江省服装工程技术研究中心开放基金(2021FZKF08)

河南工程学院协同育人项目(XTYR-HKJ2021047)

出版年

2023

纺织学报

中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.699

ISSN：0253-9721

参考文献量5

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