[发明专利]一种海水蒸发器及其应用

说明书

本发明公开了一种海水蒸发器及其应用。所述海水蒸发器包括具有水分吸收及运输作用的支柱和具有光热转换作用的反应器单元，所述反应器单元分布于所述支柱上。所述反应器单元的材质为碳基杂化材料和/或高分子功能化的棉织物。本发明的海水蒸发器具有结构简单、体积小、立体三维全向性等特点，从而使得其在海水淡化过程中表现出耐候性强、力学性能优异、蒸发效率高等优点，因而在海水淡化领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种海水蒸发器，特别涉及到一种三维海水蒸发器及其应用，属于材料技术和海水淡化技术领域。

背景技术

水是生命的源泉，是支撑经济、社会发展的必需资源。随着我国经济社会的快速发展和城市化进程的不断推进，水资源总量短缺和时空匹配矛盾日益突出，特别在沿海地区和海岛，水资源缺乏已成为制约经济社会发展的瓶颈之一。全球超过十亿人缺乏淡水，相关学者推算，到2025年将有三分之二的世界人口面临缺乏淡水。与此同时，海水资源非常丰富，如何将海水淡化成饮用水是人类一直追求的目的。海水淡化作为稳定的水资源增量技术，是解决我国沿海和临海地区水资源供需矛盾、优化水资源结构和保障供水安全的重要战略选择。常用的海水淡化途径过滤法，但是从经济效益方面考虑，其所需的过滤材料需经常更换，成本高、技术难度大、耗能大、经济负担重，从海水处理的效果考虑，其依旧存在效率低的问题。专利CN108035050A公开了一种三维多层填充电热蒸发织物、制备方法及应用。所述织物包括依次复合的电热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，三者通过捆绑纱相互交织结合为一体。制备方法为：按照纱线的选择方案排布各层经纱和捆绑纱；引入各层纬纱；引入漂浮嵌入材料；捆绑纱相互交织，将各层织造成一体。将所述电热蒸发层中的电热纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将电热蒸发层中的水分加热蒸发。专利CN108035051A公开了一种线圈结构多层中空电热蒸发织物，其特征在于，由蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层组成，蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层通过不同的功能纤维织造成为一个整体。专利CN108166126A公开了一种三维结构电热蒸发织物及其制备方法，所述织物包括依次复合的电热蒸发层、漂浮隔热层、吸水层，三者通过捆绑纱结合为一体。制备方法为：按照纱线的选择方案排布经纱；引入各层纬纱；捆绑纱相互交织将各层经纬纱织造成一体；步进电机卷取；经过多次循环后下机。将电热蒸发层中电热纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将电热蒸发层的水分加热蒸发。专利CN108035036A公开了一种三维多层中空结构电热蒸发织物，所述织物包括依次复合的蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层，四者通过间隔纱结合为一体。制备方法为：开动引纬装置，引入各层纬纱；单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现蒸发层、电热层、隔热导水层和漂浮层的织造；放入高度为间隔片，双组综框运动带动间隔纱相互交织，构成间隔层；打纬，并通过步进电机卷取，即获得三维多层结构电热蒸发织物。将电热层中电热纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将蒸发层加热，使水分蒸发。专利CN108018642A公开了一种线圈结构多层填充电热蒸发织物、制造方法，其特征在于，由蒸发层、电热层、漂浮隔热层及吸水层组成，蒸发层、电热层、漂浮隔热层及吸水层通过不同的功能纤维和材料织造成为一个整体。以上现有专利都是采用纬纱织造，且利用电热加速水分的蒸发,成本加大，增加处理成本。

德克萨斯大学奥斯汀分校的余桂华等人发展了一种具有分级纳米结构的凝胶用于海水蒸发，其蒸发效率在一个太阳下能够达到3.2kg/m²/h，但是其的材料强度仅有10⁴Pa,并且制备过程要经过10次冷冻干燥，比较复杂。

阿卜杜拉国王科技大学的王鹏等人通过将氧化石墨烯和碳管的混合液抽滤的方法获得了发展了一种3D结构的海水蒸发器，但是其在一个太阳下效率仅能达到1.59kg/m²/h。

发明内容

本发明的目的在于提供一种海水蒸发器，以克服现有技术的不足。

本发明的又一目的在于提供所述海水蒸发器的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：