[发明专利]一种高效光热水蒸发的方法与装置

权利要求书

1.一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，包括漂浮/隔热层(1)、富水多孔材料层(2)、贫水多孔材料层(3)、光热转换材料层(4)、水传输通道(5)，自水面向上依次包括漂浮/隔热层、富水多孔材料层、贫水多孔材料层、光热转换材料层；上述四层依次层层组合在一起，在包括至少漂浮/隔热层、富水多孔材料层、贫水多孔材料层的组合中设有多个上下相通的通孔，通孔内设有条状的吸水材料A直接向下伸入到水中作为水传输通道；将上述结构的装置漂浮在水面上。

2.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，漂浮/隔热层(1)的厚度为1-10mm，富水多孔材料层(2)的厚度为1-10mm,贫水多孔材料层(3)的厚度为100-1000μm，光热转换材料层(4)的厚度为100-1000μm。

3.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，所述的漂浮/隔热层的材质包含但不限于泡沫、海绵、木板、塑料板等能够辅助装置漂浮于水面上的材料。

4.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，所述的吸水材料A即水传输通道的材质为超吸水材料，水传输通道的材质饱和吸收量大于等于400％；包括但不限于超细纤维编织物、超吸水聚合物纤维编织物、吸水棉布、吸水纤维、吸水纸等材料。

5.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，随着光热层面积的扩大可以增加为多个水传输通道。

6.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，所述的富水多孔材料层的材质选自饱和吸收量大于400％的多孔材料；包含但不限于是如强吸水的聚乙烯醇，聚丙烯酰胺，超吸水聚合物纤维、海绵、泡沫组成的多孔材料层。

7.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，所述的贫水多孔材料层的材质饱和吸收量100-400％的多孔材料，包含但不限于如滤纸，棉布等。

8.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，所述的光热转换材料层的材质主要是光热转化材料，包含但不限于贵金属纳米颗粒、半导体纳米颗粒、具有光热特性的聚合物材料、碳材料或染料；贵金属纳米材料优选自金、银等纳米颗粒或纳米结构；半导体纳米材料优选自窄带系无机半导体材料如硫化铜、硫化镍等以及由于缺陷所形成的黑色半导体材料如黑色二氧化钛、缺陷氧化钨等；聚合物材料优选自聚吡咯、聚多巴胺等；碳材料指各种碳材料如氧化石墨烯；染料主要指黑色染料。

9.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，饱和吸水量的定义为：(多孔材料吸水达到饱和后的质量-多孔材料在干燥状态下的质量)/多孔材料在干燥状态下的质量x 100％。

10.按照权利要求1所述的一种高效太阳能光热水蒸发装置，其特征在于，光热材料通过水分散液过滤或沉积到贫水多孔材料层上实现光热材料和贫水层的紧密接触；贫水层与富水层通过水的润湿作用同时边缘用胶水或缝制粘合在一起，尽可能不留有空气来保证二者紧密接触。