[发明专利]一种光热转换多孔结构的制备方法及太阳能蒸发装置

说明书

本发明公开了一种光热转换多孔结构的制备方法及太阳能蒸发装置，包括泡沫铜和氧化石墨烯，采用如下步骤：S1：配置NaOH和(NH4)2S2O8碱性混合溶液；S2：将所述泡沫铜依次用丙酮、酒精、蒸馏水、盐酸溶液和所述蒸馏水超声清洗，清洗完后用氮气吹干；S3：将所述泡沫铜浸入所述NaOH和(NH4)2S2O8碱性混合溶液中，然后进行恒温氧化，氧化后的所述泡沫铜用蒸馏水冲洗、干燥，使所述泡沫铜表面形成超亲水纳米CuO结构；S4：将所述氧化石墨烯利用超声分散于蒸馏水中，得到GO溶液；S5：将所述泡沫铜浸入所述GO溶液，使得所述氧化石墨烯沉积在所述泡沫铜表面，然后进行恒温干燥，得到CuO/GO复合光热转换结构。该制备方法简单、高效，不需要复杂设备，成本低廉。

技术领域

本发明属于光热材料技术领域，尤其涉及一种光热转换多孔结构的制备方法及太阳能蒸发装置。

背景技术

太阳能热技术是太阳能获取和利用最直接的方式。太阳能驱动水界面蒸发就是太阳能热技术的应用之一，因其完全利用太阳能不需要额外输入能量，所以拥有很好的应用前景。

目前，太阳能驱动水界面蒸发主要依赖于光热材料吸收太阳辐射能，并将热量直接地或间接地传递给流体，但是在太阳辐射能吸收以及热量传递的过程中损失较大，增加了光热系统的成本，限制了太阳能水蒸发技术的应用与推广。而纳米结构的多孔光热材料可以增强对太阳辐射能的体吸收，提高光热转换效率。在太阳能界面蒸发系统中，太阳的投入辐射选择性地加热顶部的蒸发部分，而不是整个水体，避免了水体加热，可以有效的提高蒸发效率。目前，太阳能界面蒸发主要集中在自漂浮的各种吸光材料上，但太阳光入射到界面上时也存在一定层度的反射，又由于蒸发界面积有限在一定程度上限制了蒸发效率。

现有的光热材料成本高，且制备方法复杂、效率低，直接制约了太阳能界面蒸发技术的推广及应用。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种光热转换多孔结构的制备方法及太阳能蒸发装置，该制备方法简单、高效，不需要复杂设备，成本低廉。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种光热转换多孔结构的制备方法，包括泡沫铜和氧化石墨烯，采用如下步骤：

S1：配置NaOH和(NH₄)₂S₂O₈碱性混合溶液；

S2：将所述泡沫铜依次用丙酮、酒精、蒸馏水、盐酸溶液和所述蒸馏水超声清洗，清洗完后用氮气吹干；

S3：将所述泡沫铜浸入所述NaOH和(NH₄)₂S₂O₈碱性混合溶液中，然后进行恒温氧化，氧化后的所述泡沫铜用蒸馏水冲洗、干燥，使所述泡沫铜表面形成超亲水纳米CuO结构；

S4：将所述氧化石墨烯利用超声分散于蒸馏水中，得到GO溶液；

S5：将所述泡沫铜浸入所述GO溶液，使得所述氧化石墨烯沉积在所述泡沫铜表面，然后进行恒温干燥，得到CuO/GO复合光热转换结构。

根据本发明一实施例，S1中的所述NaOH和(NH₄)₂S₂O₈碱性混合溶液，NaOH与(NH₄)₂S₂O₈的摩尔浓度比为25:1。

根据本发明一实施例，S2中所述盐酸溶液浓度为2wt％～5wt％。

根据本发明一实施例，S3中恒温氧化的温度为70℃、时间为30min。

根据本发明一实施例，S4中所述GO溶液浓度为5mg/mL。