[发明专利]一种主动式抗盐太阳能蒸发器及其应用

权利要求书

1.一种主动式抗盐太阳能蒸发器，其特征在于，包括隔热浮子（30）以及支撑于所述隔热浮子（30）的上层纤维布（10）和下层纤维布（20），所述上层纤维布（10）和所述下层纤维布（20）沿上下方向层状紧密堆叠设置，所述上层纤维布（10）和所述下层纤维布（20）均为条带状的亲水多孔纤维布；所述上层纤维布（10）的靠近中间的面上设置有蒸发结构（12），所述蒸发结构（12）包括负载于所述上层纤维布（10）的光热材料，所述蒸发结构（12）作为光热转换和蒸气逸出位点，所述蒸发结构（12）两侧的所述上层纤维布（10）用于分别没入水体中作为水盐传输通道；所述下层纤维布（20）的形状与所述上层纤维布（10）的一侧以及所述蒸发结构（12）的形状相适配，且所述下层纤维布（20）的一侧用于没入水体中作为水盐传输通道，所述主动式抗盐太阳能蒸发器形成具有从所述上层纤维布（10）的一侧经所述蒸发结构（12）至所述上层纤维布（10）的另一侧，以及从所述下层纤维布（20）经所述蒸发结构（12）至所述上层纤维布（10）的单向微液流驱动力；

所述蒸发结构（12）具有第一边（14）和第二边（15），所述蒸发结构（12）的两侧分别为上层纤维布第一侧（11）和上层纤维布第二侧（13），所述第一边（14）与所述上层纤维布第二侧（13）连接，所述第二边（15）与所述上层纤维布第一侧（11）连接，且所述第一边（14）与所述第二边（15）的长度比为（1:2）~（1:7）；所述蒸发结构（12）的形状从所述第二边（15）至所述第一边（14）的方向依次递减，且所述第一边（14）与所述第二边（15）的长度比连续可调，所述蒸发结构（12）的连接所述第二边（15）和所述第一边（14）之间的侧边（16）呈线段或曲线。

2.根据权利要求1所述的一种主动式抗盐太阳能蒸发器，其特征在于，所述蒸发结构（12）的两侧分别为上层纤维布第一侧（11）和上层纤维布第二侧（13），所述上层纤维布第一侧（11）和所述上层纤维布第二侧（13）用于分别没入水体中作为水盐传输通道；所述下层纤维布（20）具有下层纤维布第一侧（21）和下层纤维布第二侧（22），且所述下层纤维布第一侧（21）与所述上层纤维布第一侧（11）的形状相同，所述下层纤维布第二侧（22）与所述蒸发结构（12）的形状相同，所述下层纤维布第一侧（21）用于没入水体中作为单向水盐传输通道；所述主动式抗盐太阳能蒸发器形成具有从所述上层纤维布第一侧（11）、所述蒸发结构（12）到所述上层纤维布第二侧（13），以及从所述下层纤维布第一侧（21）、所述下层纤维布第二侧（22）、所述蒸发结构（12）到所述上层纤维布第二侧（13）的单向微液流驱动力。

3.根据权利要求1所述的一种主动式抗盐太阳能蒸发器，其特征在于，所述隔热浮子（30）包括聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫或酚醛树脂泡沫。

4.根据权利要求1所述的一种主动式抗盐太阳能蒸发器，其特征在于，所述亲水多孔纤维布包括椰壳布、无纺布、棉布、麻布、化纤布或毛毡布。

5.根据权利要求1所述的一种主动式抗盐太阳能蒸发器，其特征在于，所述光热材料包括碳基材料、半导体材料或具有等离子体基元吸收的金属纳米颗粒。

6.根据权利要求5所述的一种主动式抗盐太阳能蒸发器，其特征在于，所述碳基材料包括炭黑、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳化钛或聚吡咯；所述半导体材料包括硫化铜、黑氧化钛、铜铟镓硒或铜锌锡硫；所述金属纳米颗粒包括铝、金、银、铂或钯。

7.根据权利要求1所述的一种主动式抗盐太阳能蒸发器，其特征在于，所述光热材料为直接将纤维布进行碳化得到，所述碳化温度为250~400摄氏度，碳化时间为2~5分钟。

8.一种如权利要求1至7中任一项所述的主动式抗盐太阳能蒸发器作为太阳能海水淡化的应用，其特征在于，将所述上层纤维布（10）的两侧，以及所述下层纤维布（20）的一侧分别向下没入水体中作为水盐传输通道，通过单向微液流驱动力主动地将盐分从蒸发器中带回下方水体中。