[发明专利]一种太阳能蒸发器及其应用和太阳能集水器

说明书

本申请属于太阳能蒸发器技术领域，尤其涉及一种太阳能蒸发器及其应用和太阳能集水器。本申请提供了一种太阳能蒸发器，包括：架空支撑架、矩形底架和亲水光热微孔膜；所述架空支撑架的底面设置在水准面上；所述亲水光热微孔膜固定在所述架空支撑架的上表面，使得所述亲水光热微孔膜与水准面成夹角，且所述夹角不为0°和90°。本申请还提供了一种太阳能集水器，包括：所述太阳能蒸发器和集水装置。本申请提供了一种太阳能蒸发器及其应用和太阳能集水器，能有效解决现有太阳能蒸发器蒸发效果较弱，热量损失较大的技术缺陷，且能应用于含油废水的处理。

技术领域

本申请属于太阳能蒸发器技术领域，尤其涉及一种太阳能蒸发器及其应用和太阳能集水器。

背景技术

随着全球气候变化、人口增长以及日益突出的环境污染问题，人类对于淡水资源的需求大幅提升，淡水资源短缺的问题愈发突出，高效、绿色和可持续的淡水获取技术对水资源安全至关重要。海水淡化、工业废水及生活废水处理都是重要的淡水来源，然而传统的多级闪蒸和反渗透等水处理技术都存在耗能大和成本高等问题。

太阳能是一种理想的能源来源。近年来，基于太阳能光热转换驱动蒸发的水处理技术受到了人们的广泛研究，且已经在光热材料制备及器件设计方面取得了很大的进展。

传统的本体加热蒸发是将光热材料分散在水中，材料吸收太阳能后转换为热能对局部水体进行加热从而促进蒸发，然而蒸发只发生在界面处，因此这种方法的热量损失严重，且单位光照面积的蒸发量较小。受叶片表面蒸腾作用启发，2014年，Wang等人提出了界面蒸发技术，将热量集中于水气界面上，使得蒸发效率大大提升(Small,10:3234-3239)。现有的界面蒸发器的构型是使亲水光热材料直接浮于水面，部分热量向本体水传导，热损失较大。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种太阳能蒸发器及其应用和太阳能集水器，能有效解决现有太阳能蒸发器存在蒸发效果较弱，热量损失较大的技术缺陷。

本申请第一方面提供了一种太阳能蒸发器，包括：

架空支撑架、底架和亲水光热微孔膜；所述架空支撑架固定在所述底架的上方；所述底架设置在水准面上；

所述亲水光热微孔膜固定在所述架空支撑架的上表面，使得所述亲水光热微孔膜与水准面成夹角，且所述夹角不为0°和90°。

另一实施例中，所述亲水光热微孔膜的制备方法包括但不限于以聚多巴胺对微孔基底膜进行亲水光热化处理。

另一实施例中，以聚多巴胺对微孔膜进行亲水光热化处理的方法包括但不限于采用氧化剂处理、采用微波辐射处理、采用紫外光照射处理或施加电场处理等。

其中，所述氧化剂包括但不限于无水硫酸铜/过氧化氢体系、过硫酸铵或碘酸钠等。

另一实施例中，所述亲水光热微孔膜的制备方法包括：

将微孔基底膜浸入沉积液中振荡，然后水洗后进行干燥，制得亲水光热微孔膜。

另一实施例中，所述沉积液包括盐酸多巴胺、无水硫酸铜、过氧化氢和缓冲液。

另一实施例中，所述缓冲液为三羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液。

具体的，所述无水CuSO₄在所述沉积液中的浓度为5mM；所述H₂O₂在所述沉积液中的浓度为19.6mM。

具体的，所述三羟甲基氨基甲烷盐酸缓冲液的pH为8.5，三羟甲基氨基甲烷在所述缓冲液的浓度为50mM。

另一实施例中，所述微孔基底膜选自聚丙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚砜微孔膜、聚醚砜微孔膜、聚丙烯腈微孔膜或聚偏氟乙烯微孔膜等等中的一种。