[发明专利]一种双功能界面蒸馏组件及其应用

说明书

本发明涉及一种双功能界面蒸馏组件及其应用，界面蒸馏组件包括：能浮于水面的隔热材料块，设置在隔热材料块上的吸水材料，以及附着在吸水材料上的双功能材料；所述双功能材料为黑色TiO_x或黑色MoS₂。该界面蒸馏组件不仅可以实现海水淡化，还可以去除海水中的有机污染物。

技术领域

本发明涉及太阳能海水淡化领域，具体涉及一种双功能界面蒸馏组件及其应用。

背景技术

目前水资源日趋紧缺，海水淡化技术经过多年的发展，其技术已经较为成熟，被认为是解决全球水资源短缺的最有效方法之一。

目前工程上采用的主流工艺是：(1)多级闪蒸法：是指将经过加热的海水，依次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝得到淡水。(2)低温多效蒸馏法：将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。(3)反渗透法：主要是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜，将海水与淡水分隔开。(4)冷冻法：冷冻海水使之结冰，在液态淡水变成固态冰的同时盐被分离出去。比较以上各种海水淡化技术，其中反渗透法和冷冻法得到的淡水存在品质较差的问题；而蒸馏法和闪蒸法得到的淡水品质较高，但其能耗较高。

针对上述缺点，近年来兴起了基于气液界面加热的太阳能海水淡化技术。该技术以黑色材料或贵金属材料为吸光材料，通过各种方法将其漂浮在海水表面，利用吸光材料吸收太阳光，将光能转化为热能，并且把热量集中在气液界面出，仅仅加热表面海水，因此有效提高了海水的蒸发速率。目前，该技术得到了国内外的广泛关注。

此外，全球水污染问题日益严重，近海海水污染同样存在问题。如果利用气液界面加热的太阳能海水淡化技术直接加热受污染的海水，海水中的有机污染物尤其是一些挥发性污染物会在加热过程中随水蒸气进入冷凝淡化水中，造成淡化水水质不合格。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双功能界面蒸馏组件，不仅可以实现海水淡化，还可以去除海水中的有机污染物。

本发明所提供的技术方案为：

一种双功能界面蒸馏组件，包括：能浮于水面的隔热材料块，设置在隔热材料块上的吸水材料，以及附着在吸水材料上的双功能材料；所述双功能材料为黑色TiO_x或黑色MoS₂。

本发明中将隔热材料块、吸水材料和双功能材料组装成集“光热转换-光催化-吸收-隔热”一体的蒸馏组件。将该组件置于海水中，利用吸水材料把海水输送到与双功能材料接触，利用双功能材料吸收太阳光加热表面海水并且去除海水中的有机污染物，再利用隔热材料块将热量集中在气液界面处，使热量不扩散到底部海水中，最大限度的把光能转化为热能。

本发明中所述隔热材料块为泡沫块或海绵块。隔热材料能够将热量集中在气液界面处，使热量不扩散到底部海水中，最大限度的把光能转化为热能。

本发明中所述吸水材料为无尘纸、酒精灯芯或棉线。吸水材料一方面用于输送海水，另一方面用于附着双功能材料。

本发明中所述吸水材料为无尘纸，所述无尘纸包覆在隔热材料块上。

本发明中吸水材料设置在隔热材料块顶部。

本发明中所述双功能材料通过抽滤、喷涂或者旋涂的方式附着在吸水材料上。

本发明还提供一种如上述的双功能界面蒸馏组件在太阳能海水淡化中的应用。

本发明还提供一种如上述的双功能界面蒸馏组件在太阳能海水淡化同时降解海水中有机物的应用。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：