[发明专利]一种光热体和一种自漂浮蒸汽生成装置

说明书

本发明涉及一种光热体和一种自漂浮蒸汽生成装置，光热体主要由卷状织物和光热材料组成；卷状织物由平面织物沿长度方向卷制而成，平面织物由经纱和纬纱组成；平面织物由沿幅宽方向依次排列的左、中、右区域组成；左区域有经纱和纬纱；中区域有经纱，部分纬纱为编织管；右区域无经纱，纬纱为编织管；所有的经纱和纬纱都由牛角瓜纤维制成；光热材料沉积在平面织物的中、右区域上；装置包括密闭的集水罩（包括底板）以及位于集水罩内的光热体和容器；集水罩整体为透明材质；光热体放置在容器中，容器固定在底板上，光热体中未与经纱交织的编织管位于经纱的上方；集水罩上设有加水口。本发明的光热体可以快速成型，方便携带，装置的蒸汽生成速率高。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，涉及一种光热体和一种自漂浮蒸汽生成装置。

背景技术

太阳能驱动蒸汽生成技术已发展成为了一种绿色的、高效的淡水获取技术，这其中重点在于光热材料的开发以及光热体结构的研究。该策略的实施过程中，所处理的水溶液布满光热体的表面，光热体将吸收的太阳光转化为热能，并将界面的水溶液转化为蒸汽以供收集之用。现阶段，光热体的结构种类繁多，三维结构拥有更大的界面面积，相对于小厚度的二维材料来讲，可以更好地接受来自于各个方向的太阳光，在蒸汽的生成量的层面来讲，三维材料拥有更大的优势。然而，三维材料的机械鲁棒性、便携性以及制备难易程度却存在天然的劣势。具体体现在，三维结构的光热体的运输不易，尤其是随身携带性严重不足；三维结构的光热体的制备过程往往复杂，一般多为规则形状，在规则形状基础上的结构二次调控往往会存在材料耗费的问题；三维结构的光热体的往往有更大的脆性，易在使用过程中破坏。文献“Mushrooms as efficient solar steam-generation devices[J].Advanced Materials, 2017, 29(28): 1606762.”通过将生物质的蘑菇碳化为三维光热体而实现蒸汽生成，但碳化后的蘑菇必然呈现脆性，配合蘑菇的特殊形态都会严重的影响运输。

此外，太阳能驱动蒸汽生成技术中，当有太阳光时，蒸汽生成量远高于在黑暗条件中。在黑夜中，光热体往往缺少额外的热量传输至界面的水溶液，蒸汽的生成量受到水溶液的自然挥发速率影响，考虑到在多数地区内，白天与黑夜的时长接近，加强夜间的蒸汽生成量是重要的方向。现阶段，已经得知，当将含有水溶液的光热体暴露在风中，其自然挥发速率会得到显著提高，然而蒸汽的收集常需使用透明罩体完全罩住光热体，风力无法作用到光热体表面，将系统外的风力引入到系统内部也必须要考虑蒸汽收集的问题，文献“Over10 kg m^-2 h^-1 evaporation rate enabled by a 3D interconnected porous carbonfoam[J]. Joule, 2020, 4(4): 928-937.”展示了在气流作用下的高效率的蒸汽生成，但是此装置将光热体完全暴露与空气中，并不能实现蒸汽的有效收集。

因此，结合现阶段中三维结构的性能以及制备、使用过程中存在的问题，以及昼夜自然天气条件差异问题，亟待开发一种易制备、便携的三维结构光热体，以及昼夜形式具有差异化的蒸汽生成系统。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种光热体和一种自漂浮蒸汽生成装置。

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

一种光热体，主要由卷状织物和光热材料组成；

卷状织物由平面织物沿长度方向卷制而成，平面织物由经纱和纬纱组成；

平面织物由沿幅宽方向依次排列的左区域、中区域和右区域组成；左区域有经纱和纬纱；中区域有经纱，部分纬纱为编织管；右区域无经纱，纬纱为编织管；

所有的经纱和纬纱都由牛角瓜纤维制成；牛角瓜纤维为一种外表面拒水，一端开口、一端封闭的中空短纤维；