光热材料
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一石二鸟!中山大学吴青芸课题组CEJ:原位碳点合成打破石墨烯“光热桎梏”,实现高效太阳能界面蒸发与土壤重金属修复新应用
还原氧化石墨烯(rGO)因其优异的光热性能被视为SIE的理想材料之一。然而,rGO面临一个经典的“性能权衡”(Trade-off):提升π共轭结构(光热性能)与维持亲水性(供水能力)难以兼得。以往的改性策略多采用“功能叠加”思路(如复合亲水层),但未能从本质上解决这一矛盾。我们设想利用碳点(CDs)本身兼具π共轭核与丰富亲水官能团的特性,通过一锅水热法使其原位生长于rGO上,以期实现“一石二鸟”的效果。
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郑州大学《CEJ》:双功能纳米纤维素/石墨烯气凝胶,用于增强太阳界面水蒸发和全氟/多氟烷基物质去除
在这项研究中,开发了一种海藻酸钠和钙离子双交联石墨烯/纳米纤维素气凝胶,用于特异性处理全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS)污染的海水。在1个太阳光照下,CSGA-Ca的蒸发速率为2.10 kg·h-1·m-2,光热转换效率为91.1%。此外还具有出色的耐盐性,自清洁性能以及优异的海水,PFAS废水的净化性能。
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中山大学《Mater Horiz》:纤维素纸上的铁催化激光诱导石墨烯,用于太阳能驱动的界面蒸发
我们通过激光诱导石墨烯加工技术在纤维素纸上制备了一种高效的石墨烯/氧化铁复合太阳能蒸发器,该蒸发器具有分级微纳米孔结构,氧化铁纳米颗粒和微粒均匀锚定,在280至2500纳米波长范围内实现超过93.28%的太阳能吸收率,并具有固有亲水性。
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中山大学《Small》:将纤维素纸转化为石墨烯,用于高效界面太阳能蒸汽产生
我们成功地利用激光诱导石墨烯技术,基于纤维素纸制备了一种太阳能蒸汽发生装置,该装置将石墨烯层与钴纳米粒子复合材料相结合。该复合材料具有明确的孔隙结构,钴纳米粒子均匀分布于石墨烯表面。这种分级结构的LIG/Co-NPs复合材料展现出卓越的吸水性能和出色的光吸收能力,太阳能吸收率达90.8%,从而显著提升了蒸发性能。
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北航《JMCC》:超疏水SiO2/石墨烯复合涂层,用于防冰/除冰
本研究采用溶胶-凝胶法制备了一种具有增强光热性能的超疏水SiO₂/rGO复合涂层,用于防冰和除冰。SiO₂/rGO涂层的微/纳米结构赋予其卓越的超疏水性(接触角WCA为170°,表面活性SA ≤ 3°)以及光捕获能力和高光吸收率,使表面具备显著的防冰延迟和光热除冰潜力。
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CEJ|用于高效海水淡化的光热复合涂层增强激光诱导石墨烯蒸发器
我们提出了一种具有强大蒸发性能的超亲水锥形蒸发器。通过 LIG 覆盖的 Kevlar 织物、PANI/Cu 复合涂层和锥形蒸发器结构的结合,我们实现了高效宽带光谱光吸收和超亲水蒸发器表面,具有连续供水和局部脱盐功能。我们还在户外海水淡化实验中证明了蒸发器出色的净化能力。总体而言,该蒸发器具有蒸发效率高、耐用性和制造成本低等显著优势,在海水淡化应用中显示出广阔的潜力。
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常州大学《JECE》:竹/石墨烯双层蒸发器,用于太阳能驱动和废水净化
研究基于激光照射的氧化石墨烯(GO)涂层与天然竹材,开发了一种双层太阳能蒸发器,实现了高效、稳定且低成本的海水淡化与废水净化。
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安农大《JCIS》:纤维素纳米纤维/石墨烯气凝胶复合材料,用于增强太阳能-热能转换和存储
研究的一个目标是通过水热法制备石墨烯气凝胶(GA)@纤维素纳米纤维(CNFs),随后进行冻干处理。最终目标是探索将CNFs@GA引入聚乙二醇(PEG)以形成PEG/CNFs@GA复合材料的影响。
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中国地质大学(武汉)CEJ:焦耳加热秒造涡轮石墨烯!3D打印双层蒸发器破盐结晶难题
通过环保的闪蒸焦耳加热技术制备小尺寸涡轮层状FG,其独特结构使仅需0.08wt%添加量即可显著提升光热性能,且不影响纤维素墨水的稳定性和多孔结构。采用多材料3D打印构建Janus双层结构:顶层为FG光热层实现高效太阳能捕获,底层为分级多孔CNF支架提供快速输水通道。该设计通过物理隔离光热层与水源减少热损失(热成像显示表面温度达45℃),同时互连孔道促进盐离子循环,在15%高盐度下连续运行12小时无盐结晶。
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青科大杨洪生/张建明教授团队在制备芳纶纳米纤维/石墨烯复合气凝胶方面取得新进展
青岛科技大学杨洪生/张建明研究团队开发了一种基于低能耗常压干燥(APD)技术的简便组装与改性策略,以DANF和还原氧化石墨烯(RGO)为原料制备高性能气凝胶。本研究为废弃芳纶纤维的低能耗、高值化再利用提供了一种有效策略。
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中北大学团队在太阳能驱动界面蒸发产水领域取得新进展
胡胜亮介绍,团队研究设计了一种可以将热能约束在夹层结构内的光热蒸发器,该蒸发器是将还原氧化石墨烯、煤基碳点和MXene(新型的二维材料)依次在三聚氰胺海绵骨架上负载制备而成。得益于其独特的结构和各组分的协同作用,该蒸发器不仅实现了高的蒸发速率和光热转换效率,还展现出了优异的抗盐和抗污染功能。
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蒸发材料0511丨北京化工大学AFM论文:三相乳化衍生太阳能热还原氧化石墨烯/十八烷相变泡沫用于耐盐昼夜水蒸发
研究设计了一种太阳能热还原氧化石墨烯/十八烷(RGO/oct)相变泡沫,通过三相乳液的界面组装和GO的化学还原来制备,用于日夜水蒸发和脱盐。这一研究不仅有望解决全球淡水短缺问题,还为太阳能热蒸发技术的发展提供了新的思路和方法。
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Sol. Energy Mater. Sol. Cells | 基于激光诱导石墨烯的太阳能驱动蒸发与光降解生成高纯水
通过激光诱导技术在聚酰亚胺(PI)薄膜上制备多孔石墨烯(LIG)。采用水热法将纳米二氧化钛(TiO₂)引入多孔石墨烯中,形成光热-光催化复合材料。利用激光诱导前向转移技术(LIFT),将复合材料沉积到无尘布表面,构建三维蒸发结构。
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海南大学《Carbon》:基于石墨烯的吸油袋,用于海上溢油处理等
所制备的吸油袋不仅解决了传统二维油水分离膜材料分离驱动力单一的问题,提供了更多的分离方法,而且验证了将吸油袋应用于高粘度油类光热吸附领域的可能性,拓展了二维膜材料在海上溢油处理中的应用范围,为进一步探索提供了新的方向。
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海水淡化新技术:基于太阳还原氧化石墨烯的焦耳加热与光热协同蒸发系统
采用聚焦太阳光将氧化石墨烯(GO)还原为太阳还原氧化石墨烯(SRGO),并将其涂覆于碳纤维(CF)上制成光热加热器,通过滤纸与支撑结构构建三维非接触式蒸发器。