2024年1月25日,我校化学化工学院“地质聚合物高性能复合材料”团队在界面驱动高效蒸发研究中取得了重要研究进展。他们成功通过在沸石表面原位生长碳纳米管/石墨烯,制备了防污Janus光蒸发器。该研究成果的论文题为“Preparation of antifouling Janus photo evaporator by in-situ growth of carbon nanotubes/graphene on zeolite surface”,发表在国际知名期刊《Applied Energy》上,中科院大类分区为1区Top,影响因子高达11.446。论文的原文链接:https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.122673。
作者提出了一种在沸石表面原位生长C/G层的新合成方法,并设计了Janus膜结构。合成的地质聚合物沸石(GZ)-CNTs/石墨烯(C/G)复合材料(GZC/GC)成功将C/G层的光热和电学性能与GZ层的水传输和拒盐性能相结合,展现出卓越的性能。
在论文中,研究团队还使用COMSOL Multiphysics 5.6软件进行了蒸发器运行的计算模拟。模拟旨在研究半球形GZC/GC蒸发器提高的蒸发效率和排盐能力。结果显示,半球形GZC/GC蒸发器的温度略有升高,温度梯度引起了不均匀的温度场,促进了蒸发器表面的热对流,有效地增加了蒸汽的产生。模拟还揭示了由于结构本身产生的温差,半球形GZC/GC蒸发器内存在局部回流,显著减少了蒸发器中的盐积聚,提高了防结垢效果。
这一研究为界面驱动高效蒸发领域提供了新的理论和实验基础,有望在太阳能蒸汽转化等方面有重要的应用。感谢化学化工学院“地质聚合物高性能复合材料”团队在研究中的卓越成就。该研究中模拟计算均在广西大学超算中心Sugon7000A超级并行计算机系统上完成,广西大学为该论文第一完成单位。
论文作者:邓兴发(博士生)、苏俏俏、贺艳、戴如晴、许芯羽、邹炳锁、杨宇、崔学民