石墨烯-13X/LiCl复合吸附剂开式吸附-解吸性能

利用不同质量分数的石墨烯(MLG)与13X/LiCl合成新型复合吸附剂。通过扫描电镜(SEM)和N2吸附表征复合吸附剂的微观形貌和孔隙特性,测试了复合吸附剂开式环境下的水蒸气吸附及解吸性能,并探究复合吸附剂中石墨烯质量分数对吸附解吸性能的影响。通过80%相对湿度(RH)的高湿工况进一步筛选出盐的质量分数为18.4%的13X/LiCl为最佳盐含量的吸附剂(MZ)作为合成复合吸附剂的基质。实验结果表明:石墨烯增加了复合吸附剂的结构性参数(比表面积,孔体积及孔径),其中比表面积由未添加石墨烯的MZ[(262±3)g/m2],最大可提升至12G-MZ[(304±4)g/m2];复合吸附剂表现出优异的水蒸气吸附性能,所有复合吸附剂的相对吸附量均高于MZ(0.554g/g),3G-MZ吸附性能最佳,水蒸气吸附量高达0.587g/g,是13X的2.7倍;除12G-MZ外,随着吸附剂中石墨烯质量分数的增加,水蒸气解吸率随之增加,其中9G-MZ的解吸率接近90%,较MZ(81.8%)提升了9.7%。该研究可为复合吸附剂应用于吸附空气取水提供基础研究数据。

太阳能吸附式空气取水研究进展

在广泛深入了解太阳能吸附式空气取水研究现状的基础上,结合本研究团队近年来的相关研究成果,从太阳能空气取水管、吸附剂以及取水装置三个方面详细地说明了吸附式空气取水的进展。通过综合分析得出,空气取水有为解决淡水匮乏问题提供新思路的潜在可能,虽然空气取水的低取水率在某种程度上限制了其推广应用,但随着吸附剂的吸水量、吸附脱附速率不匹配等关键技术的突破,其单位能耗以及单位质量的产水率也随之提高,在广大干旱地区将会有良好的应用前景。

CaCl2/蛭石与LiCl/蛭石吸附性能研究

采用干浸渍法制备复合吸附剂CaCl2/蛭石、LiCl/蛭石。在25℃,70%的相对湿度条件下,对不同样品的孔径分布、颗粒尺寸、盐含量、循环稳定性以及吸附性能进行了研究。结果表明,复合吸附剂CaCl2/蛭石以1∶1比例配制时吸附性能最佳;较小颗粒尺寸能够有效提高复合吸附剂的吸附性能,LiCl/蛭石样品、CaCl2/蛭石样品尺寸≤1 mm,比2~3 mm的样品分别提高了8.53%,13.23%。无机盐与蛭石的复合样品稳定性好,在循环测试样品时,其水蒸气吸附量与平均值最大相差9.96%,最小相差1.55%。该实验可以为太阳能空气取水吸附剂的选择与应用提供基础数据。

复合吸附剂MWCNT/MgCl2的水蒸气吸附性能

通过研磨将多壁碳纳米管分别与质量分数为30%、40%和50%的无水氯化镁复合,制备了3种不同配比的复合吸附剂MWCNT/MgCl2。采用数字化扫描电子显微镜(SEM)观察复合吸附剂表面材质的结构样貌,通过Hot Disk热常数分析仪测得复合吸附剂的热导率,使用恒温恒湿箱选取具有代表性的温湿度,测试复合吸附剂在不同工况下的水蒸气吸附性能,并采用准二级动力学模型对25℃、50%RH工况下的实验数据进行拟合,应用Autosorb-IQ全自动气体分析仪测试了三种样品在25℃下的等温吸湿曲线。实验结果表明,相同温湿度工况下,随着氯化镁含量增加,复合吸附剂的吸附量提高,25℃、50%RH下氯化镁含量为30%、40%和50%的复合吸附剂M1、M2和M3的吸附量分别为0.62、0.79和0.94 g/g;恒定湿度为50%RH,温度变化为15~35℃时,复合吸附剂吸附量受温度和饱和水蒸气分压力的双重影响,表现为先增加后减小;温度固定为25℃,相对湿度从50%RH增加到80%RH时,复合吸附剂吸附量均大大提升;复合吸附剂在35℃、25%RH中高温、低湿条件下仍表现出较好的吸附能力;在相对压力P/P0为0.3时,M1、M2和M3的吸附量分别为0.24、0.25和0.30 g/g,随着吸附压力的增加,复合吸附剂的吸附量也不断提升,最大吸附量分别达到3.54、3.75和4.42 g/g。复合吸附剂MWCNT/MgCl2的制备研究,为吸附剂的性能研究提供了基础,对太阳能吸附式空气取水的研究具有潜在意义。