膜蒸馏(MD)是一种热法脱盐技术,其加热整个进料液体的方式存在大量热损失。本研究将具有近红外(NIR)强吸收和高效光热转换效率的黄铜矿(CuFeS₂)纳米颗粒,分散在进料液中(形成纳米流体)。在MD组件的前端设置一个透明窗口,使太阳光或模拟太阳光直接照射在进料液侧的膜表面。CuFeS₂纳米颗粒被光激发产生热,直接加热膜界面处的料液,形成极高的局部温度,驱动水蒸发。这种“界面加热”模式,热量只在需要发生相变的地方产生,极大地减少了热量向料液主体的散失。实验结果显示,在一个太阳光强下,纳米流体驱动的MD膜通量是传统体相加热模式的2-3倍,光热转换效率高达90%以上。该研究将光热纳米材料与膜蒸馏巧妙结合,为太阳能驱动的高效、分散式海水淡化和高盐废水零排放提供了全新的技术方向。
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