对流效应对生物质材料水蒸发性能的影响研究

来源：水处理技术杂志2026年第6期北京时间：

作者：王伟1, 李宇恒2, 桓茜1,*, 靳浩斌1, 陈江涛1, 朱航科1,3

单位：1.陕西工业职业技术大学航空工程学院,咸阳市太阳能光热转换材料重点实验室,陕西 咸阳 712000;2.陕西科技大学机电工程学院,陕西 西安 710021;3.武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430205

摘要：太阳能界面水蒸发因其绿色、环保、节能优势在水处理、淡化脱盐领域展示了巨大潜力,多孔蒸发材料是提升界面蒸发性能的关键。生物质材料具有天然发达孔隙,为界面水输送和蒸汽扩散提供了高效路径。为此,制备了一种基于垂直阵列钻孔通道的生物质多孔碳材料,并进一步研究了环境对流效应（1~4 m/s）对材料蒸发和耐盐性能的影响。结果表明,在1个标准太阳光照强度（1 kW/m²）,三维钻孔通道材料在3.5% NaCl溶液中具有1.53 kg/（m²·h）的蒸发速率,即使在10%高盐度下仍然达到1.31 kg/（m²·h）的蒸发速率,显示了有效的蒸发耐盐性能。进一步通过外加的环境对流效应,有效提升了材料的蒸汽产出速率,在1、2、4 m/s风速下材料的蒸发速率分别达到了3.35、3.70、4.08 kg/（m²·h）。值得注意的是,在20%高盐度和2 m/s适合风速下,材料实现了高效稳定的水蒸发,蒸发速率和效率分别为3.11 kg/（m²·h）和102.84%,表明适度的环境对流能够提升材料界面蒸发耐盐性能,保持高效的稳定蒸发和淡化能力。

关键词：太阳能蒸发,碳材料,阵列通道,对流效应

基金资助：陕西省教育厅科研计划项目（24JP012）; 陕西高校青年创新团队项目