Норасоии оби тоза мушкилоти рӯзафзуни ҷиддии рушди иҷтимоӣ мебошад. Гуфта мешавад, ки 29 дарсади аҳолии ҷаҳон аз оби ошомиданӣ маҳрум буда, талабот ба оби тоза ба далели афзоиши аҳолӣ ва мушкилоти экологӣ ҳамоно меафзояд. Оби тозае, ки бо санитария алоқаманд аст, махсусан дар шароити сар задани бемории коронавирус (пневмонияи неокоронавирусӣ) муҳим аст. Бухоршавии об бо энергияи офтобӣ яке аз технологияҳои ояндадор барои тавлиди оби тоза аз оби баҳр ва партов бо истифодаи нури офтоб ҳамчун сарчашмаи ягонаи энергия маҳсуб мешавад. Технология асосан ба абсорберҳои офтобӣ такя мекунад, ки онҳо ҳамчун бухоркунанда барои табдил додани энергияи офтоб ба гармӣ барои тавлиди буғ амал мекунанд. Барои ноил шудан ба суръати баланди бухоршавии об ва самаранокии табдилдиҳии гармии офтобӣ, маводи идеалӣ бояд доираи васеи ҷаббида барои самаранок истифода бурдани як қисми зиёди спектри офтобӣ, гузариши пасти гармӣ барои рафъи талафоти гармӣ ва каналҳои сеченака (3D) барои интиқоли самараноки об дошта бошад. То хол олимон дар асоси карбон (масалан, графен ё нанотубахои карбон), полимерхо, металлхо ва оксидхои металл ва гибридхои онхо ва гайра материалхои гуногуни фототермалиро ихтироъ кардаанд.
Олимон дар солҳои охир барои омӯхтан ва пешрафтҳои зиёд кӯшиш мекунанд, аз ин рӯ биёед аз якчанд нашрияҳои актуалӣ дар бораи пешрафти тадқиқот дар тавлиди оби тозаи фототермалӣ дар солҳои охир маълумот гирем.
- Муоширати табиат: Баргҳои растанӣ ба тозакунандаи об, ки аз энергияи офтобӣ кор мекунанд, илҳом мебахшанд
Баргҳои растаниҳои рагии табиӣ барои истеҳсоли тоннаҳо оби тоза, ки аз нури офтоб кор мекунад, ба фарқиятҳои фишори осмотикӣ, транспиратсия ва ихроҷ такя мекунанд. Аз ин рӯ, муҳаққиқони гурӯҳи Чун Ли дар Донишгоҳи Цинхуа бо илҳом аз як тозакунандаи офтобӣ барои тозакунӣ ва истеҳсоли самараноки об хабар доданд. Ин тозакунандаи офтобӣ дорои гидрогели поли(N-изопропилакриламид)-и ба ҳарорати манфӣ мутобиқшаванда (PN) мебошад, ки ба сутунмӯҳраи кафки меламинии супергидрофилӣ пайваст карда шудааст ва аз берун бо мембранаи филтри графени тағйирёфтаи PNIPAm (PG) пӯшонида шудааст. Моделсозии динамикаи молекулавӣ ва натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон доданд, ки хусусияти супергидрофилии сутунмӯҳраи нисбатан сахти меламинии PNPG-F суръати варам/камшавии варами тозакунандаи PNPG-F-ро ба таври назаррас суръат бахшид. Дар зери ҳамон нурпошии шиддати нури офтоб, ин сохтори оқилона тарҳрезишуда ҷамъоварии 4.2 кг/м2/соат ва хориҷкунии > 99% ионро барои як PNPG-F аз ғизои шӯр тавассути таъсири синергетикии бухоршавӣ ва иловаи қатрагӣ таъмин кард. Муаллиф истифодаи бузурги ин системаи хеле самараноки нури офтобро дар соҳаҳои гуногуни тозакунии об пешбинӣ мекунад. Ин таҳқиқот ҳамчун мақолае бо номи "Баргҳои растанӣ, ки тозакунандаи нури офтобро барои истеҳсоли оби тозаи баландсифат илҳом мебахшанд" дар зермаҷаллаи Nature Communications нашр шудааст.
- Пешрафтҳои илм: Шабакаҳои полимерии хеле гидратшавандаи гидрогелҳои рӯшноӣ барои тоза кардани оби офтобӣ
Бухоркунии оби офтобӣ барои тоза кардани об технологияи ояндадор барои истеҳсоли оби ширин аст. Бо вуҷуди ин, тавлиди буғи офтобӣ энергияталаб аст, ки дар натиҷа дар зери нури табиӣ кам тавлиди об мешавад. Аз ин ру, ба кор карда баромадани материалхои нав, ки талаботи энергияро барои бухоршавии об кам карда, тозакунии обро бо энергияи офтоб тезонда тавонанд, зарур аст. Гурӯҳи профессор Гуйхуа Ю дар Остин, Техас, ИМА гузориш доданд, ки гидрогели хеле гидратшудаи рӯшноиро (h-LAH), ки аз спирти поливинилӣ ва хитозан ҳамчун пояи гидрататсия ва полипиррол ҳамчун абсорбери рӯшноӣ иборат аст, ки метавонад барои бухор кардани об энергияи камтар (<50% ҳаҷми об) сарф кунад. Нишон дода шуд, ки баланд бардоштани кобилияти гидратсионии h-LAH метавонад холати обро тагйир дода, обро кисман фаъол созад ва бо хамин ба бухоршавии об мусоидат намояд. h-LAH истеҳсоли буғи офтобиро то суръати рекордии ~3.6 кг/м2/соат дар 1 офтоб афзоиш дод. Бухоршавии оби офтобӣ дар асоси h-LAH инчунин бар зидди ифлоскунандаҳои мураккаби ионӣ устуворӣ ва хосиятҳои зиддифулингро нишон дод. Тадқиқот дар маҷаллаи Science Advances дар маҷаллаи “Science Advances” таҳти унвони “Баргҳои растанӣ тозакунандаи аз нури офтоб илҳом бахшидашуда барои истеҳсоли оби тозаи баланд” нашр шудааст.
- Angew: Маводҳои COF бо супергидрофилӣ ва азхудкунии нури дарозии васеъ барои бухоршавии обҳои фототермалӣ
Гидрофобии хос ва азхудкунии нури маҳдуди полимерҳои органикии ковокӣ, махсусан дар минтақаи наздики инфрасурх (NIR), ду монеа мебошанд, ки ба татбиқи онҳо дар тавлиди буғи офтобӣ (SSG) монеъ мешаванд. Тадқиқотчиёни гурӯҳи Сяоли Ян дар Донишгоҳи Жилин як чаҳорчӯбаи органикии ковалентиро (COF) дар асоси 1,4,5,8 тетракис(фениламино)антрацен-9,10-дион (TPAD) (TPAD-COF) таҳия карданд, ки бо супергидрофилӣ ва азхудкунии васеъи рӯшноӣ, ки тамоми минтақаи SSG-ро фаро мегирад, тавсиф мешавад. TPAD-COF ҳамчун маводи самараноки табдилдиҳии фототермалӣ бе ягон илова, бухоршавии аълои обро 1.42 кг/м2/соат нишон медиҳад ва ба самаранокии баланди табдили энергия дар як радиатсияи шиддатнокии офтоб 94% мерасад. Тавсеаи минбаъдаи диапазони азхудкунии нур дар асоси TPAD дар асоси COF тавассути тағир додани пассинтетикии молекулаҳои хелати BF2 ба даст омад. Таҷрибаҳои системавии назорат ва таҳлил тасдиқ мекунанд, ки гидрофилии маводи табдилдиҳии фототермалӣ дар COF-ҳои ҷории TPAD, ки барои бухоршавии обҳои фототермалӣ истифода мешаванд, нақши бартарӣ дорад. Кори тадқиқотӣ таҳти унвони “Чорчӯбаҳои органикии супергидрофилии 2D ковалентӣ ҳамчун абсорберҳои фарохмаҷро барои тавлиди самараноки буғи офтобӣ” дар маҷаллаи сатҳи баланди байналмилалии Angewise нашр шудааст. Кор дар маҷаллаи байналмилалии Angew нашр шудааст. Химия. Int. Эд.
- JACS: гидрогели дугонаи гидрофиликӣ-гидрофобӣ COF / гидрогели графен барои бухоршавии обҳои фототермалӣ
Бухоршавии оби офтобӣ як технологияи устувори коркарди об аст, ки метавонад ба коҳиши норасоии об дар ҷаҳон кӯмак кунад. Бо вуҷуди ин, ин технология аз сабаби истеъмоли зиёди энергия ва суръати пасти бухоршавии об бо мушкилоти бузург рӯ ба рӯ мешавад. Гурӯҳи профессор Арне Томас дар Донишгоҳи техникии Берлин, Олмон, дар бораи чаҳорчӯбаи органикии ковалентӣ (COF) / гидрогели думинтақаи графен гузориш медиҳад, ки дар як мавод ҳам минтақаҳои гидрофиликӣ ва ҳам гидрофобиро дар як мавод тавассути як стратегияи оддии афзоиш дар макон дорад. COF гидрофиликӣ як қисми минтақаи графен гидрофобиро фаро мегирад. Бо назорати дақиқи ду минтақаи таркунӣ, гидрогели гибридӣ ҳосили самарабахши нур, намшавандагии танзимшаванда, мундариҷаи оптимизатсияи об ва кам кардани талабот ба энергияро барои бухоршавии об нишон медиҳад. Ҳамчун абсорбери офтобӣ, гидрогели думинтақавӣ суръати тавлиди буғро то 3.69 кг/м2/соат барои 1 шуоъдиҳии офтобӣ (1кв/м2) ба даст меорад, ки бо дигар маводҳои пешрафта муқоисашаванда аст. Илова бар ин, ин бухоркунандаи гидрогел метавонад барои тавлиди оби ошомиданӣ аз оби баҳр ва канализатсия истифода шавад, ки иқтидори коркарди обро нишон медиҳад. Кори тадқиқотӣ дар маҷаллаи JACS ҳамчун “A Covalent Organic Framework/Graphene Dual-Region Hydrogel for Enhanced Water-Driven Water Generation”, JACS, як маҷаллаи олии байналмилалӣ нашр шудааст.
- Пешрафтҳои илм: Бухоркунандаи обҳои фототермалии пурмахсули сохтори савсани обӣ
Дар солҳои охир, тавлиди буғи офтобии байнисоҳавӣ барои ноил шудан ба самаранокии баланди табдили энергия барои шӯршавӣ ва тоза кардани оби партов иқтидори калон нишон дод. Бо вуҷуди ин, суръати баланди бухоршавиро аз сабаби ҷамъшавии ба назар ногузир ифлосшавӣ ё намак дар абсорбери офтоб нигоҳ доштан мумкин нест. Деградатсия бо зиёд шудани консентратсияи маҳлул суръат мегирад. Барои ҳалли ин мушкилот, гурӯҳи профессор Ҷиа Чжу дар Донишгоҳи Нанҷинг, ки аз сохтори баргҳои савсанҳои обӣ илҳом гирифта шудааст, як сохтори бисёрмарҳиларо тарҳрезӣ кард (дастгоҳи табдили фототермалии буғ, ки метавонад ҳангоми коркарди 80% самаранокии табдили фототермалии намак ва консентратсияи баланди консентратсияи 10% аз 10% ва 30% об ба даст орад. Бояд қайд кард, ки самаранокии табдилдиҳии фототермикӣ ҳангоми коркарди намакоб ва партовҳои баланд то бухоршавӣ ба таври назаррас коҳиш намеёбад (яъне, разряди сифрӣ) ва сатҳи он тоза боқӣ мемонад.
- Энергияи нано: дисульфиди молибден барои бухоршавии обҳои фототермалӣ
Муҳаққиқони гурӯҳи Лифенг Ван дар Институти маводҳои сарҳадии Донишгоҳи Дикин як қатор гетеросохторҳои дисульфиди металлҳои гузариш ва нитриди бой аз нитрогенро барои бухоршавии оби офтобӣ тавассути табдили қисман кристаллӣ таҳия кардаанд. Аз ҷумла, ин гетеросохторҳои пешрафтаи 2D ҷабби спектрии беҳтаршударо дар диапазони инфрасурх ва устувории аълои кимиёвӣ дар маҳлулҳои гуногун, аз ҷумла об, кислотаҳо ва асосҳо нишон медиҳанд. Муҳимтар аз ҳама, бо сабаби шиддати беҳтаршудаи ҷабби спектрӣ ва коҳиши талафоти гармӣ, дастгоҳи гармидиҳии офтобии MoS2-Mo5N6/ кафки меламин (MF) суръати баланди бухоршавӣ (2.31 кг м-2 соат-1) ва самаранокии табдилдиҳиро (106.6%) нишон медиҳад, ки мутаносибан 1.4 ва 4.7 маротиба баландтар аз дастгоҳҳои офтобии MoS2/MF ва MF/об мебошанд. Ин кор як қатор гетеросохторҳои пешрафтаи 2D-2D TMDs-и бой аз нитрогенро бо иҷрои аълои фототермалӣ барои истеҳсоли оби офтобӣ пешниҳод мекунад. Ин асар дар Nano energy, яке аз маҷаллаҳои бонуфузи байналмилалӣ, бо номи "Гетеросохторҳои пешрафтаи 2D-2D-и дихалкогенидҳои металлҳои гузариш ва нитридҳои аз нитроген бой барои истеҳсоли оби офтобӣ" нашр шудааст.
Интизор меравад, ки технологияи бухорсозии оби офтобии фототермалӣ норасоии глобалии оби тозаро ҳал кунад, он чизе ки ҳоло бояд ҳал карда шавад, омода кардани арзиши ками маводи фототермалӣ, кори баландсифат, инчунин устуворӣ ва қобили истифода дар муҳити амалӣ, интизори натиҷаҳои бештар дар оянда ба манфиати тамоми инсоният аст!
Барои гирифтани маълумоти бештар дар бораи кафки меламин, лутфан бо мо тавассути почтаи электронии [email protected] тамос гиред ё бо мо тавассути рақами телефон: +86-28-8411-1861 тамос гиред.
Баъзе тасвирҳо ва матнҳо аз Интернет нусхабардорӣ карда мешаванд ва ҳуқуқи муаллиф ба муаллифи аслӣ тааллуқ дорад. Агар ягон қонунвайронкуние вуҷуд дошта бошад, лутфан бо мо тамос гиред, то нест кунед.