Ինչպե՞ս օգտագործել մելամինային փրփուրը գրադիենտ գրաֆեն օդագել գոլորշիչ պատրաստելու համար՝ բարձր խտության աղաջրերի աղազերծման համար:

Արևային էներգիայով աշխատող միջերեսային գոլորշիացումը (SIE) համարվում է քաղցրահամ ջրի պակասը մեղմելու ամենախոստումնալից տեխնոլոգիաներից մեկը՝ քաղցրահամ ջուր արտադրելու համար արևային էներգիան արդյունավետորեն օգտագործելու իր ունակության շնորհիվ: Բացի այդ, արևային գոլորշիացնող սարքերն ունեն եզակի առավելություններ կենտրոնացված աղի կեղտաջրերի մաքրման գործում : Գոլորշիացման գործընթացը որպես ենթամթերք առաջացնում է միայն աղի բյուրեղներ, այդպիսով հասնելով զրոյական հեղուկի արտանետման: Այնուամենայնիվ, գոլորշիացնող սարքում աղի կուտակումը կխոչընդոտի լույսի կլանմանը և կազդի գոլորշու արտահոսքի վրա, ինչը, ի վերջո, կհանգեցնի գոլորշիացնող սարքի գոլորշիացման արդյունավետության նվազմանը կամ նույնիսկ խափանմանը:

Այս խնդիրը մեղմելու համար որոշ հետազոտողներ առաջարկել են «աղի շրջանառության» ռազմավարություն։ Այսինքն, լուծույթի համար նախատեսված է շրջանառության ուղի, որը թույլ է տալիս աղի իոններին հոսել դեպի աղաջուր, դրանով իսկ կանխելով աղի բյուրեղացումը գոլորշիացման մակերեսի վրա, դրանով իսկ հասնելով շարունակական և կայուն գոլորշիացման: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը կհանգեցնի լուծույթի աղի բարձրացմանը, իսկ աղի բյուրեղացման խնդիրը դեռևս անխուսափելի է:

Մեկ այլ լուծում «աղի դուրս գալու» ռազմավարությունն է: Այսինքն, կառուցվածքը կարգավորվում է այնպես, որ աղը նախընտրելիորեն բյուրեղացվի ոչ գոլորշիացման տարածքում, դրանով իսկ նվազեցնելով աղի բյուրեղացման ազդեցությունը գոլորշիացման աշխատանքի վրա, դրանով իսկ հասնելով աղի և քաղցրահամ ջրի միաժամանակյա հավաքմանը: Այնուամենայնիվ, «աղը հանելու» ռազմավարությունը գործնական կիրառման մեջ դեռևս բախվում է որոշ լուրջ մարտահրավերների:

Նախ, աղաջրերի միաչափ փոխադրումը սահմանափակում է ներծծող հզորությունը՝ զգալիորեն նվազեցնելով ընդհանուր գոլորշիացման արագությունը: Երկրորդ, աղի բյուրեղացման ռազմավարությունը պահանջում է աղի բյուրեղների կանոնավոր հեռացում, որոնք դժվար է ինքնաբերաբար թափվել գոլորշիչի մակերեսից՝ իրենց ուժեղ կպչունության պատճառով: Եթե ​​կուտակված աղը ժամանակին չհեռացվի, գոլորշիացման արդյունավետությունը անխուսափելիորեն կնվազի: Բացի այդ, շատ բարձր արդյունավետությամբ արևային գոլորշիչներ պահանջում են վտանգավոր կամ ժամանակատար պատրաստման գործընթացներ, ինչպիսիք են բարձր ճնշման, ցածր վակուումի կամ բարձր ջերմաստիճանի ջերմային մշակումները:

Հետևաբար, երկարաժամկետ, արդյունավետ և կայուն ջրի գոլորշիացման և աղի հավաքման համար երկարաժամկետ, արդյունավետ և կայուն արևային գոլորշիչի մշակումը զրոյական հեղուկ արտանետման աղազերծման համար պարզ նախապատրաստական ​​գործընթացի միջոցով չհասած գիտական ​​նպատակ է:

Ելնելով վերը նշված մարտահրավերներից՝ Shandong First Medical University-ի հետազոտական ​​թիմը պատրաստել է եռաչափ գրադիենտ գրաֆենի պարուրաձև օդագել գոլորշիչ, որը կարող է հասնել բարձր խտության աղի ջրի արդյունավետ արևային գոլորշիացման և հասնել զրոյական հեղուկի արտանետման:

Արևի արդյունավետ կլանման, էներգիայի լիարժեք օգտագործման, աղի գերազանց դիմադրության և երկարաժամկետ կայունության առումով արևային գոլորշիչների խիստ պահանջները բավարարելու համար նախագծի նախագծումը հիմնականում կենտրոնանում է հետևյալ չորս հիմնական կետերի վրա.

Կենտրոնացեք կառուցվածքային նախագծման և քիմիական կայունության բարձրացման վրա

Գոլորշիչը պետք է ունենա ամուր ցանցային կառուցվածք և քիմիական կայունություն, ինչը կարևոր է արևային աղազրկման երկարաժամկետ, արդյունավետ և կայուն իրականացման համար: Հետևաբար, որպես արևային գոլորշիչի կրող կմախք նրանք ընտրել են ցածր գնով, գերհիդրոֆիլ, բարձր ծակոտկենությամբ և բարձր դիմադրողականությամբ մելամինային փրփուր :

Այնուհետև նրանք ուսումնասիրեցին գրաֆենի աերոգելների մեխանիկական հատկությունները մելամինային փրփուրով, որպես կմախք մի քանի եղանակներով, ներառյալ սեղմումը, ճկումը և ձգումը, որպեսզի համապարփակ գնահատեն դրանց մեխանիկական հատկությունները:

Գործնական կիրառման պայմաններում դրա ամրությունն ու ամրությունը հետագայում ստուգելու համար հետազոտական ​​թիմը փորձարկումներ է անցկացրել մի շարք ծայրահեղ պայմաններում:

Մասնավորապես, նրանք նմուշը բազմիցս 20 անգամ ծռել են օդում և ջրում, թրջել այն թթվային և ալկալային լուծույթներում և տեղադրել կոշտ միջավայրերում, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանը և ուլտրաձայնային խառնումը։

Այս խիստ փորձարկումներից հետո նրանք չհայտնաբերեցին նմուշի արտաքին տեսքի և միկրոկառուցվածքի էական փոփոխություններ, որոնք լիովին ցույց տվեցին դրա գերազանց դիմացկունությունը և կառուցվածքային կայունությունը:

Կենտրոնանալ արտադրական գործընթացների պարզեցման և տնտեսական բարելավման վրա

Գոլորշիների արտադրության գործընթացում պարզության և խնայողության հասնելու և թանկարժեք սարքավորումների օգտագործումից խուսափելու համար նրանք նախագծել են նախապատրաստման հետևյալ քայլերը.

Առաջին քայլը տաք սեղմումն է

Օգտագործելով տաք սեղմման տեխնոլոգիա՝ հետազոտական ​​թիմը սեղմել է տարբեր հաստության մելամինային փրփուրներ՝ 1 մմ հաստությամբ նախապես սեղմված մելամինե թաղանթ ստանալու համար։

Այս գործընթացի ընթացքում, նմուշի սկզբնական հաստության և վերջնական սեղմված հաստության հարաբերակցության մեծացմանը զուգընթաց, նախապես սեղմված մելամինային թաղանթի ծակոտիների չափը մանրակրկիտ կարգավորվում է 150 μ մ-ից մինչև 20 μ մ ՝ ձևավորելով եզակի եռաչափ գրադիենտային ցանցային կառուցվածք։

Երկրորդ քայլը մակերեսային ցողումն է

Գրաֆենի օքսիդի սուսպենզիան նախապես սեղմված մելամինային թաղանթի մակերեսին հավասարաչափ ցողելու համար օգտագործեք ցողացիր շիշ ։ Հասկացվեց գրաֆենի օքսիդի միատարր բաշխում թաղանթում, ինչը հիմք դրեց հետագա արևային ճառագայթահարման նվազեցմանը։

Երրորդ քայլը մթնոլորտային ճնշման չորացումն է

Սրսկելուց հետո թաղանթը դրեցին ուղղակի օդում՝ բնական օդով չորացնելու համար։ Այս քայլը խուսափում է բարդ, ժամանակատար և էներգիա խլող պատրաստման գործընթացներից, ինչպիսիք են սառեցման չորացումը, գերկրիտիկական չորացումը և լուծիչների փոխարինումը:

Չորրորդ քայլը արևի լույսի կրճատումն է

Այսինքն՝ օգտագործելով խոշորացույց՝ արևի լույսը նմուշի վրա կենտրոնացնելու համար: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների ազդեցության տակ նմուշի մակերեսի գույնը արագ փոխվում է շագանակագույնից սևի, ինչը ցույց է տալիս, որ գրաֆենի օքսիդը հաջողությամբ վերածվել է գրաֆենի օքսիդի:

Արևի նվազեցման այս մեթոդը ոչ միայն հեշտ է գործել և էկոլոգիապես մաքուր, այլև չի պահանջում քիմիական վերականգնող նյութերի կամ բարձր ջերմաստիճանի ջերմային նվազեցման գործընթացների օգտագործում՝ զգալիորեն նվազեցնելով արտադրության ծախսերը և շրջակա միջավայրի աղտոտումը:

Կենտրոնացեք արևային էներգիայի արդյունավետ կլանման և էներգիայի կորստի նվազագույնի վրա

Արևային գոլորշիչները պետք է ոչ միայն կլանեն և փոխակերպեն արևային էներգիայի լայն սպեկտրը ջերմային էներգիայի, այլև նվազագույնի հասցնեն էներգիայի կորուստները, որոնք առաջանում են ցրված անդրադարձումից և ջերմային ճառագայթումից, ինչպես նաև շրջակա միջավայրից լրացուցիչ էներգիա վերցնել: Արեգակնային միջերեսում գոլորշիացման գործընթացը վերահսկվում է էներգիայի երեք հոսքերով՝ արևային էներգիայի մուտքագրում, գոլորշիացման էներգիայի արտահոսք և շրջակա միջավայր ցրվող էներգիա:

Ցավոք, սովորական երկչափ արևային գոլորշիչները բախվում են էներգիայի արտանետման հետ կապված շրջակա միջավայրի հետ ջերմափոխանակության հետ, ինչը դժվարացնում է արևից գոլորշու փոխակերպման իդեալական 100% արդյունավետության հասնելը: Ի հակադրություն, եռաչափ արևային գոլորշիչները կարող են կոտրել արևից գոլորշու փոխակերպման արդյունավետության տեսական սահմանը:

Եռաչափ նմուշի վերին մակերևույթի ցրված արտացոլման և ջերմային ճառագայթման հետևանքով առաջացած էներգիայի կորուստը նվազեցնելու համար թիմը նախագծել է եռաչափ պարուրաձև գոգավոր գրաֆենի աերոգել:

Այս կառուցվածքը ոչ միայն ունի ավելի բարձր ներծծում և ավելի ցածր անդրադարձողություն, այլև դրա կողային պատերը նաև ունակ են կլանելու շրջակա միջավայրի ջերմությունը և ներքևից ցրված ջերմությունը՝ դրանով իսկ հնարավորություն տալով արդյունավետ վերականգնել էներգիան:

Կենտրոնացեք աղի հանդուրժողականության օպտիմալացման և աղի բյուրեղացման կառավարման վրա

Այսինքն; նախագծելով յուրօրինակ տրանսպորտային ալիք՝ խթանվում է աղի ճառագայթային փոխադրումը, ինչը հանգեցնում է աղի ուղղորդված բյուրեղացմանը: Այս դիզայնը ոչ միայն արդյունավետորեն կանխում է աղի կուտակումն ու խցանումը գոլորշիացնողի մակերեսին, այլ նաև գիտակցում է աղի արդյունավետ հավաքումն ու օգտագործումը, այդպիսով զգալիորեն բարելավելով աղազերծման գործընթացի արդյունավետությունն ու կայունությունը:

Մասնավորապես, նրանք նախագծել և պատրաստել են եռաչափ գրադիենտային գրաֆենային ցանցի կառուցվածք՝ հիմնված նախապես սեղմված մելամինային ծակոտկեն թաղանթի վրա : Այս գրադիենտային գրաֆենային ցանցը, որը ներսից նոսր է, իսկ դրսից՝ խիտ, կարող է առաջացնել ճառագայթային մազանոթային ուժերի տարբերություն, որը նպաստում է աղաջրի ճառագայթային տեղափոխմանը: Քանի որ գոլորշին շարունակում է առաջանալ, աղաջրի ճառագայթային հոսքը մեծացնում է աղաջրի կոնցենտրացիան արտաքին մակերեսի տարածքում, ինչի հետևանքով աղը բյուրեղանում է արտաքին մակերեսի վրա՝ ուղղված դեպի բյուրեղացում, այլ ոչ թե դեպի ներքին մակերես: Այս դիզայնը ապահովում է, որ գոլորշիացնող սարքի ներքին մակերեսը պահպանի բավարար գոլորշիացման տարածք, այդպիսով ապահովելով արդյունավետ և կայուն արևային գոլորշիացում:

Հարկ է նշել, որ գոլորշիչն օգտագործում է իր ամբողջ արտաքին մակերեսը աղի բյուրեղացման համար՝ դարձնելով բյուրեղացման տարածքը շատ ավելի մեծ, քան մյուս ուղղորդված բյուրեղացման գոլորշիչները։

Աղի բյուրեղները հիմնականում կազմված են ազատ փաթեթավորված աղի բյուրեղներից՝ առատ ծակոտիներով, որոնք օգտակար են աղի տեղափոխման և գոլորշու արտազատման համար:

Ավելին, գոլորշիացնող սառեցման ազդեցության պատճառով աղի շերտի մակերեսային ջերմաստիճանը ցածր է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանից: Այս հատկանիշը հնարավորություն է տալիս գոլորշիացնողին ավելի շատ էներգիա կլանել շրջակա միջավայրից՝ հետագայում բարելավելով գոլորշիացման աշխատանքը:

Հոդվածի աղբյուրը՝ Deep Tech

Հետազոտական ​​խումբ՝ Շանդոնգի Առաջին բժշկական համալսարանի թիմի հետազոտական ​​խումբ

Հոդվածը մեջբերված է հետևյալ կայքից՝ https://www.163.com/dy/article/J1RENDEH05119734.html

SINOYQX մելամինե փրփուրի մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար խնդրում ենք կապվել մեզ հետ [email protected] հասցեով կամ զանգահարել մեզ՝ +86-28-8411-1861:

Որոշ նկարներ և տեքստեր վերարտադրված են ինտերնետից, իսկ հեղինակային իրավունքները պատկանում են բնօրինակ հեղինակին: Եթե ​​կա որևէ խախտում, խնդրում ենք կապվել մեզ հետ ջնջելու համար: