用于光熱吸收的靜電紡聚己內(nèi)酯(PCL)納米纖維膜
西安齊岳生物供應(yīng)生物可降解共聚物材料PLA聚乳酸納米纖維膜、PCL聚己內(nèi)酯電紡纖維膜、PLGA聚乳酸-羥基乙酸共聚物電紡纖維膜、PVA聚乙烯醇纖維膜等等產(chǎn)品
我們運(yùn)用靜電紡絲的方法，制備了一種基于聚己內(nèi)酯(PCL)，結(jié)合碳納米管(CNTs)或碳納米顆粒(CNPs)的納米纖維薄膜，在350 nm至2500 nm波段的吸收率分別0.94和0.93，并研究了其在水蒸發(fā)上的應(yīng)用，如圖1所示，從左至右依次為純PCL薄膜，PCL/CNTs和PCL/CNPs復(fù)合薄膜的掃描電鏡圖像，使用靜電紡絲的方法，可以制備納米直徑的纖維。另外，當(dāng)摻入CNTs或CNPs時(shí)，纖維的平均直徑相較純PCL纖維有所增大，并且表面粗糙。
圖1. 從左至右依次為純PCL薄膜，PCL/CNTs和PCL/CNPs復(fù)合薄膜的掃描電鏡圖像。行是各自在更大放大倍數(shù)下的圖像。
我們研究了不同摻入比例的CNPs和CNTs對(duì)薄膜在350 nm至2500 nm吸收率的影響。相比純PCL薄膜的吸收率 (0.04)，摻入碳納米材料后，復(fù)合薄膜的吸收率得到了的。當(dāng)CNPs(或CNTs)與PCL顆粒的質(zhì)量比為8%(或5%)時(shí)，復(fù)合薄膜的吸收率可分別0.93和0.94。從可見(jiàn)光至近紅外波段的高吸收率充分說(shuō)明了這種結(jié)合高分子聚合物和碳材料的復(fù)合薄膜是一種的太陽(yáng)能吸收器。
作為光熱轉(zhuǎn)化的應(yīng)用之一，利用太陽(yáng)能界面集熱的方式實(shí)現(xiàn)水蒸發(fā)充分驗(yàn)證了PCL復(fù)合薄膜出色的吸光能力。圖2(a) 是水蒸發(fā)器的實(shí)物圖，棉布通過(guò)毛細(xì)作用將容器中的水向上傳輸，與PCL復(fù)合薄膜充分接觸。聚氯乙烯(PVC)具有較低的熱導(dǎo)率，減少了表面的熱量向容器中的水耗散，從而了界面集熱的目的，了水蒸發(fā)的效率。圖2(b) 顯示，在一個(gè)太陽(yáng)下(1 kW m-2)，這種復(fù)合薄膜的蒸發(fā)速率接近2 kg m-2 h-1，遠(yuǎn)高于純水的蒸發(fā)速率。綜上所述，這種基于聚己內(nèi)酯，結(jié)合碳納米材料的納米纖維薄膜易于加工，且能地利用太陽(yáng)能，是一種出色的太陽(yáng)能吸收器。
圖2.(a)水蒸發(fā)器實(shí)物圖，從上至下依次為PCL復(fù)合薄膜，PVC泡沫塑料，棉布和水。(b)PCL/CNPs，PCL/CNTs和純水的蒸發(fā)速率曲線。
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