一种光热转换复合织物及其太阳能饮用水生成装置

1.本发明涉及光热海水淡化技术领域，尤其是涉及一种光热转换复合织物及其太阳能饮用水生成装置。


背景技术：

2.洁净的淡水对于经济发展和公共卫生来说都是非常重要的，但目前全球仍然有三分之一的人口无法获取充足的淡水资源。从这个角度来说，发展高效水处理技术以缓解淡水危机可以说是非常紧迫的任务。近年来，太阳能驱动的界面蒸发作为一种高效利用太阳能产生清洁水的新途径，引起了人们的广泛关注。
3.一种高效，自驱动的太阳能－蒸汽技术迅速发展，新型的太阳能－蒸汽系统(又称太阳能蒸馏、光热驱动蒸馏)是指在温和的环境和太阳光照下，利用太阳辐射提供的能量使海水蒸发，将海水中的盐分留在溶液中，然后使水蒸气快速凝结得到淡水的过程，可以高效地汽化水，从而达到纯化海水或者污水的目的。基于界面加热的太阳能热蒸汽转换中，太阳能－热能转化和加热过程是被局域到汽－液界面，这更利于太阳能光热－蒸汽转化。科学家们一直致力于提高界面光热材料转化技术的能量转化效率，将光热材料置于汽－液界面，可只加热表层水界面产生蒸汽(而不是加热整个水体)，从而获得更高的光热－蒸汽转化效率。织物通过交织结构与光热吸收剂结构可作为一种光热材料，可通过纤维间的毛细作用提供水分传递和形成光热的水分蒸发界面。但目前主要织物的结构设计采用的大部分是平纹结构，表面容易产生积盐,从而降低蒸发效率。同时，织物借助其他材料设计来进行漂浮和隔热，如三聚氰胺泡沫，聚苯乙烯泡沫等，使得整个蒸发系统牢固性差，无法实现大规模生产。自漂浮光热材料可以极大减少蒸发装置的设计成本和工艺，但目前与之匹配的太阳能饮用水生成装置设计较为复杂，成本高，不便于携带等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种光热转换复合织物及其太阳能饮用水生成装置，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明提供的一种光热转换复合织物，在复合织物横截面上包括：上方的浮长线层和下方的固结层；
6.所述固结层包括由导水纤维制成的下经纱；
7.所述浮长线层包括由导水纤维制成的上经纱；
8.所述上经纱跳跃式地与下经纱接触连接，所述上经纱与所述下经纱之间合围出多个并排布设的环槽；所述环槽内填充有由疏水性隔热泡沫制成的上纬纱；
9.或者，光热转换复合织物为表里换层织物，里层(下层)为经纬交织结构的固结层，表层(上层)为经纱浮长线结构，里层内的下经纱和表层内的上经纱每经设定间隔长度(该长度可以是一个范围，即间隔间距可相等或不等)进行一次交换，下经纱进入表层变换为上经线；而上经线进入里层变换为下经线，即经线表里换层；每当经线表里换层时，在所述的
间隔内以及表层和里层之间引入一块疏水性隔热泡沫作为上纬纱，用于将上经纱抬起设定高度。
10.本发明中浮长线层用于提供蒸发界面，而固结层用于固结浮长线层。浮长线层的上纬纱由隔热材料制成，可有效地隔断或减弱海水与上经线之间的热传导，从而大大提高或维持较高的上经线表面温度，提高上经线的蒸发能力和效率。所述上经纱跳跃式地与下经纱接触连接，且两者均由导水纤维制成，有助于提高整个复合织物的自下向上的汲水性能，提高蒸发效率。
11.进一步地，所述疏水性隔热泡沫的密度小于水密度，且在织造张力作用下不变形。
12.上纬纱由轻质、密度小、亲水性差的材料制成，从而可实现复合织物的自漂浮能力以及必要的漂浮承载能力。
13.本技术公开的自漂浮高效光热转换复合织物由亲水性纱线和疏水性隔热泡沫复合织造而成，复合织物的光热转化界面为通过织造形成的包覆于拒水泡沫表面的浮长线纱线或者织物，具有自漂浮性，且光热转换界面的水分含量具有可调控性，在一个太阳光照射下的水分蒸发效率范围为58％-92％，能够满足用于10％高浓度海水淡化长期工作不积盐的要求。
14.优选地，所述上纬纱优选为黑色。
15.优选地，所述上纬纱由珍珠棉(聚乙烯发泡棉)制成，其具有保温、隔热、耐腐蚀、抗老化的性能。
16.其中，固结层内的纬纱为下纬纱，下纬纱可以是亲水或疏水纤维。
17.进一步地，所述导水纤维为接触角在0
°‑
90
°
范围内的亲水性纱线。更优选地，所述导水纤维为黑色。
18.进一步地，所述导水纤维为高亲水性天然纤维、亲水改性的化学纤维。
19.更为优选地，所述导水纤维为亲水的棉纤维或者麻纤维等天然纤维、亲水改性的丙纶、涤纶、锦纶等化学纤维。
20.更为优选地，所述导水纤维为超细旦和细旦丙纶、涤纶、锦纶等化学长丝纤维。导水纤维单丝细度越小，芯吸能力越强，提供高效率的水分传递通道和更细小的纤维间毛细水，有利于水分的蒸发。
21.优选地，所述下纬纱为天然纤维、亲水改性的化学纤维、疏水改性的天然纤维、疏水改性的化学纤维。
22.进一步地，所述上经纱、下经纱和/或所述下纬纱的捻度为9 至40捻/10cm；
23.所述上经纱、下经纱和/或所述下纬纱的细度为50至1800d；或者，所述上经纱、下经纱和/或所述下纬纱的细度为5.5至200tex。
24.优选地，所述固结层的组织结构为平纹、方平等。
25.进一步地，所述上经纱的密度为30-80根/10cm。
26.优选地，所述上纬纱(即环槽或间隔)的宽度为1至20cm，厚度(即环槽或间隔内泡沫的厚度)为0.5至10cm。进一步优选地，所述上纬纱的宽度为2-4cm，厚度为2-3cm。
27.进一步地，所述上经纱和所述下经纱为同一纱线；即当固结层织造完成后，将下经纱翻转到固结层上方形成所述上经纱，并引入上纬纱，继续相互交织形成所述浮长线层。
28.即制备时，按照织物组织结构图，穿综方法采用顺穿法，将下经纱和下纬纱相互交
织形成固结层，经过多次循环织造后，当固结层的织造长度达到一定的程度，将下经纱翻折到固结层上方，引入泡沫等保温、自漂浮材料的上纬纱，多次织造形成浮长线层，经过多次织造循环后下机，获得上述的一种具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
29.另外，本发明还公开了一种太阳能饮用水生成装置，其包括：
30.蒸发部，由所述光热转换复合织物制成的，用于利用光热蒸发水；
31.凝结水收集装置，用于蒸汽的凝结和收集。
32.进一步地，所述蒸发部包括支撑框架，所述光热转换复合织物的边缘与支撑框架固定连接。
33.进一步地，所述凝结水收集装置包括透光罩体、导水管路；透光罩体罩在所述光热转换复合织物上方；
34.所述导水管路包括集水管和导出管；集水管横截面为u形，贴靠在所述透光罩体的内壁上，用于汇集凝结水；导出管与所述集水管连接，用于将汇集的凝结水导出透光罩体。
35.进一步地，所述集水管沿所述透光罩体的四周内壁呈自上向下的螺旋型布设，所述集水管的下端出水口与所述导出管连接。
36.进一步地，所述透光罩体的四周内壁分别布设有多根所述集水管，所述集水管倾斜布设，集水管的下端出水口与所述导出管连接。
37.集水管呈单边斜劈状，可使透光罩体凝结的水珠快速的流入导出管里，并快速导出。透光罩体则由高透光薄膜制成。
38.进一步地，所述透光罩体固定设置在所述支撑框架上。优选地，所述透光罩体通过粘接方式连接在所述支撑框架上。
39.进一步地，所述支撑框架由多孔泡沫制成，所述支撑框架为矩形。支撑框架自身可漂浮在水面，也可支撑所述凝结水收集装置。
40.进一步地，所述透光罩体底部周边与所述支撑框架密封连接，防止空气(风)吹入透光罩体。
41.进一步地，还包括储水装置，用于接收来自所述导出管导出的凝结水。
42.进一步地，所述太阳能饮用水生成装置作为海水淡化装置的应用。即，太阳能饮用水生成装置可以用作一种海水淡化装置。
43.进一步地，所述太阳能饮用水生成装置为一种便携式、野外应急装置。携式太阳能饮用水生成装置适用于在池塘、江、河、湖、海等水面作业。
44.透光罩体为高透光薄膜棚体，薄膜由可变型支撑组件撑起并固定在支撑框架上。
45.储水装置由圆环板、储水杯托、硅胶固定套、泡沫片、储水容器、固定绳；所述泡沫片粘结于圆环板下方；所述硅胶固定套、固定绳、圆环板依次由下至上固定于储水杯托上端，储水容器为市售带盖纸杯，置于储水杯托内。
46.采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
47.本发明提供的一种光热转换复合织物，利用泡沫等自漂浮保温材料的低密度和非交联闭孔结构提供支撑，使得光热转换复合织物可以自漂浮在水面上。其隔热和保温的性能使得受光的经纱表面热量更为集中，形成高效的光热界面，提高具有限域毛细作用经纱的毛细水分蒸发。
48.同时，本发明的方法制备工艺简单，原材料廉价易得，绿色环保，可实现大规模生
产，巧妙的利用原材料的结构和特性制备具有实际应用价值的光热转换复合织物。所制备的光热转换复合织物的支撑材料与纤维间为一体化编织材料，机械性能好，柔性性能好；由于自漂浮的性能、良好的隔热性能、高效的水分传输和水分含量与分布的调控，光热转换复合织物在限域毛细作用下形成高效的光热转换界面，提高了蒸发效率且重复性能稳定。同时，光热转换复合织物蒸发界面(浮长线层)的表面无交织结构，连续的导水通道和水分含量与分布的调控，使得蒸发效率和脱盐性能均高。可用于海水淡化，污水处理。
附图说明
49.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
50.图1为本发明实施例中提供的一种复合织物结构示意图；
51.图2为浮长线层表面电镜图；
52.图3为固结层表面电镜图；
53.图4为本发明实施例中提供的光热转换复合织物润湿性能测试图；
54.其中，4(a)为超细旦的丙纶纱线的接触角，4(b)为超细旦的丙纶纱线的芯吸高度，4(c)浮长线层表面毛细水的荧光图像，4(d)光热转换复合织物自漂浮的光学图像，4(e)浮长线层的光学图像，4(f)方平层的光学图像；
55.图5为本发明实施例中提供的光热转换复合织物光热性能测试图；
56.其中，5(a)为光热转换复合织物在400-2500nm波长范围内吸收光谱，有标准的am1.5太阳能光谱加权；5(b)为干燥状态下光热转换复合织物升温曲线；5(c)为干燥状态下光热转换复合织物开光灯时红外热像升温曲线；5(d)为干燥状态下光热转换复合织物红外热图；5(e) 浮长线层的光学图像；5(f)方平层的光学图像；
57.图6为本发明实施例中提供的光热转换复合织物水分蒸发性能测试图像；其中，6(a)为光热转换复合织物的蒸发速率和效率关系图；6(b)为光热转换复合织物的水分蒸发速率的循环稳定性关系图；
58.图7为将复合织物置于模拟死海(10wt％nac l溶液)环境中，观察 1个太阳下光照8个小时复合织物脱盐性能测试图像；
59.其中，将7(a)光热转换复合织物-2
×
2(珍珠棉宽2cm，厚2cm)脱盐性能测试图像；
60.7(b)为光热转换复合织物-3
×
2(珍珠棉宽3cm，厚2cm)脱盐性能测试图像；
61.7(c)为光热转换复合织物-4
×
2(珍珠棉宽4cm，厚2cm)脱盐性能测试图像。
62.图8为实施例7中太阳能饮用水生成装置结构示意图。
具体实施方式
63.下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
64.下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。
65.实施例1
66.参照图1-3所示，本实施例提供的一种光热转换复合织物，在复合织物横截面上包括：上方的浮长线层a和下方的固结层b；固结层包括由导水纤维制成的下经纱3；浮长线层包括由导水纤维制成的上经纱1；上经纱跳跃式地与下经纱接触连接，所述上经纱与所述下经纱之间合围出多个并排布设的环槽；所述环槽内填充有由疏水性隔热泡沫制成的上纬纱2。
67.本发明中浮长线层a用于提供蒸发界面，而固结层b用于固结浮长线层a。浮长线层a的上纬纱2由隔热材料制成，可有效地隔断或减弱海水与上经线之间的热传导，从而大大提高或维持较高的上经线表面温度，提高上经线的蒸发能力和效率。所述上经纱跳跃式地与下经纱3接触连接，且两者均由导水纤维制成，有助于提高整个复合织物的自下向上的汲水性能，提高蒸发效能。
68.更为优选地，如图1所示，光热转换复合织物为表里换层织物，里层(下层)为经纬交织结构的固结层b，表层(上层)为经纱浮长线结构的浮长线层a，固结层b内的下经纱3和浮长线层a内的上经纱1每经设定间隔长度(该长度可以是一个范围，即间隔间距可相等或不等)进行一次交换，下经纱3进入浮长线层a内变换为上经线1；而上经线1进入固结层b内变换为下经线3，即经线表里换层；每当经线表里换层时，在所述的间隔内以及浮长线层a和固结层b之间引入一块疏水泡沫作为浮长线层a的上纬纱2，用于将上经纱1抬起设定高度。上经纱1和下经纱3均由导水纤维制成。而使用时，固结层b沉入水下。本实施方式中的上经纱1和下经纱 3本质上为同一纱线，表层或里层内的经纱组交替地伸入里层或表层，同理，里层或表层内的经纱组交替地伸入表层或里层，与上述上经纱1和下经纱3间断式连接方式相比，本实施方式可以在保证同等吸水效率的同时，增加浮长线层a相对于水平的升起高度，浮长线层a温度更高，本实施方式的蒸发效率可提高92％。以及，浮长线层a内上经纱1水分被蒸发后含盐率增加，增加了积盐风险，从而影响后续的水分供给和蒸发性能，本实施方式由于上经纱1和下经纱3为同一纱线，内部存有同一的输水管路，且该纱线在浮长线层a和固结层b内的有效长度基本相同(忽略了间隔缝隙中的过渡部分的纱线长度)，从而有助于纱线将浮长线层a内的较高浓度的盐水导入水下，并在水下部分充分稀释和扩散，从而有效解决了积盐问题。
69.其中，所述疏水性隔热泡沫的密度小于水密度，且在织造张力作用下不变形。上纬纱2由轻质、密度小、亲水性差的材料制成，从而可实现复合织物的自漂浮能力以及必要的漂浮承载能力。
70.本技术公开的自漂浮高效光热转换复合织物由亲水性纱线和疏水性隔热泡沫复合织造而成，复合织物的光热转化界面为通过织造形成的包覆于拒水泡沫表面的浮长线纱线或者织物，具有自漂浮性，且光热转换界面的水分含量具有可调控性，在一个太阳光照射下的水分蒸发效率范围为70％-87％，能够满足用于10％高浓度海水淡化长期工作不积盐的要求。
71.优选地，所述上纬纱2优选为黑色。上纬纱2由珍珠棉(可发性聚乙烯)制成，其具有保温、隔热、耐腐蚀、抗老化的性能。
72.其中，固结层b内的纬纱为下纬纱4，下纬纱4可以是亲水或疏水纤维。
73.更为优选地，所述导水纤维为接触角在0
°‑
90
°
范围内的亲水性纱线。更优选地，所述导水纤维为黑色。例如，所述导水纤维为高亲水性天然纤维、亲水改性的化学纤维。更为优选地，所述导水纤维为亲水的棉纤维或者麻纤维等天然纤维、亲水改性的丙纶、涤纶、锦纶等化学纤维。
74.更为优选地，所述导水纤维为超细旦和细旦丙纶、涤纶、锦纶等化学长丝纤维。导水纤维单丝细度越小，芯吸能力越强，提供高效率的水分传递通道和更细小的纤维间毛细水，有利于水分的蒸发。
75.而所述下纬纱4可以为天然纤维、亲水改性的化学纤维、疏水改性的天然纤维、疏水改性的化学纤维。
76.以及，所述上经纱1、下经纱3和/或所述下纬纱4的捻度为9 至40捻/10cm；所述上经纱1、下经纱3和/或所述下纬纱4的细度为50至1800d；或者，所述上经纱1、下经纱3和/或所述下纬纱4 的细度为5.5至200tex。所述固结层b的组织结构为平纹、方平等。
77.所述上纬纱(即环槽)的宽度为1至20cm，厚度为0.5至10cm。进一步优选地，所述上纬纱(即环槽)的宽度为2-4cm，厚度为2-3cm。
78.制备时，所述上经纱1和所述下经纱3为同一纱线；即当固结层b织造完成后，将下经纱3翻转到固结层b上方形成所述上经纱 1，并引入上纬纱，继续相互交织形成所述浮长线层a。即按照织物组织结构图，穿综方法采用顺穿法，将下经纱3和下纬纱相互交织形成固结层b，经过多次循环织造后，当固结层b的织造长度达到一定的程度，将下经纱3翻折到固结层b上方，引入泡沫等保温、自漂浮材料的上纬纱，多次织造形成浮长线层a，经过多次织造循环后下机，获得上述的一种具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
79.本发明提供的一种光热转换复合织物，利用泡沫等自漂浮保温材料的低密度和非交联闭孔结构提供支撑，使得光热转换复合织物可以自漂浮在水面上。其隔热和保温的性能使得受光的经纱表面热量更为集中，形成高效的光热界面，提高具有限域毛细作用经纱的毛细水分蒸发。
80.同时，本发明的方法制备工艺简单，原材料廉价易得，绿色环保，可实现大规模生产，巧妙的利用原材料的结构和特性制备具有实际应用价值的光热转换复合织物。所制备的光热转换复合织物的支撑材料与纤维间为一体化编织材料，机械性能好，柔性性能好；由于自漂浮的性能、良好的隔热性能、高效的水分传输和水分含量与分布的调控，光热转换复合织物在限域毛细作用下形成高效的光热转换界面，提高了蒸发效率且重复性能稳定。同时，光热转换复合织物蒸发界面(浮长线层)的表面无交织结构，连续的导水通道和水分含量与分布的调控，使得蒸发效率和脱盐性能均高。可用于海水淡化，污水处理。
81.实施例2
82.本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于：
83.浮长线层的经纱和方平层的经纬纱采用高亲水的超细旦丙纶长丝纤维，单丝细度为1.2d。丙纶纱线的细度为900d/750f，捻度为17捻/10cm。经纱的密度为60根/10cm。浮长线的纬纱采用黑色的珍珠棉，进一步将珍珠棉裁剪出长条形状，则长条的厚度为1cm，宽2cm。根据织物组织结构图，穿综方法采用顺穿法，引入纬纱，将经纱和纬纱相互交织形成方平层，经过多次循环织造后，当方平层的织造长度达到一定的程度，引入珍珠棉纬纱，使方平层足够包裹部分珍珠棉纬纱，形成浮长线层，单元交织结构图如1所示。经过多次织造循环
后下机，获得具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
84.实施例3
85.本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：
86.浮长线层的经纱和方平层的经纬纱采用超细旦的高亲水丙纶长丝纤维，单丝细度为1.2d。丙纶纱线的细度为900d/750f，捻度为17捻/10cm。经纱的密度为60根/10cm。浮长线的纬纱采用黑色的珍珠棉，进一步将珍珠棉裁剪出长条形状，则长条的厚度为2cm，宽2cm。根据织物组织结构图，穿综方法采用顺穿法，引入纬纱，将经纱和纬纱相互交织形成方平层，经过多次循环织造后，当方平层的织造长度达到一定的程度，引入珍珠棉纬纱，使方平层足够包裹部分珍珠棉纬纱，形成浮长线层，单元交织结构图如1所示。经过多次织造循环后下机，获得具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
87.实施例4
88.本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：
89.浮长线层的经纱和方平层的经纬纱采用超细旦的高亲水丙纶长丝纤维，单丝细度为1.2d。丙纶纱线的细度为900d/750f，捻度为17捻/10cm。经纱的密度为60根/10cm。浮长线的纬纱采用黑色的珍珠棉，进一步将珍珠棉裁剪出长条形状，则长条的厚度为2cm，宽3cm。根据织物组织结构图，穿综方法采用顺穿法，引入纬纱，将经纱和纬纱相互交织形成方平层，经过多次循环织造后，当方平层的织造长度达到一定的程度，引入珍珠棉纬纱，使方平层足够包裹部分珍珠棉纬纱，形成浮长线层，单元交织结构图如1所示。经过多次织造循环后下机，获得根据具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
90.实施例5
91.本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：
92.浮长线层的经纱和方平层的经纬纱采用超细旦的高亲水丙纶长丝纤维，单丝细度为1.2d。丙纶纱线的细度为900d/750f，捻度为17捻/10cm。经纱的密度为60根/10cm。浮长线的纬纱采用黑色的珍珠棉，进一步将珍珠棉裁剪出长条形状，则长条的厚度为2cm，宽4cm。根据织物组织结构图，穿综方法采用顺穿法，引入纬纱，将经纱和纬纱相互交织形成方平层，经过多次循环织造后，当方平层的织造长度达到一定的程度，引入珍珠棉纬纱，使方平层足够包裹部分珍珠棉纬纱，形成浮长线层，单元交织结构图如1所示。经过多次织造循环后下机，获得具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
93.实施例6
94.本实施例与实施例2基本相同，不同之处在于：
95.浮长线层的经纱和方平层的经纬纱采用超细旦的高亲水丙纶长丝纤维，单丝细度为1.2d。丙纶纱线的细度为900d/750f，捻度为17捻/10cm。经纱的密度为60根/10cm。浮长线的纬纱采用黑色的珍珠棉，进一步将珍珠棉裁剪出长条形状，则长条的厚度为10cm，宽20cm。根据织物组织结构图，穿综方法采用顺穿法，引入纬纱，将经纱和纬纱相互交织形成方平层，经过多次循环织造后，当方平层的织造长度达到一定的程度，引入珍珠棉纬纱，使方平层足够包裹部分珍珠棉纬纱，形成浮长线层，单元交织结构图如1所示。经过多次织造循环后下机，获得具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
96.下述将制备得到光热转换复合织物在海水淡化中的性能测试。
97.(1)润湿性测试
98.光热转换复合织物润湿能力对于提高蒸发性能也起着不可或缺的作用。超细旦的丙纶纱线(900d/750f)可以快速吸收水分(图4(a))且芯吸高度高 (图4(b))。因此，光热转换复合织物具有良好的润湿能力。光热转换复合织物中在充分润湿后，纱线间和纱线内部存在限域性作用的毛细水(图4(c))，这些限域性作用毛细水提高了光热界面的水分蒸发。光热转换复合织物具有自漂浮的能力(图4(d))是由于超细旦的丙纶纱线和珍珠棉条交织形成浮长线层(图4(e))和方平层(图4(f))使光热转换复合织物形成稳定结构，并且珍珠棉条对整个结构起支撑作用。这种自漂浮和珍珠棉隔热结构也减少了光热转换复合织物的热量损失。
99.(2)热性能测试
100.为了表征光热转换复合织物的光吸收效率，我们采用uv-vi s-n i r分光光度计测定了光热转换复合织物的吸收光谱。如图5(a)所示，在几乎所有的太阳光波长(从可见光到红外光)范围内，光热转换复合织物的光吸收效率可达到约96％。以光热转换复合织物-3
×
2(珍珠棉宽3cm，厚2cm)系统为例，我们利用红外相机记录了其在干燥状态下和蒸发状态下的不同时间的温度和温度分布，如图5(b)-(d)所示。在一个太阳照射下，干燥的光热转换复合织物-3
×
2的表面温度先是迅速上升，然后在大约240秒时稳定在80℃左右(图5(b))。从图5(c)可以看出，光热转换复合织物-3
×
2的浮长线层在开灯时平面部分比平面间缝隙部分升温快，在关灯时，平面间缝隙部分的保温性能比平面部分好。这种升温快和保温性能好相结合的结构，进一步提高了光热转换复合织物的热性能。在蒸发系统中，采用红外摄像机监测纯水和光热转换复合织物-3
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2在1个太阳下的表面温度分布。二者初始温度相同，但光热转换复合织物-3
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2的表面温度在光照2mi n后迅速升高， 30mi n后温度达到了42.7℃且分布均匀，而水的温度在光照30mi n后基本保持了初始状态。这说明在蒸发系统中具有强吸光性的光热转换复合织物
ꢀ‑3×
2可以在1个太阳下产生较高的表面温度。同时，从光热转换复合织物的截面红外热像温度分布图可以看出，底层的温度几乎不变，然而由于珍珠棉导热系数较低和隔热性能好，体积水的温度被限制在20℃。我们可以得出结论，光热转换复合织物-3
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2既能有效地防止热量散失到水体中，又能将适量的水输送到蒸发表面进行局部加热，从而获得较高的蒸发速率和蒸发效率。以上实验结果表明光热转换复合织物在将太阳能转化为热能方面具有良好的性能。
101.(3)蒸发性能测试
102.进一步计算光热转换复合织物蒸发系统的蒸发速率和蒸发效率，结果如图6(a)所示。在一个太阳光照射下，相比纯水的蒸发，光热转换复合织物
ꢀ‑2×
1(珍珠棉宽2cm，厚1cm)、光热转换复合织物-2
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2(珍珠棉宽2cm，厚2cm)、光热转换复合织物-3
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2和光热转换复合织物-4
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2(珍珠棉宽4cm，厚2cm)的蒸发效率和蒸发速率有了显著提升。其中，随着珍珠棉厚度的增大，光热转换复合织物-2
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2的蒸发效率和蒸发速率高于光热转换复合织物
ꢀ‑2×
1；随着珍珠棉宽度的增大，光热转换复合织物-2
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2、光热转换复合织物-3
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2和光热转换复合织物-4
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2蒸发效率和蒸发速率先增大后减小，结果表明，光热转换复合织物-3
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2的蒸发效率和蒸发速率最大。珍珠棉的宽3cm，厚2cm为光热转换复合织物结果的最佳设计参数。这是由于通过调控珍珠棉的宽度和厚度，可以调控光热转换复合织物浮长线层表明纱线的含水量，最佳的含水量值和分布可以使光热转换复合织物达到高效达到水分传递、良好热性能和较小的热量损失，进一步提高光热界面的水分蒸发。蒸发系统在一个太阳光
照射下的循环性能是一个重要的指标，结果如图6(b) 所示。结果表明，光热转换复合织物-3
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2的蒸发系统的优良性能可以保持 10个循环次数以上，每个循环实验时间超过30分钟，这证明光热转换复合织物是耐用的，在重复使用的同时蒸发性能没有受到显著的影响。
103.(4)脱盐性能
104.将光热转换复合织物-2
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2(图7(a))、光热转换复合织物-3
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2(图7(b)) 和光热转换复合织物-4
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2(图7(c))置于模拟死海(10wt％nac l溶液)中，观察1个太阳下光照8小时光热转换复合织物的排盐过程。结果显示，光热转换复合织物-2
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2和光热转换复合织物-3
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2表明无积盐。光热转换复合织物-4
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2光照2小时后，表面出现积盐，随着时间的增加，盐的积累越来越多。这表明随着珍珠棉的宽度的增加，光热转换复合织物浮长线的经纱的导水路径增加，纱线间和纱线内部含水量从珍珠棉缝隙处到珍珠棉宽度中间逐渐减少，在水分不断蒸发的过程中，降低了离子扩散速度，逐渐形成盐分的沉淀。因此，最佳的结构设计的光热转换复合织物在上纬纱宽为3cm，厚度为2cm时具有高效的蒸发效率和良好的脱盐性能。
105.实施例7
106.参照图8所示，本实施例公开了一种太阳能饮用水生成装置，其包括：
107.蒸发部10，由所述光热转换复合织物11制成的，用于利用光热蒸发水；
108.凝结水收集装置20，用于蒸汽的凝结和收集。
109.所述蒸发部10包括支撑框架12，所述光热转换复合织物11 的边缘与支撑框架12固定连接。
110.进一步地，所述凝结水收集装置包括透光罩体22、导水管路；透光罩体22为高透光薄膜棚体，薄膜由可变型支撑组件21撑起并固定在支撑框架12上，并罩在所述光热转换复合织物11上方；所述导水管路包括集水管23和导出管24；集水管23横截面为u形，贴靠在所述透光罩体22的内壁上，用于汇集凝结水；导出管24与所述集水管23连接，用于将汇集的凝结水导出透光罩体22。集水管23围绕透光罩体22四周内壁倾斜布设，集水管23的下端出水口与所述导出管24连接。集水管23呈单边斜劈状，可使透光罩体 22凝结的水珠快速的流入导出管24里，并快速导出。透光罩体22 则由高透光薄膜制成。
111.所述透光罩体22固定设置在所述支撑框架12上。优选地，所述透光罩体22通过粘接方式连接在所述支撑框架12上。
112.所述支撑框架12由多孔泡沫制成，所述支撑框架12为矩形。支撑框架12自身可漂浮在水面，也可支撑所述凝结水收集装置。透光罩体22底部周边与所述支撑框架12密封连接，防止空气(风) 吹入透光罩体22。
113.以及本实施例还包括储水装置30，用于接收来自所述导出管 24导出的凝结水。
114.本实施例公开的太阳能饮用水生成装置可以作为海水淡化装置的应用。即，太阳能饮用水生成装置可以用作一种海水淡化装置；也可用作一种便携式、野外应急装置。携式太阳能饮用水生成装置适用于在池塘、江、河、湖、海等水面作业。
115.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。