Chế tạo vật liệu quang nhiệt từ thân cây ngô và lớp phức giữa ion Fe3+ và axit tannic cho hệ bay hơi nước

Tóm tắt

giao diện vật liệu quang nhiệt và không khí bằng năng lượng mặt trời (hệ bay hơi nước) đang thu hút được sự quan tâm của cộng đồng khoa học. Trong các hệ lọc nước mặn này, vật liệu quang nhiệt đóng vai trò chính nhằm nâng cao hiệu suất lọc nước của hệ. Nghiên cứu này đề xuất phương pháp chế tạo vật liệu quang nhiệt bằng cách xử lý thân cây ngô với dung dịch axit tannic và muối Fe³⁺ có giá rẻ và thân thiện với môi trường. Bề mặt vật liệu quang nhiệt từ thân cây ngô có khả năng hấp thụ trên 90% ánh sáng có bước sóng 300-1500 nm nhờ hình thành lớp phức chất giữa ion Fe³⁺ và các nhóm hydroxyl (OH) của axit tannic với kích cỡ 200-1000 nm. Bên cạnh đó, thân cây ngô với cấu trúc gồm hệ mao dẫn và cấu trúc xốp đa lớp như tổ ong giúp cho vật liệu quang nhiệt có khả năng dẫn truyền nước nhanh và giảm hệ số truyền nhiệt của vật liệu quang nhiệt. Do  đó, hiệu suất bay hơi nước của hệ bay hơi nước sử dụng vật liệu quang nhiệt nêu trên đạt 1,58 kg m^-2 h^-1. Hiệu suất này được duy trì ổn định trong thời gian dài nhờ độ bền của vật liệu thân cây ngô trong nhiều điều kiện khác nhau. Kết quả này cho thấy tiềm năng ứng dụng vật liệu quang nhiệt từ thân cây ngô với giá thành rẻ và thân thiện môi trường vào các ứng dụng hệ bay hơi nước mặn.