本发明属于水处理，特别涉及一种非均相太阳能界面水蒸发器及其制备方法和应用。
背景技术：
1、太阳能界面水蒸发器是一种利用太阳能来促使液体蒸发的设备，其原理是通过特殊的表面涂层或材料，构建一个能够高效吸收太阳辐射的界面，从而将太阳能转化为热能，加速液体的蒸发。高效的太阳能界面水蒸发器需要同时具备光吸收率高、导热率低、水传输能力高等特点。与传统的水蒸发过程相比，太阳能界面水蒸发器利用太阳能直接提供热源，实现了对自然资源的可再生利用。其应用领域包括淡化海水、处理废水等，这些都直接关系到全球水资源的可持续利用和生态环境的改善。
2、目前的太阳能界面水蒸发器仍存在一些不足之处。首先，现有技术中的太阳能界面水蒸发器在蒸发效率方面表现较为有限。其次，一些太阳能界面水蒸发器采用昂贵的原材料，同时制造过程复杂，导致投入周期较长。此外，在实际应用中，太阳能界面水蒸发器的耐候性尤其是耐温性和耐腐蚀性能至关重要，然而目前现有技术中的太阳能界面水蒸发器耐温性和耐腐蚀性较差，导致使用一段时间后，水蒸发效率明显下降。解决这些问题将需要针对性的技术创新和系统性的优化，以推动太阳能界面蒸发器在各个方面的性能提升。
3、因此，迫切需要研发一种新型太阳能界面水蒸发器，其具备高蒸发率、制备周期短、适合大规模生产、耐腐蚀和耐高温等特性。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种非均相太阳能界面水蒸发器及其制备方法和应用。本发明所述非均相太阳能界面水蒸发器具有高的水蒸发效率、耐腐蚀和耐高温，本发明所述制备方法制备周期短、适合大规模生产。
2、本发明的第一方面提供一种非均相太阳能界面水蒸发器。
3、具体的，一种非均相太阳能界面水蒸发器，包括叠层设置的光吸收层和水传输层；
4、所述光吸收层具有弧形凹槽；
5、所述吸光层包括c、o、si、cu。
6、优选的，所述水传输层具有弧形凹槽。
7、优选的，所述吸光层，按质量分数计，包括c 53-59％、o 18-22％、si 8-12％、cu10-15％；进一步优选的，所述吸光层，按质量分数计，包括c 55-56.5％、o 19-20.2％、si10-10.5％、cu 12-13.04％。特定组分及含量的吸光层(利于提高吸光率)，配合光吸收层表面的弧形凹槽以及本发明所述水传输层，使得非均相太阳能界面水蒸发器具有良好水蒸发效率。
8、优选的，所述水传输层包括c、o、si。
9、优选的，所述水传输层，按质量分数计，包括c 60-63％、o 24-26％、si 11-13％；进一步优选为c 61.5-62.5％、o 24.5-25％、si 12-12.5％。所述水传输层具有良好的亲水性，且还具有一定的保温作用，保温作用有助于提升水的蒸发效率。
10、优选的，所述光吸收层和水传输层均具有多孔结构。多孔结构有利于水的传输蒸发。
11、本发明的第二方面提供一种非均相太阳能界面水蒸发器的制备方法。
12、具体的，一种非均相太阳能界面水蒸发器的制备方法，包括以下步骤：
13、(1)将硅藻土、蜡类物质混合，加热，得到混合物a，然后将所述混合物a置于模具中进行预压成型，得到水传输层粗样；
14、(2)将硅藻土、cu、蜡类物质混合，加热，得到混合物b，然后将所述混合物b放入水传输层粗样表面，进行预压成型，得到光吸收层粗样，再将球状物放置在光吸收层粗样表面，压制成型，得到表面形成弧形凹槽的粗样；
15、(3)将所述表面形成弧形凹槽的粗样用埋碳法进行烧制，制得所述非均相太阳能界面水蒸发器。
16、优选的，步骤(1)中，所述蜡类物质包括石蜡，例如58#石蜡。
17、优选的，步骤(1)中，所述硅藻土、蜡类物质的质量比为1：(0.2-1)，进一步优选为1：(0.3-0.9)，更优选为1：(0.5-0.8)。
18、优选的，步骤(1)中，所述加热的温度为110-120℃，加热的时间为40-120分钟，进一步优选为116-120℃，加热的时间为60-120分钟。
19、优选的，步骤(1)中，所述加热的过程中，每过10-20分钟将混合物取出搅拌20-30秒。该目的在于使得混合物更均匀。
20、优选的，步骤(1)中，所述预压成型的压力为3-6mpa，所述预压成型的压力为4-5mpa。
21、优选的，步骤(1)中，所述预压成型的时间为20-60秒，进一步优选为30-60秒。
22、优选的，步骤(1)中，所述硅藻土粉末状。
23、优选的，步骤(1)中，所述混合物a研磨成粉末状。
24、优选的，步骤(2)中，所述硅藻土、cu、蜡类物质的质量比为0.6：(0.2-0.7)：(0.2-0.7)，进一步优选为0.6：(0.2-0.6)：(0.2-0.6)，更优选为0.6：0.4：0.6。
25、优选的，步骤(2)中，所述加热的温度为110-120℃，加热的时间为40-120分钟，进一步优选为116-120℃，加热的时间为60-120分钟。
26、优选的，步骤(2)中，所述混合物b研磨成粉末状。
27、优选的，步骤(2)中，所述硅藻土、cu、蜡类物质均呈粉末状。
28、优选的，步骤(2)中，所述预压成型的压力为3-6mpa，所述预压成型的压力为4-5mpa。
29、优选的，步骤(2)中，所述预压成型的时间为20-60秒，进一步优选为30-60秒。
30、优选的，步骤(2)中，所述球状物包括钢球。
31、优选的，步骤(2)中，所述球状物的直接为5-10mm，进一步优选为6-8mm。
32、优选的，步骤(3)中，所述埋碳法进行烧制是将所述表面形成弧形凹槽的粗样埋入活性炭中进行烧制。
33、优选的，步骤(3)中，所述烧制的温度为900-1000℃，所述烧制的时间为1-2小时。
34、优选的，步骤(3)中，所述烧制的过程中，升温的速率为8-10℃/min。
35、优选的，步骤(3)中，所述煅烧是在马弗炉中进行。
36、本发明的第三方面提供一种非均相太阳能界面水蒸发器的应用。
37、上述非均相太阳能界面水蒸发器在水处理领域中的应用。
38、优选的，所述水处理领域包括淡化海水、处理废水。
39、相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
40、(1)本发明所述非均相太阳能界面水蒸发器包括叠层设置的光吸收层和水传输层；所述光吸收层具有弧形凹槽；所述吸光层包括c、o、si、cu。由于吸光层的特殊组成以及弧形凹槽结构，配合水传输层，可对水具有很好的蒸发效果。其中光吸收层和水传输层均具有多孔结构和良好的亲水性，有利于水分的快速传输，也有利于水蒸发效率的提高。
41、(2)本发明所述制备方法采用埋碳法进行烧制可在空气氛围下进行烧制，无需保护气氛，节省了制备成本。且本发明所述制备方法制备周期短、适合大规模生产。
1.一种非均相太阳能界面水蒸发器，其特征在于，包括叠层设置的光吸收层和水传输层；
2.根据权利要求1所述的非均相太阳能界面水蒸发器，其特征在于，所述吸光层，按质量分数计，包括c 53-59％、o 18-22％、si 8-12％、cu 10-15％。
3.根据权利要求1所述的非均相太阳能界面水蒸发器，其特征在于，所述水传输层包括c、o、si。
4.根据权利要求1所述的非均相太阳能界面水蒸发器，其特征在于，所述光吸收层和水传输层均具有多孔结构。
5.权利要求1-4任一项所述的非均相太阳能界面水蒸发器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述蜡类物质包括石蜡；和/或，所述硅藻土、蜡类物质的质量比为1：(0.2-1)；和/或，步骤(1)中，所述加热的温度为110-120℃，加热的时间为40-120分钟。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅藻土、cu、蜡类物质的质量比为0.6：(0.2-0.7)：(0.2-0.7)；和/或，步骤(2)中，所述预压成型的压力为3-6mpa，所述预压成型的压力为4-5mpa。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述球状物包括钢球，所述球状物的直接为5-10mm。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述埋碳法进行烧制是将所述表面形成弧形凹槽的粗样埋入活性炭中进行烧制；和/或，步骤(3)中，所述烧制的温度为900-1000℃，所述烧制的时间为1-2小时。
10.权利要求1-4任一项所述的非均相太阳能界面水蒸发器在水处理领域中的应用。
