废弃碳纤维复合材料基碳材料构建及其 太阳光水蒸发性能研究

中文关键词: 复合材料  回收  光热转换  海水淡化  污水处理

中文摘要:

      近年来，由于环氧树脂基碳纤维增强复合材料（ECFRP）在航空航天、军事国防、民用等领域广泛应 用，ECFRP 废弃物越来越多。拓展废弃 ECFRP 回收方法和应用领域是解决该问题的有效方法之一。本文通过不 同碳化温度获得 ECFRP 基碳材料，并将其应用于光热转换领域。超景深显微镜和 SEM 结果显示：碳化温度 500℃ 条件下，碳纤维表面残留较多树脂；而 550℃和 600℃条件下，碳纤维呈分散状态。当温度超过 650℃后，碳纤 维紧密贴在一起。由 X-射线能谱仪结果可知，随着碳化温度升高，碳材料中碳元素含量呈增加趋势，由碳化 温度 500℃下的 91.97%上升到碳化温度 800℃下的 98.39%。在一个太阳光条件下，ECFRP 基碳材料纯水蒸发效 率呈现先增加后减小趋势，这可能是由于在高温碳化下碳纤维之间紧密相连，阻碍了蒸汽的传递与挥发。当碳 化温度为 550℃时蒸发速率最高，为 1.71 kg·m-2·h-1，显示出较好的光热转换水蒸发效率。本研究为废弃 ECFRP 回收及在海水淡化、污水处理等领域的应用提供借鉴指导意义。近年来，由于环氧树脂基碳纤维增强复合材料（ECFRP）在航空航天、军事国防、民用等领域广泛应用，ECFRP 废弃物越来越多。拓展废弃 ECFRP 回收方法和应用领域是解决该问题的有效方法之一。本文通过不 同碳化温度获得 ECFRP 基碳材料，并将其应用于光热转换领域。超景深显微镜和 SEM 结果显示：碳化温度 500℃ 条件下，碳纤维表面残留较多树脂；而 550℃和 600℃条件下，碳纤维呈分散状态。当温度超过 650℃后，碳纤 维紧密贴在一起。由 X-射线能谱仪结果可知，随着碳化温度升高，碳材料中碳元素含量呈增加趋势，由碳化 温度 500℃下的 91.97%上升到碳化温度 800℃下的 98.39%。在一个太阳光条件下，ECFRP 基碳材料纯水蒸发效 率呈现先增加后减小趋势，这可能是由于在高温碳化下碳纤维之间紧密相连，阻碍了蒸汽的传递与挥发。当碳 化温度为 550℃时蒸发速率最高，为 1.71 kg·m-2·h-1，显示出较好的光热转换水蒸发效率。本研究为废弃 ECFRP 回收及在海水淡化、污水处理等领域的应用提供借鉴指导意义。

英文摘要: