一种利用纳米材料局域表面等离子体共振吸收太阳光制备光热蒸气的方法

摘要

本发明公开了一种利用纳米材料局域表面等离子体共振吸收太阳光制备光热蒸气的方法，利用形貌调控好、易制备、产量大、成本低、LSPR强度大、LSPR光谱与太阳光匹配的纳米银颗粒物作为局域表面等离子体共振吸收的转化基质，直接聚焦太阳光辐照制备光热蒸气，该方法光热转化效率高、蒸气速率大、工艺简单、模块化组装生产规模灵活可控、成本低、运行可无人值守、易普及应用，填补了该研究领域仅停留在实验室光学模拟器研究未使用真实太阳光研究的空白，为高效利用清洁太阳能提供新途径。

主权项

一种利用纳米材料局域表面等离子体共振吸收太阳光制备光热蒸气的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)将5.0‑7.7g/L AgNO₃、0.7‑2.1g/L Ni(NO₃)₂·6H₂O和0.09‑0.14M聚乙烯吡咯烷酮依次加入除水的多元醇溶剂中，密封剧烈搅拌至充分溶解，然后容器敞口用频率为2450MHz的微波辐照加热3‑8min，制备粒径为70‑200nm纳米银颗粒，反应完成后，冷却至室温，离心分离后，使用去离子水和乙醇洗涤，产物最终分散至去离子水或有机溶剂中，剧烈搅拌20‑30min，超声5‑10min，得到纳米银颗粒的分散液；其中聚乙烯吡咯烷酮浓度以单体计算，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量Mw＝30000或58000；2)将步骤1)得到的纳米银颗粒的分散液注入光热转化装置的光热转化容器中，调控分散液容量、液面高度，聚光辐照，调控聚光度，使聚焦太阳光全部照射在光热转化容器中的分散液上，且聚焦太阳光未穿透分散液，防止光损失，生产蒸气；所述光热转化装置包括进水管、蒸汽管、进水管和蒸汽管间并联设有的多个光热转化容器、聚光器、聚光器上设有的太阳光追踪器，此外还包括进水管上设有的水压、流量、温度检测装置，蒸汽管上设有的气压、温度、流量检测器；所述并联设有的光热转化容器，还设有液面控制器。