印染廢水是當前國內(nèi)外公認的較難處理的工業(yè)廢水之一，其主要由退漿廢水、煮練廢水、漂白廢水、絲光廢水、染色廢水和印花廢水等組成，具有成分復雜、色度高、有毒物質(zhì)多的特點，屬于含有一定量有毒物質(zhì)的有機廢水。印染廢水的處理通常采用以厭氧(水解酸化)-好氧(生物接觸氧化)組合法為主體，輔以物理化學處理的組合處理工藝。

太陽能作為一種清潔、可再生的綠色能源，已經(jīng)被廣泛應用于光伏發(fā)電、光催化及光熱轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域。其中，基于光熱轉(zhuǎn)化原理進行污水凈化是一種低成本、低維護的環(huán)境友好型技術(shù)。目前的光熱轉(zhuǎn)化材料主要有碳基材料、等離激元材料以及半導體材料等，上述材料由于自身的物理化學穩(wěn)定性，在高鹽霧、高溫度、高濕度以及高腐蝕等極端環(huán)境下存在應用局限。

為解決上述問題，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所科研團隊設(shè)計并制備了一種具有超穩(wěn)定環(huán)境耐受性的碳纖維材料，用于在光熱轉(zhuǎn)化層進行多種介質(zhì)的純化。該團隊利用水熱合成技術(shù)在碳纖維表面引入穩(wěn)定的碳層，以提高碳纖維表面粗糙度，且通過碳化改性過程引入部分極性官能團。改性后的碳纖維的表面極性提高，使得碳纖維能夠依靠纖維之間的毛細管作用對液體(水或者有機溶劑)進行自提取，不需要附加額外的汲取材料，簡化了太陽能蒸發(fā)器件的設(shè)計。

碳化改性碳纖維光熱轉(zhuǎn)化性能

碳化改性碳纖維的光熱轉(zhuǎn)化效率高，對于水包油乳液(非揮發(fā)性硅油)具有良好的去除效果，且可對印染行業(yè)中含染料的有機溶劑表現(xiàn)出良好的脫色及純化效果，同時，碳纖維具有豐富的多級纖維結(jié)構(gòu)及良好的毛細汲水能力，對于高鹽海水在纖維表面的結(jié)晶具有良好的溶解及自修復能力。碳化改性碳纖維材料，在多介質(zhì)純化領(lǐng)域具有廣闊的應用前景，大大拓展了目前碳纖維以及光熱轉(zhuǎn)化材料在溶劑純化方面的應用領(lǐng)域。

碳化改性碳纖維對水包油乳液和含染料有機溶劑的純化性能