两亲性多孔水凝胶在太阳能蒸馏处理含苯酚废水中的应用

doi:10.13292/j.1000-4890.202509.035

生态学杂志 ›› 2025, Vol. 44 ›› Issue (9): 3152-3160.doi: 10.13292/j.1000-4890.202509.035

两亲性多孔水凝胶在太阳能蒸馏处理含苯酚废水中的应用

兰雅茹¹,赵丽燕²,张雪娇^2*

（¹沈阳化工大学环境与安全工程学院，沈阳 110142； ²中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳 110016）

出版日期:2025-09-10 发布日期:2025-09-10

Application of amphiphilic porous hydrogel for the solar distillation of phenol wastewater.

LAN Yaru¹, ZHAO Liyan², ZHANG Xuejiao^2*

(¹School of Environmental and Safety Engineering, Shenyang University of Chemical Technology, Shenyang 110142, China; ²Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China).

Online:2025-09-10 Published:2025-09-10

摘要/Abstract

摘要： 太阳能蒸馏技术因其低成本和低能源需求的特点，广泛应用于海水脱盐和淡水生产。然而，当空气-水界面温度达到40～70 ℃时，挥发性有机化合物（VOCs）会随着水蒸气一同挥发，在蒸馏水中富集。为了解决这一问题，本研究通过Pickering乳液模板法制备了两亲性多孔水凝胶，将其应用于太阳能蒸馏过程。探究了该水凝胶在太阳能蒸馏中的性能，包括水蒸发速率、光热转换效率以及处理苯酚废水的去除效果。结果表明，PPC-5水凝胶的水蒸发速率为1.62 kg·m^-2·h^-1，光热转换效率为96.8%，对苯酚的去除效率可以达到71.3%。因此，该两亲性多孔水凝胶对苯酚废水的处理提供了有效途径，为解决太阳能蒸馏水处理过程中VOCs难以去除的问题提供了新思路。

关键词: 太阳能蒸馏, 两亲性多孔水凝胶, 乳液模板法, 苯酚, 吸附

Abstract: Solar distillation is widely used for seawater desalination and fresh water production because of low cost and low energy demand. When the temperature at the air-water interface reaches 40-70 ℃, however, volatile organic compounds (VOCs) will evaporate with water vapor and enrich in distilled water. To solve this problem, amphiphilic porous hydrogels were prepared by Pickering emulsion template method and applied in solar distillation process. We examined the performance of the hydrogel in solar distillation, including water evaporation rate, photothermal conversion efficiency and removal efficiency of phenol during wastewater treatment. The results showed that the PPC-5 hydrogel exhibited a water evaporation rate of 1.62 kg·m^-2·h^-1, a photothermal conversion efficiency of 96.8%, and a phenol removal efficiency of 71.3%. Our results indicate that the amphiphilic porous hydrogel provides an effective way for the treatment of phenol-contaminated wastewater and offers a new idea for solving the difficulty in removing VOCs in the process of solar distilled water treatment.

Key words: solar distillation, amphiphilic porous hydrogel, emulsion template method, phenol, adsorption

兰雅茹, 赵丽燕, 张雪娇. 两亲性多孔水凝胶在太阳能蒸馏处理含苯酚废水中的应用[J]. 生态学杂志, 2025, 44(9): 3152-3160.

LAN Yaru, ZHAO Liyan, ZHANG Xuejiao. Application of amphiphilic porous hydrogel for the solar distillation of phenol wastewater.[J]. Chinese Journal of Ecology, 2025, 44(9): 3152-3160.

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两亲性多孔水凝胶在太阳能蒸馏处理含苯酚废水中的应用

Application of amphiphilic porous hydrogel for the solar distillation of phenol wastewater.

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