Nghiên cứu chế tạo thiết bị chưng cất nước giá rẻ dùng năng lượng mặt trời

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHƯNG CẤT NƯỚC GIÁ RẺDÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GVHD: TS ĐỖ HUY BÌNH SVTH: LÂM NGỌC TÂM ĐAN ĐẶNG THANH NGÂN PHAN LÂM NGUYÊN SKL009107 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 08/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHƯNG CẤT NƯỚC GIÁ RẺ DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GVHD: TS ĐỖ HUY BÌNH SVTH: LÂM NGỌC TÂM ĐAN MSSV: 18130013 SVTH: ĐẶNG THANH NGÂN MSSV: 18130030 SVTH: PHAN LÂM NGUYÊN MSSV: 18130032 Khóa 2021 - 2022 Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2022 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MƠN CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO THIẾT BỊ CHƯNG CẤT NƯỚC GIÁ RẺ DÙNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI GVHD: TS ĐỖ HUY BÌNH SVTH: LÂM NGỌC TÂM ĐAN MSSV: 18130013 SVTH: ĐẶNG THANH NGÂN MSSV: 18130030 SVTH: PHAN LÂM NGUN MSSV: 18130032 Khóa 2021 - 2022 Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2022 ii KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Đỗ Huy Bình Cơ quan công tác giảng viên hướng dẫn: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Sinh viên thực hiện: Lâm Ngọc Tâm Đan MSSV: 18130013 Sinh viên thực hiện: Đặng Thanh Ngân MSSV: 18130030 Sinh viên thực hiện: Phan Lâm Nguyên MSSV: 18130032 Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo thiết bị chưng cất nước giá rẻ dùng lượng Mặt Trời Nội dung khóa luận: - Khảo sát điều kiện tổng hợp giấy giàu sợi nhuộm hạt nano cacbon - Dùng giấy giàu sợi tổng hợp để chế tạo hệ chưng cất nước - Thiết kế chế tạo buồng chưng cất nước - Khảo sát tốc độ chưng cất nước - Mô tương tác hạt nano cacbon sóng ánh sáng để giải thích kết thực nghiệm Các sản phẩm dự kiến - Hệ chưng cất nước dùng lượng Mặt Trời - Chương trình mơ hiệu ứng plasmon bề mặt - Báo các kết phân tích vật liệu tốc độ chưng cất nước hệ Ngày giao đồ án: 25/02/2022 Ngày nộp đồ án: 25/08/2022 i Ngơn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Trình bày bảo vệ: TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký, ghi rõ họ tên) TS Nguyễn Thụy Ngọc Thủy Tiếng Anh Tiếng Anh   Tiếng Việt Tiếng Việt GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) TS Đỗ Huy Bình ii KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Sinh viên thực hiện: Lâm Ngọc Tâm Đan MSSV: 18130013 Sinh viên thực hiện: Đặng Thanh Ngân MSSV: 18130030 Sinh viên thực hiện: Phan Lâm Nguyên MSSV: 18130032 Ngành: Công nghệ Vật liệu Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo thiết bị chưng cất nước giá rẻ dùng lượng Mặt Trời Họ tên Giảng viên hướng dẫn: TS Đỗ Huy Bình Cơ quan công tác GV hướng dẫn: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM NHẬN XÉT Về nội dung đề tài và khối lượng thực hiện Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ chưng cất nước dùng lượng Mặt Trời dựa hiệu ứng plasmon bề mặt hạt nano cacbon Các công việc thực đề tài bao gồm: (1) nhuộm giấy giàu sợi hạt nano cacbon, (2) thiết kế, chế tạo buồng chưng cất nước khảo sát tốc độ chưng cất nước, (3) mô plasmon bề mặt hạt cacbon tương tác sóng điện từ hạt nano cacbon Khối lượng công việc thực lớn, bao gồm từ bước tổng hợp vật liệu, chế tạo hệ chưng cất mô giải thích chế chưng cất Kết nghiên cứu đăng kỷ yếu hội nghị quốc tế IEEE có số ISBN Tinh thần học tập, nghiên cứu sinh viên Cả ba sinh viên thể tinh thần cầu tiến, yêu thích tìm hiểu, ham học hỏi làm việc nghiêm túc, có kế hoạch Tinh thần làm việc nhóm phát huy tốt nhóm thơng qua việc phối hợp nhịp nhàng công việc sinh viên iii Ưu điểm Có kỹ lập kế hoạch, làm việc nhóm thực kế hoạch đề Có kỹ tìm kiếm thông tin cần thiết cho nghiên cứu Kỹ làm thí nghiệm tốt, kỷ luật, tuân thủ tốt quy trình an tồn phịng thí nghiệm Ham học hỏi cầu thị Khuyết điểm Kỹ phân tích cần trau dồi thêm Đề nghị cho bảo vệ hay không ? Đề nghị cho bảo vệ Điểm: 10 (bằng chữ: mười điểm) TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 08 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) TS Đỗ Huy Bình iv KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ******* NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên thực hiện: Lâm Ngọc Tâm Đan MSSV: 18130013 Sinh viên thực hiện: Đặng Thanh Ngân MSSV: 18130030 Sinh viên thực hiện: Phan Lâm Nguyên MSSV: 18130032 Ngành: Công nghệ Vật liệu Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo thiết bị chưng cất nước giá rẻ dùng lượng Mặt Trời Họ tên Giáo viên phản biện: ThS Huỳnh Hoàng Trung Cơ quan công tác GV phản biện: Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh Địa chỉ: Số 01 Võ Văn Ngân, P Linh Chiểu, Tp Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực hiện: KLTN có định hướng giải vấn đề xã hội KLTN nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ chưng cất nước dùng lượng Mặt Trời dựa hiệu ứng plasmon bề mặt hạt nano cacbon Các công việc: - Nhuộm giấy giàu sợi hạt nano cacbon, - Thiết kế, chế tạo buồng chưng cất nước khảo sát tốc độ chưng cất nước, - Mô plasmon bề mặt hạt cacbon tương tác sóng điện từ hạt nano cacbon Kết KLTN đăng Kỷ yếu hội nghị có số ISBN Ưu điểm: - Có khả làm việc độc lập Khuyết điểm: - Trong KLTN sai tả, viết vài đoạn văn khơng có ý nghĩa, lặp lại từ ngữ nhiều - Bố cục KLTN cần phải xếp lại cho hợp lý v Kiến nghị câu hỏi: - Cần trình bày KLTN theo bố cục BM CNVL đề xuất - Chỉnh sửa lỗi tả, dùng từ chọn lọc sáng nghĩa - Mơ hình nhỏ chưa thể tiến hành thử nghiệm đánh giá hiệu suất thiết bị - Kết mơ mang tính chất tham khảo, có ý nghĩa giải thích minh hoạ cho cơng tác giảng dạy: cần bàn luận thấu đáo - Cân chỉnh phần TLTK Câu hỏi: - Hiệu suất chưng cất nước? - Nước trước sau chưng cất có kiểm tra số an toàn sử dụng Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đề nghị cho SV báo cáo trước Hội đồng Điểm: 8.5 (Bằng chữ: Tám chấm năm) Tp Hồ Chí Minh, ngày 07tháng 09 năm 2022 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ThS Huỳnh Hoàng Trung vi LỜI CẢM ƠN Nhóm chúng tơi xin chân thành cảm ơn BGH Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM Khoa Khoa học ứng dụng tạo điều kiện cho có mơi trường học tập, thí nghiệm nghiên cứu chuyên sâu Bộ môn Công nghệ Vật liệu, giúp nhóm tích lũy kinh nghiệm, rèn luyện kỹ mềm cần thiết cho công việc sau Ngoài việc củng cố mặt kiến thức chun mơn, chúng tơi tìm hiểu phận, loại máy, phương pháp công nghệ thơng dụng khác Nhóm chúng tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể quý Thầy Cô khoa Khoa học Ứng dụng truyền đạt kiến thức chuyên ngành tạo điều kiện tốt cho nhóm chúng tơi học tập suốt bốn năm học vừa qua Đặc biệt xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - Giảng viên hướng dẫn, TS Đỗ Huy Bình, ln đồng hành, giúp đỡ, tận tình bảo, truyền đạt kỹ kinh nghiệm q giá cho nhóm chúng tơi suốt q trình làm khóa luận - Những người bạn học làm đồ án phịng thực hành thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Vật liệu khu L hỗ trợ, giúp đỡ suốt trình làm nghiên cứu, hồn thành khóa luận - Cảm ơn gia đình ln điểm tựa to lớn, vững q trình chúng tơi nghiên cứu, hồn thành khóa luận - Chúng tơi xin gửi lời cám ơn đến tác giả, đồng tác giả viết khoa học mà tham khảo, sử dụng Trong q trình hồn thành khóa luận nhận giúp đỡ từ nhiều bên tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, chúng tơi mong nhận đóng góp ý kiến quý Thầy, Cô bạn để giúp nâng cao kiến thức cải thiện phát triển khóa luận cách hồn thiện Một lần nữa, nhóm chúng tơi xin chân thành cảm ơn vii Hình 4.6 CST mơ điện trường xung quanh hạt cacbon kích thước hạt nano cacbon tăng dần (10, 15, 25, 50, 100, 150, 200, 250 nm) tương ứng hình từ (a) - (f) mơ điện trường với kích thước hạt nano cacbon Hình 4.7 Đồ thị điện trường cục kích thước hạt nano cacbon tăng dần từ 10 – 50 nm 43 Hình 4.8 Đồ thị điện trường cục kích thước hạt nano cacbon tăng dần từ 100 – 250 nm Hình 4.9 Đồ thị điện trường cục kích thước hạt nano cacbon tăng dần từ 10 – 250 nm 44 4.3.2 Mô độ hấp thụ hạt nano cacbon Theo lí thuyết hấp thụ sóng (Microwave absorption theory), sóng điện từ tương tác với vật liệu, lượng ban đầu (incident power, Pi) chia thành ba phần: lượng phản xạ (reflection power, PR), lượng hấp thụ (absorption power, PA) lượng truyền qua (transmission power, PT) (Hình 4.10) Năng lượng sóng tới tạo nhiệt vật liệu thông qua tương tác trường điện từ với cấu trúc phân tử điện tử vật liệu, sóng điện từ tới chuyển đổi thành lượng nhiệt dẫn đến tiêu thụ lượng [32] Hình 4.10 Sơ đồ hiệu tượng hấp thụ sóng điện từ vật liệu Để xác định hiệu suất hấp thụ sóng (microwave absorption) vật liệu, số điện môi tương đối (relative complex permittivity) thơng số quan trọng, để xác định cách sóng điện từ tương tác với cấu trúc phân tử vật liệu Hằng số điện môi tương đối tham số phụ thuộc tần số biểu thị phương trình (4.6) [33]: 𝜀 ∗ = 𝜀 ′ − 𝑗𝜀 ′′ (4.6) Trong 𝜀 ′ : Hằng số điện môi đại diện cho khả dự trữ lượng sóng điện từ 𝜀 ′′ : Hệ số tổn thất đại diện cho khả hấp thụ suy giảm lượng sóng điện từ để tạo lượng nhiệt 𝜀 ∗ : Hằng số điện mơi tương đối Có yếu tố liên quan khác đến tiếp tuyến hấp thụ sóng, sử dụng để hiệu suất chuyển đổi lượng sóng thành lượng nhiệt điện môi đưa phương trình (4.7) [33] 45 𝜀 ′′ 𝑡𝑎𝑛 𝛿 = ′ 𝜀 (4.7) Trong 𝜀 ′ : Hằng số điện môi đại diện cho khả dự trữ lượng sóng điện từ 𝜀 ′′ : Hệ số tổn thất đại diện cho khả hấp thụ suy giảm lượng sóng điện từ để tạo lượng nhiệt tan 𝛿: Tỷ số lượng sóng tiêu tán thành với lượng tích trữ vật liệu điện mơi Qua phương trình (4.7) nhiều lượng bị phân tách vào vật liệu, lượng xâm nhập vào vật liệu điện áp Năng lượng tiêu tán chuyển thành nhiệt Nguyên tắc chế hấp thụ phân tán nhiệt Hấp thụ tham số cần thiết việc xác định điều kiện tối ưu thiết kế MA Một chất hấp thụ tối ưu nên cung cấp hấp thụ 100% tín hiệu nhập Các tổn thất việc phát nhiệt thành phần điện sóng điện từ giải thích thêm phương trình (4.8) [34] P = 𝜎|𝐸 |2 + 𝜔𝜀0 𝜀 ′′ |𝐸 |2 (4.8) Trong P: Mật độ cơng suất vật liệu (W/m3) σ: Độ dẫn điện (S/m) ω: 2πf (Hz) f: Tần số sóng tới ε′′: Hệ số tổn hao điện môi ε0: Hằng số điện môi chân không E: Cường độ điện trường (V/m) Năng lượng lượng chiếu tới thể theo phương trình: Pi = P r + P a + P t (4.9) Trong đó: Pi: Năng lượng chiếu tới Pr: Năng lượng phản xạ Pa: Năng lượng hấp thụ Pt: Năng lượng hấp thụ 46 Phương trình (4.10) thể tái mát (return loss) RL(dB) = 20log 𝑃𝑟 𝑃ⅈ (4.10) Hệ số hấp thụ 𝐴𝑅 (ω) vật liệu xác định theo phương trình [35]: 𝐴𝑅 (𝜔) = − |S11|2 − |S12|2 (4.11) Trong S11: Tín hiệu phản xạ S12: Tín hiệu truyền 47 Để mô độ hấp thụ hạt nano cacbon ta dùng nguồn: nguồn phát nguồn thu Hình 4.11, Hình 4.12, Hình 4.13 [34] [35] [36] Hình 4.11 Hình ảnh nguồn chiếu nguồn thu mô CST, a) hình chiếu phối cảnh, b) hình chiếu từ xuống Hình 4.12 Nguồn thứ 48 Hình 4.13 Nguồn thứ hai Hình 4.14 CST tính tốn lượng phản xạ (reflection power, S11), lượng hấp thụ (absorption power, A) lượng truyền qua (transmission power, S21) Kết Hình 4.14 cơng thức (4.11) ta tính độ hấp thụ vật liệu 98% 49 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận 5.1.1 Đánh giá kết quả đạt được sau thực hiện đề tài Nhóm nghiên cứu chế tạo hệ thống tạo lượng Mặt Trời hiệu rẻ nghiên cứu để làm nước cách sử dụng vật liệu giá rẻ bột cacbon đen, xốp polystyren Các đặc tính vật liệu hấp phụ xạ giấy nhuộm hạt nano cacbon tăng khoảng lần so với giấy khơng nhuộm Hình ảnh SEM chứng minh khả bám dính tuyệt vời hạt nano cacbon sợi giấy Tốc độ bay nước cao 0.7 kg/(m2.h) đo trời hệ thống tự vận hành mở hội áp dụng vùng nơng thơn, nơi thiếu điều kiện để sử dụng hệ thống khử mặn phức tạp 5.1.2 Đánh giá ưu điểm, nhược điểm a) Ưu điểm hệ chưng cất • Chi phí chế tạo thiết bị thấp, việc sửa chữa bảo trì đơn giản • Vì hệ thống tự vận hành nên khơng địi hỏi trình độ kĩ thuật cao, áp dụng vùng nơng thơn, nơi khó khăn giá rẻ, khơng nhiều thời gian cung cấp nước sinh hoạt cho người Do khả hấp thụ lượng Mặt Trời hiệu hạt nano cacbon, khả cách nhiệt vượt trội xốp polystyren triệt tiêu tổn thất đối lưu xạ mơi trường nóng, hầu hết lượng Mặt Trời hấp thụ giới hạn lớp chất lỏng bề mặt mỏng miếng giấy nhuộm hạt nano cacbon, dẫn đến hiệu chuyển hóa nhiệt sinh b) Nhược điểm hệ chưng cất • Hệ bị hạn chế hiệu suất, áp dụng cho hộ gia đình • Phụ thuộc lớn vào thời tiết 5.1.3 Khả ứng dụng và trì dự án Như nói, hệ chưng cất khơng sử dụng nguồn lượng khác ngồi ánh sáng Mặt Trời, thích hợp để triển khai sử dụng vùng nông thôn Tuy nhiên, tốc độ chưng cất nước cịn chưa tối ưu, nhóm chúng tơi thấy cần cải thiện tốc độ bay nước hệ chưng cất 50 Tình trạng thiếu nước vệ sinh thách thức phổ biến người dân tồn giới Người ta dự đốn đến năm 2025, nửa số quốc gia giới phải đối mặt với tình trạng căng thẳng nước đến năm 2050, khoảng 75% dân số giới đối mặt với tình trạng khan nước Do đó, điều cần thiết phải phát triển công nghệ khử trùng khử lọc nước, tăng nguồn cung cấp nước thông qua cách thức kinh tế bền vững (nghĩa với chi phí thấp hơn, tiêu thụ lượng nhỏ tác động môi trường nhỏ hơn) Các công nghệ phân tách dựa màng lọc để lọc nước khử muối công nghệ chiếm ưu thế, thật khơng may, thường địi hỏi nhiều lượng với chi phí mơi trường nghiêm trọng Tồn cầu lên mối quan tâm việc phát triển công nghệ để giải vấn đề Bước đầu thành công hệ thống tạo nước di động lượng Mặt Trời đại diện cho sản phẩm mang tính cách mạng để đánh bại sản phẩm thông thường hiệu suất giá bán lẻ, đặc biệt đáng lưu ý để giải tình trạng thiếu nước tồn cầu, đặc biệt khu vực phát triển 5.2 Định hướng phát triển Dựa kết thu được, nhóm chúng tơi tiếp tục tiến hành pha tạp thêm nano bạc vào dung dịch nhuộm giấy giàu sợi 51 KẾT LUẬN Với đề tài “Nghiên cứu chế tạo thiết bị chưng cất nước giá rẻ dùng lượng Mặt Trời” sau khoảng thời gian nghiên cứu tiến hành thực nghiệm, nhóm chúng tơi hồn thành mục tiêu nghiên cứu ban đầu đề với đề tài • Luận văn trình bày chi tiết hiệu ứng plasmon bề mặt hạt vật liệu nano, tác động sóng điện từ ánh sáng lên hạt vật liệu kích thước nano • Luận văn đưa khảo sát trình tổng hợp giấy nano cacbon giàu sợi, xây dựng nên qui trình tốt mẫu giấy nhuộm có độ hấp thụ cao • Luận văn đưa thiết kế hệ chưng cất, mơ tả kích thước, lựa chọn vật liệu, chế tạo các chi tiết cách cụ thể Các phận thiết kế vẽ phần mềm AutoCAD phiên 2015 có kích thước nhỏ gọn, chế tạo đơn giản vật liệu có sẵn thị trường Bên canh đưa kế hoạch khảo sát hệ chưng cất, ghi nhận lượng nước thu qua ngày, từ tính tốn tốc độ bay nước hệ chưng cất • Luận văn trình bày phần mêm mơ CST Studio Suite, chi tiết q trình mơ tác động sóng điện từ lên hạt vật liệu có kích thước nanomet, tiến hành khảo sát môi trường mô phỏng, cụ thể khảo sát ảnh hưởng kích thước hạt lên tính chất plasmon bề mặt thực mô độ hấp thụ hạt nano cacbon Ngoài ra, luận văn đề xuất thêm định hướng tổng hợp giấy nano cacbon giàu sợi pha tạp nano bạc 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO J Houghton, “Global warming,” Reports on Progress in Physics, vol 68, no pp 1343–1403, 2005 doi: 10.1088/0034-4885/68/6/R02 [2] Aristotle University of Thessoloniki, “Progress in Botanical Research: Proceedings of the 1st Balkan Botanical Congress.” p 169, 1998 [Online] Available: https://books.google.nl/books?id=PQvHIz3xLAkC&pg=PA174IA4&lpg=PA174IA4&dq=Total+amount+of+vegetation+cover++in+crete+Island&source=bl&ot s=zQ5aDguAxG&sig=ACfU3U1sug6OgQlnwI7qn2eCMRKaZvLtMg&hl=en& sa=X&ved=2ahUKEwjYzaOio7PpAhWFyqQKHftnAWgQ6AEwD3oECAoQA Q#v= [3] R S J Tol, “The economic impact of climate change,” Perspekt der Wirtschaftspolitik, vol 11, no Supplement, pp 13–37, 2010 [4] Y Choi, H Cho, Y Shin, Y Jang, and S Lee, “Economic evaluation of a hybrid desalination system combining forward and reverse osmosis,” Membranes (Basel)., vol 6, no 1, p 3, 2015 [5] A Pérez-González, A M Urtiaga, R Ibáñez, and I Ortiz, “State of the art and review on the treatment technologies of water reverse osmosis concentrates,” Water Research, vol 46, no pp 267–283, 2012 doi: 10.1016/j.watres.2011.10.046 [6] R P Jaya, “Porous concrete pavement containing nanosilica from black rice husk ash,” New Materials in Civil Engineering pp 493–527, 2020 doi: 10.1016/B9780-12-818961-0.00014-4 [7] V K Gupta, R Jain, T Saleh, A Nayak, and S Malathi, “Agarwal,” Equilib Thermodyn Stud Remov Recover Sfranine-T Dye from Ind Effl Sep Scince Technol., vol 46, no 5, pp 839–846, 2011 [8] P Wang, Rational Design of Next-generation Nanomaterials and Nanodevices for Water Applications 2016 doi: 10.2166/9781780406862 [9] Z Liu et al., “Extremely Cost-Effective and Efficient Solar Vapor Generation under Nonconcentrated Illumination Using Thermally Isolated Black Paper,” Glob Challenges, vol 1, no 2, p 1600003, 2017, doi: 10.1002/gch2.201600003 [10] M Elimelech and W A Phillip, “The future of seawater desalination: Energy, technology, and the environment,” Science (80- )., vol 333, no 6043, pp 712– 717, 2011, doi: 10.1126/science.1200488 [11] P W Bohn, M Elimelech, J G Georgiadis, B J Mariñas, A M Mayes, and A M Mayes, “Science and technology for water purification in the coming decades,” Nanosci Technol A Collect Rev from Nat Journals, vol 452, no [1] 53 [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] March, pp 337–346, 2009, doi: 10.1142/9789814287005_0035 R U S A Data and E Amherst, “Ind ( 54 ),” 2019 H Duan, R Chen, Y Zheng, and C Xu, “Photothermal properties of plasmonic nanoshell-blended nanofluid for direct solar thermal absorption,” Opt Express, vol 26, no 23, p 29956, 2018, doi: 10.1364/oe.26.029956 F Liu, Y Lai, B Zhao, R Bradley, and W Wu, “Photothermal materials for efficient solar powered steam generation,” Front Chem Sci Eng., vol 13, no 4, pp 636–653, 2019, doi: 10.1007/s11705-019-1824-1 T Stöckli, J M Bonard, A Châtelain, and Z Lin Wang, “Plasmon excitations in graphitic carbon spheres,” Phys Rev B - Condens Matter Mater Phys., vol 57, no 24, pp 15599–15612, 1998, doi: 10.1103/PhysRevB.57.15599 T R Shojaei et al., Applications of nanotechnology and carbon nanoparticles in agriculture Elsevier Inc., 2018 doi: 10.1016/B978-0-12-815757-2.00011-5 E Asadian, M Ghalkhani, and S Shahrokhian, “Electrochemical sensing based on carbon nanoparticles: A review,” Sensors Actuators B Chem., vol 293, pp 183–209, Aug 2019, doi: 10.1016/J.SNB.2019.04.075 H Jirimali, J Singh, R Boddula, J.-K Lee, and V Singh, “Nano-Structured Carbon: Its Synthesis from Renewable Agricultural Sources and Important Applications,” Materials (Basel)., vol 15, no 11, p 3969, 2022 A A Taherpour and F Mousavi, Carbon nanomaterials for electroanalysis in pharmaceutical applications Elsevier Inc., 2018 doi: 10.1016/B978-0-12813691-1.00006-3 S C Ray and N R Jana, Application of Carbon-Based Nanomaterials as Drug and Gene Delivery Carrier 2017 doi: 10.1016/b978-0-323-47906-6.00005-9 D Jariwala, V K Sangwan, L J Lauhon, T J Marks, and M C Hersam, “ChemInform Abstract: Carbon Nanomaterials for Electronics, Optoelectronics, Photovoltaics, and Sensing,” ChemInform, vol 44, no 25, p no-no, 2013, doi: 10.1002/chin.201325233 X Zhou and T Schoepf, “Detection and formation process of overheated electrical joints due to faulty connections,” IET Conf Publ., vol 2012, no 605 CP, pp 288–295, 2012, doi: 10.1049/cp.2012.0663 T Of and H In, “The light solids j.,” vol 37, 1931 E Cao, W Lin, M Sun, W Liang, and Y Song, “Exciton-plasmon coupling interactions: From principle to applications,” Nanophotonics, vol 7, no 1, pp 145–167, 2018, doi: 10.1515/nanoph-2017-0059 J Liang, H Liu, J Yu, L Zhou, and J Zhu, “Plasmon-enhanced solar vapor generation,” Nanophotonics, vol 8, no 5, pp 771–786, 2019, doi: 10.1515/nanoph-2019-0039 X Zhang, W Cui, Y Lei, X Zheng, J Zhang, and T Cui, “Spoof Localized 54 [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] Surface Plasmons for Sensing Applications,” Adv Mater Technol., vol 6, Feb 2021, doi: 10.1002/admt.202000863 H R Phillip and E A Taft, “Kramers-Kronig Analysis of Reflectance Data for Diamond,” Phys Rev., vol 136, no 5A, pp A1445 A1448, Nov 1964, doi: 10.1103/PhysRev.136.A1445 J M Pitarke, V M Silkin, E V Chulkov, and P M Echenique, “Theory of surface plasmons and surface-plasmon polaritons,” Reports Prog Phys., vol 70, no 1, pp 1–87, 2006, doi: 10.1088/0034-4885/70/1/r01 P Sumithra and D Thiripurasundari, “Review on computational electromagnetics,” Adv Electromagn., vol 6, no 1, pp 42–55, 2017 E S Solvers and C A D Compatibility, “CST Studio Suite.” Accessed: Nov, 2020 Y Kivshar and A Miroshnichenko, “Meta-Optics with Mie Resonances,” Opt Photon News, vol 28, no 1, pp 24–31, Jan 2017, doi: 10.1364/OPN.28.1.000024 X Zeng, X Cheng, R Yu, and G D Stucky, “Electromagnetic microwave absorption theory and recent achievements in microwave absorbers,” Carbon N Y., vol 168, pp 606–623, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2020.07.028 S S Pattanayak, S H Laskar, and S Sahoo, “Microwave absorption study of dried banana leaves-based single-layer microwave absorber,” Int J Microw Wirel Technol., vol 13, no 2, pp 154–163, 2021, doi: 10.1017/S1759078720000707 R Rosa, P Veronesi, and C Leonelli, “A review on combustion synthesis intensification by means of microwave energy,” Chem Eng Process Process Intensif., vol 71, pp 2–18, 2013 G Nath, “Agricultural waste based radar absorbing material,” Int J Adv Technol Eng Res., vol 1, pp 21–25, 2018 Y S Lee et al., “Experimental determination of the performance of rice huskcarbon nanotube composites for absorbing microwave signals in the frequency range of 12.4-18 GHz,” Prog Electromagn Res., vol 140, pp 795–812, 2013 55 56 S K L 0