水凝胶是用于光热蒸馏的一种新兴材料。光热蒸馏目前主要用于处理高盐水,它是一种环保、绿色且节能的水处理方法。目前水凝胶用于光热蒸馏存在的问题是制备方法复杂、成本高。此外水凝胶蒸馏过程中各个因素的影响并没有得到全面的阐述。本论文通过将发泡技术运用到水凝胶的制备过程中,制备出了生物大分子型水凝胶。该制备方法具有能耗低、费用低以及操作简便的特点。本论文主要通过光热蒸发实验测试制备条件、环境条件对于生物大分子型水凝胶蒸发率的影响,从而确定其是否适用于处理高盐废水。采用COMSOL软件对水凝胶蒸发过程进行数值模拟,确定各种内部因素、环境因素、反应器因素对于水凝胶光热蒸发效能的影响。通过改变DA(盐酸多巴胺)的用量以及发泡剂的种类和用量来确定制备水凝胶的最佳条件。经过光热蒸发实验,确定生物大分子型水凝胶在一个太阳光照强度下的蒸发率最高可以达到约2.6 kg/(m2(13)h)。生物大分子型水凝胶对于含盐量的变化以及重金属离子的存在都具有很好的适应性。但是在易挥发性有机物存在的情况下,水凝胶的蒸发率会出现显著的降低。经实验表明这种水凝胶仅适用于处理弱酸性和碱性的水体,强酸性的水体会极大的抑制其蒸发效果。此外生物大分子型水凝胶的蒸发率会随着太阳光强度的增加而呈线性增加的趋势。由于目前对于影响水凝胶蒸发的因素研究还不充分,所以本论文结合了数值模拟的方法来实现对于影响因素的模拟研究,这样不仅可以减少做实验所需要的时间成本以及试剂成本,另一方面还可以准确的判断某一影响因素的影响大小。为今后水凝胶改进的方向提供了一定的理论基础。模拟发现,随着材料的热导率的提高,水凝胶的蒸发效能也会提高。孔隙率和表面吸光率越高,水凝胶的蒸发效能也越高。水凝胶吸水能力越强,其蒸发效能也就越高。此外,还发现环境的温度和大气压两个因素都可以提高水凝胶的蒸发效能。太阳辐射的增强并不会影响水凝胶蒸发过程的能量利用率。除了这些还通过模拟反应器因素对于水凝胶蒸发的影响,从而提出一些能耗优化管理的方法。模拟发现悬浮型蒸发方式要优于架空型蒸发方式,与水体的接触面积越大可以降低水凝胶上表面损耗的能量,使得整体的能量利用率有小幅的增加。支撑材料保温性能越差,水凝胶对应的能量利用率越高。提出应该采用悬浮型的蒸发方式、增大与蒸发液的接触面积以及采用保温性能差的支撑材料进行蒸发从而提高水凝胶的蒸发率。