本發(fā)明屬于高分子材料，具體涉及一種三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著世界能源危機(jī)和水污染嚴(yán)重加劇，淡水資源匱乏已經(jīng)成為了不容無視的全球問題。眾所周知，海洋占據(jù)了地球中超過97％的水資源，因此，海水淡化是解決現(xiàn)存問題的有效策略?；谔柲茯?qū)動蒸發(fā)技術(shù)為海水淡化問題提供了新的解決方案，相較于大量依賴化石能源的傳統(tǒng)海水淡化技術(shù)來說，可廣泛獲得、可持續(xù)的綠色環(huán)保能源太陽能引起了研究人們的廣泛關(guān)注。目前備受關(guān)注的是太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)技術(shù)，將光熱材料置于氣液界面上進(jìn)行加熱蒸發(fā)。該方法能夠減少熱量流失于水體之中，實現(xiàn)界面蒸發(fā)的方法包括利用蒸發(fā)器的疏水性及多孔或中空等結(jié)構(gòu)特性。然而，經(jīng)過長時間使用后由于毛細(xì)管作用力的降低，仍然不可避免地出現(xiàn)鹽分累積的情況造成蒸發(fā)效果下降。因此，構(gòu)建具有不同潤濕結(jié)構(gòu)、優(yōu)異光熱轉(zhuǎn)換效果及耐鹽能力的氣凝膠材料成為了研究的重點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題提供一種三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，包括以下步驟：

3、步驟一：通過水熱法制備二硫化米納米花；

4、步驟二：通過靜電紡絲聚酰胺酸納米纖維膜，并將其剪碎后分散到水中后均值分散，在分散液中加入定量的三乙胺進(jìn)行交聯(lián)，冷凍干燥后熱亞胺化獲得聚酰亞胺氣凝膠；

5、步驟三：將步驟一中獲得的二硫化鉬納米花與聚乙烯吡咯烷酮配置成分散液，配置聚乙烯醇溶液，將二硫化鉬/聚乙烯吡咯烷酮分散液噴涂于步驟二制備的聚酰亞胺氣凝膠頂面，將聚乙烯醇溶液噴涂于步驟二制備的聚酰亞胺氣凝膠底面，干燥后獲得具有三明治型潤濕結(jié)構(gòu)的太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器。

6、有益效果：

7、本發(fā)明制備通過靜電紡絲制備的氣凝膠具有光熱轉(zhuǎn)換性能及耐鹽性能；

8、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

9、優(yōu)選的，所述步驟一中的水熱溫度為220-280℃。

10、優(yōu)選的，所述步驟一中的水熱時間為6-10h。

11、優(yōu)選的，所述步驟二中的靜電紡絲參數(shù)為電壓為26-32kv。

12、優(yōu)選的，所述步驟二中的接收距離為15-17cm。

13、優(yōu)選的，所述步驟二中的喂液量為0.5-1.0ml/h。

14、優(yōu)選的，所述步驟二中的空氣濕度控制在20-30％rh。

15、優(yōu)選的，所述步驟二中的接受輥輪轉(zhuǎn)速為10-20rpm。

16、優(yōu)選的，所述步驟二中的聚酰胺酸分散液濃度為0.5wt％-1.5wt％。

17、優(yōu)選的，所述步驟二中的三乙胺質(zhì)量比例是聚酰胺酸質(zhì)量的50％-70％。

18、優(yōu)選的，所述步驟三中的二硫化鉬/聚乙烯吡咯烷酮分散液濃度為5％-20％。

19、本發(fā)明的目的，是提供一種三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的應(yīng)用，所述三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器為所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法制得。

20、有益效果：將制備的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器應(yīng)用于海水淡化，在光照條件下進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換，據(jù)此特性來獲得清潔的淡水資源。

技術(shù)特征：

1.一種三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，所述步驟一中使用的制備原料為鉬酸銨和硫脲，水熱溫度為220-280℃，水熱時間為6-10h。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，所述步驟二中的靜電紡絲參數(shù)為電壓為26-32kv，接收距離為15-17cm，喂液量為0.5-1.0ml/h，空氣濕度控制在20-30％rh，接受輥輪以10-20rpm的轉(zhuǎn)速收集納米纖維膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，所述步驟二中的聚酰胺酸分散液濃度為0.5wt％-1.5wt％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，所述步驟二中的三乙胺質(zhì)量比例是聚酰胺酸質(zhì)量的50％-70％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，所述步驟三中的二硫化鉬/聚乙烯吡咯烷酮分散液濃度為5％-20％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，所述步驟三中的復(fù)合氣凝膠中聚乙烯醇溶液濃度為2-4wt％。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法，其特征在于，所述步驟三中的噴涂距離為10-20cm，噴涂強(qiáng)度為15-25psi。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器的制備方法及應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明構(gòu)建了一種具有親水?疏水?親水的三明治型潤濕梯度氣凝膠，通過在多孔靜電紡絲聚酰亞胺氣凝膠上表面噴涂具有高光熱轉(zhuǎn)換效果的二維材料二硫化鉬，并對超疏水的三維聚酰亞胺氣凝膠底面進(jìn)行親水處理，利于水分的供應(yīng)和傳輸。蒸發(fā)器得益于這種合理的設(shè)計，具有優(yōu)異的光熱轉(zhuǎn)換效率，在一個太陽光強(qiáng)度下能夠達(dá)到98.8％。將制備的三明治型太陽能驅(qū)動界面蒸發(fā)器應(yīng)用于海水淡化領(lǐng)域，其良好的循環(huán)穩(wěn)定性、耐鹽性能及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，為太陽能驅(qū)動高效、穩(wěn)定獲取淡水提供了新的途徑。

技術(shù)研發(fā)人員：劉延波,劉雅楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢紡織大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30