本發(fā)明屬于太陽能海水淡化，具體涉及一種金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、目前由人口增長和水資源分布不均造成的淡水短缺是關(guān)乎民生的重大問題，太陽能海水蒸發(fā)是一種解決淡水短缺問題的重要方法。其中，界面蒸發(fā)技術(shù)被認為是一種有前景的太陽能淡化技術(shù)。和傳統(tǒng)的反滲透法和蒸餾法相比，界面蒸發(fā)技術(shù)直接利用太陽能作為能源，避免了化石能源和電能使用，并且界面蒸發(fā)技術(shù)的蒸發(fā)過程集中于界面，不用對水體進行加熱，最大化地利用太陽能，提高了效率。

2、碳納米管是一種性能優(yōu)越的碳材料，具有碳六元環(huán)構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)，因為其輕質(zhì)且具有良好的光熱性能和化學穩(wěn)定性，常用作太陽能海水淡化材料。雖然碳納米管有良好的性能但其加工難度大，其表面能較大，容易團聚聚集，不容易均勻分散。此外，界面蒸發(fā)復合材料通常結(jié)構(gòu)脆弱，泛用性不好。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明旨在提供一種具備高效率、低成本、抗鹽性、良好靈活的加工性能、一定的機械強度等性能的界面蒸發(fā)海水淡化材料，以提高界面蒸發(fā)技術(shù)的實用性。

2、為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供一種金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料，所述復合材料由光熱涂料涂覆于基體上得到，所述基體為親水泡沫，所述光熱涂料包括光熱劑及其載體，所述光熱劑為金屬多酚網(wǎng)絡修飾的碳納米管，所述光熱劑的載體為聚乙烯醇。

3、按照本發(fā)明的第二個方面，提供一種金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，所述方法包括以下步驟：

4、s100：在去離子水中加入氨基化多壁碳納米管，并加入金屬多酚，調(diào)節(jié)ph至弱堿性，然后超聲處理得到懸浮液；

5、s200：向懸浮液中加入聚乙烯醇，于95℃加熱溶化1～2h，得到金屬多酚修飾的碳納米管涂料；

6、s300：將涂料涂覆于親水泡沫表面，凍融循環(huán)2次，得到金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料。

7、進一步的，所述懸浮液中氨基化多壁碳納米管的濃度為1.5％。

8、進一步的，所述金屬多酚為鐵鹽和單寧酸。

9、進一步的，所述鐵鹽為六水合三氯化鐵。

10、進一步的，所述懸浮液中單寧酸的濃度為1％～2％，六水合三氯化鐵的濃度為0.5％～1％。

11、進一步的，s200所述聚乙烯醇的濃度為10％。

12、進一步的，所述親水泡沫為發(fā)泡聚氨酯或聚乙烯醇泡沫或木纖維海綿。

13、進一步的，s300所述凍融循環(huán)包括：在-18℃冷凍8～10h，再在室溫中解凍。

14、按照本發(fā)明的第三個方面，提供一種金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料在海水淡化中的應用。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠取得下列有益效果：

16、1、本發(fā)明的材料基體采用親水泡沫，光熱劑為涂料的形式涂覆其上，可以根據(jù)需要和實際情況選用不同種類的泡沫，不用受制于本體材料的工藝限制，比起以光熱材料本身作為主體的界面蒸發(fā)海水淡化材料具有更靈活的加工條件，更低廉的成本和更廣泛的應用條件。

17、2、本發(fā)明采用金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管，單寧酸和氨基化多壁碳納米管進行邁克爾加成反應并與鐵離子螯合，在碳納米管表面形成修飾層，其對碳納米管有較好的分散作用，比起傳統(tǒng)的表面活性劑類分散劑毒性更小、對環(huán)境更加友好。此外，相較而言金屬多酚基本不會改變?nèi)軇┑奈锢硖匦?，在加工過程中不會使溶劑起泡，本身為固體不會和液態(tài)表面活性劑一樣太黏而難以流動。

18、3、本發(fā)明在光熱劑中采用金屬多酚，其對氨基化多壁碳納米管表面有較好親和力，可以在其表面形成親水層，從而降低碳納米管表面能，使其均勻分散。此外，多酚的親水基團能夠形成中間態(tài)的水，能夠有效降低蒸發(fā)焓從而提高水蒸發(fā)效率。最后，金屬多酚依靠單寧酸和鐵的配位作用降低homo-lumo間隙能夠使其光吸收能力大大增強。

技術(shù)特征：

1.一種金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料，其特征在于，所述復合材料由光熱涂料涂覆于基體上得到，所述基體為親水泡沫，所述光熱涂料包括光熱劑及其載體，所述光熱劑為金屬多酚網(wǎng)絡修飾的碳納米管，所述光熱劑的載體為聚乙烯醇。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述懸浮液中氨基化多壁碳納米管的濃度為1.5％。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述金屬多酚為鐵鹽和單寧酸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述鐵鹽為六水合三氯化鐵。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述懸浮液中單寧酸的濃度為1％～2％，六水合三氯化鐵的濃度為0.5％～1％。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，s200所述聚乙烯醇的濃度為10％。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，所述親水泡沫為發(fā)泡聚氨酯或聚乙烯醇泡沫或木纖維海綿。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料的制備方法，其特征在于，s300所述凍融循環(huán)包括：在-18℃冷凍8～10h，再在室溫中解凍。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料在海水淡化中的應用。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于太陽能海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種金屬多酚網(wǎng)絡修飾碳納米管復合材料及其制備方法和應用，所述復合材料由光熱涂料涂覆于基體上得到，所述基體為親水泡沫，所述光熱涂料包括光熱劑及其載體，所述光熱劑為金屬多酚網(wǎng)絡修飾的碳納米管，所述光熱劑的載體為聚乙烯醇。本發(fā)明可以根據(jù)需要和實際情況選用不同種類的泡沫，不用受制于本體材料的工藝限制，比起以光熱材料本身作為主體的界面蒸發(fā)海水淡化材料具有更靈活的加工條件，更低廉的成本和更廣泛的應用條件。本發(fā)明在光熱劑中采用金屬多酚，其對氨基化多壁碳納米管表面有較好親和力，可以在其表面形成親水層，從而降低碳納米管表面能，使其均勻分散。

技術(shù)研發(fā)人員：李乙文,羅浜淦,徐源廷,楊振
受保護的技術(shù)使用者：四川大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2