[发明专利]多孔细旦尼龙纤维集水应用

说明书

技术领域

本发明属于尼龙应用领域，特别涉及多孔细旦尼龙纤维集水应用。

背景技术

水资源短缺是摆在人类可持续发展道路上的重要障碍。造成短缺的原因除了水资源本身总量有限及在全球范围内分布不均外，还与目前人类利用淡水资源的能力低下有关，这其中不仅包括淡水收集手段匮乏，更涉及对淡水开发利用时能源消耗过大的问题，以海水淡化为例，目前所使用的常规淡化手段基本上可分为蒸馏和反渗透两大类，蒸馏是通过加热将海水中的淡水转化为水蒸汽，再将蒸发出来的水蒸汽冷凝为液态水，从而获得淡水；反渗透是一种以压力差为推动力，从海水中分离出淡水的膜分离操作，其通过对膜一侧的海水施加压力，当压力超过它的渗透压时，淡水会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过膜的淡水。这两类方法都需要消耗大量的能源，并且操作过程复杂，不易实现大规模的海水淡化，为解决淡水资源匮乏的问题，开发一种低能耗淡水收集的方法是十分必要的。

发明内容

为解决上述问题，本发明人经过锐意研究，结果发现，尼龙分子链中具有强极性的酰胺基团，容易与极性分子结合，有良好的亲水性，将尼龙纤维表面经过CaCl₂溶液处理后，其表面可形成一定的微/纳结构，该纤维可使空气中的水蒸汽在其表面凝结为小水滴，或使液态小水滴吸附于其表面的微/纳结构中，这些小水滴可沿多孔细旦尼龙纤维表面定向移动汇聚成较大的水滴并最终从多孔细旦尼龙纤维表面脱离，汇聚得到的较大的水滴可以集中收集得到淡水，或用于去除化学反应或环境中不必要的水分。

本发明的目的在于，提供以下几方面：

第一方面，本发明提供多孔细旦尼龙纤维集水应用，其特征在于，多孔细旦尼龙纤维用于收集水分，所述多孔细旦尼龙纤维的纤度为0.6～2旦，其经过以下处理获得：

将尼龙纤维置于温度为80～130℃的CaCl₂溶液中浸泡0.5～5小时，

其中，所述细旦尼龙纤维通过熔融纺丝的方法制备，在熔融过程加入熔融纺丝添加剂，该熔融纺丝添加剂选自由以下金属的阳离子和以下阴离子形成的化合物或配合物，

所述金属选自：

镁、钙、锶、铝、镓、铟、锗、锡、铋、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、钇、锆、钼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥；

所述阴离子选自：

磷酸根、碳酸根、羧酸根、硝酸根、硫酸根、磺酸根、亚硫酸根、卤素阴离子、拟卤素离子以及其他含氮和/或含氧和/或含硫有机配体或多元配体，以及前述基团的衍生物，

其纺丝的工艺参数为：

尼龙熔融体的温度为130～230℃，喷丝板的孔数为30～200个，孔径为0.1～0.6mm，卷绕速度为100～8000m/min。

第二方面，本发明提供上述多孔细旦尼龙纤维集水应用，其特征在于，所述多孔细旦尼龙纤维的纤度为0.8～1旦，其经过以下处理获得：

将尼龙纤维置于温度为90～120℃的饱和CaCl₂溶液中浸泡2～3小时。

第三方面，本发明提供上述多孔细旦尼龙纤维集水应用，其特征在于，所述多孔细旦尼龙纤维选自尼龙6，尼龙66，尼龙10，尼龙12，尼龙1212或尼龙610。

第四方面，本发明提供上述多孔细旦尼龙纤维集水应用，其特征在于，所述多孔细旦尼龙纤维作为相转变催化剂用于收集水分的应用，以1小时计，多孔细旦尼龙纤维捕集到的水的重量约为所用多孔细旦尼龙纤维重量的1～10万倍。

第五方面，本发明提供上述多孔细旦尼龙纤维集水应用，其特征在于，所述多孔细旦尼龙纤维作为相转变催化剂用于收集水分的应用，以1小时计，多孔细旦尼龙纤维捕集到的水的重量约为所用多孔细旦尼龙纤维重量的5万倍。

第六方面，本发明提供上述多孔细旦尼龙纤维集水应用，其特征在于，所述多孔细旦尼龙纤维作为海水淡化处理预过滤材料的应用。

第七方面，本发明提供上述多孔细旦尼龙纤维集水应用，其特征在于，所述多孔细旦尼龙纤维作为水蒸汽凝结剂用于集水的应用，其通过将多孔细旦尼龙纤维置于湿度大于90%的环境中收集水分。

本发明提供的多孔细旦尼龙纤维集水的应用，其有以下优点：

（1）本发明提供的多孔细旦尼龙纤维集水应用，其操作简便，只需要将多孔细旦尼龙纤维置于潮湿环境中即可，无需额外操作，人工成本低；

（2）本发明提供的用于集水的多孔细旦尼龙纤维，其集水能力强，以1小时计，多孔细旦尼龙纤维捕集到的水的重量约为所用多孔细旦尼龙纤维重量的1～10万倍；