[发明专利]一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫的制备方法，将氧化石墨烯与有机溶剂混合，得到氧化石墨烯分散液，然后氧化石墨烯分散液与与聚醚330和聚乙二醇与二异氰酸酯和三乙醇胺和二月桂酸二丁基锡与硅油以及水混合后进行预聚合，得到预聚物，预聚物进行发泡，得到氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫，在微波条件下，将氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫进行还原，得到还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫，能够高效的吸收太阳能并转换为热能，实现了氧化石墨烯的均匀分散和稳定负载，能够在降低热传导的同时实现下层水对表面蒸汽化区域的有效供给。

技术领域

本发明涉及纳米复合材料的制备领域，尤其涉及一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫及其制备方法和应用。

背景技术

充足的淡水资源是人类生存发展的重要保障。然而，当今越来越多的城市和地区面临着淡水资源匮乏的难题，人类亟需找到一种高效率、低能耗的淡水制备方案来解决这项难题。由于太阳能的清洁性和可再生能力以及海水资源的高储备，太阳能海水淡化技术成为解决上述难题最有效的方案，但是传统的太阳能海水淡化技术由于需要加热海水整体，具有较低的转换效率且造成了能源的浪费。依靠高吸光的纳米粒子产生的局部热效应能够有效的产生太阳能蒸汽，能耗低、效率高。

目前，已经报道的用于光热转化的材料主要分为两大类，一类是无机贵金属材料，包括它们的纳米流体以及宏观组装体；另一类是碳基材料，同样包括它们的纳米流体以及宏观组装体。碳基材料较贵金属材料拥有低成本的优势，但也存在固有的不足之处，例如难分散、高导热以及宏观组装体不够稳定等，这些缺点限制了碳基材料光热转换效率的提升和工业化的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫的制备方法，所用试剂常见，制备方法简单，易实现，原位生成氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫，制得的还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫具有较高的吸光能力，能够实现光热的高效转化。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫的制备方法，包括以下步骤：

(1)将氧化石墨烯与有机溶剂混合，得到氧化石墨烯分散液；

(2)将所述步骤(1)得到的氧化石墨烯分散液、聚醚330、聚乙二醇、二异氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡、硅油和水混合，得到混合物，将所述混合物进行预聚合，得到预聚物；

(3)将所述步骤(2)得到的预聚物进行发泡，得到氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫；

(4)将所述步骤(3)得到的氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫与还原剂混合，在微波条件下进行还原，得到还原氧化石墨烯/聚氨酯纳米复合泡沫。

优选地，所述步骤(2)中聚醚330、聚乙二醇和二异氰酸酯的质量比为2～4:1：1.5～3；

所述三乙醇胺与二月桂酸二丁基锡的质量比为1～2:1。

优选地，所述步骤(2)中氧化石墨烯的用量为所述混合物总质量的0.1～0.4％；

所述三乙醇胺和二月酸二丁基锡的总用量为所述混合物总质量的0.3～1％；

所述去离子水的用量为所述混合物总质量的2～4％。

优选地，所述步骤(2)中二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯或二苯甲烷二异氰酸酯；

所述聚乙二醇包括聚乙二醇200或聚乙二醇400。

优选地，所述步骤(2)中聚乙二醇替换为2,2-二羟甲基丙酸。

优选地，所述步骤(3)中发泡的温度为60～80℃，所述发泡的时间为1～3小时。