[发明专利]一种三维多层中空结构电热蒸发织物、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种三维多层中空结构电热蒸发织物、制备方法及应用。所述织物包括依次复合的蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层，四者通过间隔纱结合为一体。制备方法为：开动引纬装置，引入各层纬纱；单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现蒸发层、电热层、隔热导水层和漂浮层的织造；放入高度为间隔片，双组综框运动带动间隔纱相互交织，构成间隔层；打纬，并通过步进电机卷取，即获得三维多层结构电热蒸发织物。将电热层中电热纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将蒸发层加热，使水分蒸发。该织物具有三维填充一体结构，质量轻，强度高，结构简单，可以产业化生产；在海水淡化和污水处理领域具有重要应用前景。

技术领域

本发明涉及新材料领域，更具体地说，涉及一种三维多层中空结构电热蒸发织物的制备方法。

背景技术

陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53％，淡水的绝大部分又被封冻在南北两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。淡水资源的时空分布不均和人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的淡水资源危机。随着经济的发展，淡水的使用量急剧增加，而经济增长、人口增加以及水体的污染，导致我国当前淡水资源严重短缺，成为经济持续发展的重要障碍，淡水资源的开发势在必行。海水淡化技术是解决淡水来源的有效途径，不断地在创新和发展，应用前景广阔。

目前，海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法中的多级闪蒸技术，动力消耗大，设备的操作弹性小，多效蒸馏技术的低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用高；电渗析法工艺简单，除盐率高，但水回收率低，队不带电荷的物质无脱除能力，且能耗大，不适用大规模的海水淡化工程；反渗透法需要具有选择透过性能的“半透膜”，膜的寿命和抗污染问题不能有效解决，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需定期更换。以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，能耗较大，成本高，且淡化效率不高，设备复杂，淡化过程慢。因此，研发新型的蒸发织物对海水或者其它类型的污水进行蒸馏提纯非常必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种液体蒸发织物及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维多层中空结构电热蒸发织物，其特征在于，包括依次复合的蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层，四者通过间隔纱结合为一体；蒸发层由蒸发层经纱、蒸发层纬纱构成，电热层由电热层经纱、电热层纬纱构成，隔热导水层由具有导水作用的间隔纱构成；漂浮层由漂浮层经纱、漂浮层纬纱构成。

优选地，所述蒸发层经纱、蒸发层纬纱采用亲水性天然纤维、再生纤维素纤维和亲水改性的化学纤维或其膨体纱中的任意一种或几种的混杂。

优选地，所述间隔纱采用导水纤维与支撑纤维的混杂纤维；两者的纤维根数比为1∶5～5∶1。

更优选地，所述导水纤维采用亲水性天然纤维、再生纤维素纤维和亲水改性的化学纤维或其膨体纱中的任意一种或几种的混杂；支撑纤维采用涤纶单丝、丙纶单丝、锦纶单丝或玻璃纤维。间隔纱具有将各层织物捆绑成为一个整体，并且将漂浮层的水分传导到蒸发层。

优选地，所述漂浮层经纱、漂浮层纬纱采用密度低于水的聚乙烯纤维作为漂浮层纤维，也可以嵌入两端封闭的塑料管或者橡皮管作为漂浮层嵌入材料，目的是达到蒸发织物漂浮于水面上。

更优选地，所述天然纤维为棉或麻；所述化学纤维为涤纶、锦纶、丙纶。

优选地，所述电热层经纱、电热层纬纱采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维、金属镀层纤维和纳米导电颗粒涂层纤维中的任意一种或几种的混杂。

优选地，所述电热层经纱、电热层纬纱采用镀镍碳纤维。

优选地，所述漂浮填充材料为拒水海绵、拒水泡沫材料或两端封闭的空心管状材料。目的是实现织物漂浮和隔绝蒸发层热量的耗散，使蒸发层的吸收的热量聚集在蒸发层表面，起到快速加热和蒸发水分的作用。