[发明专利]一种类花瓣二硫化钼薄膜及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种类花瓣二硫化钼薄膜的制备方法，属于功能纳米材料领域。本发明以棉布作为二硫化钼薄膜的基底，减少了成本，提供了稳定的支撑，棉布耐高温，在水热反应中能保持完整的纤维结构，透气性，为蒸汽提供了良好的透气通道；以类花瓣二硫化钼作为光热转换材料，作为一种类石墨烯材料，具有比表面积大的优点，在整个太阳光谱有高的光吸收，在光照下能迅速将光转化为热，实现高效的太阳能蒸汽聚集，通过无污染的水热反应能一步制备光热转换薄膜，工艺简单，易大面积生产。实施例的数据表明，本发明制得的类花瓣二硫化钼薄膜的蒸汽蒸发速率高达1.3kg·m^‑2·h^‑1。

技术领域

本发明涉及功能纳米材料技术领域，尤其涉及一种类花瓣二硫化钼薄膜及其制备方法和应用。

背景技术

在21世纪，饮用水的缺乏已经成为人类面临的最普遍的挑战之一，随着人口的增长和工业的快速发展，这个问题正变得越来越根深蒂固。最近，太阳能海水淡化，作为一种低成本无污染的技术，已成为人们关注的焦点。利用太阳能从海水和工业废水中生成洁净水是解决水资源短缺的一项很有前景的技术。对实际应用而言，最大限度地利用太阳能是一项必要的技术。由于大量的热损失，传统的太阳能海水淡化技术是不可行的。利用光热基底膜进行局部加热的太阳蒸汽方法被认为是近年来最有效的方法。

最先用于光热蒸汽转化的材料包括金，银等贵金属纳米流体和它们的宏观组装材料，但昂贵的价格和易团聚的本质以及组装材料脆弱的稳定性限制了它们的实际应用。碳纳米材料因低成本，优异的光吸收和大的比表面积，受到研究者的广泛研，但是仍然存在难分散、透气性差的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种类花瓣二硫化钼薄膜及其制备方法和应用。本发明制得的类花瓣二硫化钼薄膜易分散，以棉布为基底，提高了薄膜的透气性。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种类花瓣二硫化钼薄膜的制备方法，包括以下步骤：

(1)将退浆棉布在种子溶液中浸泡后干燥，得到沉积晶核的棉布，所述种子溶液中包括钼盐和还原剂；

(2)将所述步骤(1)所得到的沉积晶核的棉布浸泡在生长溶液发生二硫化钼自生长反应，得到类花瓣二硫化钼薄膜，所述生长溶液中包括钼盐和还原剂；

所述种子溶液和生长溶液中的还原剂独立地包括硫脲、硫代硫酸钠和硫化钠中的一种或多种；所述生长溶液中钼盐和还原剂各自的浓度分别高于种子溶液中钼盐和还原剂的浓度。

优选地，所述步骤(1)中退浆棉布由棉布经退浆处理得到，所述退浆处理的温度为90～100℃，所述退浆处理的时间为6～12h。

优选地，所述步骤(1)中种子溶液中钼盐的浓度为0.005～0.01mol/L，还原剂的浓度为0.01～0.02mol/L。

优选地，所述步骤(2)中生长溶液中钼盐的浓度为0.01～0.1mol/L，还原剂的浓度为0.02～0.2mol/L。

优选地，所述种子溶液和生长溶液中钼盐独立地包括钼酸钠、钼酸铵、钼酸钾和钼酸镁中的一种或多种。

优选地，所述步骤(2)中自生长反应的温度为180～200℃，自生长反应的时间不小于20h。

优选地，自生长反应后，将自生长反应产物与聚乙二醇水溶液混合发生水热反应，得到亲水性类花瓣二硫化钼薄膜。

优选地，水热反应的温度为140～180℃，所述水热反应的时间为1～2h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的类花瓣二硫化钼薄膜，以棉布为基底，在棉布基底上生长有片层二硫化钼叠加而成的二硫化钼纳米球，密集排列的由片层叠加的二硫化钼纳米球形成了类花瓣二硫化钼薄膜。