[发明专利]一种利用微流法制备光热蒸发凝胶薄膜的方法

说明书

本发明公开了一种利用微流法制备光热蒸发凝胶膜的方法，包括：配置离子液体混合溶液，将光热转换粒子加入到离子液体混合溶液中，将溶液装入注射器中，并加入凝固浴中，制备凝胶薄膜，并进行后处理获得的凝胶薄膜能够实现高效率的光吸收与能量转化，由于其具有多孔的凝胶，并且具有丰富的官能团，在用海水进行蒸发时能有效防止盐结垢，延长膜的使用寿命。

技术领域

本发明涉及太阳能利用领域，特别是涉及一种应用于太阳能驱动水蒸发的凝胶薄膜的制备方法。

背景技术

伴随着现代工业文明的发展，人类对于能源的需求也在不断地提升，不可再生的化石燃料仍是当今社会的主要能量来源。从长远角度来看以化石燃料为主的供应模式是不稳定、不可持续的。在过去的几十年里，大量优质、价廉及易开采的化石燃料被大量开发使用，剩下一些低品质、昂贵以及难以开采的化石燃料。开发新的，可持续，可再生的能源已经迫在眉睫。

太阳能资源以其来源丰富、使用免费、绿色环保等优点备受人们的关注。但是，目前太阳能的利用效率仍然较低，对于实现太阳能的高效利用仍有很多技术难题有待解决。

太阳能驱动水蒸发技术，指太阳光被充分吸收，而其能量只持续传递给水与空气界面的水分子，使之不断转化为蒸汽。这样可以充分利用太阳光的能量，有效地解决了吸收体光学吸收损耗和热学损耗的问题，使其转化效率得到大幅度提高(90％)，在应用层面，也展示出了一些新的应用可能，如海水淡化、污水处理、催化等。但要实现高的界面光蒸汽转化效率，就必须要从光学吸收、热学调控、水输送这几个方向来对界面光蒸汽转化器件进行精细设计。

为实现更高的光热转换率，实现水蒸发技术，就首先需要良好的光吸收材料，能在较宽的波长范围内尽量消除透射和反射，以实现高效率的光吸收与能量转化，同时，基体材料需要构筑合适孔道结构来向蒸发表面连续不断的供水。亲水且多孔的材料作为水传输通道，这种设计利用材料本身的毛细作用，将水体泵送到吸收体表面进行蒸发，在确保水传输的同时，也能够最大限度地进行隔热，减少热量损失，实现太阳能驱动水蒸发的技术。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种利用微流法制备光热蒸发凝胶膜的方法。首先，配制含有光热转换粒子和功能化聚合物的离子液体混合溶液，然后利用微流法在重力作用下在液面上制备出凝胶薄膜，最后用水置换凝胶薄膜中的溶剂，从而获得凝胶薄膜。该凝胶薄膜能够实现高效率的光吸收与能量转化，由于其具有多孔的凝胶，并且具有丰富的官能团，在用海水进行蒸发时能有效防止盐结垢，延长膜的使用寿命，由此完成了本发明。

因此，本发明第一方面，提供一种利用微流法制备光热蒸发凝胶膜的方法，该方法包括以下步骤：

步骤a、配置离子液体混合溶液；

步骤b、将光热转换粒子加入到离子液体混合溶液中；

步骤c、将溶液装入注射器中，并加入凝固浴中，形成凝胶薄膜；

步骤d、对形成的凝胶薄膜进行后处理。

本发明第二方面，还提供一种由以上方法制得的光热蒸发凝胶膜。

本发明提供的利用微流法制备光热蒸发凝胶膜的方法的优势在于：可以连续生产凝胶薄膜，该凝胶薄膜充分利用光热转换粒子，具有良好的光热蒸发能力，并且具有优异的抗盐垢能力。制备过程选用的材料绿色环保，所用的溶剂可以循环重复使用，可以降低成本。这为以后大规模利用太阳能进行水蒸发提供了材料基础。

附图说明

图1示出本发明中纤维素与壳聚糖(100％水凝固浴)凝胶薄膜的数码照片；

图2示出本发明中纤维素与壳聚糖(100％水凝固浴)凝胶薄膜的扫描电镜图；

图3示出本发明中纤维素与壳聚糖(50％乙醇凝固浴)凝胶薄膜的数码照片；