[发明专利]一种介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜、超组装制备方法及其应用

权利要求书

1.一种介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜，其特征在于，包括：

作为基底的阳极氧化铝膜层及覆盖在所述阳极氧化铝膜层的一面上的介孔氧化硅层，

其中，所述阳极氧化铝膜层具有在水中荷正电荷的纳米通道，

所述介孔氧化硅层具有在水中荷负电荷的介孔通道。

2.根据权利要求1所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜，其特征在于：

其中，所述阳极氧化铝膜层的厚度为60μm～80μm，所述纳米通道的孔径为80nm～100nm，

所述介孔氧化硅层的厚度为90nm～100nm，所述介孔通道的孔径为8nm～10nm。

3.一种介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜的超组装制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，硅前驱体溶液的制备：称取0.4g～1.2g的F127溶解于10g的无水乙醇中，得到模板剂溶液，将0.4g～0.6g的0.1M的稀盐酸、0.5g～0.8g的水及10.0g～20.0g的无水乙醇混合后搅拌均匀得到混合溶液，然后将正硅酸四乙酯缓慢滴加到所述混合溶液中，室温搅拌后再于在60℃加热得到硅凝胶，冷却至室温之后，将所述硅凝胶缓慢滴加到所述模板剂溶液中，室温下搅拌得到所述硅前驱体溶液；

步骤2，将所述硅前驱体溶液旋涂到堵好孔的阳极氧化铝膜的一面上，得到复合膜；

步骤3，将所述复合膜在35℃～45℃下蒸发诱导自组装，之后在100℃～150℃下进行交联聚合；

步骤4，将经过热聚合的所述复合膜在空气条件于450℃～550℃煅烧，得到介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜，

其中，步骤1中，所述F127与所述正硅酸四乙酯的质量摩尔比为45g/mol～120g/mol，步骤2中，旋涂的次数至少为一次，旋涂时的转速为1000r/min～3000r/min。

4.根据权利要求3所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜的超组装制备方法，其特征在于：

其中，步骤3中，将所述复合膜在40℃下蒸发诱导自组装24h，然后在100℃烘箱中进行热聚合24h。

5.根据权利要求3所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜的超组装制备方法，其特征在于：

其中，步骤2中，旋涂次数为2次或者3次。

6.根据权利要求3所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜的超组装制备方法，其特征在于：

其中，步骤2中，每次旋涂的时间为30s～60s。

7.根据权利要求3所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜的超组装制备方法，其特征在于：

其中，步骤4中，将经过热聚合的所述复合膜在空气条件于500℃煅烧6h，得到所述介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜。

8.根据权利要求3所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜的超组装制备方法，其特征在于：

其中，所述阳极氧化铝膜为多孔的圆形膜，该圆形膜的厚度为60μm，孔径为80nm。

9.根据权利要求8所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜的超组装制备方法，其特征在于：

其中，所述阳极氧化铝膜的堵孔方法为：用8wt％～10wt％的聚甲基丙烯酸甲酯丙酮溶液旋涂在所述阳极氧化铝膜的表面，室温干燥后在180℃～200℃的烘箱中加热5h～7h，得到堵好孔的所述阳极氧化铝膜。

10.一种盐差能转化设备，其特征在于，包括：

第一电解液、第二电解液、电流收集件以及转换膜，

其中，所述电流收集件的负极位于所述第一电解液中，所述电流收集件的正极位于所述第二电解液中，所述第一电解液的浓度低于所述第二电解液的浓度，

所述转换膜为权利要求1-9中任一项所述的介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜，所述介孔氧化硅/阳极氧化铝异质结膜将所述第一电解液与所述第二电解液分隔开，使得不同数目的阴阳离子通过迁移将渗透能转换为电能，

所述阳极氧化铝膜层的一侧为所述第一电解液，所述介孔氧化硅层的一侧为所述第二电解液。