[发明专利]一种发电与净水生产一体功能区的制备方法

权利要求书

1.一种发电与净水生产一体功能区的制备方法，包括如下步骤：

(1)将羧基化石墨烯分散液和氧化铝纳米纤维分散液混合得到混合液，将所述混合液置入预定容器中，并将所述预定容器的底部与冷源接触进行方向自下而上的定向冷冻，得到垂直取向的羧基化石墨烯/氧化铝纳米纤维复合膜阵列，对垂直取向羧基化石墨烯/氧化铝纳米纤维复合膜阵列进行冷冻干燥；

(2)对所述冷冻干燥之后的垂直取向羧基化石墨烯/氧化铝纳米纤维复合膜阵列上部进行还原处理，得到石墨烯/氧化铝纳米纤维复合膜阵列；

(3)将复合膜阵列整体加热固化，使蒸发区下部的羧基化石墨烯/氧化铝纳米纤维复合膜阵列浸入水中结构稳定不变；

(4)将复合膜阵列下部的羧基化石墨烯/氧化铝纳米纤维复合膜阵列浸入氨基化细菌纤维素溶液中，加热并搅拌，使氨基化细菌纤维素进入通道内，使氨基与羧基发生反应，形成稳定的网络结构；

(5)将复合膜阵列整体浸入含有铝颗粒的溶液，搅拌，使铝颗粒填满复合膜阵列的通道，烘干；

(6)在复合膜阵列的底部与顶部区域分别添加防水电极与导线，在顶部上方添加水蒸气的收集装置。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的羧基化石墨烯分散液浓度为1-10mg/mL，氧化铝纳米纤维分散液浓度为2-10mg/mL，氧化铝纳米纤维的直径为50-1000nm，羧基化石墨烯分散液与纳米纤维分散液的质量比为1∶(0.1～10)，定向冷冻的温度为-196℃～-50℃，时间为10-30分钟，冷冻干燥的温度为-54℃～-48℃，时间为36-72小时。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的还原处理中还原剂为水合肼，还原时间为1-24小时，还原处理部位为上部，长度占羧基化石墨烯/氧化铝纳米纤维复合膜阵列的3/4-7/8。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的复合膜阵列整体置于60-200℃温度下加热2-24小时，使复合膜阵列结构固化，复合膜阵列下部的羧基化石墨烯/纳米纤维复合膜阵列浸入水中结构稳定不变，复合膜阵列的通道宽度为20-300μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的氨基化细菌纤维素直径为10-1000nm，长度为10-500μm，加热温度为80-90℃，时间为0.5-4小时，采用领域内常规做法制备。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的铝颗粒平均尺寸为20nm-50μm，溶剂为甲醇、乙醇或去离子水，搅拌时间为1-24小时，烘干燥时间为0.5-2小时，烘干温度为20-80℃。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)中的防水电极与导线用于收集复合膜阵列底部与顶部电荷差异带来的电能，水蒸气收集装置用于收集净水，采用领域内常规做法制备。