[发明专利]一种聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶及其制备方法

说明书

发明提供一方面，本发明提供一种聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶，其制备方法和太阳能采集设备。气凝胶的制备方法为：制备NaOH尿素水溶液，冷冻，搅拌并将棉溶解，添加交联剂得到水凝胶，去离子水除去过量的化学物质，将水凝胶冷冻，然后在冷凝器中冷冻干燥，得到纤维素气凝胶。将茶多酚加入盐酸多巴胺溶液中，混合得到盐酸多巴胺茶多酚溶液。将纤维素气凝胶浸入氨溶液中，然后浸入上述盐酸多巴胺茶多酚溶液中，在纤维素气凝胶上原位涂覆聚多巴胺/茶多酚膜，去离子水洗涤，冷冻干燥，得到聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶。本发明通的复合光热凝胶在一个阳光照射下达到约1.12kg m^‑1h^‑1的高水分蒸发率，能量效率约为82％。

技术领域

本发明提供一种聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶及其制备方法，属于清洁能源技术领域。

背景技术

清洁水是人类生存和社会发展的日常必需品之一。但是，获得清洁水的渠道不足困扰着越来越多的人。为了解决这个问题，从海水和废水中获取清洁水被认为是缓解缺水问题的可行和有效的策略。到目前为止，已经证明通过将太阳能转化为热以进行水蒸发，太阳能蒸汽的产生是一种很有前途的技术。

为了提高太阳热效率，现有技术已经有很多文献记载了许多光热蒸发器，包括金属材料，碳基材料和有机聚合物。同时，这些光热材料已被制成热定位层，以进行有效的光热转换以实现界面太阳蒸气的产生。

现有技术这些系统及其应用中仍然存在一些挑战，例如由于油污而被油污染的水。例如，金属基材料通常表现出狭窄的光吸收带宽，从而限制了它们的光收集能力。尽管碳基材料具有广泛的吸光率，但它们有毒，难以制造且容易被实际水资源中普遍存在的溢油污染。因此，有必要制造出具有成本效益的防油污材料，以用于太阳能蒸发和污染物吸附。

从历史上看，在各地海水淡化的阻碍是成本问题，它的成本高得令人望而却步。而传统的聚多巴胺材料海水淡化材料或需要大量多巴胺投料，或需要硝酸银等高成本材料共同发挥作用，均需要很高的海水淡化成本，不利于实际生产中大面积推广与使用。

发明内容

本申请的目的在于至少解决上述问题之一，本发明为实现目的采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶的制备方法，其步骤如下：

S1制备纤维素气凝胶：

具体的，其方法包括：

S11制备NaOH尿素水溶液，冷冻；

S12搅拌并将棉充分溶解在NaOH尿素水溶液中；

S13将交联剂添加到纤维素溶液中，得到水凝胶；

S14去离子水除去水凝胶中过量的化学物质；

S15将水凝胶在冷冻，然后在冷凝器中冷冻干燥，得到纤维素气凝胶。

S2制备聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶：

具体的，其方法包括：

S21将茶多酚加入盐酸多巴胺溶液中，混合得到盐酸多巴胺茶多酚溶液；

S22将S1制得的纤维素气凝胶浸入氨溶液中，取出，再浸入上述盐酸多巴胺茶多酚溶液中，在纤维素气凝胶上原位涂覆聚多巴胺/茶多酚膜；

更为细节的，本步骤中，茶多酚的酚羟基被氧化为醌，和多巴胺的氨基通过希夫碱反应共聚交联，得到聚多巴胺掺杂的聚茶多酚；

S23去离子水洗涤；

S24冷冻干燥，得到聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶。

进一步的，本发明提供一种聚多巴胺/茶多酚/纤维素复合光热凝胶的制备方法，其步骤如下：