[发明专利]碳纳米管仿生树编织物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种碳纳米管仿生树编织物及其制备方法与应用。所述碳纳米管仿生树编织物包括蒸发部和仿生根须部，所述蒸发部包括一根以上功能纤维，所述功能纤维包括卷绕设置的叠层结构体，所述叠层结构体包括层叠设置的光吸收层和水传输层，所述仿生根须部包括多根须状体，所述多根须状体与水传输层连接，且水能够在所述多根须状体与水传输层之间连续传输。该碳纳米管仿生树编织物结构简单，柔韧性好，易于大面积制备和存储、运输、耐水洗，并且因其具有独特的仿生根须设计，使用时更容易提取深层环境中的水用于蒸发，且具有很好的盐自清洁性能，可以重复使用。

技术领域

本发明涉及一种碳纳米管编织物，具体涉及一种碳纳米管仿生树编织物及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，光热界面海水淡化技术引起了人们的广泛关注，该技术是将太阳能吸收体置于水/空气界面进行加热以实现海水淡化，其与传统直接加热大块水的方式相比，光热转换效率高、环境友好、成本低。目前，光热界面海水淡化技术主要围绕以下几个方向展开研究：提高装置光热转换效率和水蒸发速率，降低热损失；可以反复利用，耐高浓度的盐、各种污水、染色剂，适用于各种复杂的环境，柔性易存储，可大面积制备。

为了满足上述需求，研究人员提出了多种光热材料和装置。例如，有研究人员采用氧化石墨烯薄膜(光吸收水蒸发层)和聚苯乙烯泡沫(隔热层)组装成光热海水淡化装置，这种结构双层结构极大的提高了光热转换效率和水蒸发速率，降低热损失，但是结构复杂，蒸发层、隔热层和吸水层各自独立存在，不易存储和大面积制备。又例如，有研究人员将等离子体金属纳米颗粒附载在木头上，制备出具有高光吸收率的水蒸发体。但是这种光热蒸发体是刚性的，无法大面积制备，不易存储，且容易被污水、染色剂等污染，进而无法重复使用，且热损失严重。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种碳纳米管仿生树编织物及其制备方法与应用，从而克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例的一个方面提供了一种碳纳米管仿生树编织物，其包括蒸发部和仿生根须部，所述蒸发部包括一根以上功能纤维，所述功能纤维包括卷绕设置的叠层结构体，所述叠层结构体包括层叠设置的光吸收层和水传输层，所述仿生根须部包括多根须状体，所述多根须状体与水传输层连接，且水能够在所述多根须状体与水传输层之间连续传输。

在一些实施方式中，所述多根须状体与水传输层一体设置。

在一些实施方式中，所述功能纤维的外壁由光吸收层形成。

在一些实施方式中，所述蒸发部包括多根功能纤维，其中多根功能纤维相互交织或并行排列。

在一些实施方式中，所述光吸收层包括多孔碳纳米管薄膜。

在一些实施方式中，所述水传输层包括由吸水材料形成的网状结构以及结合于所述网状结构上的碳纳米管。所述碳纳米管可以进一步增强所述网状结构的吸光性。

在一些实施方式中，所述网状结构上还修饰有亲水性物质，以增强其亲水性。优选的，所述亲水性物质包括聚乙烯醇(PVA)。

在一些实施方式中，所述碳纳米管仿生树编织物包括多根第一吸水纤维和多个第二吸水纤维，所述第一吸水纤维包括沿长度方向依次设置的第一纤维段和第二纤维段，并且该多根第一吸水纤维的第一纤维段与多个第二吸水纤维相互交织形成所述网状结构，同时该多根第一吸水纤维的第二纤维段形成为所述的多根须状体。

在一些实施方式中，所述第一吸水纤维、第二吸水纤维包括棉纤维，且不限于此。

本发明实施例的另一个方面提供了前述任一种碳纳米管仿生树编织物的制备方法，其包括：

提供水传输层，所述水传输层与多根须状体连接，且水能够在所述多根须状体与水传输层之间连续传输；