[发明专利]一种柔性光热吸收材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种柔性光热吸收材料及其制备方法和应用，属于光热材料领域。包括：1)将聚合物基底经清洗处理，得到洁净的聚合物基底；利用Ar作为溅射气体，除去洁净的聚合物基底上的杂质；针对Ag靶和Zn靶，进行预溅射处理，得到清除靶材表面氧化层的Ag靶材和Zn靶材；2)在洁净的聚合物基底上，首先通过直流电源条件溅射Ag靶，然后通过射频电源条件溅射Zn靶，制得柔性光热吸收材料。本发明制得的柔性光热吸收材料具有优异的光谱选择吸收功能，实现了高吸收率和低热辐射的协同作用，因此能够应用于在海水淡化中。

技术领域

本发明属于光热材料领域，涉及一种柔性光热吸收材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代工业化进程的不断加快，随之而来的是严重的水污染以及水资源短缺问题。迄今为止，淡水资源短缺仍是世界上最严重的资源问题之一，这已经威胁到人类的生产、生活乃至国家战略安全。地球表面97％的水资源集中在海洋，为了缓解水资源短缺问题，研究者们将目光投向了海洋。从海水中提纯淡水资源成为当前水资源开发的主线。近年来，利用太阳能驱动界面蒸汽产生(SISG)可对海水或微咸水进行蒸发，因其具有环保、高效、热损失小等众多优势被认为是解决淡水资源短缺的有效途径。能量输入相同的情况下，界面水的局部加热会使温度梯度变化更加明显，因而蒸发效果更好。其中，光热材料是保证高效海水淡化的关键所在，大多数用于界面蒸发系统的太阳能吸收体都是超黑材料。根据Kirchhoff定律，这些超黑吸附剂在覆盖全太阳光谱和长波红外区域的宽范围波长上表现出高吸收，但吸收太阳能的同时作为黑体在红外区域通过热辐射散热，导致热损失增加，整个蒸发系统效率降低。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种柔性光热吸收材料及其制备方法和应用，本发明制得的柔性光热吸收材料具有优异的光谱选择吸收功能，实现了高吸收率和低热辐射的协同作用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种柔性光热吸收材料的制备方法，包括以下步骤：1)将聚合物基底经清洗处理，得到洁净的聚合物基底；利用Ar作为溅射气体，除去洁净的聚合物基底上的杂质；针对Ag靶和Zn靶，进行预溅射处理，得到清除靶材表面氧化层的Ag靶和Zn靶；2)在除去杂质的洁净的聚合物基底上，首先通过直流电源条件溅射Ag靶，然后通过射频电源条件溅射Zn靶，制得柔性光热吸收材料。

优选地，步骤1)中，聚合物基底为PF涤纶布。

优选地，步骤1)中，利用Ar作为溅射气体，除去洁净的聚合物基底上的杂质，具体操作如下：

在真空度为1.8×10^-3Pa以下，通入Ar作为溅射气体，在Ar等离子气氛下轰击10-20min；其中，偏压为450V，气压为5Pa。

优选地，步骤1)中，针对Ag靶和Zn靶，进行预溅射处理，得到清除靶材表面氧化层的Ag靶材和Zn靶材，具体操作如下：在真空度为0.6Pa条件下，溅射功率值为100-150W，预溅射时间为10-20min。

优选地，步骤2)中，通过直流电源条件溅射Ag靶的操作参数包括：电流0.2A，溅射时间为10-20min。

优选地，步骤2)中，通过射频电源条件溅射Zn靶的操作参数包括：电流0.18A，溅射时间为0.5-1h。

优选地，步骤2)中的溅射参数包括：在真空度为0.6Pa条件下，溅射功率值为100-150W，启动电源后Ag靶和Zn靶表面辉光放电。

优选地，步骤1)和步骤2)中，聚合物基底的温度为25℃，旋转速度固定9r/min。

本发明公开了采用上述制备方法制得的一种柔性光热吸收材料。

本发明公开了上述一种柔性光热吸收材料在海水淡化中的应用。