[发明专利]一种用于太阳能海水淡化的杂化膜及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及海水淡化材料领域，具体涉及一种用于太阳能海水淡化的杂化膜及其制备方法和应用，制备方法包括：将高分子聚合物在高温下配置成分散均匀的溶液；将具有高热导率与高光热转换能力的材料结合，形成一种兼具两种性能的复合材料；将制备的复合材料加入到配置的溶液中；将上述溶液超声后转移至模具中，烘干成膜，得到一种具有强光热转换能力的杂化膜。本发明提供一种可用于太阳能海水淡化的杂化膜，制备过程耗能低，原材料简单，成本低，易操作；本发明所制备的杂化膜具有较高的吸光能力，良好的光热转换效率以及蒸发效率，较高的循环稳定性和耐盐腐蚀性，可以应用于太阳能海水淡化领域。

技术领域

本发明涉及海水淡化材料领域，具体涉及一种用于太阳能海水淡化的杂化膜及其制备方法和应用。

背景技术

由于人口众多，我国的人均水资源量仅为世界平均水平的25％，是全球人均水资源最贫瘠的国家之一，然而我国又是世界上用水量最多的国家。为了解决淡水资源缺乏的问题，将海水淡化是最直接最有效的方法，而利用太阳能进行海水淡化是一种对环境友好且成本较低的技术

随着化石燃料的持续减少，太阳能已经成为人类能源的一个重要组成成分，并由于其丰富和环境友好等性能而被不断利用。光热材料的利用是提高太阳能效率必不可少的。光热材料的光捕获和光热转换特性在太阳能光热转换中起着关键作用。

增加材料的光热转换性能，将具有强光热转换性能的光热材料应用于海水淡化领域，仍是需要考虑和研究的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有强光热转换能力的杂化膜的制备和应用；将具有导热系数高的材料如二硫化钼、碳化硅、氮化硼、石墨烯或氧化石墨烯等和具有高光热转换材料如聚苯胺、聚酰亚胺、聚噻吩或聚吡咯等结合，均匀的分散于高分子聚合物溶液中，得到一种具有光热蒸发功能的杂化膜材料，可应用于光热蒸发和海水淡化领域。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于太阳能海水淡化的杂化膜，制备方法包括如下步骤：

步骤一、将高分子聚合物加入溶剂中，在高温搅拌条件下配置成分散均匀的溶液；

步骤二、在氧化剂存在的条件下，将具有高热导率与高光热转换能力的材料结合，形成一种兼具两种性能的复合材料；

步骤三、将步骤二中制备的复合材料加入到步骤一配置的溶液中，高速搅拌使复合材料在溶液中分散均匀；

步骤四、将步骤三中的溶液超声后转移至模具中，烘干成膜，得到一种具有强光热转换能力的杂化膜。

优选地，上述的一种用于太阳能海水淡化的杂化膜，步骤一所述的高分子聚合物是聚氨酯、超高分子量聚乙烯、聚丙烯酰胺、聚酰胺或聚乙烯醇中的一种。

优选地，上述的一种用于太阳能海水淡化的杂化膜，步骤一中所述溶剂是四氢呋喃、对二甲苯、三氯甲烷、水中的一种或多种，配置成0.01-0.50g mL^-1的溶液。

优选地，上述的一种用于太阳能海水淡化的杂化膜，步骤一中所述的高温是40-150℃，搅拌速度在400-600rpm之间。

优选地，上述的一种用于太阳能海水淡化的杂化膜，步骤二中高热导率的材料是二硫化钼、碳化硅、氮化硼、石墨烯、氧化石墨烯中的一种或多种，高光热转换材料是聚苯胺、聚酰亚胺、聚噻吩、聚吡咯中的一种或多种。

优选地，上述的一种用于太阳能海水淡化的杂化膜，步骤二中高热导率的材料与高光热转换材料利用分子间作用力按照5-50wt％进行结合，形成深色复合材料。

优选地，上述的一种用于太阳能海水淡化的杂化膜，步骤二中，氧化剂是三氯化铁、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化氢中的一种或多种。