[发明专利]一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜及制备方法

权利要求书

1.一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于，所述光热海水淡化复合膜包括光吸收层，热管理层和水运输层；其中，热管理层设于水运输层和光吸收层之间；所述水运输层为聚丙烯腈薄膜，所述热管理层为掺杂有碳纳米管的环氧树脂薄膜，所述光吸收层为碳化硅/氮化硅薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于，所述光吸收层的厚度为0.1～0.3mm，热管理层的厚度为0.2～0.6mm，水运输层的厚度为0.1～0.3mm。

3.根据权利要求1所述的一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于，所述水运输层为多孔聚丙烯腈薄膜，孔隙率为75％～85％；所述热管理层为掺杂有碳纳米管的多孔水性环氧树脂薄膜，孔隙率为65％～80％，接触角为40°～50°，碳纳米管掺杂量为8％～20％；所述光吸收层为碳化硅/氮化硅复合薄膜，其中氮化硅的质量分数为碳化硅的30％～50％。

4.根据权利要求1或3所述的一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于所述碳化硅/氮化硅复合薄膜的制备方法包括如下步骤：

ST1：将可膨胀石墨与二氧化硅溶胶混合，经凝胶、烘干、粉碎，得到含可膨胀石墨的二氧化硅干凝胶；

ST2：将含可膨胀石墨的二氧化硅干凝胶和硅粉置于氮气氛围下管式炉进行烧结，冷却后收集产物，滚压剥离即得到碳化硅/氮化硅复合薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于所述二氧化硅溶胶的二氧化硅质量分数为30％～50％，pH为9～10；所述可膨胀石墨与二氧化硅的质量比在1:0.6～1:1.1；所述硅粉的添加质量为所述含可膨胀石墨的二氧化硅干凝胶的60％～65％；所述烧结的工艺为：在氮气气氛下，升温升至1500℃～1800℃，保温4～6h。

6.根据权利要求1或3所述的一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于掺杂有碳纳米管的环氧树脂薄膜的制备方法包括如下步骤：

ST11：对碳纳米管进行强酸处理、超声处理，洗涤并干燥后备用；

ST22：将氯化铁和硫酸亚铁制成混合水溶液，加入ST11步骤所得碳纳米管，调节混合液pH为8～10，抽滤后得到负载四氧化三铁的碳纳米管粉末，负载量为60～70％；

ST33：在甲基异丁基甲酮中加入环氧树脂、固化剂和乳化剂，并滴加二氧化硅溶胶，搅拌均匀得到混合浓乳液；

ST44：向所得浓乳液加入负载四氧化三铁的碳纳米管粉末，刮涂于石英玻璃板上，置于磁场和55～65℃恒温水浴中共混并固化，剥离得到孔径为20～400nm的掺杂有碳纳米管的多孔环氧树脂薄膜；

ST55：将ST44步骤所得多孔环氧树脂薄膜浸泡在溶有偶氮二异丁腈的丙酮中进行抽真空处理，取出后干燥，然后浸泡在甲基丙烯酸甲酯中进行抽真空处理，并取出干燥，得到掺杂有碳纳米管的多孔亲水环氧树脂薄膜。

7.根据权利要求6所述的一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于所述碳纳米管为多壁碳纳米管；步骤ST33所述的固化剂为650低分子聚酰胺，乳化剂为Span20。

8.根据权利要求6所述的一种多孔亲水的光热海水淡化复合膜，其特征在于步骤ST33中，所述环氧树脂为甲基异丁基甲酮质量的65％～72％，固化剂为环氧树脂质量的75％～85％，乳化剂为环氧树脂质量的8％～12％，二氧化硅溶胶为环氧树脂质量的3％～5％；其中，所述二氧化硅溶胶的二氧化硅含量为30％～50％，pH为9～10。

9.权利要求1所述的多孔亲水的光热海水淡化复合膜的制备方法，其特征在于光沿热管理层的上表面和下表面的边缘涂抹环氧粘合剂，将水运输层、热管理层光吸收层三层依次贴合，得到多孔亲水的光热海水淡化复合膜。

10.权利要求1所述的多孔亲水的光热海水淡化复合膜在太阳能驱动界面蒸发方面的应用。