[发明专利]一种含MnO2

说明书

本发明涉及一种含MnO₂纳米粒子的太阳能光驱动水蒸发复合膜及其制备方法，所述复合膜制备方法如下：S1、将MnO₂纳米粒子和盐酸多巴胺超声分散于碱性水溶液中，得到A溶液；S2、将亲水性高分子溶解于醋酸水溶液中，得到B溶液；S3、将S1所得A溶液在一小时之内加入到S2所得B溶液中，混合搅拌均匀，取所得混合液置于底部平整的容器中，冷冻，然后在真空条件下冻干，得到含MnO₂纳米粒子的太阳能光驱动水蒸发复合膜。本发明提供的含MnO₂纳米粒子的太阳能光驱动水蒸发复合膜柔韧性好，密度低，轻薄，不需要悬浮装置就可以轻易地漂在水面上，而且遇水能保持复合膜的完整性，用于水蒸发效率高，使用寿命长。

技术领域

本发明属于使用含金属氧化物作为混合配料的有机高分子化合物技术领域，具体涉及一种含MnO₂纳米粒子的太阳能光驱动水蒸发复合膜及其制备方法。

背景技术

随着全球人口数量的快速增长，在未来的几十年里，清洁水资源供应问题将会变得突出，虽然现有的技术可以缓解水资源短缺的问题，但会加剧能源消耗，甚至对环境造成不利影响。本领域相关研究人员为改善清洁水生产技术付出了巨大努力，例如太阳能驱动水蒸发，利用太阳光作为可再生能源生产清洁水，对环境的影响小，是解决水资源短缺问题的一种有效方法。

由于水对太阳能的吸收率低，传统的太阳能驱动蒸汽发生系统中太阳能到蒸汽的转换效率低，需要投入大量资金和土地资源，限制了其推广应用。随着光热材料的发展，出现了新型高效的太阳能驱动水蒸发系统，可以在不使用复杂光学聚光器的情况下驱动水蒸发，该方式是将光热材料集成到水源中，从而定位光吸收进行热转换，使热量有效传递到周围的水。

太阳能驱动水蒸发系统将太阳能与热能的能量转换定位在空气/液体界面上，因其可以减少热损失并提高能量转换效率，已经被作为传统体积加热蒸发的替代系统。目前，蒸发效率可达到90％以上。然而，太阳能驱动水蒸发的应用也面临着一些重要的挑战，如光热材料在海水、淡水和工业废水中的长期稳定性和耐久性；海水淡化中会发生盐的沉积；水源中的挥发性有机物与冷凝水一起被收集；因此，还需进一步研究具有良好的热/化学稳定性、可回收性和对各种环境兼容性的光热材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种含MnO₂纳米粒子的太阳能光驱动水蒸发复合膜，该膜柔韧性好，具有多孔结构，易于水的运输，并且制备工艺简便，易于量化生产。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种含MnO₂纳米粒子的太阳能光驱动水蒸发复合膜，其制备方法如下：

S1、将MnO₂纳米粒子和盐酸多巴胺超声分散于碱性水溶液中，得到A溶液；

S2、将亲水性高分子溶解于醋酸水溶液中，得到B溶液；

S3、将S1所得A溶液在一小时之内加入到S2所得B溶液中，混合搅拌均匀，取所得混合液置于底部平整的容器中，在-10～-20℃的条件下冷冻，然后在真空条件下冻干，得到含MnO₂纳米粒子的太阳能光驱动水蒸发复合膜。

按上述方案，S1所述MnO₂纳米粒子为MnO₂纳米线或MnO₂纳米管，长度为50～100nm。

按上述方案，S1所述MnO₂纳米粒子与盐酸多巴胺的质量比为2～15：3。

按上述方案，S1所述的碱性水溶液pH值为8～9，由三羟基氨基甲烷调节水得到。

按上述方案，S2所述亲水性高分子为壳聚糖或聚乙烯醇。