[发明专利]PBAT多孔海绵及其制备方法和应用

说明书

本发明属于光热材料制备技术领域，公开了PBAT多孔海绵及其制备方法和应用。本发明采用非溶剂热致相分离法制备了具有多级多孔结构的PBAT多孔海绵支架，然后采用原位聚合对PBAT多孔海绵进行亲水改性得到PDA@PBAT多孔海绵，利用浸涂法在多孔海绵的表面均匀附着一层MXene，得到MXene/PDA@PBAT多孔海绵。以本申请MXene/PDA@PBAT多孔海绵制备太阳能蒸发器蒸发效率高，脱盐、净化效率高，稳定性好，可避免长时间使用出现盐析现象造成的蒸发效率下降问题。而且本申请MXene/PDA@PBAT多孔海绵材料安全环保，可完全降解，对环境十分友好。

技术领域

本发明属于光热材料制备技术领域，具体涉及PBAT多孔海绵及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的高速发展，人口快速增长和环境污染加剧，水资源的短缺问题日益严重。尽管地球表面的70％被水覆盖，但淡水仅占其中的2.5％，且大部分存在于极地和高山的冰雪之中，无法直接取用。利用海水脱盐淡化和污水净化是弥补水资源缺口的一个有效途径。太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源，利用太阳能直接加热水产生蒸汽，对海水进行脱盐和污水净化，是最直接且最符合可持续发展要求的途径。

基于此，近年来太阳能蒸发器广泛发展。与传统的脱盐方式相比，太阳能蒸发器具有蒸发速率快、蒸发效率高、制作成本低、无需额外供能等优点。然而，尽管大多数太阳能蒸发器都能在一段时间内稳定工作，其在废弃后如何无害化处理是个需要考虑的问题。目前大多数太阳能蒸发器采用不可降解的聚合物为原材料制备的无纺布、泡沫等材料为基体制备而来。这些基体材料虽具有优异的性能，且价格低廉、易于获得，但当太阳能蒸发器失效废弃时，这些基体材料将会对环境带来威胁。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明的目的在于提供PBAT多孔海绵及其制备方法和应用。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种PDA@PBAT多孔海绵，所述PDA@PBAT多孔海绵为多巴胺原位聚合于PBAT多孔海绵上形成聚多巴胺包覆的PBAT多孔海绵。

优选地，所述PBAT多孔海绵由以下步骤制成：

(1)将PBAT的均相溶液在0～5℃下进行初步相分离，得到初步相分离溶液；然后将初步相分离溶液在-20～-10℃下进行完全相分离，得到PBAT冷冻样品；

(2)将步骤(1)得到的PBAT冷冻样品进行冷冻干燥，得到PBAT多孔海绵。

更加优选地，步骤(1)中所述PBAT的均相溶液的制备步骤具体为：将PBAT粒料加入混合溶剂中加热搅拌至完全溶解，得到PBAT的均相溶液。更加优选地，所述加热方式为水浴加热，加热温度为65℃。

更加优选地，所述混合溶剂为1,4-二氧六环和乙醇。

更加优选地，所述1,4-二氧六环在混合溶剂中的体积分数为80％～95％。

优选地，所述PBAT的均相溶液中PBAT浓度为40～80mg/mL。

更加优选地，所述步骤(1)中初步相分离处理时间为0.5～2h，完全相分离处理时间为6～24h。

更加优选地，步骤(2)中所述冷冻干燥条件为：冷阱温度-80℃，真空度小于200Pa，时间24～72h(视样品量而定)。

本发明第二方面提供了一种上述第一方面所述的PDA@PBAT多孔海绵的制备方法，包括以下步骤：将PBAT多孔海绵加入弱碱性溶液中，搅拌至PBAT多孔海绵充分浸润；然后向弱碱性溶液中加入盐酸多巴胺搅拌反应6～12h，最后将PBAT多孔海绵取出烘干，得到PDA@PBAT多孔海绵。