[发明专利]一种高稳定性多孔发泡凝胶及其制备方法、应用

说明书

本发明提供一种高稳定性多孔发泡凝胶及其制备方法、应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将冰醋酸与水混合，搅拌下加入聚乙烯醇和壳聚糖，制得前体溶液；(2)将十二烷基硫酸钠溶液、碳黑加入到前体溶液中，搅拌形成乳化泡沫；然后加入戊二醛，得样品；(3)将样品冷冻以稳定泡沫，然后冻干，得凝胶。本发明凝胶具有良好稳定性，蒸发性能，抗盐结晶性能，有望在海水淡化领域得到广泛应用。

技术领域

本发明涉及一种高稳定性多孔发泡凝胶及其制备方法、应用。

背景技术

海水淡化技术是解决淡水资源短缺问题的重要手段之一。目前已经有多种技术用于海水淡化，但随着人类对环境的不断破坏和经济的不断发展，这些传统的技术存在着很多问题，如高成本、高能耗、对环境污染等，这些问题迫使人们寻找一种更加高效、环保、经济的海水淡化技术。

凝胶材料具有良好的吸附性、分离性、透过性、生物相容性、生物可降解性、重复使用性等特点，在水处理、生物医学、环境修复等领域具有广泛的应用前景。传统的凝胶制备工艺一般是通过交联反应将原料混合后形成凝胶。但是，这种制备工艺存在一定的局限性。首先，传统工艺中常常需要使用有机溶剂，如乙醇、甲醇等，这些有机溶剂具有挥发性和毒性，可能对人体和环境造成危害。其次，传统制备工艺需要高温和高压条件，这种条件下易导致材料的降解和热塑性增强，从而影响凝胶材料的质量和性能。除此之外，传统制备工艺制备的凝胶结构不够稳定。在实际应用中，由于凝胶材料的结构不稳定，易受到温度、pH值、离子强度等因素的影响，导致凝胶材料的性能降低。此外，传统制备工艺得到的凝胶孔隙结构分布不均匀，容易发生堵塞和渗漏现象，限制了其在海水淡化领域的应用。

因此，为了克服传统制备工艺的局限性，需要开发一种新型的制备工艺，使凝胶结构更加稳定、性能更加优良，从而能够更好地应用于海水淡化领域。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明提出一一种高稳定性多孔发泡凝胶及其制备方法、应用。本发明旨在对PVA/CS发泡凝胶进行研究和设计，以提高其在海水淡化领域的应用性能。具体而言，本发明探索PVA/CS发泡凝胶的制备方法、物理化学性质和应用前景，研究其在海水淡化中的离子分离和去除效果，并且分析影响其性能的因素。

本发明技术方案主要包括以下内容：

一种高稳定性多孔发泡凝胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)搅拌下将聚乙烯醇和壳聚糖加入至乙酸溶液中，制得前体溶液；

(2)将十二烷基硫酸钠溶液、碳黑加入到前体溶液中，搅拌形成乳化泡沫；然后加入戊二醛，得样品；

(3)将样品冷冻以稳定泡沫，然后冻干，得凝胶。

优选的，每20mL前体溶液中加入1-1.5mL十二烷基硫酸钠溶液、0.1-0.15g碳黑和100-150uL戊二醛。

优选的，样品冷冻以稳定泡沫的时间是至少24小时。

优选的，步骤(1)中冰醋酸和水的体积比为2:96-100。

优选的，每2mL冰醋酸和96-100mL水形成的混合液中，加入0.5-1.5g聚乙烯醇和1-1.5g壳聚糖。

优选的，十二烷基硫酸钠的质量浓度为200-300mg/mL。

本发明涉及上述的制备方法制得的多孔发泡凝胶，及其在海水淡化方面的应用。

与现有技术相比，本发明的有益成果在于：