[发明专利]一种多孔光热转换水凝胶膜的制备及在污水净化中的应用

权利要求书

1.一种多孔光热转换水凝胶膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将丙烯酰胺、过硫酸铵、单宁酸和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺加入水中，搅拌得到混合溶液；

步骤二、向混合溶液中加入Ti₃C₂ MXene悬浮液，搅拌混合均匀后倒入模具中，室温下聚合形成多孔水凝胶；

步骤三、将多孔水凝胶浸入FeCl₃溶液中浸泡，得到多孔光热转换水凝胶膜。

2.如权利要求1所述的多孔光热转换水凝胶膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，丙烯酰胺与过硫酸铵的质量比为8～12:1；所述丙烯酰胺与单宁酸的质量比为20～140:1；所述丙烯酰胺与N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为2000～2800:1；所述丙烯酰胺与水的质量比为0.2～0.3:1。

3.如权利要求1所述的多孔光热转换水凝胶膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，Ti₃C₂ MXene悬浮液的制备方法为：将1.0g LiF添加到9.0mol/L的HCl溶液中以获得蚀刻溶液，将1.0g Ti₃AlC₂缓慢添加到蚀刻溶液中，600rpm的速度搅拌并在35℃下蚀刻48小时后，用去离子水洗涤，直到pH接近6，然后对混合物进行超声处理和离心处理后获得Ti₃C₂MXene悬浮液；离心处理的速度为3500rpm，时间为5分钟。

4.如权利要求1所述的多孔光热转换水凝胶膜的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，Ti₃C₂ MXene悬浮液的浓度为8～12mg/mL；所述丙烯酰胺与Ti₃C₂ MXene悬浮液的质量体积比为2～3g：80～120μL。

5.如权利要求1所述的多孔光热转换水凝胶膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，FeCl₃溶液的浓度为3～8g/L。

6.如权利要求1所述的多孔光热转换水凝胶膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，浸泡的时间为10～15小时。

7.一种如权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的多孔光热转换水凝胶膜在污水净化中的应用。

8.一种如权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的多孔光热转换水凝胶膜在海水净化中的应用，其特征在于，将海水倒入容器中，然后将多孔光热转换水凝胶膜放在海水水面上；采用500W氙灯照射多孔光热转换水凝胶膜表面，实现海水的蒸发，同时测量海水蒸发前后的阳离子浓度。

9.一种如权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的多孔光热转换水凝胶膜在污水净化中的应用，其特征在于，将亚甲基蓝或曙红Y污染的水源倒入容器中，然后将多孔光热转换水凝胶膜放在亚甲基蓝或曙红Y污染的水源上；采用500W氙灯照射多孔光热转换水凝胶膜表面，实现对亚甲基蓝或曙红Y污染的水源的净化，得到纯化水溶液。

10.一种如权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的多孔光热转换水凝胶膜在污水净化中的应用，其特征在于，将细菌污染的水源倒入容器中，然后将多孔光热转换水凝胶膜放在细菌污染的水源上；采用500W氙灯照射多孔光热转换水凝胶膜表面，实现对细菌污染的水源的净化，得到纯化水溶液；所述细菌污染的水源为大肠杆菌污染的水源或表皮葡萄球菌污染的水源。