[发明专利]一种应用于太阳能蒸发水的生物炭/聚合物复合膜的制备方法

摘要

一种应用于太阳能蒸发水的生物炭/聚合物复合膜的制备方法，它涉及一种应用于太阳能蒸发水的复合膜的制备方法。本发明是要解决现有的光热蒸发元件的光热转换效率与成本效益不能兼顾的技术问题。本发明：一、制备柳絮生物炭；二、制备酸化柳絮生物炭；三、制备生物炭/聚合物混合液；四、制备生物炭/聚合物复合膜。本发明制备了内部多孔中空结构，表面带有羟基、氨基和羧基官能团的双层复合膜；本发明使生物炭/聚合物复合膜表面带有亲水基团，并且具有优异的光热性能，能够高效的将太阳能转化为热能，利于吸收太阳能进行水蒸发。

主权项

1.一种应用于太阳能蒸发水的生物炭/聚合物复合膜的制备方法，其特征在于应用于太阳能蒸发水的生物炭/聚合物复合膜的制备方法是按以下步骤进行的：一、制备柳絮生物炭：将柳絮用去离子水洗涤去籽，然后烘干，得到去籽的柳絮；将去籽的柳絮放入烧杯中，加入浓度为1moL/L～4moL/L的KOH溶液，超声30min～60min，再静置浸泡12h～24h，然后倒入放置有滤纸的布氏漏斗中固液分离，将留在布氏漏斗中的部分转移至镍坩埚中，在温度为80℃～90℃的烘箱中烘干；将烘干后的样品置于氮气马弗炉中，升温速率为3℃/min～5℃/min，在550℃～750℃下恒温2h～2.5h，随炉冷却至室温，取出放入烧杯中，然后加入浓度为1moL/L的盐酸溶液至无气泡产生，再加入去离子水稀释并搅拌混合均匀，然后真空抽滤，重复洗涤至滤液呈中性，烘干，得到柳絮生物炭；所述的去籽的柳絮的质量与浓度为1moL/L～4moL/L的KOH溶液的体积比为1g:(10mL～250mL)；所述的去籽的柳絮的质量与去离子的体积比为1g:(40mL～200mL)；二、制备酸化柳絮生物炭：将步骤一中制备的柳絮生物炭放入三口烧瓶中，向三口烧瓶中依次加入去离子水Ⅰ、浓硫酸和浓硝酸，然后在80℃的油浴中加热回流1h～3h，冷却至室温，加入去离子水Ⅱ稀释并搅拌混合均匀，然后真空抽滤，重复洗涤至滤液呈中性，烘干，得到酸化柳絮生物炭；所述的浓硫酸与浓硝酸的体积比为3:1；所述的去离子水Ⅰ的体积与浓硫酸和浓硝酸的总体积的比为(1～3):1；所述的去离子水Ⅰ与去离子水Ⅱ的体积比为1:(16.7～25)；所述的步骤一中制备的柳絮生物炭的质量与去离子水Ⅰ的体积比为1g:(66.7mL～300mL)；三、制备生物炭/聚合物混合液：将多巴胺盐酸盐溶于Tris缓冲溶液中，然后加入丙烯酸，摇匀，得到聚合物溶液；将步骤二中制得的酸化柳絮生物炭用乙醇润湿，然后加入聚合物溶液中，超声30min～60min，搅拌6h～12h，得到生物炭/聚合物混合液；所述的Tris缓冲溶液的pH为7.5～8.5，浓度为10mmoL/L～100mmoL/L；所述的多巴胺盐酸盐的质量与Tris缓冲溶液的体积比为1g:(0.05L～4L)；所述的多巴胺盐酸盐的质量与丙烯酸的体积比为1g:(0.025L～1L)；所述的步骤二中制得的酸化柳絮生物炭的质量与乙醇的体积比为(0.01g～0.05g):1mL；所述的乙醇与Tris缓冲溶液的体积比为1:(5～40)；四、制备生物炭/聚合物复合膜：将步骤三中制得的生物炭/聚合物混合液用装有纤维素滤纸的砂芯过滤装置进行真空抽滤，然后用去离子水洗涤，烘干，制得生物炭/聚合物复合膜。