一种自漂浮木基水凝胶光热蒸发器及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114100533A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111213493.3C02F103/08(2006.01)(22)申请日2021.10.19(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人陆依范德琪唐奕成张昊杨小飞(74)专利代理机构南京申云知识产权代理事务所(普通合伙)32274代理人苏秋丽邱兴天(51)Int.Cl.B01J13/00(2006.01)C02F1/04(2006.01)C02F1/14(2006.01)C02F101/30(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种自漂浮木基水凝胶光热蒸发器及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种自漂浮木基水凝胶光热蒸发器及其制备方法和应用，属于光热转换技术领域。该制备方法为将壳聚糖和聚乙烯醇混合制备互穿网络聚合物，然后将木制材料与所述聚合物互相组合，制得光热木基水凝胶材料；木制材料通过喷枪高温灼烧对巴沙木进行表面处理，提高巴沙木表面太阳光吸收率在巴沙木天然孔道内填充水凝胶光热材料，在确保蒸发器快速输水的同时，减小蒸发所需能量，降低蒸发焓变，实现高效的产水。该水凝胶材料制备工艺简单，在污水处理、海水淡化等领域具有广泛的应用前景。CN114100533ACN114100533A权利要求书1/1页1.一种自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，将壳聚糖和聚乙烯醇混合制备互穿网络聚合物，然后将木制材料与所述聚合物互相组合，制得光热木基水凝胶材料；所述木制材料为通过喷枪灼烧进行表面处理的巴沙木。2.根据权利要求1所述自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将巴沙木切片，采用喷枪火焰在1300℃条件下均匀炙烤一面后，立即浸入去离子水；(2)分别配制醋酸溶液、壳聚糖水溶液、聚乙烯醇水溶液、戊二醛溶液；(3)将步骤(2)所述的聚乙烯醇溶液与壳聚糖溶液混合，放入磁子低速搅拌均匀，形成前驱体溶液；(4)将处理后的巴沙木加入前驱体溶液中，低速搅拌，真空抽滤，使得前驱体溶液进入巴沙木孔道；随后，将戊二醛溶液缓慢滴入前驱体溶液中，低速搅拌；待样品完全凝胶化，再经循环冷冻解冻的过程，得到水凝胶；最后沿木片轮廓切出水凝胶木头复合结构；3.根据权利要求2所述自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，将壳聚糖加入到质量分数为1wt％醋酸溶液中，高速搅拌至完全溶解，得到壳聚糖溶液；所述壳聚糖溶液的质量浓度为5wt％4.根据权利要求2所述自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，将聚乙烯醇加入到热的去离子水中，100℃水浴加热，高速搅拌至完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；所述聚乙烯醇溶液的质量浓度10wt％，聚乙烯醇的醇解度为87.0％。5.根据权利要求2所述自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，所述戊二醛溶液的质量浓度为4％。6.根据权利要求2所述自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液、壳聚糖溶液和戊二醛溶液的质量比为4:1.4:0.2。7.根据权利要求2所述自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，在步骤(4)中所述的冷冻条件为在‑30℃下冷冻，解冻条件为在30℃下解冻，重复冷冻与解冻操作10次。8.根据权利要求2所述自漂浮木基水凝胶光热蒸发器的制备方法，其特征在于，壳聚糖溶液与聚乙烯醇溶液配制好后先静置6小时。9.权利要求1～8任一所述方法制备得到的自漂浮木基水凝胶光热蒸发器。10.权利要求7所述的自漂浮木基水凝胶光热蒸发器在海水和染料废水光热蒸发净化中的应用。2CN114100533A说明书1/4页一种自漂浮木基水凝胶光热蒸发器及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于光热转换技术领域，具体涉及一种自漂浮木基水凝胶光热蒸发器及其制备方法和应用。背景技术[0002]自第一次工业革命以来，人类社会迅速发展，但随之而来的水资源危机与环境污染问题却与日俱增。水资源虽然占据了地球71％的表面积，但可供人类使用的淡水资源却仅占整体水量的4％，淡水短缺正成为一个严重的全球性问题。由于太阳能资源丰富，通过太阳能光热蒸发技术对海水与污水资源进行有效的利用，无疑缓解了淡水资源不足的严峻问题。为了加快太阳能光热蒸发技术的开发和实际应用，通过设计功能材料，提高光热转换效率，优化热管理，努力提高实际蒸发率。[0003]迄今为止，用于太阳能界面蒸发的光热材料被分为几类，包括等离子金属、半导体、碳基、生物质基和聚合物基材料。特别是生物质基材料为水和能源的应用提供了可持续的替代方案，其中木材和木材衍生的材料引起了科研工作者广泛的研究兴趣。木材作为一种优