一种多孔复合水凝胶的快速制备方法及在光热海水淡化中的应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115748257A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211586208.7C08F220/54(2006.01)(22)申请日2022.12.11C08F222/38(2006.01)C08F2/48(2006.01)(71)申请人浙江理工大学C02F1/14(2006.01)地址310018浙江省杭州市杭州经济技术C02F1/04(2006.01)开发区白杨街道2号大街928号B01J13/00(2006.01)申请人现代纺织技术创新中心（鉴湖实验C02F103/08(2006.01)室）D06M101/40(2006.01)(72)发明人钱晨叶杰克张培健林俊伟傅雅琴(74)专利代理机构杭州高盟专利代理事务所(普通合伙)33402专利代理师单燕君(51)Int.Cl.D06M15/285(2006.01)C08F220/56(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种多孔复合水凝胶的快速制备方法及在光热海水淡化中的应用(57)摘要本发明涉及水凝胶技术领域，特别涉及一种多孔复合水凝胶的快速制备方法，包括：步骤1，将丙烯酰胺与N‑异丙基丙烯酰胺单体溶解于去离子水和二甲基亚砜的混合溶剂中，得到AM/NIPAM混合液；然后将交联剂与光引发剂依次加入上述AM/NIPAM混合液中，混合均匀，得到水凝胶预制液；步骤2，将碳纤维毡平铺于模具中，然后将上述水凝胶预制液滴加至模具中；步骤3，对模具中的水凝胶预制液进行紫外光辐射处理，完成辐射交联，制得多孔复合水凝胶。该方法工艺过程简单易行，采用本方法制备的多孔复合水凝胶，其孔结构高度连通开放、可调节，通过毛细作用持续输送水分，保证蒸发过程的持续进行。CN115748257ACN115748257A权利要求书1/1页1.一种多孔复合水凝胶的快速制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1，将丙烯酰胺（AM）与N‑异丙基丙烯酰胺（NIPAM）单体溶解于去离子水（DW）和二甲基亚砜（DMSO）的混合溶剂中，得到AM/NIPAM混合液；然后将交联剂与光引发剂依次加入上述AM/NIPAM混合液中，混合均匀，得到水凝胶预制液；步骤2，将碳纤维毡平铺于模具中，然后将上述水凝胶预制液滴加至模具中；步骤3，对模具中的水凝胶预制液进行紫外光辐射处理，完成辐射交联，制得多孔复合水凝胶。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述AM/NIPAM混合液中，AM与NIPAM的IPAM总摩尔浓度为1.54.0mmol/mL。摩尔比为2.5:7.5~7.5:2.5，所述AM与N~3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述DW与DMSO的体积比2.5:7.5~7.5:2.5。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述交联剂为N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺（BIS），所述交联剂与单体总量的物质量比为0.01~0.3:1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述光引发剂为2‑羟基‑2‑甲基‑1‑苯基‑1‑丙酮（UV1173），所述光引发剂与混合溶剂的体积比为0.0010.01:1。~6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述紫外光辐射功率为200W，辐射时间为15~30s。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述辐射交联的温度为10~50°C。8.一种采用上述任一项权利要求所述方法制备的多孔复合水凝胶在光热海水淡化中的应用。2CN115748257A说明书1/5页一种多孔复合水凝胶的快速制备方法及在光热海水淡化中的应用技术领域[0001]本发明涉及水凝胶技术领域，特别涉及一种多孔复合水凝胶的快速制备方法及在光热海水淡化中的应用。背景技术[0002]近年来，随着环境污染加剧和人口飞速增长，淡水资源短缺已成为人类面临的一大难题。在地球上，海水的储量约占总水量的97%，但无法直接供人使用。因此海水淡化成为解决淡水资源匮乏的有效方法之一。[0003]目前采用的海水淡化技术主要为正反渗透、多级闪蒸、多效蒸馏、电渗析、膜过滤等，这些淡化技术在数十年来得到深度发展，并在淡化的清洁水供应上得到广泛应用。但是，上述的海水淡化技术仍存在能耗高、效率低等局限性，难以满足绿色高效的应用需求。因此，发展绿色可持续的太阳能驱动海水淡化技术受到人们广泛关注。[0004]水凝胶是一种以水为分散介质的具有三维网状结构的高分子溶胀体。水凝胶的快速吸水性与多孔结构有利于海水淡化过程中的水分吸收及传输。此外，水凝胶中存在的中间水具有较低的蒸发焓，可降低蒸发能耗，提高海水的淡化效率。[0005]目前用于太阳能驱动海水淡化的复合水凝胶材料，通常需在制备过程中将光热材料分散于水凝胶单体溶液中，再经循环冻融或热引发自由基