一种用于光热净化污水的木基复合材料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CN113815072A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202110929225.5B27K3/22(2006.01)(22)申请日2021.08.13B27K3/34(2006.01)B27K3/02(2006.01)(71)申请人南京林业大学C02F1/14(2006.01)地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路C02F1/28(2006.01)159号(72)发明人陆依沈子怡范德琪张昊丁明烨杨小飞(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.B27K3/08(2006.01)B27K3/52(2006.01)B27K3/36(2006.01)B27K3/20(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图5页(54)发明名称一种用于光热净化污水的木基复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种用于光热净化污水的木基复合材料及其制备方法和应用，属于光热转换技术领域。该方法为木材经MOF前驱体溶液真空浸渍后，在木材孔道中生长金属有机框架材料，制得用于光热蒸发及重金属离子去除的木基复合材料。该复合材料中聚多巴胺光热材料可以将太阳光谱转化为热能，从而高效地进行净水蒸发；木材基底可以有效地降低热传导损失，实现热集中，提高光热转换效率；此外木材本身的疏水特性加快了水的传输与蒸发；多孔MOF纳米材料可以吸附污染物离子。实现污水离子去除的目的。该复合材料提供的制备原料成本低，工艺简便，可重复性高，易于大批量生产，在海水淡化、污水净化等多学科交叉领域具有广泛的应用前景。CN113815072ACN113815072A权利要求书1/1页1.一种用于光热净化污水的木基复合材料的制备方法，其特征在于，木材经MOF前驱体溶液真空浸渍后，在木材孔道中生长金属有机框架材料，制得用于光热蒸发及重金属离子去除的木基复合材料。2.根据权利要求1所述用于光热净化污水的木基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别配制氯乙酸钠、氢氧化钠水溶液，六水合硝酸锌溶液，2‑甲基咪唑溶液，PDA包裹溶液，PDA包裹溶液为四甲基哌啶氮氧化物、盐酸多巴胺水溶液；(2)将木头置于所述氯乙酸钠、氢氧化钠水溶液中，进行水热反应，反应结束后用去离子水清洗木头，以除去木头中的木质素及半纤维素；(3)经过步骤(2)处理后的木头，在所述六水合硝酸锌溶液中真空浸渍，随后加入所述2‑甲基咪唑溶液继续真空浸渍，真空浸渍结束后真空干燥，以在木头孔道中原位生长ZIF‑8纳米材料，得到第一次负载功能材料的干燥木头；(4)重复步骤(3)，得到再次负载的ZIF‑8复合木头，并干燥成型；(5)经过步骤(4)处理的木头，在所述PDA溶液中搅拌，并真空干燥，以在木头表面包裹PDA黑色涂层。3.根据权利要求2所述用于光热净化污水的木基复合材料的制备方法，其特征在于，所述氯乙酸钠质量浓度为11.8wt％，氢氧化钠质量浓度为1.5wt％；水热反应温度为80℃，时间为1h；水热反应后用去离子水搅拌清洗时间为24h。4.根据权利要求2所述用于光热净化污水的木基复合材料的制备方法，其特征在于，所述六水合硝酸锌溶液中六水合硝酸锌、甲醇和水的质量比为2.38～9.52:20:3，真空浸渍1‑2h；2‑甲基咪唑溶液中2‑甲基咪唑、甲醇和水的质量比为3.35～13.4:20:3，继续真空浸渍1‑2h。5.根据权利要求2所述用于光热净化污水的木基复合材料的制备方法，其特征在于，所述六水合硝酸锌溶液为将0.008mol、0.016mol、0.024mol、0.032mol六水合硝酸锌溶解于20g甲醇和3g去离子水中，搅拌均匀得到；所述2‑甲基咪唑溶液为将0.04mol、0.08mol、0.12mol、0.16mol的2‑甲基咪唑溶解于20g甲醇和3g去离子水中，搅拌均匀得到。6.根据权利要求2所述用于光热净化污水的木基复合材料的制备方法，其特征在于，所述四甲基哌啶氮氧化物的质量浓度为0.4wt％，盐酸多巴胺的质量浓度为0.2wt％。7.根据权利要求1或2所述用于光热净化污水的木基复合材料的制备方法，其特征在于，所述木材为巴沙木或杉木。8.权利要求1所述方法制备得到的光热木基复合材料。9.权利要求8所述的光热木基复合材料在海水和重金属、染料、强酸碱性废水光热蒸发净化中的应用。10.权利要求8所述光热木基复合材料在高效吸附重金属离子中的应用。2CN113815072A说明书1/6页一种用于光热净化污水的木基复合材料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，具体涉及一种用于光热净化污水的木基复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]