[發(fā)明專利]一種三維多層中空結(jié)構(gòu)電熱蒸發(fā)織物、制備方法及應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810033414.2
• 申請(qǐng)日: 2018-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN108035036A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許福軍;宮浩;徐思悅;汪一凡;張芹;張昆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): D03D11/00
• 分類號(hào): D03D11/00;D03D25/00;D03D1/00;D03D15/00;C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王文穎

本發(fā)明公開了一種三維多層中空結(jié)構(gòu)電熱蒸發(fā)織物、制備方法及應(yīng)用。所述織物包括依次復(fù)合的蒸發(fā)層、電熱層、隔熱導(dǎo)水層及漂浮層，四者通過(guò)間隔紗結(jié)合為一體。制備方法為：開動(dòng)引緯裝置，引入各層緯紗；單組綜框運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)各層經(jīng)紗同步交織，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)層、電熱層、隔熱導(dǎo)水層和漂浮層的織造；放入高度為間隔片，雙組綜框運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)間隔紗相互交織，構(gòu)成間隔層；打緯，并通過(guò)步進(jìn)電機(jī)卷取，即獲得三維多層結(jié)構(gòu)電熱蒸發(fā)織物。將電熱層中電熱纖維的兩端連接電極，利用電熱纖維產(chǎn)生的熱量將蒸發(fā)層加熱，使水分蒸發(fā)。該織物具有三維填充一體結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕，強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)；在海水淡化和污水處理領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新材料領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種三維多層中空結(jié)構(gòu)電熱蒸發(fā)織物的制備方法。

背景技術(shù)

陸地上的淡水資源總量只占地球上水體總量的2.53％，淡水的絕大部分又被封凍在南北兩極及高山的冰層和冰川中，難以利用。淡水資源的時(shí)空分布不均和人類的不合理利用，使世界上許多地區(qū)面臨著嚴(yán)重的淡水資源危機(jī)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，淡水的使用量急劇增加，而經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、人口增加以及水體的污染，導(dǎo)致我國(guó)當(dāng)前淡水資源嚴(yán)重短缺，成為經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要障礙，淡水資源的開發(fā)勢(shì)在必行。海水淡化技術(shù)是解決淡水來(lái)源的有效途徑，不斷地在創(chuàng)新和發(fā)展，應(yīng)用前景廣闊。

目前，海水淡化的主要方法有蒸餾法、電滲析法和反滲透法等。蒸餾法中的多級(jí)閃蒸技術(shù)，動(dòng)力消耗大，設(shè)備的操作彈性小，多效蒸餾技術(shù)的低溫多效蒸餾設(shè)備體積較大，裝置費(fèi)用高；電滲析法工藝簡(jiǎn)單，除鹽率高，但水回收率低，隊(duì)不帶電荷的物質(zhì)無(wú)脫除能力，且能耗大，不適用大規(guī)模的海水淡化工程；反滲透法需要具有選擇透過(guò)性能的“半透膜”，膜的壽命和抗污染問(wèn)題不能有效解決，反滲透膜、高壓泵、能量回收裝置需定期更換。以上技術(shù)主要是利用熱能和電能作為海水淡化的能源，能耗較大，成本高，且淡化效率不高，設(shè)備復(fù)雜，淡化過(guò)程慢。因此，研發(fā)新型的蒸發(fā)織物對(duì)海水或者其它類型的污水進(jìn)行蒸餾提純非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種液體蒸發(fā)織物及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種三維多層中空結(jié)構(gòu)電熱蒸發(fā)織物，其特征在于，包括依次復(fù)合的蒸發(fā)層、電熱層、隔熱導(dǎo)水層及漂浮層，四者通過(guò)間隔紗結(jié)合為一體；蒸發(fā)層由蒸發(fā)層經(jīng)紗、蒸發(fā)層緯紗構(gòu)成，電熱層由電熱層經(jīng)紗、電熱層緯紗構(gòu)成，隔熱導(dǎo)水層由具有導(dǎo)水作用的間隔紗構(gòu)成；漂浮層由漂浮層經(jīng)紗、漂浮層緯紗構(gòu)成。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)層經(jīng)紗、蒸發(fā)層緯紗采用親水性天然纖維、再生纖維素纖維和親水改性的化學(xué)纖維或其膨體紗中的任意一種或幾種的混雜。

優(yōu)選地，所述間隔紗采用導(dǎo)水纖維與支撐纖維的混雜纖維；兩者的纖維根數(shù)比為1∶5～5∶1。

更優(yōu)選地，所述導(dǎo)水纖維采用親水性天然纖維、再生纖維素纖維和親水改性的化學(xué)纖維或其膨體紗中的任意一種或幾種的混雜；支撐纖維采用滌綸單絲、丙綸單絲、錦綸單絲或玻璃纖維。間隔紗具有將各層織物捆綁成為一個(gè)整體，并且將漂浮層的水分傳導(dǎo)到蒸發(fā)層。

優(yōu)選地，所述漂浮層經(jīng)紗、漂浮層緯紗采用密度低于水的聚乙烯纖維作為漂浮層纖維，也可以嵌入兩端封閉的塑料管或者橡皮管作為漂浮層嵌入材料，目的是達(dá)到蒸發(fā)織物漂浮于水面上。

更優(yōu)選地，所述天然纖維為棉或麻；所述化學(xué)纖維為滌綸、錦綸、丙綸。

優(yōu)選地，所述電熱層經(jīng)紗、電熱層緯紗采用碳纖維、石墨烯纖維、碳納米管纖維、金屬鍍層纖維和納米導(dǎo)電顆粒涂層纖維中的任意一種或幾種的混雜。

優(yōu)選地，所述電熱層經(jīng)紗、電熱層緯紗采用鍍鎳碳纖維。

優(yōu)選地，所述漂浮填充材料為拒水海綿、拒水泡沫材料或兩端封閉的空心管狀材料。目的是實(shí)現(xiàn)織物漂浮和隔絕蒸發(fā)層熱量的耗散，使蒸發(fā)層的吸收的熱量聚集在蒸發(fā)層表面，起到快速加熱和蒸發(fā)水分的作用。