[發明專利]一種利用微流法制備光熱蒸發凝膠薄膜的方法

有效

• 申請號: 201910708205.8
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110511438B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 常青;張艷紅;竇天威;孫立國
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08L5/08;C08L33/02;C08K3/04;C08J5/18;C08J3/075
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 劉冬梅;路永斌

本發明公開了一種利用微流法制備光熱蒸發凝膠膜的方法，包括：配置離子液體混合溶液，將光熱轉換粒子加入到離子液體混合溶液中，將溶液裝入注射器中，并加入凝固浴中，制備凝膠薄膜，并進行后處理獲得的凝膠薄膜能夠實現高效率的光吸收與能量轉化，由于其具有多孔的凝膠，并且具有豐富的官能團，在用海水進行蒸發時能有效防止鹽結垢，延長膜的使用壽命。

技術領域

本發明涉及太陽能利用領域，特別是涉及一種應用于太陽能驅動水蒸發的凝膠薄膜的制備方法。

背景技術

伴隨著現代工業文明的發展，人類對于能源的需求也在不斷地提升，不可再生的化石燃料仍是當今社會的主要能量來源。從長遠角度來看以化石燃料為主的供應模式是不穩定、不可持續的。在過去的幾十年里，大量優質、價廉及易開采的化石燃料被大量開發使用，剩下一些低品質、昂貴以及難以開采的化石燃料。開發新的，可持續，可再生的能源已經迫在眉睫。

太陽能資源以其來源豐富、使用免費、綠色環保等優點備受人們的關注。但是，目前太陽能的利用效率仍然較低，對于實現太陽能的高效利用仍有很多技術難題有待解決。

太陽能驅動水蒸發技術，指太陽光被充分吸收，而其能量只持續傳遞給水與空氣界面的水分子，使之不斷轉化為蒸汽。這樣可以充分利用太陽光的能量，有效地解決了吸收體光學吸收損耗和熱學損耗的問題，使其轉化效率得到大幅度提高(90％)，在應用層面，也展示出了一些新的應用可能，如海水淡化、污水處理、催化等。但要實現高的界面光蒸汽轉化效率，就必須要從光學吸收、熱學調控、水輸送這幾個方向來對界面光蒸汽轉化器件進行精細設計。

為實現更高的光熱轉換率，實現水蒸發技術，就首先需要良好的光吸收材料，能在較寬的波長范圍內盡量消除透射和反射，以實現高效率的光吸收與能量轉化，同時，基體材料需要構筑合適孔道結構來向蒸發表面連續不斷的供水。親水且多孔的材料作為水傳輸通道，這種設計利用材料本身的毛細作用，將水體泵送到吸收體表面進行蒸發，在確保水傳輸的同時，也能夠最大限度地進行隔熱，減少熱量損失，實現太陽能驅動水蒸發的技術。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種利用微流法制備光熱蒸發凝膠膜的方法。首先，配制含有光熱轉換粒子和功能化聚合物的離子液體混合溶液，然后利用微流法在重力作用下在液面上制備出凝膠薄膜，最后用水置換凝膠薄膜中的溶劑，從而獲得凝膠薄膜。該凝膠薄膜能夠實現高效率的光吸收與能量轉化，由于其具有多孔的凝膠，并且具有豐富的官能團，在用海水進行蒸發時能有效防止鹽結垢，延長膜的使用壽命，由此完成了本發明。

因此，本發明第一方面，提供一種利用微流法制備光熱蒸發凝膠膜的方法，該方法包括以下步驟：

步驟a、配置離子液體混合溶液；

步驟b、將光熱轉換粒子加入到離子液體混合溶液中；

步驟c、將溶液裝入注射器中，并加入凝固浴中，形成凝膠薄膜；

步驟d、對形成的凝膠薄膜進行后處理。

本發明第二方面，還提供一種由以上方法制得的光熱蒸發凝膠膜。

本發明提供的利用微流法制備光熱蒸發凝膠膜的方法的優勢在于：可以連續生產凝膠薄膜，該凝膠薄膜充分利用光熱轉換粒子，具有良好的光熱蒸發能力，并且具有優異的抗鹽垢能力。制備過程選用的材料綠色環保，所用的溶劑可以循環重復使用，可以降低成本。這為以后大規模利用太陽能進行水蒸發提供了材料基礎。

附圖說明

圖1示出本發明中纖維素與殼聚糖(100％水凝固浴)凝膠薄膜的數碼照片；

圖2示出本發明中纖維素與殼聚糖(100％水凝固浴)凝膠薄膜的掃描電鏡圖；

圖3示出本發明中纖維素與殼聚糖(50％乙醇凝固浴)凝膠薄膜的數碼照片；