[發明專利]一種用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010062640.0
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111204831B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 李金寶;楊雪;修慧娟;崔雨馨;馮盼;馬飛燕;謝竺航;薛白亮;岳小鵬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08J9/30
• 分類號: C08J9/30;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

本發明公開了一種用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料及其制備方法，將納米纖維素、膠黏劑、泡孔調節劑及水混合，配制得到混合懸浮液；對混合懸浮液進行發泡處理，得到納米纖維素濕泡沫體系，對其進行定向冷凍，干燥，得到納米纖維素基泡沫材料；對隔絕氧氣處理后的納米纖維素基泡沫材料的某一表面進行碳化處理，得到所述的用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料；本發明采用納米纖維素為原材料，輔以膠黏劑，通過發泡方式制備得到泡沫材料，然后進行表面碳化；利用被炭化的上層表面實現寬譜高效的光吸收和快速蒸汽溢出，下層多孔結構實現供水和隔熱，其光吸收層與載體層之間自然過渡，一體成型，無真正界面；原料豐富無污染，具有可生物降解性能。

技術領域

本發明屬于太陽能高效利用技術領域，特別涉及一種用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料及其制備方法。

背景技術

太陽能是一種取之不盡、用之不竭的綠色清潔能源，其中，太陽能的光熱轉化是最有效、最簡單的利用方式。由于淡水資源的短缺和污染嚴重，利用太陽能進行光熱轉化以蒸發海水獲得淡水勢在必行。目前，同時具有上層吸光、下層輸水并隔熱的光熱材料是該領域的研究熱點，現有的光熱材料大多是兩種或多種材料復合而成的，由于不同材料的不相容性導致的界面結合是一個有待解決的關鍵問題。此外，大多數太陽能光熱轉換材料也存在難以回收的問題。因此，開發結構合理、清潔環保的新型高效光熱材料，成為太陽能海水淡化領域亟需解決的關鍵問題。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料及其制備方法，以解決現有的光熱材料由于采用不同材料不相容性，導致的界面結合性能較差的技術問題。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：

本發明提供了一種用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將納米纖維素、膠黏劑、泡孔調節劑及水混合，配制得到混合懸浮液；

步驟2、對混合懸浮液進行發泡處理，得到納米纖維素濕泡沫體系；

步驟3、對納米纖維素濕泡沫體系進行定向冷凍，干燥，得到納米纖維素基泡沫材料；

步驟4、對納米纖維素基泡沫材料進行隔絕氧氣處理；

步驟5、對隔絕氧氣處理后的納米纖維素基泡沫材料的某一表面進行碳化處理，得到所述的用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料。

進一步的，步驟1中，混合懸浮液中各組分的含量分別為：納米纖維素：1～20wt％、膠黏劑：1～20wt％、泡孔調節劑：1～20wt％及水：其余量，上述組分的含量合計為100wt％。

進一步的，步驟2中，發泡處理過程采用物理發泡；具體的，通過攪拌使空氣進入混合懸浮液內而形成泡沫。

進一步的，步驟3中，定向冷凍時間為1～20h，冷凍溫度為-80℃～-18℃。

進一步的，步驟3中，干燥采用冷凍干燥方式，冷凍干燥時間為10～100h，冷凍干燥溫度為-80℃～-18℃。

進一步的，步驟4中，隔絕氧氣處理過程，采用鋁箔紙將納米纖維素基泡沫材料進行包裹，并預留進氣口和出氣口，然后在進氣口通入氮氣，采用氮氣替換空氣后，對鋁箔紙進行封口處理。

進一步的，步驟5中，碳化處理過程采用在絕氧環境中進行。

進一步的，步驟5中，碳化溫度為400～800℃，炭化層厚度3mm～10mm。

本發明還提供了一種用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料，利用所述的一種用于海水淡化的CNF基同源異質光熱材料的制備方法制備得到。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：