[發明專利]一種基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010826234.7
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111977729B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 白衛斌;林海門;徐艷蓮
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了一種基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料及其制備方法，屬于海水淡化技術領域。該材料制備方法包括：（1）將低成本的氧化石墨烯還原成還原氧化石墨烯并裝接在聚氨酯海綿上；（2）通過自組裝將漆酚鐵共軛合物組裝在海綿上，制備成具有超吸熱性能且具有疏水性能?綿。本發明設計合成的吸熱疏水海綿具有多孔結構，有利于水分運輸；黑色疏水的海綿表面極大地減少了熱量向水體傳遞而導致的熱損失，該材料具有良好的太陽能利用率和蒸發速率并表現出較好的抗鹽性能，在海水淡化領域具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域，具體涉及一種基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料及其制備方法。

背景技術

隨著能源需求的增加和淡水資源短缺的加劇，太陽能的有效利用是迫切需要解決的問題。由于太陽能具有可持續性，利用太陽的熱量蒸發水無需額外的能量輸入，為水的凈化和脫鹽提供了一個簡單的解決方案。目前海水淡化項目主要有蒸餾法，電滲析法，冷凍結晶法和反滲透法。蒸餾法可通過熱傳遞增強吸熱效率來達到好的淡化海水的效果。光熱轉換技術能夠有效降低能耗，降低處理成本，成為海水淡化領域的研究熱點。現階段由于技術的限制，光熱轉換效率較低，缺乏較好的海水淡化材料，不能夠將太陽能有效地利用。

生漆是一種從漆樹上采集的乳白色汁液，在亞洲作為一種耐久美觀的涂料已經使用了數千年。其主要成分為漆酚，漆酚分子是一種天然的兩性化合物，既有極性的羥基又有非極性的長脂肪鏈，具有低表面能的性質。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料及其制備方法。通過利用還原氧化石墨烯的吸熱性配合漆分鐵螯合高聚物制造的疏水表面以及吸熱增強效果，使材料性能進一步提升。所述海水淡化材料針對蒸發效率低，除鹽效果差等問題提供了一種具有耐候性好、排鹽性強的海綿材料，為目前海水淡化材料面臨的問題提供技術解決方案。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于聚氨酯泡沫的海水淡化材料的制備方法，包括以下步驟：

1）將氧化石墨烯用水合肼還原并嫁接在聚氨酯海綿上，得到嫁接了還原氧化石墨烯的聚氨酯海綿；

2) 將漆酚加入鐵鹽-乙醇溶液中，超聲分散得到混合溶液，然后將嫁接了還原氧化石墨烯的聚氨酯海綿加入混合溶液中，通過自組裝將漆酚鐵共軛聚合物組裝在聚氨酯海綿上，然后干燥，得到改性海綿，即所述海水淡化材料。

進一步的，步驟1）和步驟2）具體如下：

1-1）將氧化石墨烯加入去離子水中，超聲分散，得到溶液A；

1-2）將預處理后的聚氨酯海綿加入溶液A中，在恒溫水浴鍋中攪拌進行凝聚；

1-3）將恒溫水浴鍋升溫，加入水合肼還原；

1-4）將聚氨酯海綿取出、干燥，得到嫁接了還原氧化石墨烯的聚氨酯海綿；

2-1）將漆酚逐滴加入鐵鹽-乙醇溶液中，超聲分散；

2-2）將超聲分散完成的溶液置于磁力攪拌器中，攪拌30-40min后加入嫁接了還原氧化石墨烯的聚氨酯海綿，繼續攪拌；

2-3) 將聚氨酯海綿取出、干燥，得到改性海綿，即所述海水淡化材料。

進一步的，步驟1-2）所述預處理是指將聚氨酯海綿置于無水乙醇中進行超聲處理，干燥后再置于去離子水中進行超聲處理，再進行干燥；所述恒溫水浴鍋的溫度為30-32℃，攪拌時間為30 -40min。

步驟1-3）中，恒溫水浴鍋升溫至95-105℃，以每mg氧化石墨烯中加入 20μl水合肼的比例原位還原1-1.2h。

步驟1-4）中，干燥溫度為50-55℃，時間為24-30h。