[發明專利]一種太陽能垃圾滲濾液處理的聚吡咯木質泡沫及其制備方法

在審

• 申請號: 202210093929.8
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114292434A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 劉大剛;彭晉南
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08G73/06;C08L97/02;C08L79/04;C02F1/14;C02F103/06
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 何靜

本發明公開一種利用太陽能處理垃圾滲濾液的聚吡咯木質泡沫及其制備方法，涉及有機高分子材料領域，所述材料用于太陽能垃圾滲濾液處理，通體呈現黑色，具有定向毛細管結構和毛細孔洞，可以實現光熱轉換和水分運輸一體化，并對水體中的物質有選擇性，從而實現對垃圾滲濾液的凈化處理。本發明利用木質作為主要原材料，并利用無毒無害的吡咯對木質進行原位聚合，制備的聚吡咯木質泡沫具有較好的機械性能和光熱轉化性能，制作方法簡便，取材方便，易于控制、成本低。

技術領域

本發明涉及有機高分子材料領域，具體的是一種太陽能垃圾滲濾液處理的聚吡咯木質泡沫及其制備方法。

背景技術

地球上的水資源量占據71％的地球面積，河流、海洋、湖泊的自然蒸發和植物的蒸騰作用向全世界提供了大量的淡水資源，但只有一小部分可供人類消費和使用。水是可再生資源，隨著世界各國經濟的不斷發展和人口數量的不斷提高，淡水資源污染愈發嚴重，但其供應量遠遠不能滿足需求。水資源短缺是目前人類面臨的最嚴峻的全球性挑戰之一。為了解決這一問題，各種凈水處理技術不斷涌現。在技術的不斷發展過程中，研究者們相繼研究出了包括熱蒸餾、反滲透、膜過濾、電滲析和光催化等技術，其中熱蒸餾技術可以有效的將垃圾滲濾液和廢水轉化為淡水資源，獲得可用的純凈水。太陽能熱水蒸發作為自然水循環的重要組成部分，已被用于不同的應用。因為水的光學吸收差和與此過程相關的嚴重損失，光-蒸汽轉換效率很低，所以許多材料被研發出來，可以有效地吸收光并將其轉化為熱來產生水蒸氣。

在過去十年里，設計用于太陽能水蒸發以產生節能蒸汽的創新材料興起。這些材料包括半導體顆粒、聚合物、碳化合物和等離子體等材料。但是這些合成材料成本較高，且獲取不夠便捷，容易污染環境，使得它們的發展受到了不同程度的限制。除了合成材料外，儲能碳復合材料也被開發出來用于太陽能蒸汽的產生，包括：合成和天然石墨、石墨纖維、石墨泡沫、膨脹石墨、石墨納米板、石墨烯、碳納米管和非晶碳，由于其寬頻帶和高效的光吸收特性，已被廣泛研究，但是這些材料大多不能單獨使用，此外這些碳材料制作太陽能驅動器成本較高，且取材不方便，并沒有得到實際的應用。

發明內容

為解決上述背景技術中提到的不足，本發明的目的在于提供一種太陽能垃圾滲濾液處理的聚吡咯木質泡沫及其制備方法，本發明法改性后的木質泡沫具有凈水效果好、成本低廉、來源豐富、操作簡便的優點，符合當前環境下以廢治廢的清潔生產理念，具有良好的環境效益和社會效益。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種太陽能垃圾滲濾液處理的聚吡咯木質泡沫制備方法，包括以下步驟：

步驟1：木質研磨，將木質進行處理后使得木質顆粒大小達到納米級別，得到木質懸濁液；

步驟2：加入過硫酸鉀溶液，先進行加熱攪拌，再冷卻至室溫；

步驟3：將吡咯與CH₂Cl₂混合，得到吡咯溶液，向吡咯溶液中滴入2滴表面活性劑，在攪拌條件下將其加入到的木質懸濁液中，繼續攪拌，再靜置，使吡咯充分原位聚合到木質上，使木質變為黑色；

步驟4：冷凍，將步驟3最終得到的懸濁液裝入模具當中，放入冰箱中進行冷凍；

步驟5：冷凍干燥，將步驟四進行冷凍干燥，使水分升華。

進一步地，所述步驟1中的處理后木質粒徑小于200目。

進一步地，所述步驟1中加熱的溫度為80℃，攪拌48h，期間要換水3次。

進一步地，所述步驟2中加入的過硫酸鉀溶液為100ml 2.5wt％。

進一步地，所述步驟3的吡咯溶液中，吡咯與二氯甲烷的質量比為2:1。

進一步地，所述步驟3中吡咯含量占木質含量的0％-20％。

進一步地，所述步驟4中在-40℃冷凍6h以上。