[發明專利]一種親疏水夾層結構復合光熱纖維膜的批量制備方法

在審

• 申請號: 202210760381.8
• 申請日: 2022-06-30
• 公開（公告）號: CN115161880A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 覃小紅;代宏宇;王黎明;張弘楠;崔憲峰;李洪昌;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學;山東天風新材料有限公司
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4374;D04H1/43;D04H1/4282;D01F1/10;D01D5/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 楊琴

1.一種親疏水夾層結構復合光熱纖維膜，其特征在于，包括：依次連接的摻雜碳基光熱材料的聚丙烯腈納米纖維膜作為親水蒸發頂層、蓬松透氣的聚甲基丙烯酸甲酯PMMA微米纖維膜作為疏水中間層、摻雜碳基光熱材料的聚丙烯腈納米纖維膜作為吸水蒸發底層。

2.根據權利要求1所述的復合光熱纖維膜，其特征在于，所述碳基光熱材料為碳納米管CNTs。

3.一種親疏水夾層結構復合光熱纖維膜的批量制備方法，包括：

(1)將聚丙烯腈PAN和碳基光熱材料溶于溶劑中，得到混合紡絲液，在無紡布上無針靜電紡絲，得到摻雜碳基光熱材料的聚丙烯腈納米纖維膜；

(2)取步驟(1)中摻雜碳基光熱材料的聚丙烯腈納米纖維膜卷繞在單針頭靜電紡絲裝置的滾筒上，將聚甲基丙烯酸甲酯PMMA紡絲液進行單針頭靜電紡絲形成蓬松透氣疏水性微米纖維膜，得到雙層親-疏水纖維膜；

(3)將聚丙烯腈(PAN)和碳基光熱材料溶于溶劑中，得到混合紡絲液，以步驟(2)中雙層親疏水纖維膜作為接受基底，疏水層在外側，無針靜電紡絲，得到親疏水夾層結構復合光熱纖維膜。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)和(3)中溶劑為N,N-二甲基甲酰胺DMF；混合紡絲液中聚丙烯腈質量分數為10-12wt％，碳基光熱材料占聚丙烯腈重量的3-5wt％。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)和(3)中混合紡絲液進行無針靜電紡絲前需要間歇超聲15-25min；無針靜電紡絲的工藝參數為：電壓為65-70kV，接收距離為16-18cm，供液速度為18-22mL/h，滾筒轉速10-14r，溫度為22-25℃，濕度為45-50％，紡絲時間為1-1.5h。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中聚甲基丙烯酸甲酯PMMA紡絲液溶劑為DMF，聚甲基丙烯酸甲酯PMMA紡絲液的質量分數為30-32wt％；聚甲基丙烯酸甲酯PMMA紡絲液配制過程中要在50-55℃下加熱攪拌2-4h。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中單針頭靜電紡絲的工藝參數為：電壓為10-12kV，接收距離為11-12cm，供液速度為2-3mL/h，滾筒轉速為280-300r，溫度為22-25℃，濕度為47-50％，紡絲時間為4-8h。

8.一種柔性光熱水蒸發裝置，其特征在于，包括權利要求1所述親疏水夾層結構復合光熱纖維膜。

9.根據權利要求8所述裝置，其特征在于，所述裝置包括：所述親疏水夾層結構復合光熱纖維膜包覆在聚苯乙烯圓形泡沫上，所述親疏水夾層結構復合光熱纖維膜未包覆部分的兩個邊緣為長方形條帶。

10.一種如權利要求8所述的裝置在海水淡化或廢水處理中的應用。