[发明专利]一种功能化非织造布海水淡化材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于光热转换领域，涉及一种功能材料，具体为一种功能化非织造布海水淡化材料及其制备方法和应用。

背景技术

淡水资源匮乏成为这个时代全球性的挑战问题之一。利用太阳能直接蒸发海水是一种有效的海水脱盐淡化的方法，且该方法不需要额外的能源供给，符合节能减排、可持续发展的要求，特别适用于一些基础设施落后的偏远地区。

海水的发射率和折射率都比较高，不能很好地利用太阳能产生水蒸气。为了提高太阳能的利用率和水蒸气的产生效率，研究人员使用吸光率较高的材料吸收太阳光，再将光能转换为热能传递到水体产生水蒸汽。

目前研究所使用的光吸收体材料直接漂浮在海水表面，但由于光吸收体直接与海水接触，没有隔热层，很大一部分热能直接通过海水传递开，不能起到局部加热的目的，造成了光热转换效率低下。

发明内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的缺陷，获得一种能够高效进行光热转换，将热能传递到水体产生水蒸气的方法，本发明提供了一种功能化非织造布海水淡化材料及其制备方法和应用。

技术方案：一种功能化非织造布海水淡化材料，所述材料以非织造布为基体材料，表面负载有碳材料作为光吸收体。

优选的，所述非织造布为聚酯、聚丙烯或黏胶。

优选的，所述碳材料为石墨、碳纳米管、氧化石墨烯和石墨烯中的至少一种。

任一所述功能化非织造布海水淡化材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)制备碳材料分散液：将碳材料分散于去离子水中，超声处理1～5h，获得碳材料分散液；

(2)制备功能化非织造布海水淡化材料：将步骤(1)制得的碳材料分散液通过抽滤、浸渍或涂覆的方式固定在基体材料表面，干燥后制得。

任一所述材料在海水淡化中的应用。

有益效果：(1)本发明所述功能化非织造布海水淡化材料内部短纤维对海水具有芯吸作用，提供水分运输通道，且其中的孔隙结构有利于水蒸气通过；(2)本发明所述材料具有良好的绝热性能，避免太阳能损失，且作为光吸收体，太阳能的利用率较高，因而水蒸气产生效率高；(3)本发明所述材料持久耐用，便于运输；(4)本发明所述制备方法成本低、工艺简单。

附图说明

图1是本发明所述功能化非织造布海水淡化材料应用于海水淡化的示意图；

其中，1碳材料层，2为基体材料层，3为海水，4为水蒸气，5为太阳。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

一种功能化非织造布海水淡化材料，所述材料以非织造布为基体材料，表面负载有碳材料作为光吸收体。

所述非织造布为聚酯，规格为直径100mm，孔径0.08mm。

所述碳材料为氧化石墨烯。

任一所述功能化非织造布海水淡化材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)制备碳材料分散液：将0.6g氧化石墨烯分散于200mL去离子水中，超声处理1h，获得碳材料分散液；

(2)制备功能化非织造布海水淡化材料：取步骤(1)制得的碳材料分散液60mL通过抽滤的方式固定在基体材料表面，干燥后制得。其中抽滤压力为0.1MPa，抽滤结束后60℃干燥。

实施例2

一种功能化非织造布海水淡化材料，所述材料以非织造布为基体材料，表面负载有碳材料作为光吸收体。

所述非织造布为聚丙烯，规格为直径120mm，孔径0.06mm。

所述碳材料为氧化石墨烯和碳纳米管。

任一所述功能化非织造布海水淡化材料的制备方法，包含以下步骤：

(1)制备碳材料分散液：将0.4g氧化石墨烯和0.2g碳纳米管分散于200mL去离子水中，超声处理1.5h，获得碳材料分散液；

(2)制备功能化非织造布海水淡化材料：取步骤(1)制得的碳材料分散液80mL通过抽滤的方式固定在基体材料表面，干燥后制得。其中抽滤压力为0.1MPa，抽滤结束后60℃干燥。

实施例3

一种功能化非织造布海水淡化材料，所述材料以非织造布为基体材料，表面负载有碳材料作为光吸收体。

所述非织造布为黏胶，规格为幅宽200mm，长度800mm，孔径0.09mm。

所述碳材料为碳纳米管。