[发明专利]自漂浮的隔热导水材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种自漂浮的隔热导水材料及其制备方法和应用。本发明所述的隔热导水材料，其包含交联剂、聚乙烯吡咯烷酮和隔热材料。本发明还提供了隔热导水材料的制备方法，其包含下述步骤：(1)将所述交联剂与所述聚乙烯吡咯烷酮混合得到混合粉末；(2)将所述的混合粉末溶于有机溶剂中，得到铸膜液；(3)将所述的铸膜液加入隔热材料中得到浆料；(4)将所述的浆料进行压制，然后进行相转化得到隔热导水材料。本发明所述的自漂浮隔热导水材料充分结合了隔热材料的隔热性能和交联剂之间的间隙和高分子网络的导水性能，集成了隔热和导水的性能，能够有效提升光热转化材料的光热蒸发效率，并且具有足够的机械强度和优异的重复利用性。

技术领域

本发明涉及复合材料的技术领域，具体涉及一种自漂浮的隔热导水材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类社会的发展，水资源短缺日益成为全球环境问题之一。水量和水质型缺水的的双重困局威胁着全球近40亿的人口，制约着人类社会的发展，尤其是社会经济不发达、自然资源匮乏的地区。因此，在全球能源危机面前，探索出一种低能耗、易普及的净水方法成为一种迫切的需要。水的自然循环是一种司空见惯的自然现象，其包涵了最广泛发生的的水质净化的过程，而太阳能水正是自然循环的根本驱动力。光热转化正是人类对自然过程的学习和强化，拥有着最高的转化效率，也是人类社会利用太阳能的最主要形式。因此如何高效地利用太阳能强化水的蒸发，提升水的品质，拥有广泛的研究和应用前景。

目前，光热转化领域主要关注于吸光和光热转化材料的改进和制备。主要的光热蒸发材料有贵金属如金、银等纳米流体以及这些纳米颗粒进一步组装所构成的基于等离子激元效应的体系。除贵金属外，碳基材料如碳纳米管(CNT)、石墨烯(GO)等无机纳米材料及进一步组装而成的宏观漂浮碳材料也有良好的光热转化性能。尽管部分材料拥有平均90％以上的太阳能光谱吸收能力，但是在实际的太阳光照射和大水体应用中的效率依然不足，主要归因于未能充分利用光热转化材料固定的热量。因此，热量管理成为光热转化材料走向实际应用重要的一步。因此，学者提出了许多多孔材料来降低材料向水体的传热；也有学者通过将隔热材料和吸水材料组合在维持水传输的过程中更好地保持隔热性能。但是这些材料的制备过程复杂，机械强度较低，离大规模应用仍有较大的差距。

发明内容

为此，本发明所解决的技术的问题是在现有技术中，隔热导水材料的制备过程复杂、机械强度较低，离大规模应用仍有较大的差距。

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种隔热导水材料，所述的隔热导水材料是基于热量管理的隔热导水材料，能有效地实现热量管理和水传输之间的平衡，避免过多的水传输造成不必要的热量损失，为材料在实际中的应用提供了理论和材料基础。

本发明提供了所述的隔热导水材料，其包含交联剂、聚乙烯吡咯烷酮和隔热材料。

本发明提供了隔热导水材料的制备方法，其包含下述步骤:

(1)将所述交联剂与所述聚乙烯吡咯烷酮混合得到混合粉末；

(2)将步骤(1)所述的混合粉末溶于有机溶剂中，得到铸膜液；

(3)将步骤(2)所述的铸膜液加入隔热材料中得到浆料；

(4)将步骤(3)所述的浆料进行压制，然后进行相转化得到隔热导水材料。

本发明提供了所述的隔热导水材料在太阳能光热转化装置中的应用。

本发明还提供了一种光热转化装置，其包含上述所述的隔热导水材料。

具体来说，本发明提出了如下技术方案。

本发明提供了一种隔热导水材料，其包含交联剂、聚乙烯吡咯烷酮和隔热材料。

优选的，对于上述所述的隔热材料，其中，所述交联剂选自于醋酸纤维素、聚偏氟乙烯或聚丙烯腈中的一种。