[发明专利]一种具有光热转化功能的石墨烯/纳米纤维杂化凝胶膜的制备方法

权利要求书

1.一种具有光热转化功能的石墨烯/纳米纤维杂化凝胶膜的制备方法，其特征在于一种具有光热转化功能的石墨烯/纳米纤维杂化凝胶膜的制备方法是按以下步骤进行的：

一、凝胶纤维的制备：

在温度为80℃及搅拌速度为100rpm的条件下，将醋酸纤维素与聚甲基丙烯酸溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌48h，得到纺丝液，在高压电场为17kV、纺丝距离为30cm及注射泵推进速度为2mL/h的条件下，利用单轴静电纺丝装置将纺丝液进行纺丝，纺丝时间为24h，然后利用平板式收丝方式，得到凝胶纤维；

所述的醋酸纤维素的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积为1g:8.5mL；所述的聚甲基丙烯酸的质量与N,N-二甲基甲酰胺的体积为0.5g:8.5mL；

二、氧化石墨烯片层的制备：

将鳞片石墨加入到混酸溶液中，得到混合溶液，在冰浴及搅拌速度为150rpm的条件下，向混合溶液中加入高锰酸钾，搅拌2h，然后在温度为40℃及搅拌速度为150rpm的条件下，继续搅拌24h，得到反应液，向反应液中加入去离子水稀释，再以加入速度为10mL/min，依次加入质量百分数为30％的过氧化氢和质量百分数为5％的稀盐酸，最后在转速为5000rpm的条件下，高速离心10min，得到离心后产物，将离心后产物放入透析袋渗析3天，得到浓度为8mg/mL氧化石墨烯片溶液；

所述的鳞片石墨的质量与混酸溶液的体积比为1g:15mL；所述的鳞片石墨与高锰酸钾的质量比为1:1.5；所述的反应液与去离子水的体积比为1:200；所述的反应液与质量百分数为30％的过氧化氢的体积比为1:1；所述的反应液与质量百分数为5％的稀盐酸的体积比为1:30；

三、杂化凝胶膜的制备：

将浓度为8mg/mL的氧化石墨烯片溶液与去离子水混合，然后超声10min，得到浓度为4mg/mL的氧化石墨烯片溶液，将凝胶纤维浸泡于浓度为4mg/mL的氧化石墨烯片溶液中，在搅拌速度为20rpm的条件下，搅拌30min，然后超声15min，得到凝胶状混合物，在温度为-54℃的条件下，将凝胶状混合物冷冻干燥48h，得到海绵状气凝胶，在温度为80℃的条件下，将海绵状气凝胶热压3次，得到薄膜，在温度为150℃的条件下，将薄膜热处理5h，得到具有光热转化功能的石墨烯/纳米纤维杂化凝胶膜；

步骤二中所述的混酸溶液为磷酸和浓硫酸的混合物；所述的磷酸和浓硫酸的体积比1:9；所述的磷酸的质量百分数≥85％；所述的浓硫酸的质量百分数为95％～98％；

在1kW/m²的光强照射下，具有光热转化功能的石墨烯/纳米纤维杂化凝胶对于海水蒸发速度为1.67kg/m²h。