[发明专利]一种以铜网为基体的Fe-dobdc MOF及其制备方法和在太阳能蒸汽产生中的应用

说明书

本发明提供一种以铜网为基体的Fe‑dobdc MOF及其制备方法和在太阳能蒸汽产生中的应用，其是在铜网上生长有氢氧化铜纳米线，在氢氧化铜纳米线上生长有Fe‑dobdc。铜网不仅是形成Fe‑dobdc的载体，还给形成氢氧化铜纳米线提供了铜元素；氢氧化铜不仅是形成Fe‑dobdc的载体(基体)，其形成的多孔骨架也为以铜网为基体的Fe‑dobdc作为光热转换体材料参与到太阳能蒸汽产生提供了极大的帮助。Fe‑dobdc具有多孔晶体结构，能够有效的通过毛细作用将水运输到气液界面以供水的蒸发，从而使其具有超亲水特点，因此Fe‑dobdc表现出超高的蒸发速率。

技术领域

本发明涉及太阳能蒸汽产生，具体为一种以铜网为基体的多孔碳骨架Fe-dobdcMOF及其制备方法和在太阳能蒸汽产生中的应用。

背景技术

淡水资源短缺一直以来都是人类所面临的重大挑战之一，虽然近四分之三的世界被海洋覆盖，但居民只能使用总水资源的10％，所以海水淡化技术引起了人们的极大关注。太阳能蒸汽产生因其在海水淡化、废水处理和杀菌等多种应用中具有巨大的太阳能利用潜力而受到广泛关注。高效太阳能蒸汽产生依赖于高性能太阳能热转换材料的设计和开发。近年来，界面太阳能蒸汽产生被认为是一种很有前途的海水淡化技术，因此光热转换材料受到了极大的关注。

现有的光热转换材料主要有碳基材料、等离子体金属纳米粒子、生物质材料等。等离子体金属纳米粒子具有良好的光热转换性能，但制备成本高，限制了其大规模应用。虽然碳基材料具有良好的宽频带吸光性和良好的耐腐蚀性，但其蒸发速率却一直无法达到1.8(kgm^-2h^-1)。同样，传统的碳基材料以及生物质材料具有波长范围宽、吸光性、光稳定性好等优点，但制作过程复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种以铜网为基体的Fe-dobdc MOF及其制备方法和在太阳能蒸汽产生中的应用，制备过程简单，且拥有超高的蒸发速率。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种以铜网为基体的Fe-dobdc MOF，其是在铜网上生长有氢氧化铜纳米线，在氢氧化铜纳米线上生长有Fe-dobdc，得到在铜网上覆盖有氢氧化铜纳米线的多孔骨架、在氢氧化铜纳米线上有Fe-dobdc的结构。

优选的，包括以下步骤：

S1，将2,5-二羟基对苯二甲酸和氯化亚铁溶于溶剂中，得到反应液；

S2，将铜网置于含有过硫酸铵和氢氧化钠的溶液中，反应后取出铜网，得到生长有氢氧化铜纳米线的铜网；

S3，将生长有氢氧化铜纳米线的铜网置于反应液中进行水热反应，得到多孔碳骨架的Fe-dobdc MOF。

进一步的，S1中，所述2,5-二羟基对苯二甲酸和氯化亚铁的摩尔比为1:3。

进一步的，其特征在于，S1中，所述溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、酒精和水的混合液。

进一步的，S2中，所述铜网预先经过处理：铜网用稀硫酸、去离子水和丙酮依次清洗多次，干燥。

进一步的，S2中，反应时间为15-30分钟。

进一步的，S2，过硫酸铵和氢氧化钠的摩尔比为3:5。

进一步的，S3中，水热反应的温度为100-120℃，时间为24-26小时。

进一步的，S3中，水热反应前以5-8℃/min的升温速率升温至水热反应温度。

所述的以铜网为基体的Fe-dobdc MOF在太阳能蒸汽产生中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：