[发明专利]一种太阳能辅助空气制水材料的制备方法及其产品和应用

说明书

本发明公开了一种太阳能辅助空气制水材料的制备方法及其产品和应用，属于空气制水技术领域，其制备方法，包括：(1)将沙子颗粒浸渍到碱性刻蚀液溶液中，烘干，得到处理后的沙子颗粒A；(2)将沙子颗粒A浸渍于氧化溶液中，烘干，得到处理后的沙子颗粒B；(3)将沙子颗粒B浸渍于具有光热转换性能的聚合物溶液中，烘干得到处理后的沙子颗粒C；(4)将沙子颗粒C浸渍于含有金属离子的盐溶液中进行离子掺杂，烘干，得到太阳能辅助空气制水材料。本发明所制备的太阳能空气制水材料具有材料来源广、制备简单、成本低、吸湿能力强、太阳利用率高、气候适应性强等优点，且不需要昂贵和复杂的实验设备，在干旱、沙漠地区具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及空气制水技术领域，具体涉及一种太阳能辅助空气制水材料的制备方法及其产品和应用。

背景技术

水资源短缺，尤其是内陆地区的淡水资源短缺是制约社会经济进一步发展的重要影响因素，尽管一些成熟的净水技术(如反渗透和多级闪蒸)已经取得长足的发展，但是内陆地区由于其远离海洋或缺少天然水源，因此这些技术难以实施。作为全球淡水资源的一部分，大气中估计拥有约全球淡水资源的10％，这些水主要以水汽或雾气的状态存在，因此，如何从空气中捕获这些水，并将其转换成可饮用的淡水逐渐成为了一个亟需突破的课题。

空气集水技术，如雾气收集、露点收集，经过一段时间的发展，已经取得了长足的发展。

公开号为CN110080337A公开了一种雾气收集器，其结构包括支撑杆、底座、格栅网、网框和储水槽，通过格栅网对雾气进行冷凝收集，但是其收集水能力受到天气(雾天)的影响很大，不能普遍适用。

公开号为CN208072522U公开了一种空气制水机，其结构包括将外部空气中水蒸汽冷凝成水滴并储存的制水机主体和用于对所述外部空气流入所述制水机主体之前进行过滤处理的过滤装置，所述过滤装置设于所述制水机主体上。该发明通过人工制冷和多重过滤，实现对空气中水汽的收集，但是此类空气制水机需要消耗大量的能量(电能)，过滤装置需要定期更换，成本高。

公开号为CN108018910A公开了一种节能型空气集水装置，其结构包括内胆，集气装置，制冷装置，过滤装置、太阳能电池板，该发明利用太阳能电池给制冷块供电，然后制冷块将空气中的水蒸气进行制冷，然后利用过滤器将流入净水收集器里的水净化，以达到水蒸气可以饮用的目的，从效果而言，太阳能电池板的太阳能利用率低下限制了其制水效率。

公开号为CN109322347A公了一种基于湿气吸附的空气制水器，所述系统包括湿度吸附转轮、密封导风风道、发热体、抽风装置、密封换热风道、密封换热凝水单元、动力机构以及能源单元，该发明通过逐级吸附、脱附空气中的水气，逐步增加空气的湿度，最后将高湿空气中的水气冷凝成水。该空气制水器的制备过程繁琐，并可能会产生二次水体污染的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种太阳能辅助空气制水材料的制备方法及其产品和应用，该制备方法中通过调控聚合物材料的种类及聚合时间实现聚合物材料对天然沙子颗粒的包覆，得到太阳能辅助空气制水材料；所述的太阳能辅助空气制水材料由同时具有光热转换效应和吸湿性能的聚合物包覆层组成；所制备的太阳能辅助空气制水材料的气候适应性强，在较低的湿度下也能实现空气制水，且整个过程无需外界任何能量输入，具有较好的规模化制备应用前景。

一种太阳能辅助空气制水材料的制备方法，包括：

(1)将沙子颗粒浸渍到碱性刻蚀液溶液中，烘干，得到处理后的沙子颗粒A；

所述的沙子颗粒为海沙、沙漠沙、河沙和碎岩石颗粒中的一种；由于海沙来源性广，颗粒大小适中，易于与聚合物材料复合并且价格低廉，优选的，所述的沙子颗粒为海沙。

进一步优选，所述的沙子颗粒直径为10-2000μm；所述的沙子颗粒的粗糙度为1％-6％。