[发明专利]一种用于太阳能界面蒸汽产生的疏水/亲水双层碳泡沫及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于太阳能界面蒸汽产生的疏水/亲水双层碳泡沫及其制备方法，包括三聚氰胺泡沫，三聚氰胺泡沫分为上层框架和下层框架，上层框架中填充有碳纳米颗粒。制备方法包括：步骤1，在无水乙醇中加入碳纳米颗和乙基纤维素，搅拌，得到碳纳米颗粒溶液；步骤2，通过旋转填充法使得碳纳米颗粒填充到三聚氰胺泡沫上层框架中，然后在烘箱中烘干后获得疏水/亲水双层碳泡沫。所制备的生物质碳泡沫具有长期稳定的阻盐功能。

技术领域

本发明涉及光热材料领域，具体涉及一种高性能太阳能界面蒸汽产生的疏水/亲水双层碳泡沫及其制备方法。

背景技术

在太阳能蒸汽产生系统中，光热材料的表面起着光吸收层的作用，将从太阳照射中获得的热量有效的转化为热能，实现热局域化，使水蒸发为太阳能蒸汽。相比之下，这种独特的太阳能界面蒸发方式比传统的散装水蒸发方式具有很大的优势。传统的散装水蒸发方式由于热量不可避免地会散失到周围环境或转移到散装水中，能量转换效率低下。

对于大多数太阳能界面蒸发材料，热局域化和快速生成界面蒸汽可能会导致盐积聚在蒸发器的表面，并阻止蒸汽蒸发通过。同时，积累的白色盐晶体不可避免地增加了光反射并降低了光热物质的光吸收，并增加了物质与海水之间的界面，导致蒸发效率随时间显着下降。光热材料是实现长期、高效和稳定的太阳能界面蒸发材料的关键障碍。防止盐堵塞的常规方法包括反复洗涤或物理去除。然而，这些方法对连续蒸汽产生具有负面影响，这直接导致增加的操作成本和降低的生产率。因此，在实际应用中，需要一种新型的具有防污性能的光热材料和一种具有排盐功能的太阳能界面蒸发材料，以防止在连续的太阳能脱盐过程中盐的堵塞。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于太阳能界面蒸汽产生的疏水/亲水双层碳泡沫及其制备方法，所制备的生物质碳泡沫具有长期稳定的阻盐功能。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于太阳能界面蒸汽产生的疏水/亲水双层碳泡沫，包括三聚氰胺泡沫，三聚氰胺泡沫分为上层框架和下层框架，上层框架中填充有碳纳米颗粒。

优选的，碳纳米颗粒采用柚子皮制备得到。

所述的用于太阳能界面蒸汽产生的疏水/亲水双层碳泡沫的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，碳纳米颗粒溶液的制备

在无水乙醇中加入碳纳米颗和乙基纤维素，搅拌，得到碳纳米颗粒溶液；

步骤2，碳泡沫的制备

通过旋转填充法使得碳纳米颗粒填充到三聚氰胺泡沫上层框架中，然后在烘箱中烘干后获得疏水/亲水双层碳泡沫。

优选的，碳纳米颗粒通过如下制备方法得到：将柚子皮清洗干净、干燥，然后真空条件下碳化，将碳化后的柚子皮研磨过筛，得到碳纳米颗粒。

进一步的，干燥柚子皮采用的温度为40-50℃。

进一步的，碳化柚子皮时采用的温度为700-900℃。

优选的，步骤1中，碳纳米颗粒和乙基纤维素质量比为：(1-2)：(1-2)。

优选的，步骤1中，搅拌温度为60-80℃，转速为300-500r/min，搅拌时间为12-16h。

优选的，步骤2中，旋转填充的时间为3-5min。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：