[发明专利]耦合增益局域表面等离子体共振吸收体近全吸收太阳光全天候产生光热蒸汽的方法

权利要求书

1.一种耦合增益局域表面等离子体共振吸收体近全吸收太阳光全天候产生光热蒸汽的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)非晶体纳米材料分散于去离子水或蒸馏水或超纯水中，配置成浓度为0.01-0.03mol/L的分散液，加入浓度为0.1-0.3mol/L的亚铁基修饰剂搅拌0.5-1.5h，反应体系中非晶体纳米材料与亚铁基修饰剂的摩尔比为(2-5):1，3000-8000rpm离心水洗，洗涤后沉降物再分散于水中，超声分散并搅拌均匀，加入浓度为0.05-0.3mol/L银纳米晶前驱体溶液，剧烈搅拌5-10min，超声条件下反应1-2h，使用水离心洗涤三次，再分散于水中制得产物分散液，置于室内贮存；所述非晶体纳米材料选自SiO₂纳米球、聚苯乙烯微球、纳米氧化钛和纳米碳颗粒中的任一种；

2)配置质量分数0.2-0.5％聚乙烯吡咯烷酮溶液，加入硝酸银搅拌均匀使硝酸银浓度为1.5*10^-3-6*10^-3mol/L；其中聚乙烯吡咯烷酮浓度以单体计算，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量Mw＝8000-58000；注入步骤1)制备的表面负载着银纳米晶的非晶体纳米核分散液，加入0.03-0.1mol/L柠檬酸钠做修饰剂，剧烈搅拌、超声分散，加入还原剂溶液，其中硝酸银、柠檬酸钠和还原剂的摩尔浓度比为(1-4):(0.04-0.15):(2.5-8)，剧烈搅拌5-10min后缓慢搅拌，室温反应1-3h，水浴加热至60-90℃，熟化6-12h，3000-6000rpm离心分离，使用去离子水和无水乙醇依次洗涤两次得到耦合增益局域表面等离子体共振效应吸收体，分散于去离子水或无水乙醇分散剂中得到耦合增益局域表面等离子体共振效应吸收体的分散液；

3)取步骤2)得到的耦合增益局域表面等离子体共振效应吸收体分散液，分散于去离子水或有机溶剂，搅拌超声3-5min，均匀分散后，注入光热转换装置，调控吸收体的浓度、分散液容量、液面高度，直接使用室外的低倍率聚焦太阳光辐照吸收体的分散液，同时产生高温、快速和高效的光热蒸汽。

2.根据权利要求1所述耦合增益局域表面等离子体共振吸收体近全吸收太阳光全天候产生光热蒸汽的方法，其特征在于，所述非晶体纳米材料SiO₂纳米球的制备方法如下：配置溶液A和B，溶液A由正硅酸乙酯和水混合而成；溶液B由NH₃·H₂O和水和无水乙醇混合而成；溶液A、B混合后剧烈搅拌，TEOS:NH₃·H₂O:H₂O:EtOH摩尔浓度比为1:(0.8-1.5):(0.4-0.8):(6-8)，20-70℃反应3h，3000-8000rpm离心无水乙醇洗涤2-3次，离心沉降物105℃烘干，制得非晶体SiO₂纳米球，SiO₂纳米球粒径：30-500nm。

3.根据权利要求1所述耦合增益局域表面等离子体共振吸收体近全吸收太阳光全天候产生光热蒸汽的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的光热转换装置中分散液含有的吸收体低于0.33wt‰，吸收体的浓度10¹¹-10¹³Nanoparticles/L。

4.根据权利要求1所述耦合增益局域表面等离子体共振吸收体近全吸收太阳光全天候产生光热蒸汽的方法，其特征在于，步骤3)中阳光光照强度：300-1200W/m²，聚光度：200-600倍。

5.根据权利要求1所述耦合增益局域表面等离子体共振吸收体近全吸收太阳光全天候产生光热蒸汽的方法，其特征在于，步骤3)分散剂为去离子水时制备高温水蒸汽，适用于海水淡化、净水处理、高温蒸汽灭菌杀毒、工业蒸汽、家庭取暖、太阳能热水器、蒸汽发电；分散剂为有机溶剂、水和有机溶剂混合液、不同有机溶剂混合液，通过产生蒸汽进行分离提纯。