[发明专利]一种基于生物质基的海水脱盐方法

说明书

本发明提供一种基于生物质基的海水脱盐方法，利用单向冷冻法制备的维管束结构因其一条条通道形成的毛细管力而完成水分的快速输送，利用盐的不同性质，对水分传输速率的能力也有一定的不同，而顶部炭化部分则可以增大对太阳光的吸收，快速的传输速率以及蒸发速率相互配合达到较高效率的海水淡化，利用天然生物质作为原料，复合常见易获得的盐，制备得到的材料可生物降解，具有一定的强度且为规整的维管束结构；另一方面，这种结构对于水分的传输有一定优越性，在海水淡化方面很有前景且成本低，加工方法简易。

技术领域

本发明涉及海水脱盐技术领域，具体涉及一种基于生物质基的海水脱盐方法。

背景技术

目前，缺乏淡水资源已成为人类社会面临的全球性问题之一.面对水资源短缺的严峻挑战，太阳能海水淡化蒸发作为一种清洁、节能的淡水资源再生方式，已成为未来最具潜力的淡水资源收集技术。太阳能蒸汽蒸发器通过界面光热转换原理实现了广泛的宽带阳光吸收性，以提高表面到表面的光热转换效率。此外，一个高效的太阳能蒸汽蒸发系统还需要高效的水分传输速率。而在自然界中，生物体的蒸腾通道，也就是一种维管束结构，被认为是水分输送的天然高速通道，因此对此种结构进行仿生，可以用于海水的淡化。

近年来，生物质基木材废弃物大量产出，但是其被再利用的部分只占小比例，在我国这样的农业大国，每年农林生物质废弃物（包括秸秆和林业剩余物）占废弃物总量的69%；而在欧洲，欧盟成员国中废物生物质的可获得量每年超过4.45亿吨（干基），农林业产生的生物质废弃物占总量的86%。

将废弃农林生物质运用起来可以说是十分环境友好的，因此，我们将生物质废弃物（木粉，玉米秸秆，稻草秸秆等）进行纳米化后，采用取向冷冻技术对树木维管束结构进行重塑，用于水分传输进而进行海水脱盐。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于生物质基的海水脱盐方法，以解决上述背景技术中提出的实际问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于生物质基的海水脱盐方法，具体包括以下步骤：

S1：纳米纤丝悬浮液的制备；

S2：盐溶液的配制；

S3：将步骤S2中的盐溶液复合步骤S1中的纳米纤丝悬浮液，在50℃条件下搅拌混合均匀后，进行脱泡处理，得到盐/纳米纤丝悬浮液；

S4：单向冷冻；

S5：将冷冻完毕的样品置于冷冻干燥机中干燥至完全得到样品；

S6：选取40 mm 长的样品，顶部10mm 进行炭化增强光吸收，用保鲜膜和胶带固定样品柱于装有海水的容器中进行蒸发；

S7：利用氙灯光源模拟太阳光，将组合蒸发样品置于电子天平上，顶部垂直照射氙灯，每10 min 记录一次质量变化，直至完成海水的蒸发脱盐。

进一步的，所述步骤S1具体包括：将木粉或秸秆碎屑等用热水进行多次浸泡洗涤，去除可溶性盐及油性物质，经湿磨机和高压均质机的纳米化，得到分散均一的纳米纤丝悬浮液。

进一步的，所述步骤S2具体包括：称取5g 盐粉末，溶于95ml水中，得到5% 的盐溶液。

进一步的，所述步骤S4具体包括：将盐/纳米纤丝悬浮液装入PP盒中，四周由泡沫隔热，底部有铜片导热，置于-40℃冷冻柜的冷冻台上冷冻24h得到冰晶竖向生长的样品。

进一步地，通过增加冷凝装置，进行室外站蒸发，收集淡化后的海水，测得其盐度，与海水原始浓度进行对比；