[发明专利]一种太阳能垃圾渗滤液处理的聚吡咯木质泡沫及其制备方法

说明书

本发明公开一种利用太阳能处理垃圾渗滤液的聚吡咯木质泡沫及其制备方法，涉及有机高分子材料领域，所述材料用于太阳能垃圾渗滤液处理，通体呈现黑色，具有定向毛细管结构和毛细孔洞，可以实现光热转换和水分运输一体化，并对水体中的物质有选择性，从而实现对垃圾渗滤液的净化处理。本发明利用木质作为主要原材料，并利用无毒无害的吡咯对木质进行原位聚合，制备的聚吡咯木质泡沫具有较好的机械性能和光热转化性能，制作方法简便，取材方便，易于控制、成本低。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料领域，具体的是一种太阳能垃圾渗滤液处理的聚吡咯木质泡沫及其制备方法。

背景技术

地球上的水资源量占据71％的地球面积，河流、海洋、湖泊的自然蒸发和植物的蒸腾作用向全世界提供了大量的淡水资源，但只有一小部分可供人类消费和使用。水是可再生资源，随着世界各国经济的不断发展和人口数量的不断提高，淡水资源污染愈发严重，但其供应量远远不能满足需求。水资源短缺是目前人类面临的最严峻的全球性挑战之一。为了解决这一问题，各种净水处理技术不断涌现。在技术的不断发展过程中，研究者们相继研究出了包括热蒸馏、反渗透、膜过滤、电渗析和光催化等技术，其中热蒸馏技术可以有效的将垃圾渗滤液和废水转化为淡水资源，获得可用的纯净水。太阳能热水蒸发作为自然水循环的重要组成部分，已被用于不同的应用。因为水的光学吸收差和与此过程相关的严重损失，光-蒸汽转换效率很低，所以许多材料被研发出来，可以有效地吸收光并将其转化为热来产生水蒸气。

在过去十年里，设计用于太阳能水蒸发以产生节能蒸汽的创新材料兴起。这些材料包括半导体颗粒、聚合物、碳化合物和等离子体等材料。但是这些合成材料成本较高，且获取不够便捷，容易污染环境，使得它们的发展受到了不同程度的限制。除了合成材料外，储能碳复合材料也被开发出来用于太阳能蒸汽的产生，包括：合成和天然石墨、石墨纤维、石墨泡沫、膨胀石墨、石墨纳米板、石墨烯、碳纳米管和非晶碳，由于其宽频带和高效的光吸收特性，已被广泛研究，但是这些材料大多不能单独使用，此外这些碳材料制作太阳能驱动器成本较高，且取材不方便，并没有得到实际的应用。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种太阳能垃圾渗滤液处理的聚吡咯木质泡沫及其制备方法，本发明法改性后的木质泡沫具有净水效果好、成本低廉、来源丰富、操作简便的优点，符合当前环境下以废治废的清洁生产理念，具有良好的环境效益和社会效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种太阳能垃圾渗滤液处理的聚吡咯木质泡沫制备方法，包括以下步骤：

步骤1：木质研磨，将木质进行处理后使得木质颗粒大小达到纳米级别，得到木质悬浊液；

步骤2：加入过硫酸钾溶液，先进行加热搅拌，再冷却至室温；

步骤3：将吡咯与CH₂Cl₂混合，得到吡咯溶液，向吡咯溶液中滴入2滴表面活性剂，在搅拌条件下将其加入到的木质悬浊液中，继续搅拌，再静置，使吡咯充分原位聚合到木质上，使木质变为黑色；

步骤4：冷冻，将步骤3最终得到的悬浊液装入模具当中，放入冰箱中进行冷冻；

步骤5：冷冻干燥，将步骤四进行冷冻干燥，使水分升华。

进一步地，所述步骤1中的处理后木质粒径小于200目。

进一步地，所述步骤1中加热的温度为80℃，搅拌48h，期间要换水3次。

进一步地，所述步骤2中加入的过硫酸钾溶液为100ml 2.5wt％。

进一步地，所述步骤3的吡咯溶液中，吡咯与二氯甲烷的质量比为2:1。

进一步地，所述步骤3中吡咯含量占木质含量的0％-20％。

进一步地，所述步骤4中在-40℃冷冻6h以上。