一种聚苯胺-木材双层蒸发材料制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种太阳能驱动水蒸发技术领域的聚苯胺

【技术实现步骤摘要】
一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料制备方法及其应用，属于太阳能驱动水蒸发


技术介绍

[0002]淡水是人类社会赖以生存的宝贵自然资源，但随着人口的不断增加和水污染问题的日益恶化，人类面临着日益严重的水危机。调查研究表明，世界上约有97.5%的水不能直接饮用。因此，人们开发出多种先进高效的海水淡化技术和污水处理技术来获取淡水，如反渗透法、低温多效蒸馏法、多级闪蒸法等。但常规的海水淡化和污水处理技术不仅需要昂贵的基础设备，还对能源有着巨大的需求，实施过程中将会消耗大量高品质热能或优质电力。
[0003]太阳能作为一种清洁能源逐渐被应用到人类的生产生活中，受到自然蒸发这种陆地淡水来源的启发，越来越多的研究者将太阳能驱动水蒸发作为解决人类淡水资源短缺的途径之一。但是，现实中海水的吸光性能较差，导致自然蒸发效率较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料制备方法及其应用，在有效实现海水淡化和污水处理的同时避免了化石能源的消耗，减轻对环境的污染。
[0005]为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：根据专利技术的第一方面，一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料制备方法，包括以下步骤，S1、配制苯胺
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盐酸混合溶液；S2、将木材放入混合溶液浸泡；S3、在混合溶液中加入过硫酸铵；S4、保持室温，持续反应，即得聚苯胺
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木材双层蒸发材料。
[0006]进一步的，所述S1中的苯胺
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盐酸混合溶液的制备方法为配制200ml的1 mol/ L苯胺溶液，超声分散5 min，将200 ml 的1.5 mol/ L盐酸倒入苯胺溶液，磁力搅拌。
[0007]进一步的，所述磁力搅拌的转速为600rpm。
[0008]进一步的，所述S2中的浸泡时间为30
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90min。
[0009]进一步的，所述S3为将200ml的1.5mol/L过硫酸铵倒入混合液中，磁力搅拌。
[0010]进一步，所述S4中的反应时间为6h。
[0011]根据专利技术的第二方面，还提供一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料，由上述任一项所述的制备方法制得。
[0012]根据专利技术的第三方面，还提供所述聚苯胺
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木材双层蒸发材料在太阳能驱动水蒸发方面的应用。
[0013]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术的基体材料选用木材，具有良好的可再生性和扩展性。使用的聚苯胺是一
种高分子聚合物材料，具有宽幅光吸收系数、低成本、合成边界、稳定性良好、扩展性优异等特点，并且该材料成本低廉，能有效降低海水淡化技术和污水处理技术的成本。
[0014]聚苯胺木材蒸发材料中带有大量极性共价键，使材料具有良好的自漂浮性能，木材基体与聚苯胺通过氢键作用形成了紧密地界面结合力，因此具有化学稳定性和抗污染能力，利于该材料的持续使用。
[0015]聚苯胺在木材表面形成了一层黑色的光吸收层，另外聚苯胺特有的共轭的sp2碳骨架和纳米棒形成了珊瑚状多孔交织网络，可以共同增强捕获大量的光子，使其在全太阳能光谱范围内的吸收率高达98.6%，展示出了优异的光热转换性能。
[0016]本专利技术提供的双层蒸发材料在光照驱动下将木材内部垂直排列的管腔作为开放的孔通道，在强的毛细作用力下将下层的水源源不断的传输到气
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液表层，通过聚苯胺吸收的光能被精准快速地转换为水蒸气，具有良好的蒸发性能。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的实施例中不同聚合时间下木材表面生长的聚苯胺纳米形貌示意图；图2为本专利技术的实施例中聚苯胺
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木材双层蒸发材料的外观示意图；图3为本专利技术的实施例中聚苯胺
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木材双层蒸发材料分别在强酸、浓盐及染料条件下的浸泡示意图；图4为本专利技术的实施例中木材（上）和聚苯胺
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木材（下）横切面动态接触角示意图；图5为本专利技术的实施例中聚苯胺
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木材双层蒸发材料的自漂浮过程示意图；图6为本专利技术的实施例中聚苯胺
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木材双层蒸发材料的吸收光谱示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0019]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应该理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0020]出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另有陈述，否则所有表达量、百分数或比例的数字及本说明书和所附权利要求书中所用的其他数值被理解为在所有情况下都由术语“约”修饰。此外，本文公开的所有范围都包括端点在内且可独立组合。
[0021]实施例1：一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料的制备方法，包括以下步骤：S1、配制苯胺
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盐酸混合溶液，具体为配制200ml的1 mol/ L苯胺溶液，超声分散5 min，将200 ml 的1.5 mol/ L盐酸倒入苯胺溶液，磁力搅拌，转速为600rpm；S2、将木材放入混合溶液中浸泡30
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90min；S3、将200ml的1.5mol/L过硫酸铵倒入混合液中，磁力搅拌；S4、保持室温，持续反应2h，即得聚苯胺
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木材双层蒸发材料。
[0022]实施例2：一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料的制备方法，包括以下步骤：S1、配制苯胺
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盐酸混合溶液，具体为配制200ml的1 mol/ L苯胺溶液，超声分散5 min，将200 ml 的1.5 mol/ L盐酸倒入苯胺溶液，磁力搅拌，转速为600rpm；S2、将木材放入混合溶液中浸泡30
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90min；S3、将200ml的1.5mol/L过硫酸铵倒入混合液中，磁力搅拌；S4、保持室温，持续反应4h，即得聚苯胺
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木材双层蒸发材料。
[0023]实施例3：一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料的制备方法，包括以下步骤：S1、配制苯胺
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盐酸混合溶液，具体为配制200ml的1 mol/ L苯胺溶液，超声分散5 min，将200 ml 的1.5 mol/ L盐酸倒入苯胺溶液，磁力搅拌，转速为600rpm；S2、将木材放入混合溶液中浸泡30
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90min；S3、将200ml的1.5mol/L过硫酸铵倒入混合液中，磁力搅拌；S4、保持室温，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤，S1、配制苯胺
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盐酸混合溶液；S2、将木材放入混合溶液浸泡；S3、在混合溶液中加入过硫酸铵；S4、保持室温，持续反应，即得聚苯胺
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木材双层蒸发材料。2.根据权利要求1所述的一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料制备方法，其特征在于：所述S1中的苯胺
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盐酸混合溶液的制备方法为配制200ml的1 mol/ L苯胺溶液，超声分散5 min，将200 ml 的1.5 mol/ L盐酸倒入苯胺溶液，磁力搅拌。3.根据权利要求2所述的一种聚苯胺
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木材双层蒸发材料制备方法，其特征在于：所述磁力搅拌的转速为600rpm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李政通，李娇阳，杨涛，蔡昊天，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：