【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及太阳能驱动海水淡化领域，具体涉及一种内外非均匀孔隙结构蒸发器。
技术介绍
1、随着人口的日益剧增与环境污染的加剧，淡水资源短缺日益严重，寻找淡水资源迫在眉睫。地球海水储量庞大，太阳能清洁可持续，利用太阳能进行海水淡化是一种解决淡水短缺的理想途径。太阳能驱动界面蒸发技术因其高蒸发率、清洁无污染、低成本等特点，在重金属废污水净化和海水淡化方面表现出了广阔的应用前景，因而引起了学者们的广泛关注，界面蒸发结构从二维界面蒸发结构到三维界面蒸发结构不断发展，蒸发速率不断上升。然而传统三维结构界面蒸发器内外孔隙一致，盐水从下端底部往蒸发界面整体输送，蒸发器内部孔隙分布交错，供水路径较长，盐离子回流缓慢，导致三维结构界面蒸发器的耐盐性能会较差，很容易在蒸发界面形成盐结晶，会严重影响蒸发器的蒸发性能与耐久性。虽然通过制备一些通孔能够提高蒸发器耐盐性能，但是会增加蒸发器向体相水的热损失，降低蒸发速率，三维界面蒸发器因其纵向整体水输运而导致蒸发速率在高盐浓度条件下难以进一步地提升问题制约着太阳能海水淡化的发展与实际应用。因此，设计一种能有效协调水输运与热局域化，实现高蒸发与耐盐性能的蒸发器是十分有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种能够对水输运进行精准调控，有效降低蒸发器导热损失，加快了盐离子回流速率，协调水输运与热局域化之间的矛盾，实现在高蒸发与阻盐性能有效统一的内外非均匀孔隙结构蒸发器。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的制备方法为：
3、
4、2)将低浓度光热转换物质溶液涂敷在孔隙率为90～99％，内部孔径分布为100～300μm的高孔隙率海绵表面然后放入恒温干燥箱干燥，得到表面涂敷有光热转换物质的高孔隙率海绵；
5、3)将亲水高分子材料与水按照1∶15～30的质量比进行混合成亲水性高分子溶液，然后将交联剂戊二醛与亲水高分子材料按照1∶7～15比例加入亲水性高分子溶液，制备成亲水高分子材料混合水溶液；
6、4)将亲水高分子材料混合水溶液涂敷在表面涂敷有光热转换物质的高孔隙率海绵外表面，待交联反应后放入恒温干燥箱干燥得到交联好的样品；
7、5)将光热转化物质与分散剂按1∶20～1∶50的质量比超声混合，得到高浓度光热转换物质溶液；
8、6)将高浓度光热转换物质溶液涂敷在交联好的样品表面，然后放入恒温干燥箱干燥，得到在高孔隙率海绵表面外层低孔隙率的界面蒸发层的内外非均匀孔隙结构蒸发器。
9、所述的光热转化物质为炭黑、碳点、石墨烯、聚多巴胺中的一种或几种。
10、所述的分散剂乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或几种。
11、所述的高孔隙率海绵为三聚氰胺海绵、聚乙烯醇海绵、密胺海绵或聚氨酯海绵。
12、所述的恒温干燥温度为60～80℃，恒温干燥时间为8～12h。
13、所述的亲水高分子材料为聚乙烯醇、壳聚糖、丙烯酰胺、丙烯酸及其衍生物一种或几种。
14、按以上制备方法制成的内外非均匀孔隙结构蒸发器，包括内部高孔隙率结构的主体和外层低孔隙率的界面蒸发层，所述的内部高孔隙率结构的主体的孔隙率为90～99％，内部孔径分布为100～300μm，所述的外层低孔隙率的界面蒸发层的孔隙率为70～90％，孔径分布为200nm～50μm，厚度为0.1～1mm。
15、所述的内部高孔隙率结构的主体为高孔隙率的三聚氰胺海绵、聚乙烯醇海绵、密胺海绵或聚氨酯海绵。
16、所述的外层低孔隙率的界面蒸发层为亲水高分子材料壳聚糖、聚乙烯醇、丙烯酰胺、丙烯酸及其衍生物一种或几种交联形成的凝胶结构和附着在凝胶结构上的光热转换物质炭黑、碳点、石墨烯、聚多巴胺中的一种或几种组成。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、1、本专利技术制备的内外非均匀孔隙结构蒸发器的材料成本低，且制备方法简单，可批量化生产。
19、2、相较于目前以反渗透膜法和蒸馏法为主的海水淡化技术，本专利技术唯一的能量来源是太阳，不需要消耗高品位的能源驱动。因而无需依赖成熟的基础设施和工业生产技术，适用于偏远山区和海岛等地区。
20、3、相较于常规的二维界面蒸发装置，本专利技术能从周边环境中吸收能量，从而提高整体的蒸发速率。
21、4、相较于现有的三维界面蒸发装置，本专利技术通过蒸发器内外孔隙率的调控，使蒸发器内部主体高孔隙率结构不承担输水责任，因此蒸发器内部主体拥有良好的隔热性能，大幅度降低了蒸发器的热损失。并且由于表层供水路径简单、水输运速度快，盐离子能够快速回流。基于上述特性，本专利技术具有优异的蒸发、阻盐性能，在自然光照、不同盐浓度模拟海水下均可实现高效、稳定的海水淡化。
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1.一种内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的光热转化物质为炭黑、碳点、石墨烯、聚多巴胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的分散剂乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的高孔隙率海绵为三聚氰胺海绵、聚乙烯醇海绵、密胺海绵或聚氨酯海绵。
5.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的恒温干燥温度为60～80℃，恒温干燥时间为8～12h。
6.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的亲水高分子材料为聚乙烯醇、壳聚糖、丙烯酰胺、丙烯酸及其衍生物一种或几种。
7.一种如权利要求1至6中任意一项制备方法制成的内外非均匀孔隙结构蒸发器，其特征在于：包括内部高孔隙率结构的主体和外层低孔隙率的界面蒸发层，所述的内部高孔隙率结构
8.根据权利要求7所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器，其特征在于：所述的内部高孔隙率结构的主体为高孔隙率的三聚氰胺海绵、聚乙烯醇海绵、密胺海绵或聚氨酯海绵。
9.根据权利要求7所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器，其特征在于：所述的外层低孔隙率的界面蒸发层为亲水高分子材料壳聚糖、聚乙烯醇、丙烯酰胺、丙烯酸及其衍生物一种或几种交联形成的凝胶结构和附着在凝胶结构上的光热转换物质炭黑、碳点、石墨烯、聚多巴胺中的一种或几种组成。
...【技术特征摘要】
1.一种内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的光热转化物质为炭黑、碳点、石墨烯、聚多巴胺中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的分散剂乙醇、异丙醇、正丁醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的高孔隙率海绵为三聚氰胺海绵、聚乙烯醇海绵、密胺海绵或聚氨酯海绵。
5.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的恒温干燥温度为60～80℃，恒温干燥时间为8～12h。
6.根据权利要求1所述的内外非均匀孔隙结构蒸发器的制备方法，其特征在于：所述的亲水高分子材料为聚乙烯醇、壳聚糖、丙烯酰胺、丙烯酸及其衍生...
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