【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米离子通道，具体的说，涉及一种纳米通道膜在光增强渗透能量转换器件中的应用。
技术介绍
1、渗透能作为一种很有前景的清洁能源，近年来通过对膜结构的优化得到了广泛的研究和发展。为了追求更高的能量转换性能，各种外部刺激作为辅助因素被引入渗透能量收集系统。光作为一种可再生、可调节的能源形式已经引起了人们的广泛关注。通常情况下，为了提高能量转换性能，需要大量的光响应材料来提升其能量转换性能，这阻碍了其进一步的实际应用。构筑具有高的离子传输和能量转换性能的纳米通道体系仍然具有挑战性。针对目前光响应型纳米通道能量器件领域存在的问题，仍然需要开发一种具有较高离子传输通量和较好能量转换效率的膜材料来更好地应对能源危机以及更好的响应碳中和策略。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，本专利技术利用界面超组装策略制备氧化石墨烯go/聚吡咯ppy异质膜，该体系中引入的聚吡咯颗粒的光响应性质可以增强纳米通道表面电荷密度，从而实现光增强的离子传输和能量转换性能；本专利技术为刺激响应型智能纳流控纳米通道器件在能量转换领域提供了一种新的构筑策略。
2、本专利技术的技术方案具体介绍如下。
3、本专利技术提供一种纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，所述纳米通道膜为氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜，其为聚吡咯嵌入氧化石墨烯片层形成的二维片层结构自支撑薄膜；其通过真空辅助过滤方法将氧化石墨烯/fe3+络合物沉积在多孔阳
4、本专利技术中，渗透能量转换器件包括两电导池、以及置于两电导池之间的氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜，两电导池内分别放置电极，高浓度盐溶液放置在原位聚合制备聚吡咯时滴加吡咯单体的膜表面侧的电导池内，低浓度盐溶液放置在另一侧的电导池内。
5、本专利技术中，盐溶液为氯化钠溶液或氯化钾溶液，浓度在0.0001mol/l~1mol/l之间；高浓度盐溶液的浓度为低浓度盐溶液的50倍以上；电极为ag/agcl电极。
6、本专利技术中，渗透能量转换器件为光增强渗透能量转换器件，渗透能量转换器件中还包括光源，光源为太阳光或太阳光模拟器。
7、本专利技术中，氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜的制备方法包括以下步骤：
8、(1)配制氧化石墨烯分散液和三氯化铁水溶液;
9、(2)将氧化石墨烯分散液和三氯化铁水溶液按照一定比例超声混合，得到预组装溶液；
10、(3)利用真空流体自组装的方法，将预组装溶液在真空抽滤作用下，滴加并沉积到多孔阳极氧化铝aao膜表面，在aao基底上形成一层氧化石墨烯/fe3+络合物的薄膜；
11、(4)将吡咯的乙醇溶液逐滴滴加到步骤（3）得到的络合物薄膜上，加完后，置于0-4℃的温度下低温聚合；随着聚合过程中水分的蒸发以及吡咯的聚合，得到的氧化石墨烯/聚吡咯异质膜从aao基底上剥离，取下，得到具有非对称结构的自支撑的柔性氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜。
12、本专利技术中，步骤（1）中，氧化石墨烯分散液的浓度为0.5-2mg/ml，三氯化铁水溶液的浓度在0.1-1mol/l之间；步骤（2）中，氧化石墨烯分散液和三氯化铁水溶液的体积比为10:1-1:10，超声混合时间为30-60min；步骤（3）中，真空抽滤时的压力为0.08-0.12mpa；步骤（4）中，吡咯的乙醇溶液的浓度为0.1-1mol/l，吡咯和步骤（2）中三氯化铁的摩尔比为1：2，低温聚合时间为24-48 h。
13、本专利技术还提供一种用于渗透能量转换器件的纳米通道膜，所述纳米通道膜为聚吡咯嵌入氧化石墨烯片层形成的二维片层结构氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜；其通过真空辅助过滤方法将氧化石墨烯/fe3+络合物沉积在多孔阳极氧化铝aao膜上，在氧化石墨烯/fe3+络合物薄膜上滴加吡咯单体溶液，通过化学氧化法原位聚合吡咯，再从多孔阳极氧化铝aao膜分离制得。
14、进一步的，本专利技术提供一种用于渗透能量转换器件的纳米通道膜的制备方法，氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜的制备方法包括以下步骤：
15、(1)配制氧化石墨烯分散液和三氯化铁水溶液；
16、(2)将氧化石墨烯分散液和三氯化铁水溶液按照一定比例超声混合，得到预组装溶液；
17、(3)利用真空流体自组装的方法，将预组装溶液在真空抽滤作用下，滴加并沉积到多孔阳极氧化铝aao膜表面，在aao基底上形成一层氧化石墨烯/fe3+络合物的薄膜；
18、(4)将py/乙醇溶液逐滴滴加到步骤（3）得到的络合物薄膜上，加完后，置于0-4℃的温度下低温聚合；随着聚合过程中水分的蒸发以及吡咯的聚合，得到的氧化石墨烯/聚吡咯异质膜从aao基底上剥离，取下，得到具有非对称结构的自支撑的柔性氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜。
19、和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
20、本专利技术通过界面超组装策略构筑的纳米通道在黑暗条件下的发电功率可达到10.4w/m2，一般商用标准是5.0w/m2，其性能与同类膜相比很占优势的。而光照条件下，发电功率可高达14.1 w.m-2，提升了35.6%
21、本专利技术通过界面超组装策略构筑了光增强的渗透能转换的纳米通道能量器件使得其在能量转换领域具有极大的实际应用前景，同时对于构建光增强的纳流控能量器件用于能量转换领域具有借鉴意义。
22、本专利技术制备得到的智能纳米流体能量器件在光照下的模拟海水和河水的梯度下的发电功率可达14.1w/m2，与其他的纳米流体膜相比较，该异质纳米通道能量器件具有超薄，节省成本、能量转换效率高等优点，有利于异质纳米通道能量器件在渗透能能量转换领域方面的实际应用。
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1.一种纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，所述纳米通道膜为氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜，其为聚吡咯嵌入氧化石墨烯片层形成的二维片层结构自支撑薄膜；其通过真空辅助过滤方法将氧化石墨烯/Fe3+络合物沉积在多孔阳极氧化铝AAO膜上，在氧化石墨烯/Fe3+络合物薄膜上滴加吡咯单体溶液，通过化学氧化法原位聚合吡咯，再从多孔阳极氧化铝AAO膜上剥离制得。
2.根据权利要求1所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，光增强渗透能量转换器件包括光源、两电导池、以及置于两电导池之间的氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜，两电导池内分别放置电极，高浓度盐溶液放置在原位聚合制备聚吡咯时滴加吡咯单体的膜表面侧的电导池内，低浓度盐溶液放置在另一侧的电导池内。
3.根据权利要求2所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，盐溶液为氯化钠溶液或氯化钾溶液，浓度在0.0001mol/L～1mol/L之间；高浓度盐溶液的浓度为低浓度盐溶液的50倍以上；电极为Ag/AgCl电极。
4.根据权利要求2所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其
5.根据权利要求1所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜的制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，步骤(1)中，氧化石墨烯分散液的浓度为0.5-2mg/mL，三氯化铁水溶液的浓度在0.1-1mol/L之间；步骤(2)中，氧化石墨烯分散液和三氯化铁水溶液的体积比为10:1-1:10，超声混合时间为30-60min；步骤(3)中，真空抽滤时的压力为0.08-0.12MPa；步骤(4)中，吡咯的醇溶液中的溶剂为乙醇，吡咯的醇溶液的浓度为0.1-1mol/L，吡咯和步骤(2)中三氯化铁的摩尔比为1：2，低温聚合时间为24-48h。
7.一种用于权利要求1的渗透能量转换器件中的纳米通道膜，其特征在于，所述纳米通道膜为氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜，其为聚吡咯嵌入氧化石墨烯片层形成的二维片层结构自支撑薄膜；其通过真空辅助过滤方法将氧化石墨烯/Fe3+络合物沉积在多孔阳极氧化铝AAO膜上，在氧化石墨烯/Fe3+络合物薄膜上滴加吡咯单体溶液，通过化学氧化法原位聚合吡咯，再从多孔阳极氧化铝AAO膜分离制得。
8.一种用于权利要求1的渗透能量转换器件中的纳米通道膜的制备方法，其特征在于，氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜的制备方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，所述纳米通道膜为氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜，其为聚吡咯嵌入氧化石墨烯片层形成的二维片层结构自支撑薄膜；其通过真空辅助过滤方法将氧化石墨烯/fe3+络合物沉积在多孔阳极氧化铝aao膜上，在氧化石墨烯/fe3+络合物薄膜上滴加吡咯单体溶液，通过化学氧化法原位聚合吡咯，再从多孔阳极氧化铝aao膜上剥离制得。
2.根据权利要求1所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，光增强渗透能量转换器件包括光源、两电导池、以及置于两电导池之间的氧化石墨烯/聚吡咯纳米通道膜，两电导池内分别放置电极，高浓度盐溶液放置在原位聚合制备聚吡咯时滴加吡咯单体的膜表面侧的电导池内，低浓度盐溶液放置在另一侧的电导池内。
3.根据权利要求2所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，盐溶液为氯化钠溶液或氯化钾溶液，浓度在0.0001mol/l～1mol/l之间；高浓度盐溶液的浓度为低浓度盐溶液的50倍以上；电极为ag/agcl电极。
4.根据权利要求2所述的纳米通道膜在渗透能量转换器件中的应用，其特征在于，渗透能量转换器件为光增强渗透能量转换器件，渗透能量转换器件中还包括光源，光源为太阳光或太阳光模拟器。
5.根据权利要求1所述的纳米...
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