【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光热超疏水材料，具体涉及一种janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用
技术介绍
1、每年冬季是我国冰霜灾害高发期，在极寒条件下，户外基础设施极易被冰霜所覆盖。由于冰的自重，极易导致电力输送系统、建筑物和机械设备等不堪重负，造成损毁。冰霜灾害更是严重影响道路、桥梁、铁路、飞机和水运系统的正常使用，给人类的生产生活造成极大不便。而传统除冰主要包括机械除冰、化学除冰和热力融冰等，普遍存在效率低下、严重耗费人力物力、容易损坏覆冰物表面等短板和不足。因此开发一种兼具防冰除冰功能的材料是非常必要的。
2、利用光热转换材料的特殊性能，将最具应用前景的可再生清洁能源——太阳能转化为热能，从而实现材料表面的防冰除冰功能。再者，将超疏水材料应用于此，在材料表面形成一层天然“气膜”，减小水与材料的接触面积，对除冰防冰有着积极的影响。因此，将光热材料与超疏水材料相结合，制备出一种兼具光热超疏水性能的防冰除冰材料得到广大科研人员的普遍关注。
3、再者，随着全球淡水资源短缺形势的日益严峻，海水淡化成为一项热点议题，日前，利用光热超疏水材料进行海水淡化应用已经得到广泛关注，但超疏水材料在集水方面存在一定劣势，致使海水淡化性能不佳。一侧亲水、一侧超疏水的janus型光热超疏水复合材料既有利于海水在材料周围的富集，又能有效防止盐分在材料表面的积累，已然成为当下研究的热点。
4、例如中国专利cn 113882154 a公开了“一种用于太阳能蒸发器的柔性ppy/mxenepda光热织物及其制备方法”将ti3a
5、迄今为止，已公开报道的光热超疏水功能涂层不胜枚举，但这些制备技术普遍存在工艺繁琐、操作复杂、光热材料单一或多种光热材料并存时需分步处理等一系列问题。并且在构筑超疏水表面时过分强调疏水改性剂的作用，即只关注“低表面能”而忽略“微纳粗糙结构”。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，采用化学氧化法原位共聚合及喷涂等简易方法，在柔性基材——织物表面制备兼具光热超疏水性能的复合涂层，以解决目前光热超疏水材料制备成本高、制备工艺复杂等问题。通过化学氧化法将da和py单体在织物基材一侧进行原位共聚合，以共聚合产物pda和ppy为光热转化材料，以硬脂酸为低表面能改性剂，简易制备了一种janus型光热超疏水复合材料。并通过调控py和da原位共聚合工艺条件控制表面形貌，在制备光热涂层的过程中随即构筑起微纳粗糙结构，进一步提高其超疏水性能和光热效率。既可一步实现多种光热材料的涂覆，又能在制备光热涂层时一并提高疏水性能，能够广泛应用于海水淡化、防冰除冰等领域。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，包括如下步骤：
4、步骤1，将多巴胺、吡咯、去离子水和乙醇混合后进行超声分散，得到溶液a，其中溶液a中的多巴胺和吡咯的摩尔比为0.01～0.1，乙醇和去离子水共计8ml；
5、步骤2，通过磁力搅拌将fe(no3)3溶液和吐温80充分混匀，得到溶液b，其中配制的fe(no3)3溶液的摩尔浓度为1.0～10.0mol/l，吐温80的质量百分比为1.0～10.0wt％；
6、步骤3，将织物用无水乙醇、去离子水依次进行超声洗涤，烘干备用；
7、步骤4，利用喷枪将溶液b喷涂于预处理后的织物基材，一段时间后，喷涂溶液a，两次喷涂过程中喷嘴与织物的距离均为10～20cm，间隔时间为10～60min，干燥温度为50～100℃，待原位共聚合反应充分进行后取出烘干，反复水洗干燥即可制备出光热涂层；
8、步骤5，通过硬脂酸的乙醇溶液浸泡织物进行表面疏水化修饰，一段时间后取出烘干，即获得janus型光热超疏水复合材料。
9、进一步：
10、步骤1中，超声波清洗器的超声频率为50～150khz，超声时间为5～30min。
11、步骤2中，磁力搅拌器的搅拌速率为500～10000r/min，搅拌时间为30～60min。
12、步骤3中,超声波清洗器的超声频率为40～130khz，超声时间为10～30min。
13、步骤4中，所述干燥时间为12～24h。
14、步骤5中,硬脂酸的酒精溶液中，硬脂酸的质量浓度为5.0～30.0mg/ml。
15、步骤5中，所述干燥温度为40～80℃，干燥时间为10～18h。
16、制得的janus型光热超疏水复合材料，其特征在于，可用于织物等柔性基材之上。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
17、本专利技术公开了一种，采用聚多巴胺和聚吡咯作为光热转化材料，原料易得且成本低廉。采用化学氧化法原位共聚合及喷涂的简易制备方法，操作工艺简单。制得的疏水表面与水的接触角可达155.18°，具有良好的超疏水性能，且该涂层材料的光热升温速率快，在一个太阳光照射强度下2min内可达到94.8℃的平衡温度。在-20℃条件下，水滴在其表面的冻结时间可延迟213s，涂层结冰后可在阳光照射下迅速融化并沿斜面滑落。证明该材料具有良好的防结冰和光热除冰性能，达到了防结冰和除冰的双重目的。再者，该涂层材料海水淡化性能优异，在1.0个太阳光下，优化后的气液界面温度迅速升高至46.7℃，蒸发速率达到1.8kgm-2h-1。此外，优异的自清洁性能可以避免灰尘粘附在涂层表面，从而保持涂层的长期光热转换稳定性。在2000cw砂纸上磨损200个循环后，涂层依然有着良好的疏水性能，说明该涂层有良好的机械稳定性。涂层具有优异的机械耐久性、热稳定性、自清洁性能，可大大延长其使用寿命并满足实际状况下长期使用的条件。
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1.一种Janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种Janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤1中，超声波清洗器的超声频率为50～150KHz，超声时间为5～30min。
3.根据权利要求1所述的一种Janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤2中，磁力搅拌器的搅拌速率为500～10000r/min，搅拌时间为30～60min。
4.根据权利要求1所述的一种Janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤3中,超声波清洗器的超声频率为40～130KHz，超声时间为10～30min。
5.根据权利要求1所述的一种Janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤4中，所述干燥时间为12～24h。
6.根据权利要求1所述的一种Janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤5中,硬脂酸的酒精溶液中，硬脂酸的质量浓度为5.0～30.0mg/mL。
7.根据权
8.一种如权利要求1～9任一项所述及其制备方法制得的Janus型光热超疏水复合材料，其特征在于，可用于织物等柔性基材之上。
...【技术特征摘要】
1.一种janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤1中，超声波清洗器的超声频率为50～150khz，超声时间为5～30min。
3.根据权利要求1所述的一种janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤2中，磁力搅拌器的搅拌速率为500～10000r/min，搅拌时间为30～60min。
4.根据权利要求1所述的一种janus型光热超疏水复合材料的快速制备及其应用，其特征在于，步骤3中,超声波清洗器的超声频率为40～130khz，超声时间为10～...
【专利技术属性】
技术研发人员：李永，张卓昱，杨涵博，杨欣月，吴君，宋浩杰，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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