【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光熱界面蒸發(fā)材料制備，具體涉及一種基于納米tio2-cnt光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料、其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、由于淡水資源的匱乏，海水淡化已變成淡水補(bǔ)充的關(guān)鍵來源，眾多和海水淡化相關(guān)的技術(shù)已被研發(fā)出來。在這些發(fā)展較好的技術(shù)里，太陽能驅(qū)動海水淡化技術(shù)由于其結(jié)構(gòu)相對簡易、成本較低、脫鹽效率較高而受到眾多學(xué)者的重視。在典型的太陽能驅(qū)動海水淡化流程中，水借助蒸發(fā)器孔的毛細(xì)作用被注入太陽能蒸發(fā)器。
2、與此同時，太陽能被界面捕獲，通過光吸收器轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽洚?dāng)能量源進(jìn)行液氣狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。最終，通過冷凝步驟獲取淡水。蒸發(fā)器在海水淡化的過程中的性能直接關(guān)乎到海水淡化的速度和最終產(chǎn)出的淡水質(zhì)量。所以，開發(fā)高效的太陽能蒸發(fā)器是極其重要的。
3、經(jīng)過漫長的演化進(jìn)程，天然植物已經(jīng)形成了固有的特征，使它們適宜作為開發(fā)高性能太陽能蒸發(fā)器的材料。這些特征涵蓋多通道運輸結(jié)構(gòu)、出色的親水性以及碳化后廣泛的太陽能吸收區(qū)間。另外，植物還具有多元性、易獲取性、可承受性、可再生性以及生態(tài)友好性等優(yōu)勢。近些年來，涌現(xiàn)出了許多基于植物的生物炭太陽能蒸發(fā)器。因為水的污染，基于天然材料的太陽能海水淡化面臨著更大的難題，對污水或海水中的水蒸氣進(jìn)行蒸發(fā)，凝結(jié)和收集，達(dá)到凈化水的目的，是解決水污染和水資源短缺危機(jī)的有效途徑之一，但是目前大多數(shù)的碳基生物質(zhì)材料是通過直接全部碳化或者只在供水層表面做一些簡單的光熱改性，會造成熱量無法集中在液-氣界面處，從而造成熱量損失，進(jìn)而使蒸發(fā)效果受到影響。
4、例如，zongxing
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是針對上述問題，提供一種基于納米tio2-cnt光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料、其制備方法和應(yīng)用。
2、本專利技術(shù)為了實現(xiàn)其目的，采用的技術(shù)方案是：
3、一種基于納米tio2-cnt光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料的制備方法，包括如下步驟：
4、s1、果肉預(yù)處理：將新鮮仙人掌削皮，將果肉切為塊狀后放入水中，攪拌條件下50～70℃加熱，以軟化果肉并去除糖類及雜質(zhì)；
5、s2、制備碳化層：將步驟s1處理后得到的塊狀仙人掌果肉從水中取出放到加熱平板上使得塊狀果肉的一個平面與高溫加熱平板接觸，直至被處理的表面變?yōu)楹谏奶蓟瘜樱?/p>
6、s3、涂覆光催化隔熱涂層：
7、s3.1、配制光催化隔熱涂層溶液：取納米二氧化鈦、碳納米管、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉加入水中，攪拌至充分溶解、混合均勻，得到光催化隔熱層溶液；納米二氧化鈦、碳納米管、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、水的質(zhì)量比為：0.02～0.08:0.15～0.35:0.05～0.3:0.06～0.08:25；
8、s3.2、涂覆光催化隔熱涂層：取配制好的光催化隔熱涂層溶液均勻地涂覆到仙人掌果肉塊的碳化層上，干燥，然后重復(fù)涂覆光催化隔熱涂層溶液一次，干燥；優(yōu)選所述干燥為烘干；
9、s4、涂覆吡咯：取步驟s3.2處理完后的仙人掌果肉塊，取吡咯均勻涂覆在仙人掌果肉塊的碳化層上，然后將濃度為50～80mm的氧化劑水溶液均勻涂覆到涂覆了吡咯的碳化層上，充分聚合反應(yīng)，即可得到生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料--ppy/ctps@仙人掌。
10、所述氧化劑選自過硫酸銨、fe2(so4)3、fecl3的一種或多種；所述氧化劑溶液的濃度為55～65mm。
11、步驟s1中攪拌條件的攪拌子轉(zhuǎn)速為500～700r/min，攪拌條件下加熱時間32～40h；每3～6h換一次水。
12、步驟s2中仙人掌果肉在溫度為300～500℃的平板上加熱至碳化層厚度達(dá)到0.8～1.2mm；優(yōu)選所述平板為金屬板，加熱時間為3～5min。
13、優(yōu)選地，步驟s3.1中，取納米二氧化鈦、碳納米管、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉加入水中，在30～50℃下攪拌40～120min；納米二氧化鈦、碳納米管、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、水的質(zhì)量比為：0.02～0.05:0.15～0.25:0.05～0.13:0.06～0.08:25或者0.05～0.08:0.25～0.35:0.13～0.3:0.06～0.08:25；
14、進(jìn)一步優(yōu)選地，光催化隔熱層溶液中納米二氧化鈦、碳納米管、聚乙烯醇、十二烷基硫酸鈉、水的質(zhì)量比為：0.02～0.05:0.2～0.3:0.1～0.2:0.06～0.08:25或者0.02～0.05:0.22～0.27:0.10～0.15:0.06～0.08:25或者0.02～0.05:0.25:0.13:0.07:25；
15、步驟s3.2中，每次涂覆光催化隔熱涂層時，按照每平方厘米的碳化層使用40～60微升光催化隔熱涂層溶液進(jìn)行涂覆；所述干燥為在55～65℃烘箱中烘3～8min。
16、步驟s4中，按照每平方厘米的碳化層使用40～60微升吡咯進(jìn)行涂覆，然后按照每平方厘米的碳化層使用40～60微升氧化劑水溶液進(jìn)行涂覆；
17、所述聚合反應(yīng)時間為0.5～2h，優(yōu)選0.7～1.3h。
18、所述塊狀仙人掌果肉為長方體形、圓柱形、棱形體、錐形體或者其它多面體。
19、所述塊狀仙人掌果肉為長方體形，其長寬高按照如下比例設(shè)置：長度0.5～1.5cm，寬度0.5～1.5cm，高度1～3cm。
20、本專利技術(shù)的第二方面提供一種基于納米tio2-cnt光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料，采用上述任一項所述的制備方法制備得到。
21、本專利技術(shù)的第三方面提供上述的基本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種基于納米TiO2-CNT光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氧化劑選自過硫酸銨、Fe2(SO4)3、FeCl3的一種或多種；所述氧化劑溶液的濃度為55～65mM。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟S1中攪拌條件的攪拌子轉(zhuǎn)速為500～700r/min，攪拌條件下加熱時間32～40h；每3～6h換一次水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟S2中仙人掌果肉在溫度為300～500℃的平板上加熱至碳化層厚度達(dá)到0.8～1.2mm；優(yōu)選所述平板為金屬板，加熱時間為3～5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述塊狀仙人掌果肉為長方體形、圓柱形、棱形體、錐形體或者其它多面體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于：所述塊狀仙人掌果肉為長方體形，其長寬高按照如下
9.一種基于納米TiO2-CNT光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料，其特征在于：采用權(quán)利要求1至8任一項所述的制備方法制備得到。
10.權(quán)利要求9所述的基于納米TiO2-CNT光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料在太陽能驅(qū)動的界面蒸發(fā)、光熱海水淡化、污水處理中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于納米tio2-cnt光催化隔熱層的生物質(zhì)光熱界面蒸發(fā)材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述氧化劑選自過硫酸銨、fe2(so4)3、fecl3的一種或多種；所述氧化劑溶液的濃度為55～65mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s1中攪拌條件的攪拌子轉(zhuǎn)速為500～700r/min，攪拌條件下加熱時間32～40h；每3～6h換一次水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于：步驟s2中仙人掌果肉在溫度為300～500℃的平板上加熱至碳化層厚度達(dá)到0.8～1.2mm；優(yōu)選所述平板為金屬板，加熱時間為3～5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱照龍，陳志莉，趙崧皓，李光學(xué)，黃鳴明，李軒，馬珊，黃偉宏，
申請(專利權(quán))人：桂林理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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