【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光熱材料，尤其涉及一種聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法及其應用。
技術介紹
1、隨著人類社會經濟的發展，淡水資源短缺問題日趨嚴重，全球水資源總量中97%為海水，淡水資源約占全球水資源的3%，但適合人類使用的淡水資源僅占全球水資源的0.3%。傳統的淡水生產方式，如膜法和熱法等，依賴于大量的化石燃料消耗和大型集中的設施，并且具有成本高和環境污染的缺點。為了減少非再生能源消耗，對清潔能源的利用是人類發展的必由之路。太陽能具有資源總量大、分布范圍廣、清潔可持續的特點，在解決當前緊迫的能源危機方面具有巨大的優勢，因此受到了廣泛的關注。太陽能界面光熱蒸發技術利用高效的光熱材料吸收太陽能并轉換為熱能，用于加熱水/空氣界面的水分子，以提高水蒸發效率。因此，太陽能驅動的光熱蒸發技術被認為是一種緩解淡水資源短缺和減少碳足跡的有前景的替代方案之一。
2、現有的光熱材料如金屬納米材料價格昂貴且不穩定，半導體和等離子材料通常需要在基底上原位生長，限制了其應用。聚吡咯作為一種有機聚合物，具有優異的太陽光吸收率、光熱轉換能力、高化學穩定性和較輕的密度，為光熱蒸發器的合理設計和利用提供了巨大的機會，并被廣泛應用于光熱蒸發。但是聚吡咯需要通過合適的方式沉積在適當的基體上以實現最佳蒸發效果。現有技術中，申請號為201811491923.6，公開日為2021年8月13日，名稱為“一種聚吡咯/zif-67復合氣凝膠及其制備方法”的專利技術專利利用多巴胺的自聚合特性對聚吡咯氣凝膠進行改性，然后將改性后的聚吡咯氣凝膠依次反復浸泡在硝酸鈷的
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法及其應用。
2、為實現上述專利技術目的，本專利技術提供了一種聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，包括如下步驟：
3、s1、將三聚氰胺海綿用水和乙醇浸泡沖洗，用導熱鐵片放置在三聚氰胺海綿頂部，并放置在烘箱中進行熱壓處理，得到熱壓三聚氰胺海綿；
4、s2、采用原位聚合法制備聚吡咯微球溶液；
5、s3、將步驟s1制得的熱壓三聚氰胺海綿浸泡在步驟s2的溶液中，進行聚合反應，待反應結束后，將獲得的凝膠用去離子水沖洗至無雜質析出；最后，將所述的三維凝膠通過冷凍干燥設備處理后，即制得聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠。
6、優選的，在步驟s1中，所述烘箱的溫度為100~300℃。
7、優選的，在步驟s1中，所述熱壓反應時間為1~10?min。
8、優選的，在步驟s3中，所述聚合反應溫度為10~50℃。
9、優選的，在步驟s3中，所述聚合反應時間為12~24?h。
10、優選的，所述聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的高度為0.5~3?cm。
11、優選的，在步驟s2中，所述聚吡咯微球的具體制備過程如下：將一定量的p123和fecl3·6h2o加入到去離子水中充分溶解，隨后將吡咯逐滴添加到上述溶液中，攪拌后得到混合溶液。
12、優選的，所述p123、所述fecl3·6h2o及所述吡咯三者的質量比為（0.5~1）：（0.6~1.3）：（0.4~1）。
13、特別地，本專利技術還提供了所述聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的應用，采用如下方式進行：將聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠放置在待處理的水體中，在模擬太陽光下，使環境的溫度和濕度為恒定值，通過電子分析天平監測到的所述水體和所述聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的質量之和的變化，計算太陽光驅動的光熱蒸發速率。
14、優選的，所述水體為鹽水、實際海水或重金屬廢水。
15、本專利技術的有益效果是：本專利技術提供的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，通過先制備超親水的熱壓三聚氰胺海綿，再將其與聚吡咯復合，最終獲得機械性能強、超親水性、熱傳導率低且光熱轉化效率高的熱壓三聚氰胺海綿。通過上述方式，有效解決了現有技術中制備的氣凝膠光熱蒸發器過程中存在的制備過程復雜、成本高等問題，并且能夠有效處理鹽水、實際海水或重金屬廢水，從而實現凈水的產生。
16、本專利技術制備的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠，通過利用具有超親水和豐富孔道結構的熱壓三聚氰胺海綿作為蒸發器的基體，不僅可賦予復合氣凝膠超親水性，使其用于水體蒸發時快速地將水輸送至蒸發界面，可確保在較集中的光強下實現水的高效蒸發；充分利用聚吡咯自身優異的光學性能，且表面粗糙的結構有效減少入射太陽光的反射，提升了氣凝膠的吸光能力；利用三聚氰胺海綿的多孔網絡結構與水之間的相互作用，使水分子以團簇形式蒸發，減少水蒸發所需的能量，從而提升水蒸發速率；復合氣凝膠的低熱傳導率可使光熱轉化過程中的熱量集中在蒸發界面，減少了與環境的熱量交換，更利于蒸發過程的進行；由于聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠本身具有的三維結構，在蒸發過程中的蒸發致冷效應使其側邊的溫度低于環境溫度，從而可以從環境中吸取額外的能量用于水分子蒸發；三維結構特性與三聚氰胺海綿的超親水性和低蒸發焓進行結合，賦予了聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠高蒸發速率和能量利用效率。
17、本專利技術提出的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠，超親水性及快速水傳輸構造了鹽結晶與鹽釋放之間的動態平衡，避免海水蒸發過程中的鹽分堵塞氣凝膠的內部孔道，確保蒸發過程的持續進行；熱壓后的三聚氰胺海綿，有效增強了氣凝膠的機械強度，提高了其實際應用性能；聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠對真實海水和重金屬廢水也具有良好的凈化能力。
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1.一種聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述烘箱的溫度為100~300℃。
3.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟S1中，所述熱壓反應時間為1~10?min。
4.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，所述聚合反應溫度為10~50℃。
5.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟S3中，所述聚合反應時間為12~24?h。
6.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟S2中，所述的聚吡咯微球的具體制備過程如下：將一定量的P123和FeCl3·6H2O加入到去離子水中充分溶解，隨后將吡咯逐滴添加到上述溶液中，攪拌后得到混合溶液。
7.根據權利要求6所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，所述P
8.一種權利要求1~7制得的所述聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的應用，其特征在于，采用如下方式進行：將聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠放置在待處理的水體中，在模擬太陽光下，調控環境的溫度和濕度為恒定值，通過電子分析天平監測到的所述水體和所述聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的質量之和的變化，計算太陽光驅動的光熱蒸發速率。
9.根據權利要求8所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的應用，所述水體為鹽水、實際海水或重金屬廢水。
...【技術特征摘要】
1.一種聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟s1中，所述烘箱的溫度為100~300℃。
3.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟s1中，所述熱壓反應時間為1~10?min。
4.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟s3中，所述聚合反應溫度為10~50℃。
5.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟s3中，所述聚合反應時間為12~24?h。
6.根據權利要求1所述的聚吡咯/熱壓三聚氰胺海綿氣凝膠的制備方法，其特征在于，在步驟s2中，所述的聚吡咯微球的具體制備過程如...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李靜，閆良國，邵玉嬌，宋雯，李彥霏，李旭光，
申請(專利權)人：濟南大學，
類型：發明
國別省市：
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