光热转换元件，以及苯胺寡聚物及其衍生物的应用制造技术

本发明专利技术提供一种光热转换元件，包括苯胺寡聚物及苯胺寡聚物的衍生物中的至少一种，用于将太阳光转换为热能，所述苯胺寡聚物的衍生物具有苯胺寡聚基团。本发明专利技术还提供一种苯胺寡聚物或苯胺寡聚物的衍生物的应用。

Photothermal conversion element, and application of aniline oligomers and derivatives thereof

The present invention provides a photothermal conversion element includes at least one aniline oligomer and aniline oligomer derivatives, used to convert sunlight into heat, the oligomers of aniline derivatives with aniline oligomeric groups. The present invention also provides an application of a derivative of an aniline oligomer or an aniline oligomer.

【技术实现步骤摘要】
光热转换元件，以及苯胺寡聚物及其衍生物的应用
本专利技术涉及光转换领域，尤其涉及一种光热转换元件，以及苯胺寡聚物及其衍生物的应用。
技术介绍
能源短缺是人类长期面临的一大难题，也是制约我国经济发展的一个重要因素。开发新能源尤其是开发清洁能源是当今时代的重要主题。太阳能作为一种清洁能源，具有以下特点：1)太阳能是人类可开发，可利用的最丰富的能源，取之不尽，用之不竭；2)太阳光普照地球各地，可就地开发和利用，无运输问题；3)太阳能作为一种清洁能源，开发和利用时都不会污染环境和影响生态。对太阳能的利用主要有光热转换，光化学转换和光电转换等。光热转换(即将太阳能转化为热能)是直接利用太阳能的一个捷径，目前已有太阳能光热转换的应用，包括热水器、净水器、干燥器、太阳灶、高温炉和光热发电等。理想的光热转换材料需要具备以下特点：1)光热转换效率高；2)制备方法简单，成本低；3)材料在各种环境下使用稳定性好，使用寿命长。光热转换应用的主要障碍是缺乏有效的直接对太阳光进行光热转换的材料。已报导的具有光热转换效应的材料有碳纳米管、石墨烯、四氧化三铁、金纳米颗粒等，都在目前的研究及今后的实际应用中存在很多的局限性，如制备困难、成本高，具有一定生物毒性等问题。并且部分材料对太阳光的吸收程度低或热转化能力低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种新型光热转换元件，以及苯胺寡聚物及其衍生物的应用。一种光热转换元件，包括苯胺寡聚物及苯胺寡聚物的衍生物中的至少一种，用于将太阳光转换为热能，所述苯胺寡聚物的衍生物具有苯胺寡聚基团。一种苯胺寡聚物或苯胺寡聚物的衍生物的应用，所述苯胺寡聚物或苯胺寡聚物的衍生物用于光热转换元件，将太阳光转换为热能。一种苯胺寡聚物或苯胺寡聚物的衍生物的应用，所述苯胺寡聚物或苯胺寡聚物的衍生物作为光热转换元件，应用于海水淡化装置、溶液提纯装置、污水处理装置、热水器、干燥器、太阳灶、加热炉、光热发电装置或光响应驱动器。相较于现有技术，本专利技术提供的光热转换元件使用苯胺寡聚物或苯胺寡聚基团作为光热转换材料，能够将可见光及太阳光高效转换为热能，具有优异的光热转换性能，并且原料成本较低，制备简单，且苯胺寡聚物易于与其它有机材料共聚或共混，或与其它无机材料复合，在太阳能开发利用领域具有较好的应用前景，例如可以广泛的应用于热水器、净水器、干燥器、太阳灶、加热炉、光热发电、海水淡化、溶液提纯、污水处理及光响应驱动器等方面。附图说明图1为本专利技术实施例光热转换元件的制备方法的过程示意图；图2为本专利技术实施例光热转换元件的制备方法中湿气处理前后模板剂颗粒变化示意图；图3为本专利技术实施例太阳能水处理器的结构示意图；图4为本专利技术实施例太阳能热水器的结构示意图；图5为本专利技术实施例太阳能干燥器的结构示意图；图6为本专利技术实施例太阳灶的结构示意图；图7为本专利技术实施例光响应驱动器的结构示意图；图8为实施例1光热转换元件的扫描电镜照片；图9为实施例1光热转换元件分别使用模拟太阳光在a.照射前，b.空气中照射时，c.置于水中照射时的红外热成像照片；图10为实施例1的光热转换元件对纯水的蒸发速率曲线；图11为实施例1的光热转换元件对不同溶液的蒸发速率比较图；图12为对比例1的光热转换元件使用红外光在空气中照射时的红外热成像照片；图13为实施例光响应驱动器中a.疏水聚合物层与b.亲水聚合物层分别在模拟太阳光照射下的红外热成像照片；图14为实施例光响应驱动器中疏水聚合物层与亲水聚合物层吸水后的热重曲线；图15为实施例光响应驱动器在失水状态与吸水状态的形状变化照片。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术的光热转换元件，以及苯胺寡聚物及其衍生物的应用进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种光热转换元件，包括苯胺寡聚物及苯胺寡聚物的衍生物中的至少一种。所述苯胺寡聚物及苯胺寡聚物的衍生物将太阳光转换为热能，作为光热转换材料可以将光照转换为热能，尤其是将可见光转换为热能，也就是说，该光照至少包括可见光照射，还可以包括紫外光照射和红外光照射。优选的，该光照为太阳光照射。该苯胺寡聚物的分子包括至少两个苯环，所述至少两个苯环通过氮原子连接。所述至少两个苯环可通过-NH-基团连接，即形成还原态单元或者通过-N＝基团连接，即形成氧化态单元所述苯胺寡聚物分子可以仅包括所述还原态单元或氧化态单元，或者所述还原态单元与氧化态单元的组合。所述至少两个苯环通过-N＝基团和/或-NH-基团连接形成低分子量的分子链。在优选的实施例中，苯胺寡聚物分子中苯环的数量为3至20。所述苯胺寡聚物的衍生物可以为苯胺基聚合物或苯胺寡聚基团修饰材料。所述苯胺基聚合物由所述苯胺寡聚物与其它聚合物单体或寡聚物通过聚合反应得到。所述苯胺基聚合物包括由苯胺寡聚物形成的苯胺寡聚基团以及由其它聚合物单体或寡聚物形成的有机基团，所述苯胺寡聚基团与其它有机基团相互连接形成高分子聚合物。在所述苯胺基聚合物中，所述苯胺寡聚基团的含量可以为0.5％～99％，优选为10％～90％。所述苯胺寡聚基团将太阳光转换为热能。所述苯胺寡聚基团包括至少两个苯环，所述至少两个苯环通过氮原子连接。所述至少两个苯环可通过-NH-基团连接，即形成还原态单元；或者通过-N＝基团连接，即形成氧化态单元。所述苯胺寡聚基团可以仅包括所述还原态单元或氧化态单元，或者所述还原态单元与氧化态单元的组合。所述至少两个苯环通过-N＝基团和/或-NH-基团连接形成低分子量的分子链。在优选的实施例中，苯胺寡聚基团中苯环的数量为3至20。所述其它聚合物单体或寡聚物不限，只要能够与所述苯胺寡聚物共聚形成所述苯胺基聚合物即可，相比于聚苯胺，苯胺寡聚物的端基可以灵活修饰，然后与其他功能单体聚合，具体可以为能够实现附加功能的材料，如阻燃性、抗污性、亲水/亲油性、耐溶剂性、刺激响应性或导热性等。所述其它聚合物单体或寡聚物例如可以为多聚甲醛(化学式为(CH2O)n，n＝10～100)、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、4,4'-二硫代二苯胺、脂肪族二元酸(化学式为HOOC(CH2)nCOOH，n＝1～16)、对苯二甲醛、己二胺、二亚乙基三胺等。其它聚合物单体或寡聚物可以为单一组分或多组分。所述苯胺寡聚基团修饰材料包括基体材料及与所述基体材料通过化学键连接的所述苯胺寡聚基团。所述基体材料可以是有机组分、无机组分或有机组分与无机组分的组合。所述有机组分例如可以为聚合物，如热塑性聚合物或热固性聚合物。所述无机组分可以为二氧化硅、二氧化钛、硅藻土、氧化铝或碳材料等。所述化学键例如可以为共价键。所述光热转换元件的形状不限，例如可以为颗粒、块体、层状结构、多孔状结构或纤维状结构。纯苯胺寡聚物或苯胺寡聚物的衍生物可以直接作为光热转换元件使用。所述光热转换元件也可以进一步包括其它材料，所述苯胺寡聚物与其它材料可以复合、层叠或混合。在该光热转换元件中，该苯胺寡聚物或苯胺寡聚基团的含量可以为0.5％～100％，优选为10％～90％。所述其它材料可以是有机材料、无机材料或有机材料与无机材料的组合。所述有机材料或无机材料的形状可以为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光热转换元件，其特征在于，包括苯胺寡聚物及苯胺寡聚物的衍生物中的至少一种，用于将太阳光转换为热能，所述苯胺寡聚物的衍生物具有苯胺寡聚基团。

【技术特征摘要】
1.一种光热转换元件，其特征在于，包括苯胺寡聚物及苯胺寡聚物的衍生物中的至少一种，用于将太阳光转换为热能，所述苯胺寡聚物的衍生物具有苯胺寡聚基团。2.如权利要求1所述的光热转换元件，其特征在于，所述苯胺寡聚物的分子及苯胺寡聚基团分别包括至少两个苯环。3.如权利要求1所述的光热转换元件，其特征在于，所述苯胺寡聚物的分子及苯胺寡聚基团中苯环的数量分别为3至20。4.如权利要求1所述的光热转换元件，其特征在于，所述苯胺寡聚物的衍生物为苯胺基聚合物，所述苯胺基聚合物由所述苯胺寡聚物与其它聚合物单体或寡聚物通过聚合反应得到。5.如权利要求4所述的光热转换元件，其特征在于，所述其它聚合物单体或寡聚物为多聚甲醛、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、4,4'-二硫代二苯胺、脂肪族二元酸、对苯二甲醛、己二胺及二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉岩，危岩，陈巧梅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11