一种可光谱调控的水处理用黑色素材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，可光谱调控的水处理用黑色素材料及一种涂覆上述材料的纤维素膜。其制备方法为，将樟脑磺酸在去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；将盐酸多巴胺溶于去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；在搅拌条件下，将樟脑磺酸溶液迅速注入樟脑磺酸溶液中；搅拌，离心并用去离子水冲洗，得到可光谱调控的水处理用黑色素材料。本发明专利技术通过盐酸多巴胺和樟脑磺酸的一锅聚合调节聚多巴胺(PDA)的吸收光谱，且樟脑磺酸的掺杂不会影响聚合物的主要结构和光热机理，PDA系统中也很少发现非热辐射。在CM膜上涂覆上述材料制成蒸发装置，蒸发速率可达1.53kgm

【技术实现步骤摘要】
一种可光谱调控的水处理用黑色素材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水处理
，尤其是涉及一种可光谱调控的水处理用黑色素材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]清洁水是人类生存和社会发展的必需品，但是，其获取渠道不足。近年来的一种有效的获取渠道是从海水和废水中获取清洁水。
[0003]目前已证明可以将太阳能转化为热以进行海水蒸发，产生水蒸汽来进行海水和废水的淡化。但在现有技术中，现有海水淡化材料往往不抗盐、不抗油污，所以存在盐沉积以及污染海域使用受限等问题。
[0004]聚多巴胺(PDA)丰富的官能团，例如邻苯二酚，胺和亚胺等，使其不仅可以用以有效去除有机污染物，还赋予了PDA基材料亲水性。另外，虽然几种基于PDA的光热材料已经得到了一定的研究，但它们在水和固体状态下的光能量收集效率并不高。
[0005]申请人在研究中发现，通过合理的结构和功能裁剪，可以进一步提高PDA基纳米材料的光吸收性能和光热行为。并且PDA已经表现出的良好光收集能力和光热转换性能，这也有利于太阳能驱动的海水脱盐。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种一锅法策略，通过樟脑磺酸与盐酸多巴胺在水溶液中的直接共聚合，制备出具有可调光吸收特性的聚多巴胺集(PDA)纳米粒子 (NPs)。本专利技术提供的聚多巴胺微结构中掺杂樟脑磺酸，可以缩小能量带隙，改善常规PDA NPs的光吸收性能。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案如下。
[0008]一方面，本专利技术提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，具体的，
[0009]将樟脑磺酸在去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；
[0010]将盐酸多巴胺溶于去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；
[0011]在搅拌条件下，将樟脑磺酸溶液迅速注入樟脑磺酸溶液中；
[0012]搅拌，离心并用去离子水冲洗，得到相同尺寸的PDA，即可光谱调控的水处理用黑色素材料。
[0013]更进一步的，本专利技术提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，具体的，
[0014]在磁力搅拌下，将200mg
‑
400mg的樟脑磺酸在80mL去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；
[0015]将200mg的盐酸多巴胺溶于20mL去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；
[0016]在搅拌条件下，将盐酸多巴胺溶液于5s内注入樟脑磺酸溶液中，搅拌8～16h后，离心并用去离子水冲洗三次，得到相同尺寸的PDA，即可光谱调控的水处理用黑色素材料。
[0017]更进一步的，上述可光谱调控的水处理用黑色素材料的粒径为200nm～300nm。
[0018]另一方面，本专利技术提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料，具体的，采用上述方法制备而成。
[0019]另一方面，本专利技术还提供一种纤维素膜，其上涂覆了上述可光谱调控的水处理用黑色素材料。
[0020]本专利技术采用上述技术方案，获得了以下的技术效果。
[0021]本专利技术提供了一种简便的方法，通过多巴胺和樟脑磺酸的一锅法聚合来调节PDA的吸收光谱。
[0022]与传统的PDA纳米材料相比，NPs具有更好的光吸收能力和全光热效应，这是通过在PDA 系统中构建施主
‑
受体结构来降低能量带隙和增加电子离域的合理实现的。
[0023]樟脑磺酸的掺杂不会影响聚合物的主要结构和光热机理，PDA系统中也很少发现非热辐射。
[0024]本专利技术进一步在CM膜上涂覆了掺杂PDA，制成了一种具有良好蒸发效率的蒸发装置，其蒸发速率可达1.53kgm
‑2h
‑1。在一次太阳照射下，太阳能转换效率高(～88.6％)。
[0025]本专利技术可以为PDA基纳米材料的结构和功能裁剪提供机会，用于广泛的捕光应用。
具体实施方式
[0026]下面将参照具体实施方式更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然具体实施方式中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0027]本专利技术中的技术术语包括：聚多巴胺(PDA)，纳米粒子(NPs)，纤维素膜(CM)，聚苯乙烯(PS)，樟脑磺酸(CSA)。
[0028]CSA可用作酸催化剂和手性辅助试剂等，也可用在由亲核试剂促进的炔
‑
亚氨基环化反应中。本专利技术公开了一锅策略，通过樟脑磺酸与多巴胺在水溶液中的直接共聚合，制备出具有可调光吸收特性的PDA纳米粒子，在PDA微结构中掺杂樟脑磺酸，可以缩小能量带隙，改善常规PDANPs的光吸收性能，具有良好的光热效率，可进一步应用于界面太阳能蒸汽的产生和海水淡化。
[0029]以上为本专利技术的基本思路，以下通过具体实施例，进行进一步的说明。
[0030]实施例1 PDA
‑
1的制备。
[0031]一种可光谱调控的水处理用黑色素材料，其制备方法如下：
[0032]在磁力搅拌20min下，将200mg的樟脑磺酸在80mL去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；
[0033]然后将200mg的盐酸多巴胺溶于20mL去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；
[0034]然后在搅拌条件下，将盐酸多巴胺溶液于5s内注入樟脑磺酸溶液中，搅拌8～16h后，离心并用去离子水冲洗三次，得到相同尺寸的可光谱调控的水处理用黑色素材料，记为PDA
‑
1，粒径为200nm～300nm。
[0035]实施例2 PDA
‑
2的制备。
[0036]一种可光谱调控的水处理用黑色素材料，其制备方法如下：
[0037]在磁力搅拌20min下，将300mg的樟脑磺酸在80mL去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；
[0038]然后将200mg的盐酸多巴胺溶于20mL去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；
[0039]然后在搅拌条件下，将盐酸多巴胺溶液于5s内注入樟脑磺酸溶液中，搅拌8～16h后，离心并用去离子水冲洗，得到相同尺寸的可光谱调控的水处理用黑色素材料，记为PDA
‑
2，粒径为200nm～300nm。
[0040]实施例3 PDA
‑
3的制备。
[0041]一种可光谱调控的水处理用黑色素材料，其制备方法如下：
[0042]在磁力搅拌20min下，将400mg的樟脑磺酸在80mL去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；
[0043]然后将200mg的盐酸多巴胺溶于20mL去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；
[0044]然后在搅拌条件下，将盐酸多巴胺溶液于5s内注入樟脑磺酸溶液中，搅拌8～16h后，离心并用去离子水冲洗，得到相同尺寸的可光谱调控的水处理用黑色素材料，记为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，其特征在于其方法为：将樟脑磺酸在去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；将盐酸多巴胺溶于去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；在搅拌条件下，将樟脑磺酸溶液迅速注入樟脑磺酸溶液中；搅拌，离心并用去离子水冲洗，得到可光谱调控的水处理用黑色素材料。2.根据权利要求1所述的一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，其特征在于其方法为：在磁力搅拌下，将200mg
‑
400mg的樟脑磺酸在80mL去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；将200mg的盐酸多巴胺溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔晴，陈鹏，郭馨宇，李昊天，
申请(专利权)人：乔晴，
类型：发明
国别省市：