一种单向导水间隔织物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种单向导水间隔织物及其制备方法与应用，属于光热转换材料技术领域。该单向导水间隔织物包括面层和二级吸光结构，所述二级吸光结构位于所述面层亲水侧上方，由间隔纱和吸光材料组成，利用间隔织物的I型结构，并通过亲疏水梯度设计赋予间隔织物面层单向导水性能，在间隔纱表面构造二级吸光结构以减少太阳光能量损失，最终得到可用于界面光热转换的单向导水间隔织物，可用于太阳光下的界面光热水蒸发，以实现水源的界面蒸馏。以实现水源的界面蒸馏。以实现水源的界面蒸馏。

【技术实现步骤摘要】
一种单向导水间隔织物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及一种单向导水间隔织物及其制备方法与应用，属于光热转换材料


技术介绍

[0002]太阳能(solar energy)是由太阳内部氢原子发生氢氦聚变释放出巨大核能而产生的，来自太阳的辐射能量，主要表现为常说的太阳光线。太阳能作为一种人类取之不尽、用之不竭的清洁能源，在现代一般用作发电或者为热水器提供能源，其利用方式包括光热转换和光电转换，其中光热转换作为最直接、最有效的方法被推广，而光热转换材料作为实现光热转换的载体，其性能对提高太阳能的利用效率尤为重要。
[0003]然而目前用于界面光热转换进行水蒸馏的材料，大多为双层结构：靠近太阳光的一侧为吸光层，通过吸收太阳光的能量发热，致使水蒸发；而靠近水的一侧为亲水层，主要起水传输作用。其中吸光层大多为疏水表面，其表面平整或经过功能涂层整理后有凸起结构，太阳光照射到吸光层表面上时，有部分太阳光被反射，吸光层对太阳光的吸收应用率较低。所以针对现有的光热转换材料大部分由于其光热损耗大，具有效率低、制备方案复杂、使用过程过于复杂等问题，本专利技术提出了一种单向导水间隔织物。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种单向导水间隔织物及其制备方法与应用，利用间隔织物的特殊结构，赋予面层单向导水性能，并在间隔纱表面构造二级吸光结构以减少太阳光能量损失，最终得到可用于界面光热转换的单向导水间隔织物，可用于太阳光下的界面光热水蒸发，以实现水源的界面蒸馏。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种单向导水间隔织物，包括面层和二级吸光结构，所述面层为平纹结构，厚度为0.3～0.5mm，一侧为疏水侧，另一侧为亲水侧，所述二级吸光结构位于所述面层亲水侧上方，由间隔纱和吸光材料组成，所述间隔纱的排列形式为I型，高度为5mm。
[0007]本专利技术还提供了一种上述的单向导水间隔织物的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)待处理的间隔织物的制备：将涤纶纱线纺制成织物，将纺制好的织物其中的一层面层移除得到待处理的间隔织物；
[0009](2)间隔织物预处理：将步骤(1)制备得到的待处理的间隔织物在氢氧化钠溶液中煮沸，用去离子水洗涤，晾干，之后浸泡在三羟甲基氨基甲烷(Tris)溶液中，并滴加盐酸多巴胺溶液摇晃，然后用去离子水洗涤，晾干得到预处理的间隔织物；
[0010](3)间隔织物二级吸光结构的构建：将吸光材料负载在间隔纱上得到具有二级吸光结构的间隔织物；
[0011](4)单向导水处理：将疏水助剂喷涂在步骤(3)制备的具有二级吸光结构的间隔织物的面层，之后烘干得到所述单向导水间隔织物。
[0012]进一步地，步骤(1)中所述涤纶纱线的直径为0.2mm，截面为十字形、圆形、三角形或Y形。
[0013]进一步地，步骤(2)中所述氢氧化钠溶液的浓度为10g/L，所述待处理的间隔织物与氢氧化钠溶液的料液比为1:400(g∶mL)，所述煮沸的时间为1h，以对其进行水解和刻蚀。
[0014]进一步地，步骤(2)中用去离子水洗涤至中性。
[0015]进一步地，步骤(2)中所述(Tris)溶液的浓度为1.2g/L，pH为8.5，所述盐酸多巴胺溶液的浓度为2.5g/L，滴加过程为缓慢滴加，滴加速度为10mL/h，之后暴露于空气中在摇床上缓慢摇晃，所述摇晃的时间为12h。
[0016]进一步地，(Tris)溶液与盐酸多巴胺溶液的体积比为10:(1～3)。
[0017]进一步地，步骤(4)中所述疏水助剂体积浓度为10％，所述喷涂时间为0.5h，喷涂流量为0.2～0.5mL/min。
[0018]进一步地，步骤(4)中所述烘干的温度为130℃，时间为1h。
[0019]本专利技术还提供了上述的单向导水间隔织物在太阳光界面光热转换中的应用，以实现水源的界面蒸馏，充分发挥太阳能资源的作用。
[0020]本专利技术中的术语“间隔织物”是指由若干组纱线形成两层或两层以上的织物，并由另一组纱线将各层织物连接起来而形成的织物。
[0021]本专利技术中的术语“I型”是指间隔纱的排列方向与经编织物层垂直。
[0022]本专利技术公开了以下技术效果：
[0023]1)本专利技术提供了一种具有二级吸光结构并且具有单向导水作用的间隔织物，吸光材料负载在间隔纱上，利用间隔纱的I型结构，与间隔纱形成二级结构，增加太阳光在负载有吸光材料的间隔纱内部的反射，提高太阳光能量利用率，减少太阳光的能量损失。
[0024]2)通过亲疏水梯度设计赋予间隔织物面层单向导水性能，一侧为亲水侧，一侧为疏水侧，使间隔织物漂浮在水面上，可将水自下通过毛细作用传输至间隔纱上，通过吸光材料的作用，使间隔纱内部的水蒸发，实现界面光热转换过程中的单向水传输。
[0025]3)本专利技术的单向导水间隔织物制备方法简单，可用于太阳光下的界面光热水蒸发，以实现水源的界面蒸馏，充分发挥太阳能资源的作用。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例1所用的涤纶纱线的截面形状图；
[0028]图2为本专利技术实施例1制备得到的单向导水间隔织物的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术实施例1制备得到的单向导水间隔织物的单向导水示意图；
[0030]图4为本专利技术实施例1制备的单向导水间隔织物的扫描电镜图，其中，a为放大倍数500倍，b为放大倍数1000倍；
[0031]图5为本专利技术实施例2所用的涤纶纱线的截面形状图；
[0032]图6为本专利技术实施例3所用的涤纶纱线的截面形状图；
[0033]图7为原间隔织物与实施例1制备得到的单向导水间隔织物(整理后间隔织物)，在一个太阳光下所产生的水的重量损失作比较图。
具体实施方式
[0034]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0035]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0036]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单向导水间隔织物，其特征在于，包括面层和二级吸光结构，所述面层为平纹结构，厚度为0.3～0.5mm，一侧为疏水侧，另一侧为亲水侧，所述二级吸光结构位于所述面层亲水侧上方，由间隔纱和吸光材料组成，所述间隔纱的排列形式为I型，高度为5mm。2.一种权利要求1所述的单向导水间隔织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)待处理的间隔织物的制备：将涤纶纱线纺制成织物，将纺制好的织物其中的一层面层移除得到待处理的间隔织物；(2)间隔织物预处理：将步骤(1)制备得到的待处理的间隔织物在氢氧化钠溶液中煮沸，用去离子水洗涤，晾干，之后浸泡在三羟甲基氨基甲烷溶液中，并滴加盐酸多巴胺溶液摇晃，然后用去离子水洗涤，晾干得到预处理的间隔织物；(3)间隔织物二级吸光结构的构建：将吸光材料负载在间隔纱上得到具有二级吸光结构的间隔织物；(4)单向导水处理：将疏水助剂喷涂在步骤(3)制备的具有二级吸光结构的间隔织物的面层，之后烘干得到所述单向导水间隔织物。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪杰，王赫，阮芳涛，姚岚，徐珍珍，倪庆清，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：