【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及界面蒸发材料，尤其涉及一种分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、界面太阳能蒸发自2014年首次提出以来，受到了广泛的关注。近年来，通过系统设计和界面工程，界面太阳能蒸发器的蒸发效率已接近100％。然而，由于受二维蒸发面的限制，这类蒸发器在1个太阳照射下的蒸发率一直低于1.60kg m-2h-1(热力学蒸发极限)。近年来，人们提出了许多新的设计方案，以获得更高的蒸发率。与二维蒸发面只从太阳光获取能量不同的是，三维蒸发器还可以从空气和水中获取额外能量用于促进蒸发。近年来，许多三维太阳能蒸发器如螺旋结构、弹簧结构以及矩阵结构被报导，其蒸发效率远远高于二维蒸发面。因此，设计三维蒸发器以实现高的蒸发效率是一种有效的方法。
2、虽然三维界面太阳能蒸发材料由于高的蒸发效率在海水淡化领域展现出巨大潜力。然而，在基于界面光热蒸发的水盐分离过程中，盐浓度达到饱和，器件结盐结垢问题严重。这会遮挡太阳光的吸收、阻碍水的充足供应，使得光热转化效率衰减迅速，甚至导致器件的失效。目前解决光热转化材料结盐结垢的问题，主要有以下方法：1、设计柔性的光热转化材料，通过清洗的手段去除沉积的盐分，更新材料的光热转化性能。但是，该方法需要定时的反复的清洗，给实际应用造成不便；2、通过设计janus结构的光热转化材料，即材料的底部为亲水层保证充足的水供应，顶部为疏水层防止盐分的沉积，来实现海水淡化过程中稳定的蒸发效率。设计janus光热转化材料过程复杂造价高不适合广泛的使用。
技术实现思路<
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料及其制备方法和应用，以解决现有技术中存在的缺陷。
2、第一方面，本专利技术提供了一种分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，包括以下步骤：
3、将分散黑、磷酸二氢铵，加入至水中，得到混合液；
4、将混合液ph调节至1～6；
5、将聚酯纤维集束体浸泡至调节ph后的混合液中，经过反应，得到分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料；
6、其中，所述聚酯纤维集束体内部具有多个垂直孔道。
7、优选的是，所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，所述垂直孔道的孔径为10～200微米。
8、优选的是，所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，所述将聚酯纤维集束体浸泡至调节ph后的混合液中，于110～180℃下反应20～100min，得到分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料。
9、优选的是，所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，所述混合液中分散黑的浓度为0.1～2g/l。
10、优选的是，所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，所述混合液中磷酸二氢铵的浓度为0.2～1g/l。
11、优选的是，所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，使用乙酸将混合液ph调节至1～6。
12、第二方面，本专利技术还提供了一种分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料，采用所述的制备方法制备得到。
13、第三方面，本专利技术还提供了一种所述的制备方法制备得到的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料或所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料在制备太阳能蒸发器中的应用。
14、第四方面，本专利技术还提供了一种太阳能蒸发器，包括：
15、基底；
16、至少一个所述的制备方法制备得到的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料或所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料；
17、所述分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料固定于所述基底上。
18、第五方面，本专利技术还提供了一种所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料或所述的太阳能蒸发器在淡化海水中的应用。
19、本专利技术的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料及其制备方法和应用、太阳能蒸发器，相对于现有技术具有以下有益效果：
20、1、本专利技术的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，以聚酯纤维集束体、分散黑为原料制备得到太阳能蒸发材料；具体的，聚酯纤维集束体为内部具有多个垂直孔道的聚酯纤维集束体，在工业染色技术的基础上，使用商用分散黑色染料对聚酯纤维集束体表面进行染色以提高材料的吸光性能，改善材料的光热转化能力；本专利技术具有以下优点：聚酯纤维集束体由于具有多个垂直孔道，其可以通过毛细作用将水快速地从底部运输至蒸发表面；聚酯纤维具有疏水的特性，可以有效地防止盐分沉积在其表面，使其实现高耐盐性(可以耐20wt％的nacl溶液)；商用分散黑染色的聚酯纤维集束体提高了三维太阳能蒸发器的吸光能力，提高了材料的光热转化能力；本专利技术的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料具有高耐盐性，通过蒸发完蒸馏池中的水分使得盐结晶在底部，获得固体盐，实现零液体排放，该三维太阳能蒸发材料采用工业染色工艺制成，效率高，成本低，可以实现大规模生产，是解决全球淡水短缺问题的一种有前途的解决方案；
21、2、本专利技术的太阳能蒸发器，包括基底以及固定在基底上的多个分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料；本专利技术的太阳能蒸发器能够从环境中吸收能量，其净化地下水的效率为3.28kg m–2h–1，能够将20wt％的nacl溶液(即高盐度海水)淡化的效率为2.60kg m–2h–1，可在蒸发装置的底部得到固体盐，实现零液体排放。
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1.一种分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，所述垂直孔道的孔径为10～200微米。
3.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，所述将聚酯纤维集束体浸泡至调节pH后的混合液中，于110～180℃下反应20～100min，得到分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料。
4.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，所述混合液中分散黑的浓度为0.1～2g/L。
5.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，所述混合液中磷酸二氢铵的浓度为0.2～1g/L。
6.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，使用乙酸将混合液pH调节至1～6。
7.一种分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料，其特征在于，采用如权利要求1～6任一所述的制备方法制备得到。
8.一种如权利要求1～6任一所述的制备方法制备得
9.一种太阳能蒸发器，其特征在于，包括：
10.如权利要求7所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料或权利要求9所述的太阳能蒸发器在淡化海水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，所述垂直孔道的孔径为10～200微米。
3.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，所述将聚酯纤维集束体浸泡至调节ph后的混合液中，于110～180℃下反应20～100min，得到分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料。
4.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特征在于，所述混合液中分散黑的浓度为0.1～2g/l。
5.如权利要求1所述的分散黑-聚酯纤维太阳能蒸发材料的制备方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊俊，钟鑫，李明，杨智慧，闵雪，彭俊军，王伟明，吴宇鸣，韩晨曦，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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