【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，具体为一种分子热能光热净水复合泡沫板及其制备方法。
技术介绍
1、随着农业和工业的发展，大量的淡水资源被消耗或污染，水危机成为全球面临的最严峻的挑战之一，水处理技术受到广泛关注。传统水处工艺理流程复杂，设备投资巨大，对厂址要求非常严苛，因此只能在特定区域进行处理。目前利用光热效应，即通过光热转换材料吸收太阳能转换成热能，对局部水面进行加热，使得水蒸发然后经过冷凝得到纯洁水成为研究热点。光热水处理装置具有设备简单、投资少、适应性强等特点，市场上已经开发出多款光热界面净水设备。
2、但是光热转换材料作为光热净水设备的核心部件在缺少阳光时无法发挥功效，并且由于光热转换主要利用的是太阳光的近红外波段，对太阳光的利用率也较低。因此，亟需开发出一种能够实现全天候工作、不受太阳光限制的光热转换材料，以满足市场需求。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题为普通光热转换材料对太阳光的利用率低、受太阳光限制无法实现全天候工作、工作效率低，材料的耐久度和稳定性差。
2、本专利技术提供一种分子热能光热净水复合泡沫板及其制备方法，通过在光热转换材料中引入分子能量转换剂，白天纳米碳材料吸收太阳能并立即转换成热能对水进行净化，同时分子能量转换剂吸收紫外线能量储存在分子键内，晚上分子中储能的键能释放，转换成热能对水进行净化，实现全天候不间断工作，提高了工作效率。
3、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种分子热能光热净水复合泡沫板，按
4、a.耐候基体树脂30-50份；
5、b.分子能量转换剂20-30份；
6、c.热能释放剂0.5-1.3份；
7、d.红外吸收剂18-23份；
8、e.导热填料5-12份；
9、光热转换材料的使用环境主要是在野外，直接面对的阳光直射，因此树脂基材要有良好的耐候性，以防止在使用过程中发生老化降解，缩短使用寿命。
10、利用光热转换界面蒸发水去净化水，需要给水蒸汽留出孔道，便于水蒸气的外溢同时孔道还可以对污水起到净化作用，另外光热材料是利用太阳光的光能转换成热能，因此多孔表面可以形成漫反射有利于光热材料对能量的吸收，提高能量利用效率。
11、优选的，所述泡沫板由三维贯通的孔道构成，包含微孔、介孔、大孔；所述耐候基体树脂包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚中的任意一种。
12、优选的，所述聚苯硫醚为羧基化聚苯硫醚，羧基化聚苯硫醚的制备方法如下：
13、s1：按照质量比称取聚苯硫醚、1-甲基-吡咯烷酮、氢氧化钠、对氯苯甲酸，加入高压釜中共混；
14、s2：将得到的共混物过滤、洗涤、烘干，得到羧基化聚苯硫醚。
15、优选的，所述取聚苯硫醚、1-甲基-吡咯烷酮、氢氧化钠、对氯苯甲酸的质量比为50-100:200-300:1-5:1-5；所述共混的转速为300-400r/min，温度为200-300℃，时间为3-4h，升温速率为1-5℃/min；第一次降温至170-270℃，保温0.2-0.4h；第二次降温至100-150℃，降温速率为1-5℃/min。
16、光热转换材料的主要功能是将太阳光转换成热能，而并不具备储能功能，因此光热转换材料是一种直驱式能量转换材料，对能量波动不具有调节功能，在这种模式下，光热净水装置对太阳光利用效率低，且没有任何能量调控能力。降冰片二烯衍生物蓄热密度可以达到400kj/kg远远高于冰的融化潜热(334kj/kg)、石蜡的相变潜热(150kj/kg)以及cacl2·6h2o的相变潜热(150kj/kg)等常规相变储能材料的焓值。降冰片二烯是利用分子键能进行储能，而非传统储能材料的相变能(固相-液相转变)，这样避免了在能量储存和释放过程中结构的破坏。
17、更为优选的，降冰片二烯及其衍生物包括降冰片二烯(bhd)、3-(4-甲氧基苯基)双环[2.2.1]庚-2,5-二烯-2-胺(nbd)、1，3，5-三(双环[2.2.1]庚-2，5-二烯-2-基)苯(thdb)中的任意一种。
18、优选的，所述分子能量转换剂为降冰片二烯衍生物中的任意一种；所述分子能量转换剂需要包覆于微胶囊中，包覆步骤如下：
19、s1：按照重量份计称取二水合氯化铜和分子能量转换剂溶于水中，依次加入naoh溶液、c6h12o6溶液、nacl溶液，进行包覆反应；
20、s2：将包覆反应后的反应液过滤、洗涤、干燥、研磨后得到微胶囊包覆的分子能量转换剂。
21、优选的，所述二水合氯化铜的重量份为15-25份，所述分子能量转换剂的重量份为2-5份，所述水的重量份为80-120份；所述包覆反应的转速为200-300r/min，温度为50-90℃；所述naoh溶液的重量份为30-50份，质量分数为10-30％，滴加时间为5-10min；所述c6h12o6溶液的重量份为30-50份，质量分数为20-40％，反应时间为20-30min；所述nacl溶液的重量份为40-60份，质量分数为20-40％，反应时间为30-60min。
22、降冰片二烯及其衍生物吸收能量后再次释放键能需要利用催化剂提高其释放效率，酞青盐对降冰片双烯的结构转换具有良好的催化效果。
23、纳米碳材料被称为黑金，具有极强的吸收光谱和较高的红外发射率，因此具有非常高的光热转换效率。
24、由于树脂材料的导热性普遍较差，而纳米碳材料吸收光能转换成热能后需要快速释放热能传导到水中，对水进行加热至沸腾，因此需要提高树脂基体的热传导效率。
25、优选的，所述热能释放剂为酞青盐中的任意一种；所述红外吸收剂为纳米炭黑、碳纳米管、石墨二烯中的任意一种；所述的导热填料为纳米立方氮化硼、纳米六方氮化硼、氮化铝中的任意一种。
26、优选的，所述复合泡沫板的制备方法，包括以下步骤：
27、s1：将耐候基体树脂、分子能量转换剂、热能释放剂、红外吸收剂、导热填料按重量份计混合均匀得到混合料；
28、s2：将混合料加入到超临界流体发泡挤出机中，注入超临界流体，经过挤出发泡得到多孔分子热能光热净水复合泡沫板。
29、优选的，所述超临界流体包括氮气、二氧化碳、甲醇中的任意一种。
30、优选的，所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板在光热净水中的应用。
31、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
32、(1)本专利技术制备的光热净水复合泡沫板，采用通用塑料挤出加工设备，工艺简单，非常适合工业化制造；
33、(2)本专利技术通过超临界流体挤出发泡工艺，制备的泡沫板无化学发泡剂残留，绿色健康非常适合用于水净化装置；
34、(3)本专利技术通过超临界流体挤出发泡工艺，制备出的泡沫板材具有三维贯通的孔道结构，有良好的水输运效果，并且表层的开孔结构能够对光形成漫反射，有效的提本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述泡沫板由三维贯通的孔道构成，包含微孔、介孔、大孔；所述耐候基体树脂包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述聚苯硫醚为羧基化聚苯硫醚，羧基化聚苯硫醚的制备方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述取聚苯硫醚、1-甲基-吡咯烷酮、氢氧化钠、对氯苯甲酸的质量比为50-100:200-300:1-5:1-5；所述共混的转速为300-400r/min，温度为200-300℃，时间为3-4h，升温速率为1-5℃/min；第一次降温至170-270℃，保温0.2-0.4h；第二次降温至100-150℃，降温速率为1-5℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述分子能量转换剂为降冰片二烯衍生物中的任意一种；所述分子能量转换剂需要包覆
6.根据权利要求5所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述二水合氯化铜的重量份为15-25份，所述分子能量转换剂的重量份为2-5份，所述水的重量份为80-120份；所述包覆反应的转速为200-300r/min，温度为50-90℃；所述NaOH溶液的重量份为30-50份，质量分数为10-30％，滴加时间为5-10min；所述C6H12O6溶液的重量份为30-50份，质量分数为20-40％，反应时间为20-30min；所述NaCl溶液的重量份为40-60份，质量分数为20-40％，反应时间为30-60min。
7.根据权利要求1所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述热能释放剂为酞青盐中的任意一种；所述红外吸收剂为纳米炭黑、碳纳米管、石墨二烯中的任意一种；所述的导热填料为纳米立方氮化硼、纳米六方氮化硼、氮化铝中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述复合泡沫板的制备方法，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述超临界流体包括氮气、二氧化碳、甲醇中的任意一种。
10.权利要求1-9所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板在光热净水中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，按重量份计，包括如下组分：
2.根据权利要求1所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述泡沫板由三维贯通的孔道构成，包含微孔、介孔、大孔；所述耐候基体树脂包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚苯醚、聚苯硫醚中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述聚苯硫醚为羧基化聚苯硫醚，羧基化聚苯硫醚的制备方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述取聚苯硫醚、1-甲基-吡咯烷酮、氢氧化钠、对氯苯甲酸的质量比为50-100:200-300:1-5:1-5；所述共混的转速为300-400r/min，温度为200-300℃，时间为3-4h，升温速率为1-5℃/min；第一次降温至170-270℃，保温0.2-0.4h；第二次降温至100-150℃，降温速率为1-5℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种分子热能光热净水复合泡沫板，其特征在于，所述分子能量转换剂为降冰片二烯衍生物中的任意一种；所述分子能量转换剂需要包覆于微胶囊中，包覆步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种分子热能光热...
【专利技术属性】
技术研发人员：董大鹏，陶慷，洪江，廖建强，徐士杰，
申请(专利权)人：宿迁聚萃功能复合材料研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：
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