【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于淡水收集，具体涉及一种可收纳的智能集水和取水装置及其使用方法。
技术介绍
1、
2、mof/多孔陶瓷复合材料具有非常好的吸水性能，其中，mof(金属有机框架)是一种由金属离子和有机配体组成的多孔晶体材料，具有高度的表面活性和多孔结构，因此可以吸附并固定水分子。多孔陶瓷材料主要成分包括刚玉砂、碳化硅和堇青石等优质陶瓷原料。该材料采用成型和特殊高温烧结工艺制备而成，具有开孔孔径、高开口气孔率、耐高温、高压、抗酸碱和有机介质腐蚀的特性，以及良好的生物惰性、可控的孔结构和高的开口孔隙率，使用寿命长，产品再生性能好等优点。
3、mof(金属有机骨架)和多孔陶瓷都是具有高表面积和孔隙度的材料，它们可以通过物理和化学方法相结合成复合材料。mof/多孔陶瓷复合材料通常具有比单独的mof或多孔陶瓷更优异的物理和化学性质，例如更好的化学稳定性或更高的吸附能力。这些性质使得mof/多孔陶瓷复合材料在吸附、催化、分离和传感等应用领域具有广泛的潜在用途。
4、研究人员已经成功地将mof材料与多孔陶瓷材料结合，用于空气净化领域，实现了高效吸附和去除有害气体的目的。这些复合材料还可用于水处理和催化反应等领域。研究人员也开发了用于锂离子电池的多孔陶瓷/mof复合电极材料，具有高能量密度、高功率密度和良好的循环性能。同时，mof和多孔陶瓷的复合材料也可以用于制备高效的吸附剂，用于分离和回收重金属等。总之，mof和多孔陶瓷的复合材料已经在多个领域得到了成功的应用，这些应用不仅提高了材料的性能，也为解决环境和能源问题
5、为了缓解缺水地区人们因为水资源短缺而遭受的困境，本专利技术利用mof/多孔陶瓷复合材料的独特结构特性，能够实现对空气中水分的吸收，进而利用太阳能的热量，通过吸热材料将热能吸收并传递到mof/多孔陶瓷复合材料吸收板上，将吸收的水分蒸发出来，并通过冷凝器将其液化成水收集起来，另外本专利技术通过利用柔性主体结构设计，绿色环保，便于收纳携带，独特的记忆金属片于褶皱型弧面版的设计对于提高水汽吸收量于淡水产出量具有较大提升。通过这种方法，我们能够很好地应对在特殊地区淡水资源缺乏的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种可收纳的智能集水和取水装置，利用此装置能够实现在缺水地区水资源短缺问题，实现淡水条件下的集/取水功能。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案来实现：
3、一种以高分子塑料为主体材料的基于mof/多孔陶瓷复合材料的新型便携智能集/取水装置，其结构包括，水位监测器，设置在储水罐外部，用于监测储水罐中水的水位并报警。
4、储水罐设置在导管下方，用于存储从冷凝器中收集的水。导管：设置在圆柱形中间壳边缘，用于将水导入储水罐中。
5、自动通风口：设置在圆柱体四周，共三个呈120°分布，根据近地面风速流动特点，将其设置在圆柱形中间壳边侧，用于控制空气进出和减少水分损失。褶皱形立板：置于装置空腔中，共三个呈120°正对自动通风口布置，用于增大立板表面积以便放置更多地多空材料，增大了单位时间内收集水汽的效率。
6、mof/多孔陶瓷复合材料设置在圆柱形中，三个褶皱型弧形板上的褶皱面上，正对通风口，位置布局有助于增大空气于多孔材料的接触效率，提高积水速率；褶皱型弧面板的褶皱设计有助于增大面对自动通风口的有效面积，利于布置更多的mof/多孔陶瓷材料，利于高效收集水汽。
7、石墨涂层设置在装置上表面内侧，用于吸收太阳光。冷凝器：设置于金属支架内，用于降低温度，使得腔体内以及多孔材料中的水汽液化产生淡水。
8、温度控制器设置在圆柱体侧面外侧，用于检测石墨涂层的温度并控制冷凝器的温度。
9、一体式主体结构材质为高分子塑料，通过不同位置使用空腔联通，使得钠氖化合物产生的气体通过加强筋底部褶皱型立板等对外力有需求的部分，达到装置迅速成型的目的。高分子塑料具有高密度的特点，使得装置持久耐用，另外保温性内腔空气与外界间有气体充斥的空气墙，减少了内外界的热量交换能好的特点，在辐射制热与冷凝使水汽凝结过程中提高了效率；另外高分子塑料可通过添加不同的添加剂，达到优秀的耐暴晒、耐腐蚀氧化等性能的要求，能够适应各种不同的环境。
10、金属支架,用于传导冷凝器产生的低温，并起到支撑铜金属片与引导泠凝水滴下。金属片设置在金属支架外侧，俯视图类似椭圆形，金属片最外部尖端作钝化处理，用于增大与水汽的接触面积和自动流下，加速冷凝水汽的收集。俯视图类似椭圆形，金属片最边侧设置了圆柱形钝边，避免了金属的尖锐部分破坏装置的气密性与正常使用。金属片为记忆金属片，其侧视呈多重v型上大下小，俯视近似椭圆形，中部半圆拱形凸出设计有利于上下折叠时贴合于金属支架,且收纳卷折后，再打开使用时，由于记忆金属的特性，金属形状不会受较大改变，影响装置正常使用时的效果，另外金属片的设计于倾斜设计增大了与水汽的接触面积且可使冷凝时形成的液体可以更快速地流走，减少集水损失，提高集水效率。
11、加强筋置于装置侧边外侧，共三个乘120°放置。
12、钠氖化合物,置于装置底部空腔中，用于快速产生气体，通过加强筋、支撑环，将整个装置支撑起来。
13、mof/多孔陶瓷复合材料是一种具有高度可控孔道结构和表面化学性质的材料，制备mof/多孔陶瓷复合材料的方法有多种，需要根据具体应用场景和材料性质选择适合的制备方法，下面介绍其中两种常见的方法。
14、浸渍法制备步骤：
15、(1)将制备好的多孔陶瓷样品浸入含有mof材料的有机溶液中，保持一定时间，使mof材料充分渗透到多孔陶瓷孔隙中。
16、(2)将浸渍后的多孔陶瓷样品放在室温下挥发溶剂，使mof材料在孔隙内沉积。
17、(3)将复合材料进行热处理，去除残留有机物和活化mof材料，得到最终的mof/多孔陶瓷复合材料。
18、优点：该方法操作简单、成本较低，易于大规模生产。同时，浸渍法制备的复合材料具有较高的复合度和均匀性。
19、缺点：浸渍法制备的mof/多孔陶瓷复合材料中mof材料的沉积量较少，降低了复合材料的储存容量和分离效率。
20、溶胶-凝胶法制备步骤：
21、(1)将制备好的多孔陶瓷样品放置在含有mof材料前驱体的有机溶液中，使其与多孔陶瓷表面发生反应。
22、(2)将反应后的样品在空气中干燥，使mof材料前驱体在多孔陶瓷表面形成均匀的凝胶层。
23、(3)将样品进行热处理，活化mof材料，得到最终的mof/多孔陶瓷复合材料。
24、优点：该方法制备的复合材料中mof材料沉积量较大，复合度高，复合效果较好。同时，该方法还可以调控mof材料的粒径和形貌。
25、缺点：该方法操作复本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可收纳的智能集水和取水装置，包括水位监测器(1)，储水罐(2)，导管(3)，自动通风口(4)，石墨涂层(6)，一体式主体结构(7)，冷凝器(8)，金属支架(9)，金属片(10)，温度控制器(11)，立板(14)，圆柱形中间壳(15)，底座(16)；其特征在于，该装置还包括MOF/多孔陶瓷复合材料板(5)，加强筋(12)，钠氖化合物(13)，锁扣(17)，支撑环(18)；水位监测器(1)设置在储水罐(2)外部，导管(3)位于储水罐(2)的上方并设置在圆柱形中间壳(15)底部边缘，自动通风口(4)设置在圆柱形中间壳(15)边侧，立板(14)与底座(16)相连并固定在底座(16)上，褶皱形立板(14)与自动通风口(4)面对面放置；MOF/多孔陶瓷复合材料板(5)设置在立板(14)上，正面对自动通风口(4)；石墨涂层(6)设置在装置上部内表面，冷凝器(8)置于金属支架(9)内，铜金属片(10)倾斜地设置在金属支架(9)竖直端外侧，温度控制器(11)设置在圆柱形中间壳(15)外侧，加强筋(12)与支撑环(18)连接；钠氖化合物(13)置于底座(16)空腔的下方。
2.根
3.根据权利要求1所述的一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，钠氖化合物产生的气体后，充满加强筋(12)底部与支撑环(18)、立板(14)，提供外力支撑，达到装置迅速成型与持续工作。
4.根据权利要求1所述的一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，其特征在于，立板(14)为褶皱形，腔体内MOF/多孔陶瓷材料板(5)所附着的褶皱型立板(14)上，其通过于气体源钠氖化合物(13)进行腔体联通，随主体一起成型。
5.根据权利要求1所述一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，所述的MOF/多孔陶瓷复合材料板(5)米字形排列与自动通风口(4)的位置相对应。
6.根据权利要求1所述一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，所述的金属片(10)为记忆金属设计的记忆金属片，其侧视呈多重V型上大下小，俯视近似椭圆形，中部半圆拱形凸出设计有利于上下折叠时贴合于金属支架(9)。
7.根据权利要求1所述的一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，所述的水位监测器(1)实时检测环境湿度和温度，根据预设的条件来判断何时切换到取水阶段和集水阶段。在集水阶段，自动通风口(4)打开，让外部空气进入装置内部，水分被MOF/多孔陶瓷材料板(5)吸收锁住。在取水阶段，自动通风口(4)关闭，冷凝器(8)开始制冷，使得金属片(10)的温度比MOF/多孔陶瓷材料(5)上的热蒸汽低，从而引发冷凝液化的反应。冷凝液通过金属支架(9)上的倾斜金属片流入金属支架(9)内部的流道，最终流入腔体下部，并通过管道进入储水罐(2)中储存。
8.根据权利要求1所述的一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，太阳光充足时，石墨涂层(6)吸收的热量；在自然阳光不佳时，在温度控制器(11)的控制下，自动加热装置内的MOF/多孔陶瓷材料板(5)，确保装置在各种环境下都能正常运行，不受气候变化的影响。
9.一种基于权利要求1-8任意一项所述的可收纳的智能集水和取水装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可收纳的智能集水和取水装置，包括水位监测器(1)，储水罐(2)，导管(3)，自动通风口(4)，石墨涂层(6)，一体式主体结构(7)，冷凝器(8)，金属支架(9)，金属片(10)，温度控制器(11)，立板(14)，圆柱形中间壳(15)，底座(16)；其特征在于，该装置还包括mof/多孔陶瓷复合材料板(5)，加强筋(12)，钠氖化合物(13)，锁扣(17)，支撑环(18)；水位监测器(1)设置在储水罐(2)外部，导管(3)位于储水罐(2)的上方并设置在圆柱形中间壳(15)底部边缘，自动通风口(4)设置在圆柱形中间壳(15)边侧，立板(14)与底座(16)相连并固定在底座(16)上，褶皱形立板(14)与自动通风口(4)面对面放置；mof/多孔陶瓷复合材料板(5)设置在立板(14)上，正面对自动通风口(4)；石墨涂层(6)设置在装置上部内表面，冷凝器(8)置于金属支架(9)内，铜金属片(10)倾斜地设置在金属支架(9)竖直端外侧，温度控制器(11)设置在圆柱形中间壳(15)外侧，加强筋(12)与支撑环(18)连接；钠氖化合物(13)置于底座(16)空腔的下方。
2.根据权利要求1所述的一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，一体式主体结构(7)利用高分子塑料柔软特性，通过使不同位置空腔联通。
3.根据权利要求1所述的一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，钠氖化合物产生的气体后，充满加强筋(12)底部与支撑环(18)、立板(14)，提供外力支撑，达到装置迅速成型与持续工作。
4.根据权利要求1所述的一种可收纳的智能集水和取水装置，其特征在于，其特征在于，立板(14)为褶皱形，腔体...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱淼，喻啸啸，叶常青，余普凡，于雅彤，向忠，胡旭东，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：
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