【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光热蒸发材料，尤其涉及一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器及其制备方法和应用。
技术介绍
1、海水淡化是获取大量淡水的可行途径。然而目前海水淡化方式大多采用膜蒸馏和反渗透法，需要消耗大量的化石能源，不利于环境可持续发展。太阳能界面蒸发成本低、效率高，是一种很有前景的淡水生产方法。太阳能界面蒸发器是一种利用太阳能来驱动水蒸发的装置，通过高效的光热转化，将光能转化为热能并将热量集中在水-空气界面，从而最大限度地提高蒸发效率，在海水淡化、废水处理或盐分提取等领域具有潜在的应用前景。因此引起了众多科研者的兴趣。
2、目前界面太阳能蒸发器存在一些问题，如光热吸收体主要包括金属等离子体材料和半导体材料等，需要复杂的制备工艺和昂贵的制备成本，成本高，这不利于蒸发器的大规模推广应用。最近中国专利cn202210214827.7公开了一种蒲草基光热界面蒸发材料及其制备方法和应用，包括将蒲草置于管式炉中碳化，得到碳粉；将蒲草加入至反应釜中，再加入氢氧化钠反应得到蒲草叶纤维素；将蒲草叶纤维素加入至容器内，再加入水和碳粉过滤后得到蒲草基光热膜，即为光热界面蒸发材料。虽然所采用的蒲草基光热膜作为光热吸收体，成本低，但由于薄膜材料孔道不规整，蒸发速率较低；且在蒸发过程中，水中的盐分和微生物可以在蒸发器表面积累，导致结垢和腐蚀，这将大大降低蒸发器的性能并需要定期清洁和维护，导致其稳定性和耐久性不足。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种基于淀粉样植物蛋白纤维气
2、本专利技术一方面提供了一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，包括以下步骤：
3、s101纤维化处理获得淀粉样蛋白原纤维溶液；
4、s102对淀粉样原纤维溶液进行定向冷冻和蒸汽交联处理获得spi-af-gel气凝胶；
5、s103利用原位聚合法在spi-af-gel气凝胶表面涂覆聚吡咯光热涂层获得spi-af-gel@ppy蒸发器。
6、优选地，s101步骤中，采用质量浓度为2～8wt.％的spi淀粉悬浮溶液在温度为80～90℃、ph为1～3的条件下搅拌8～10h后立即浸入冰水中冰浴10-30min、后置于常温下孵育若干天获得淀粉样蛋白原纤维溶液。
7、优选地，s102步骤中，将淀粉样蛋白原纤维溶液倒入至冰模板模具中，在-196℃的液氮环境中进行定向冷冻直至将纤维溶液完全冻住为止，再置于冷冻干燥器若干天获得spi-af气凝胶。
8、优选地，s102步骤中，将spi-af气凝胶置于戊二醛蒸汽环境中交联6～10h得到spi-af-gel气凝胶。
9、优选地，s102步骤中，所述戊二醛溶液质量浓度为25％。
10、优选地，s103步骤中，将spi-af-gel气凝胶完全浸入120mg/ml过硫酸钠溶液中并放入冰箱冷藏室，再利用喷枪将1ml浓度为0.1m的吡咯溶液均匀喷涂到spi-af-gel上，获得spi-af-gel@ppy蒸发器。
11、优选地，淀粉样植物蛋白为大豆分离蛋白或豌豆分离蛋白。
12、本专利技术另一方面提供了一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器。
13、本专利技术另一方面提供了一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器在制备海水淡化材料中的应用。
14、采用本专利技术所提供的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，利用一定浓度的淀粉样植物蛋白进行纤维化并定向冷冻，形成具有特殊均匀垂直孔道的材料结构作为支撑体，再利用化学蒸汽交联和原位聚合，使其在气凝胶表面形成光热吸收体，制备工艺简单，可大规模制作。
15、进一步地，利用本方法制备的太阳能界面蒸发器(spi-af-gel@ppy)对植物分离蛋白进行纤维化处理，增强蒸发器的水捕获能力，进而降低液态水的等效蒸发焓，实现了高达3.33kg m-2h-1的蒸发速率和93.5％的太阳能蒸发效率。远远高于现有大部分界面蒸发器的蒸发速率(1.5kg m-2h-1)。
16、进一步地，利用本方法构筑的具有规整孔道结构的太阳能界面蒸发器(spi-af-gel@ppy)，具有高效的水传输性能，抑制了盐结晶的沉积，增强其抗生物富集能力，进而提高了蒸发器实际使用寿命。
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1.一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述S101步骤中，采用质量浓度为2～8wt.％的SPI淀粉悬浮溶液在温度为80～90℃、pH为1～3的条件下搅拌8～10h后立即浸入冰水中冰浴10-30min、后置于常温下孵育若干天获得淀粉样蛋白原纤维溶液。
3.根据权利要求2所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述S101步骤中，将淀粉样蛋白原纤维溶液倒入至冰模板模具中，在-196℃的液氮环境中进行定向冷冻直至将纤维溶液完全冻住为止，再置于冷冻干燥器若干天获得SPI-AF气凝胶。
4.根据权利要求3所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述S102步骤中，将SPI-AF气凝胶置于戊二醛蒸汽环境中交联6～10h得到SPI-AF-Gel气凝胶。
5.根据权利要求4所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能
6.根据权利要求5所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述S103步骤中，将SPI-AF-Gel气凝胶完全浸入120mg/mL过硫酸钠溶液中并放入冰箱冷藏室，再利用喷枪将1mL浓度为0.1M的吡咯溶液均匀喷涂到SPI-AF-Gel上，获得SPI-AF-Gel@PPy蒸发器。
7.根据权利要求1所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述淀粉样植物蛋白为大豆分离蛋白或豌豆分离蛋白。
8.一种根据权利要求1至7任一项所述的方法制备的基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器。
9.权利要求8所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器在制备海水淡化材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述s101步骤中，采用质量浓度为2～8wt.％的spi淀粉悬浮溶液在温度为80～90℃、ph为1～3的条件下搅拌8～10h后立即浸入冰水中冰浴10-30min、后置于常温下孵育若干天获得淀粉样蛋白原纤维溶液。
3.根据权利要求2所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述s101步骤中，将淀粉样蛋白原纤维溶液倒入至冰模板模具中，在-196℃的液氮环境中进行定向冷冻直至将纤维溶液完全冻住为止，再置于冷冻干燥器若干天获得spi-af气凝胶。
4.根据权利要求3所述的一种基于淀粉样植物蛋白纤维气凝胶的太阳能界面蒸发器的制备方法，其特征在于，所述s102步骤中，将spi-af气凝胶置于戊二醛蒸汽环境中交联6～10h得到spi-a...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖娟秀，许嘉璐，赵芃，夏蒙，李佳凯，于佳卉，沈义俊，王东，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：
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