【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海水淡化，尤其涉及一种光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法及其应用。
技术介绍
1、海水是地球上最丰富的水资源之一，利用海水淡化技术可以有效地解决淡水资源短缺问题，特别是在干旱地区或淡水资源稀缺的岛屿地区，水资源缺乏已成为制约经济社会发展的瓶颈之一。
2、界面太阳能是一种利用太阳能进行能源转换的技术，通常应用于海水淡化、水处理和能源生产等领域。其原理是利用太阳能将水或其他液体加热至沸点，使其蒸发并分离出纯净的水蒸气，从而实现水的净化或海水的淡化。近年来，界面太阳能技术得到了广泛关注和研究，其在解决水资源短缺和海水淡化等方面具有重要意义。通过不断改进界面太阳能系统的材料和结构设计，可以提高其太阳能利用效率和水净化性能，从而推动该技术在实际应用中的发展和推广。由于全球人口的不断增长，社会的稳定现代化和气候变化导致了更频繁的极端干旱，现有的淡水资源明显不足，水安全现在是最重要的问题之一。同时，全球对水的日益增长的需求阻碍了可持续发展。海水淡化技术是获取淡水的有效解决方案。同时，海水淡化技术可以减轻水资源压力，减轻对地下水和其他淡水资源的过度开采压力，有助于保护和维护地下水资源的可持续利用。
3、可见，如今界面太阳能蒸发技术已成为解决淡水危机有效的策略之一，然而由于阳光容易受到天气和时间的影响，这将影响海水淡化的持续进行。因此建造一个进行全天候的具有高效率，良好的稳定性和高的除盐能力并且可以连续运行的海水淡化的蒸发结构是非常关键的。在界面太阳能系统中，通常会使用一些材料或器件作为界面蒸发器，用于吸
4、相比于传统的二维材料进行光热海水淡化，三维多孔结构的材料由于其可调节的孔结构、大的比表面积和多功能性呈现，可以有效的向上传输水分并且也具有很好的排盐性能。然而，目前大多数三维定向传输结构通常通过采用定向冷冻气凝胶或3d打印制备得到，例如如下专利技术：
5、cn108862443a金纳米粒子/石墨烯三维光热转换材料及其用途，将金纳米粒子与石墨烯利用化学组装法制备成金纳米粒子/石墨烯纳米复合材料，并利用定向冷冻干燥法将其制备成金纳米粒子/石墨烯三维光-热(蒸汽)转换材料。本专利技术材料可以高效的将光能转换为热能，能够快速的将水加热成水蒸气，最终达到净水目的，从而实现海水淡化、分馏、灭菌、污水处理等多项功能。
6、cn117326615a公开了一种三维异构蒸发器及其制备方法和应用。目前的太阳能海水淡化蒸发器只能在较低的蒸发速率下运行，本专利技术通过现有3d打印技术首次制备了新的三维异构蒸发器，由rgo-tin和rgo-f127作为蒸发界面和rgo作为水传输通路两部分组成，二者在传质能力上的差异最终导致了稳定的水盐联产。本专利技术蒸发器可以以8.75kg·m-2·h-1的蒸发速率稳定淡化20wt％的nacl，产盐速率达到了1.02kg·m-2·h-1(1个小时内)，该工作为太阳能驱动的高浓度盐水的零液体排放提供了新的方法。
7、由上述技术可知，由于3d打印技术和定向冷冻干燥技术工艺繁琐、能耗大、耗时长，大大增加了气凝胶的成本，严重阻碍了其量产，可见其并不适合产业化大规模应用。此外，太阳能光热海水淡化受到气候及地域影响的光照强度限制，无法实现连续不间断的海水淡化。因此，如何在太阳能光热脱盐的基础上，弥补太阳光不足或缺失的情况，能够在太阳光不足的时候辅助提高光热转化效率，在太阳光缺失的情况下仍然具有较高的海水脱盐能力，实现连续不间断的海水淡化，成为了海水淡化领域技术人员亟需解决的一个难题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种具有高效率，良好的稳定性和高的除盐能力，并且可以实现海水淡化全天候连续运行的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法及其应用。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，包括如下步骤：
3、一、制备纤维气凝胶基体：
4、(1)、配制纺丝液，利用溶液喷射纺丝技术制备具有三维层状阵列结构的超细纤维，进行预氧化处理，得到纤维气凝胶基体；
5、二、亲水改性：
6、(2)、将步骤(1)得到的纤维气凝胶基体浸入一定浓度的tris-hcl缓冲溶液中，依次分别加入盐酸多巴胺，以及聚乙烯亚胺后，在黑暗和密封的条件下，在40℃下连续摇匀6-10h；
7、(3)、将步骤(2)完成后的纤维气凝胶基体冷冻干燥24h，得到亲水改性的纤维气凝胶基体；
8、三、光热/磁热改性：
9、(4)、将一定量的聚二甲基硅氧烷预聚物溶解于乙酸乙酯中，混合均匀，得到混合溶液，备用；
10、(5)、将四氧化三铁纳米粉体与硒化锡纳米粉体加入到混合溶液中，超声震荡分散均匀，得到改性溶液；
11、(6)、将步骤(3)得到的纤维气凝胶基体的任意一个表面浸蘸改性溶液，进行浸渍沉积处理，在纤维气凝胶基体的表面形成光热/磁热改性层；
12、四、固化处理：
13、(7)、将步骤(4)浸渍沉积完成的纤维气凝胶基体置于烘箱中烘干，得到表面改性的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶。
14、上述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，所述步骤(1)，用于溶液喷射纺丝的纺丝液中，聚丙烯腈浓度为13％-17％，以1:2-1:4的质量比加入六水合氯化铝得到喷纺前驱体。
15、上述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，所述步骤(2)中，tris-hcl缓冲溶液的浓度为1％-3％，加入的盐酸多巴胺和聚乙烯亚胺的质量浓度均为0.5-1.5g/l。
16、上述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，所述步骤(4)，混合溶液中聚二甲基硅氧烷预聚物浓度为3％。
17、上述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，所述步骤(5)，改性溶液中四氧化三铁纳米粉体与硒化锡纳米粉体的浓度为2％-5％，四氧化三铁纳米粉体与硒化锡纳米粉体的质量比为2:1-1:2。
18、上述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，所述步骤(6)，在浸渍沉积处理过程中，对纤维气凝胶基体的任意一个表面进行多次浸蘸。
19、上述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，所述步骤(7)中，烘箱烘干温度为40℃。
20、上述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，所述步骤(7)制得的表面改性的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶，其光热/磁热改性层的厚度为纤维气凝胶基体总厚度的4-7％。
21、上述的制备方法制得的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶作为界面蒸发器在海水淡化中的应用。
22、本专利技术光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法及其应用的优点是：基于可量产的喷纺技术制备独特三维层状阵列结构水蒸发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(1)，用于溶液喷射纺丝的纺丝液中，聚丙烯腈浓度为13％-17％，以1:2-1:4的质量比加入六水合氯化铝得到喷纺前驱体。
3.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(2)中，Tris-HCl缓冲溶液的浓度为1％-3％，加入的盐酸多巴胺和聚乙烯亚胺的质量浓度均为0.5-1.5g/L。
4.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(4)，混合溶液中聚二甲基硅氧烷预聚物浓度为3％。
5.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(5)，改性溶液中四氧化三铁纳米粉体与硒化锡纳米粉体的浓度为2％-5％，四氧化三铁纳米粉体与硒化锡纳米粉体的质量比为2:1-1:2。
6.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(6)，在静置沉积
7.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(7)中，烘箱烘干温度为40℃。
8.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(7)制得的表面改性的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶，其光热/磁热改性层的厚度为纤维气凝胶基体总厚度的4-7％。
9.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶作为界面蒸发器在海水淡化中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(1)，用于溶液喷射纺丝的纺丝液中，聚丙烯腈浓度为13％-17％，以1:2-1:4的质量比加入六水合氯化铝得到喷纺前驱体。
3.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(2)中，tris-hcl缓冲溶液的浓度为1％-3％，加入的盐酸多巴胺和聚乙烯亚胺的质量浓度均为0.5-1.5g/l。
4.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(4)，混合溶液中聚二甲基硅氧烷预聚物浓度为3％。
5.根据权利要求1所述的光热/磁热耦合效应纤维气凝胶的制备方法，其特征是：所述步骤(5)...
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