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一种具有高蒸发性能的复合光热织物及其制备方法

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30


一种具有高蒸发性能的复合光热织物及其制备方法

技术领域

本发明属于环境能源应用技术领域,涉及一种具有高蒸发性能的复合光热织物及其制备方法。

背景技术

当今社会和经济的发展面临着两大难题:淡水资源短缺和传统化石能源危机,而以太阳能蒸汽产生技术为基础的海水淡化和废水处理,通过光热材料吸收太阳能转化为热能,加热海水或废水产生水蒸气,并进行冷凝实现淡水的回收,这种技术由于使用能源清洁无污染,取之不尽用之不竭,因此具有十分重要的意义。近年来,界面光蒸汽转化技术通过将热量局域在水体表面实现了更为高效的光蒸汽转化。

研究表明,界面光蒸汽转化材料表面多孔结构有利于水蒸气的逸出,可以保证高效的光蒸汽转化,从而实现充足的淡水回收。

中国专利CN 111285704 A通过对由纳米纤维素冷冻干燥制备的纤维素基多孔材料进行碳化,得到用于海水淡化的纤维素源碳基光热转化材料,其丰富多孔的网络结构可为光蒸汽转化过程中的水蒸气的逸出提供通道,但是此界面光蒸汽转化材料制备方法复杂,成本较高,性能较差(当处理模拟海水时,其水蒸发率最大只能达到1.211kg m

中国专利CN 112898954 A对裁剪后的杏鲍菇进行冷冻干燥,然后置于光热转化材料改性反应液中,使得光热转化材料吸附于杏鲍菇多孔结构及其表面,最后冷冻干燥得到杏鲍菇基光热转化材料,该材料内部本身的多孔结构保证了水的传输和表面水蒸气的逸出,具有水蒸发率高,成本低,对环境友好的优点,但是由于其材料是碳化的杏鲍菇,并不具备良好的机械性能,因此难以满足实际情况下的处理。

由此可见,在保证水蒸气的逸出和高效光蒸汽转化的同时,光蒸汽转化材料的耐用性也不可忽视,这对于材料在海水淡化和废水处理的实际应用至关重要。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的上述问题,提供一种具有高蒸发性能的复合光热织物及其制备方法。

为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:

一种具有高蒸发性能的复合光热织物,包括光热层和与之相邻的基底层;

光热层为碳基聚合物多孔膜,主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;光热层的厚度为10~100μm,平均孔径为1~10μm,孔隙率为65%~95%;光热层的孔径适宜不仅有利于增加光热层表面的光学陷阱,延长光程,实现光线的最大化捕获和吸收,而且也能够为光蒸汽转化过程中的水蒸气逸出提供通道;光热层适宜的厚度有利于实现最大的光吸收,过大的厚度造成内部贯通性的下降,从而影响蒸汽的逸出,而过小的厚度光程较短,不利于光的有效吸收;另外,一般而言,孔隙率越高,内部贯通性越好,光的吸收和蒸汽的逸散越充分,有利于实现更大的光吸收;

聚合物为亲水聚合物或疏水聚合物;当聚合物为亲水聚合物时,光热层可亲水加速盐离子回流;当聚合物为疏水聚合物时,光热层可疏水抗盐结晶,因为表面疏水阻碍了含盐离子的水溶液的运输,从而有效地阻碍了盐的沉积;

基底层为亲水织物。

本发明中上层光热层的作用是增大光吸收,蒸汽逸散,疏水拒盐(亲水排盐),碳基纳米粒子提供光热转化作用,下层基底层的作用是亲水利于水运输,另外柔性材料也便于运输储存,织物的机械作用较好,有利于提升产品的耐用性。

本发明兼具良好的光吸收性能,优异的水蒸气逸散能力以及高效的水运输性能,可保证高效的水蒸发,另外本发明利用的材料为柔性且机械性能优异的织物和塑性聚合物,因此可达到优异的机械和服用性能,满足实际的需求。

作为优选的技术方案:

如上所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,复合光热织物的光吸收率在90%以上,透气性为201~291mm·s

复合光热织物对纯水的光蒸汽转化效率为85.2%~98.2%,水蒸发率为1.12~1.41kg·m

复合光热织物对3.5wt%NaCl水溶液的光蒸汽转化效率为81.4%~92.1%,水蒸发率为1.01~1.37kg·m

复合光热织物的循环使用性不低于15次。

本发明的复合光热织物的光蒸汽转化效率(对3.5wt%NaCl水溶液的光蒸汽转化效率为81.4%~92.1%)是优于目前公开的光热织物的,现有技术例如专利CN111074534B公开的三维多孔海水淡化热蒸发材料对海水的光蒸汽转化效率>80%,专利CN111074534B只在权利要求书中稍微提了一下该材料的海水的光蒸汽转化效率>80%,在后续的说明书及其实施例中并没有明确表示材料的海水的光蒸汽转化效率的具体数据,实际测试表明其对海水的光蒸汽转化效率仅为80%左右,又例如专利CN111285704A公开的炭黑/纤维素复合光热材料对海水的光蒸汽转化效率不超过84.78%,又例如专利CN111645244A公开的全纤维三维集合体对模拟海水的光蒸汽转化效率仅为86.5%;

本发明的复合光热织物的耐用性(循环使用性不低于15次)是优于目前公开的光热织物的,现有技术例如专利CN111074534B、专利CN113882154A、专利CN112980399A和专利CN111348708B中涉及到的光热织物大多数是由浸渍、沉积和负载处理得到的,光热粒子很难与织物实现良好的结合力,从而造成光热织物的循环实用性较差。本发明的光热粒子(碳基纳米粒子)与聚合物混合通过水滴模板法形成多孔膜,光热粒子被包覆在聚合物之中难以脱落,另外聚合物中的卤素元素易于与织物中的-OH键结合形成稳定的化学键结合,从而大大提高了光热织物的循环使用性。

如上所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,基底层的平均孔径大于光热层的平均孔径;基底层和光热层都为多孔结构,基底层的平均孔径大于光热层的平均孔径时,由于上下层由大孔径到小孔径之间的芯吸压力梯度的不同形成差动毛细效应,可实现水从水体到基底层再到光热层的定向水运输。

如上所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,基底层的厚度为400~600μm,平均孔径为10~50μm,孔隙率为80%~99%;相比较光热层,更厚的基底层和充足的孔隙率有利于水在其中的储存便于光蒸发,更大的孔径便于与光热层的小孔径形成毛细差动效应,实现水的定向运输。

如上所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,碳基纳米粒子为碳黑、氧化石墨烯、氧化还原石墨烯和碳纳米管中的一种以上;碳基纳米粒子是天然的黑色,适合于宽带太阳能吸收,碳基纳米粒子对太阳能的吸收包括电子的激发极其随后的弛豫现象,电子-电子和电子-声子之间的散射使光激发的电子迅速热化,产生热能,其成本低且加工性好。

如上所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,聚合物为聚丙乙烯丁二烯共聚物、聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯、聚砜树脂、聚苯醚砜、聚醚酰亚胺、醋酸纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、氰乙基纤维素、羟丙基纤维素和羟丙基甲基纤维素中的一种以上。

如上所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,亲水织物为棉织物、氨纶织物、粘胶纤维织物、莫代尔纤维织物、莱赛尔纤维织物、竹纤维织物、毛织物、经过亲水化处理的涤纶织物、经过亲水化处理的腈纶织物、经过亲水化处理的尼纶织物、经过亲水化处理的芳纶织物或经过亲水化处理的碳纤维织物,亲水化处理可以通过接枝共聚的方式,也可以通过与亲水性物质共混、复合等方式。

如上所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,聚合物为聚丙乙烯丁二烯共聚物,亲水织物为棉织物;或者,聚合物为聚苯乙烯,亲水织物为棉织物;或者,聚合物为醋酸纤维素,亲水织物为莫代尔纤维织物;或者,聚合物为聚苯醚砜,亲水织物为莱赛尔纤维织物;或者,聚合物为羟丙基纤维素,亲水织物为经过亲水化处理的芳纶织物;聚合物和亲水织物如此选择,可使得在制备过程中二者发生化学键的结合,提升光热层与基底层之间的结合力,有利于提升产品的循环使用性。

本发明还提供制备如上任一项所述的一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,将碳基纳米粒子/聚合物混合溶液涂覆在所述亲水织物上后,通过水滴模板法形成所述碳基聚合物多孔膜,即得具有高蒸发性能的复合光热织物,其中,碳基纳米粒子/聚合物混合溶液主要由所述碳基纳米粒子、所述聚合物和溶剂组成;所述溶剂为丙酮、氯仿、二甲基甲酰胺、甲苯和乙二醇等。

由于水滴模板法制备得到的光热层具有层级多孔结构,因此本发明在光吸收率(孔洞有利于延长光的路径,减少光的反射)和光蒸汽转化效率(多孔结构能减少光能的损耗和提升水蒸汽的逸出)两个光热织物的重要性能指标具有一定的优势。

作为优选的技术方案:

如上所述的方法,碳基纳米粒子/聚合物混合溶液的制备过程为:

(1)将聚合物加入溶剂中,采用1000~5000r/min的转速于30~50℃下搅拌1~5h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为50~300g/L;

(2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌1~6h,再超声10~60min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为5~50g/L。

如上所述的方法,具体过程为:将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液(应确保混合溶液在织物表面的厚度均匀一致且平整)后,迅速放入到温度为20~60℃且相对湿度为65%~99%的密闭环境中静置0.5~5h,即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

本发明的原理如下:

复合光热织物在高湿环境中成孔的机理主要为:织物表面涂覆的混合溶液具有挥发性的溶剂,挥发的过程中会造成碳基层表面温度的下降,使得高湿环境中的水蒸气在混合溶液表面凝结成水滴,并在多种作用条件下组装为密闭排列结构的水滴阵列,当复合光热织物离开高湿环境后,由于表面水滴的蒸发,在织物的聚合物层表面形成蜂窝状多孔有序结构。在此过程中,聚合物分子的大小、溶剂的挥发性能、聚合物的浓度大小、环境的不同都会影响碳基复合织物表面的成孔情况,本发明可以通过调整各因素制备得到具有一定大小,均匀分布且贯通的孔径的复合光热织物。

有益效果

(1)本发明制得的复合光热织物具有优异的透气透湿性,相比较于其他材料或表面密闭的界面光蒸汽转化材料,复合光热织物表面的孔径可以为光蒸汽转化过程中产生的水蒸气提供逸出通道,第一可以增大光蒸汽转化效率,第二可以为后续的水蒸气冷凝回收提供方便;

(2)本发明制得的复合光热织物具有优异的光吸收能力,碳基纳米粒子本身具有高效的光吸收性,且具有良好的光热转化效应,能将吸收到的光能转化为热能,另外复合光热织物的孔径可以增加光学陷阱,延长光程,增大光线在表面的折射和反射,增大对光的捕获能力,实现光的最大吸收效应;

(3)本发明的制备方法简单,材料成本低廉;

(4)本发明使用的水滴模板法可通过材料和工艺参数的改变,实现复合光热织物表面孔径和亲疏水性能的有效调控,具有很强的可设计性;

(5)本发明的制备方法通过聚合物材料的选择完成光热层亲疏水的调控,从而实现复合光热织物在实际应用中的多功能性。

附图说明

图1为本发明实施例4的复合光热织物的制备流程;

图2为本发明实施例4制备的一种复合光热织物的微观结构图,其中a图为复合光热织物的侧面图,b图为碳基聚合物多孔膜的侧视图,c图为织物的主视图,d图为碳基聚合物多孔膜的表面微观结构图,e和f图为d图的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例中制得的具有高蒸发性能的复合光热织物相关性能的检测方法:

复合光热织物的光吸收率的检测方法:采用型号为日立UV3600的紫外分光光度计,对材料样品进行250~2500nm光谱范围内的光吸收能力测试;

复合光热织物的透气性的检测方法:采用全自动透气仪(YG461H)进行透气性检测,测试压力为200Pa,测试面积为20cm

复合光热织物的透湿性的检测方法:采用透湿仪(型号为YG601H),参照标准GB/T12704.1进行测试;其中,样品为70mm

对纯水的水蒸发率的检测方法:将规格为2×2cm的材料样品通过泡沫(吸湿性优异的无纺布包裹的泡沫)漂浮在烧杯中的水面上,将烧杯置于光源下方的电子天平上,电子天平连接电脑根据一定规律记录在一个太阳光强(1kW/m

对纯水的光蒸汽转化效率的检测方法:在上述纯水的水蒸发率的测试过程中,光照条件下,利用热电偶记录材料表面温度随时间的变化,根据以下公式计算光蒸汽转化效率η:

ΔH=ΔH

式中,m为蒸汽通量,单位为kg·m

对NaCl水溶液的光蒸汽转化效率的检测方法:基本同上述对纯水的光蒸汽转化效率测试,不同之处在于检测过程中使用的是NaCl水溶液;

对NaCl水溶液的水蒸发率的检测方法:基本同上述对纯水的水蒸发率测试,不同之处在于检测过程中使用的是NaCl水溶液;

复合光热织物的循环使用次数的检测方法:在进行一次上述水蒸发率或光蒸汽转化效率测试后,将材料样品拿出清洗静置干燥后继续下一次测试同样的试验,直到样品表面损坏或测试结果有明显下降为止,记录材料样品循环试验的次数。

实施例1

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:碳纳米管(厂商为上海百艳实业有限公司,牌号为C311);

聚合物:聚二甲基硅氧烷(厂商为阿拉丁化学试剂有限公司,牌号为P195721-50g);

亲水织物:经过亲水化处理的碳纤维织物(厂商为上海中彩棉纺织品有限公司,克重为50g/m

溶剂:丙酮(厂商为阿拉丁化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用1000r/min的转速于40℃下搅拌5h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为50g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌2h,再超声20min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为5g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为20℃且相对湿度为70%的密闭环境中静置5h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为15μm,平均孔径为10μm,孔隙率为95%;亲水织物的厚度为400μm,平均孔径为20μm,孔隙率为86%;

复合光热织物的光吸收率为90%,透气性为291mm·s

实施例2

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:氧化石墨烯(厂商为清河县腾辉金属材料有限公司,牌号为10012);

聚合物:聚醚酰亚胺(厂商为罗恩化学试剂有限公司,牌号为700207-250g);

亲水织物:经过亲水化处理的尼纶织物(厂商为桐乡艾力根斯纺织品有限公司,克重为45g/m

溶剂:乙二醇(厂商为罗恩化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用3000r/min的转速于50℃下搅拌3h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为70g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌3h,再超声10min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为10g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为20℃且相对湿度为65%的密闭环境中静置2h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为20μm,平均孔径为9μm,孔隙率为95%;亲水织物的厚度为400μm,平均孔径为40μm,孔隙率为92%;

复合光热织物的光吸收率为92.3%,透气性为283mm·s

实施例3

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:氧化还原石墨烯(厂商为清河县腾辉金属材料有限公司,牌号为XF248-7440-44-0);

聚合物:聚苯醚砜(厂商为上海玻尔化学试剂有限公司,牌号为CB5945326);

亲水织物:竹纤维织物(厂商为江苏康乃馨织造有限公司,克重为50g/m

溶剂:二甲基甲酰胺(厂商为上海玻尔化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用2500r/min的转速于35℃下搅拌2h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为100g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌1h,再超声30min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为20g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为40℃且相对湿度为78%的密闭环境中静置3h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为30μm,平均孔径为7.5μm,孔隙率为94%;亲水织物的厚度为430μm,平均孔径为50μm,孔隙率为99%;

复合光热织物的光吸收率为93.1%,透气性为274mm·s

实施例4

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,如图1所示,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:碳黑(厂商为嘉兴纳科新材料有限公司,牌号为SCC-8-8-1);

聚合物:聚丙乙烯丁二烯共聚物(厂商为阿拉丁化学试剂有限公司,牌号为P304889);

亲水织物:棉织物(厂商为大联纺织有限公司,克重为60g/m

溶剂:氯仿(厂商为阿拉丁化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用1000r/min的转速于30℃下搅拌4h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为120g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌4h,再超声30min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为30g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为25℃且相对湿度为99%的密闭环境中静置1h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,如图2所示,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为40μm,平均孔径为7μm,孔隙率为93%;亲水织物的厚度为450μm,平均孔径为25μm,孔隙率为88%;

复合光热织物的光吸收率为94.3%,透气性为262mm·s

实施例5

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:质量比为1:1的碳黑(厂商为嘉兴纳科新材料有限公司,牌号为SCC-8-8-1)和碳纳米管(厂商为上海百艳实业有限公司,牌号为C311)混合物;

聚合物:聚苯乙烯(厂商为罗恩化学试剂有限公司,牌号为R027658-100g);

亲水织物:棉织物(厂商为上海中彩棉纺织品有限公司,克重为50g/m

溶剂:氯仿(厂商为罗恩化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用2000r/min的转速于30℃下搅拌5h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为130g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌1h,再超声30min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为40g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为25℃且相对湿度为80%的密闭环境中静置1h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为50μm,平均孔径为6μm,孔隙率为85%;亲水织物的厚度为450μm,平均孔径为35μm,孔隙率为90%;

复合光热织物的光吸收率为95.6%,透气性为241mm·s

实施例6

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:氧化还原石墨烯(厂商为清河县腾辉金属材料有限公司,牌号为XF248-7440-44-0);

聚合物:醋酸纤维素(厂商为上海玻尔化学试剂有限公司,牌号为C804765);

亲水织物:莫代尔纤维织物(厂商为桐乡艾力根斯纺织品有限公司,克重为40g/m

溶剂:丙酮(厂商为上海玻尔化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用4000r/min的转速于50℃下搅拌2h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为180g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌6h,再超声40min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为45g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为35℃且相对湿度为87%的密闭环境中静置3.5h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为60μm,平均孔径为5μm,孔隙率为80%;亲水织物的厚度为500μm,平均孔径为45μm,孔隙率为95%;

复合光热织物的光吸收率为97.1%,透气性为231mm·s

实施例7

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:碳纳米管(厂商为嘉兴纳科新材料有限公司,牌号为SCC-8-8-1);

聚合物:聚苯醚砜(厂商为阿拉丁化学试剂有限公司,牌号为CB5945326);

亲水织物:莱赛尔纤维织物(厂商为江苏康乃馨织造有限公司,克重为70g/m

溶剂:甲苯(厂商为阿拉丁化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用3000r/min的转速于30℃下搅拌3h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为200g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌2h,再超声60min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为45g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为45℃且相对湿度为85%的密闭环境中静置4h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为80μm,平均孔径为3μm,孔隙率为70%;亲水织物的厚度为600μm,平均孔径为10μm,孔隙率为80%;

复合光热织物的光吸收率为98.6%,透气性为218mm·s

实施例8

一种具有高蒸发性能的复合光热织物的方法,具体步骤如下:

(1)准备原材料:

碳基纳米粒子:质量比为1:1的碳黑(厂商为嘉兴纳科新材料有限公司,牌号为SCC-8-8-1)和氧化石墨烯(厂商为清河县腾辉金属材料有限公司,牌号为XF248-7440-44-0)混合物;

聚合物:羟丙基纤维素(厂商为罗恩化学试剂有限公司,牌号为SJ00135741395);

亲水织物:经过亲水化处理的芳纶织物(厂商为大联纺织有限公司,克重为60g/m

溶剂:二甲基甲酰胺(厂商为罗恩化学试剂有限公司);

(2)制备碳基纳米粒子/聚合物混合溶液:

(2.1)将聚合物加入溶剂中,采用5000r/min的转速于40℃下搅拌1h,即得聚合物溶液;聚合物溶液中聚合物的浓度为300g/L;

(2.2)将碳基纳米粒子加入聚合物溶液中,先搅拌3h,再超声50min,即得碳基纳米粒子/聚合物混合溶液;碳基纳米粒子/聚合物混合溶液中碳基纳米粒子的浓度为50g/L;

(3)制备复合光热织物:

将亲水织物进行烫平整理,并使用刮刀在其表面涂覆碳基纳米粒子/聚合物混合溶液后,迅速放入到温度为60℃且相对湿度为95%的密闭环境中静置0.5h(水滴模板法),即得具有高蒸发性能的复合光热织物。

采用上述方法制得的一种具有高蒸发性能的复合光热织物,由碳基聚合物多孔膜和亲水织物组成,碳基聚合物多孔膜主要由聚合物以及分散在其中的碳基纳米粒子组成;碳基聚合物多孔膜的厚度为100μm,平均孔径为1μm,孔隙率为65%;亲水织物的厚度为600μm,平均孔径为15μm,孔隙率为83%;

复合光热织物的光吸收率为99.5%,透气性为201mm·s

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