[发明专利]一种用于光蒸发水的含Ag复合半透膜、其制备方法及用途

说明书

本发明公开了一种用于光蒸发水的含Ag复合半透膜、其制备方法及用途，该方法包含：步骤1，采用纤维素硝酸酯制备半透膜前驱体溶液；步骤2，将银盐添加至上述半透膜前驱体溶液中，搅拌均匀，得混合溶液；步骤3，将上述混合溶液平铺在平底容器上，自然干燥成膜；步骤4，将上述膜置于还原性溶液中浸泡，以将Ag盐还原为Ag单质；步骤5，将上述半透膜自然晾干，成功制备出含Ag复合半透膜。本发明制备的含Ag复合半透膜，利用其金属表面的等离子共振效应，将其吸收的太阳能转换为热能，实现光蒸发水，从而在海水淡化领域得以推广应用。

技术领域

本发明属于膜的制备技术领域，涉及一种复合半透膜，具体涉及一种用于光蒸发水的含Ag复合半透膜、其制备方法及用途。

背景技术

资源是当今世界所面临的三大重要的发展问题（人口、资源与环境）之一。对于资源的利用，人类的需要越来越大。在各类资源中，水资源是人类不可或缺并且无法替代的资源之一。在地球总水量中，人类真正可以利用的淡水资源基本是江河湖泊和地下水中的一部分，这部分水资源仅仅约占0.26%。目前，全球约有10亿多人面临着水资源匮乏的问题，据有关专家推算，大约至2025年，全球将有近一半的人会生活在极度缺水的区域，到2050年，预计缺水国家中的总人数将增加到10.6~24.3亿，大约会占全球预测人口比例的13％～20％。水资源短缺的危机已经成为制约人类可持续发展的重要因素之一，但是海水中有大量的水资源，因此将海水淡化将是缓解并有希望解决人类淡水危机的重要途径。

迄今，已经研发出来的海水淡化技术有二十余种，低温多效蒸馏、反渗透、冷冻、电渗析法和多级闪蒸法是目前常用的几种主要技术。最近，通过光热转换来实现海水蒸馏的相关技术研究十分火热，Advanced Materials（先进材料）2017，29，1603504,刊发了一篇与此相关的论文，意大利卡拉布里亚大学的Efrem Curcio教授课题组将传统的膜蒸馏技术与光热转换结合在一起开展了相关的科学研究。关于膜蒸馏技术，可以说已经是一个非常“古老”的研究课题了，它的原理是将膜技术与蒸馏过程结合起来，以膜两侧的温度差（即蒸汽压差）为驱动力，使料液在膜的表面蒸发，蒸发的成分可以通过膜孔，在膜的另一侧冷凝，以此实现蒸馏的过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合半透膜，将膜蒸馏技术与光热转换结合起来，其具有较好的光热转换效果，通过光蒸发水，达到淡化海水的目的，适用于海水淡化领域。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于光蒸发水的含Ag复合半透膜的制备方法，该方法包含：

步骤1，采用纤维素硝酸酯制备半透膜前驱体溶液；

步骤2，将银盐添加至上述半透膜前驱体溶液中，搅拌均匀，得混合溶液；

步骤3，将上述混合溶液平铺在平底容器上，自然干燥成膜；

步骤4，将上述膜置于还原性溶液中浸泡，以将Ag盐还原为Ag单质；

步骤5，将上述半透膜自然晾干，成功制备出含Ag复合半透膜。

上述的用于光蒸发水的含Ag复合半透膜的制备方法，其中，步骤1中，制备半透膜前驱体溶液的方法是指，将干燥的纤维素硝酸酯溶于的低沸点有机溶液中，不断震荡，得到透明的半透膜前驱体溶液。

上述的用于光蒸发水的含Ag复合半透膜的制备方法，其中，所述的低沸点有机溶液为乙醚与乙醇的混合溶液。

上述的用于光蒸发水的含Ag复合半透膜的制备方法，其中，所述的纤维素硝酸酯通过将脱脂棉溶于浓硝酸与浓硫酸的混合溶液中，经水洗、干燥制备。

上述的用于光蒸发水的含Ag复合半透膜的制备方法，其中，步骤2中，所述的银盐选择三氟甲烷磺酸银、乙酸银或四氟硼酸银中的任意一种。