[发明专利]一种三维多层填充结构电热蒸发织物、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维多层填充结构电热蒸发织物、制备方法及应用，属于新材料技术领域。

背景技术

陆地上的淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53％，淡水的绝大部分又被封冻在南北两极及高山的冰层和冰川中，难以利用。淡水资源的时空分布不均和人类的不合理利用，使世界上许多地区面临着严重的淡水资源危机。随着经济的发展，淡水的使用量急剧增加，而经济增长、人口增加以及水体的污染，导致我国当前淡水资源严重短缺，成为经济持续发展的重要障碍，淡水资源的开发势在必行。海水淡化技术是解决淡水来源的有效途径，不断地在创新和发展，应用前景广阔。

目前，海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法和反渗透法等。蒸馏法中的多级闪蒸技术，动力消耗大，设备的操作弹性小，多效蒸馏技术的低温多效蒸馏设备体积较大，装置费用高；电渗析法工艺简单，除盐率高，但水回收率低，队不带电荷的物质无脱除能力，且能耗大，不适用大规模的海水淡化工程；反渗透法需要具有选择透过性能的“半透膜”，膜的寿命和抗污染问题不能有效解决，反渗透膜、高压泵、能量回收装置需定期更换。以上技术主要是利用热能和电能作为海水淡化的能源，能耗较大，成本高，且淡化效率不高，设备复杂，淡化过程慢。因此，研发新型的蒸发织物对海水或者其它类型的污水进行蒸馏提纯非常必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能对海水或污水进行蒸馏提纯的电热蒸发织物。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维多层填充结构电热蒸发织物，其特征在于，包括依次复合的蒸发层、电热层、隔热漂浮层、吸水层，四者通过间隔纱捆绑为一体；蒸发层由蒸发层经纱、蒸发层纬纱构成，电热层由电热层经纱、电热层纬纱构成，吸水层由吸水层经纱、吸水层纬纱构成，隔热漂浮层内设有填充材料。

优选地，所述蒸发层采用亲水性的天然纤维、再生纤维素纤维和亲水改性的化学纤维或其膨体纱中的任意一种或几种的混杂。目的是增大蒸发纤维的吸水能力，提高蒸发纤维与空气的接触面积和蒸发效率。

优选地，所述电热层经纱、电热层纬纱采用碳纤维、石墨烯纤维、碳纳米管纤维、金属镀层纤维和纳米导电颗粒涂层纤维中的任意一种或几种的混杂。

优选地，所述间隔纱采用天然纤维、再生纤维素纤维和亲水改性的化学纤维中的任意一种或几种的混杂。间隔纱将各层织物捆绑成为一个整体，并且将吸水层的水分传导到蒸发层。

优选地，所述吸水层经纱、吸水层纬纱采用天然纤维、再生纤维素纤维和亲水改性的化学纤维中的任意一种或几种的混杂。

更优选地，所述天然纤维为棉或麻；化学纤维为涤纶、锦纶或丙纶。

优选地，所述填充材料采用拒水海绵、拒水泡沫材料或两端封闭的空心管状材料。目的是实现织物漂浮和隔绝蒸发层热量的耗散，使蒸发层的吸收的热量聚集在蒸发层表面，起到快速加热和蒸发水分的作用。

优选地，所述间隔纱的交织密度为2～10根经纱织造循环。

本发明还提供了上述三维多层填充结构电热蒸发织物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：开动引纬装置，引入各层纬纱；

第二步：单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现各面层，即电热层，蒸发层和吸水层的织造；

第三步：重复第一步、第二步操作多次，实现多个面层织造循环；

第四步：在电热层与吸水层之间放入漂浮嵌入材料，双组综框运动带动间隔纱相互交织，构成漂浮隔热层；

第五步：打纬后，采用步进电机卷取；

第六步：重复上述步骤，完成需要的织造循环。

本发明还提供了上述三维多层填充结构电热蒸发织物的应用，其特征在于，将电热层中导电纤维的两端连接电极，利用电热纤维产生的热量将蒸发层加热，使水分蒸发。该织物可以用于海水淡化，也可以用于工业废水，农业污水的净化处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明提供了一种三维多层填充结构电热蒸发织物的制备方法，通过三维织造工艺将不同特性的纤维织造在一起，实现了集漂浮、导水、隔热、加热和蒸发多种功能于一体的液体快速蒸发织物。

2.本发明获得的基于三维多层填充结构电热蒸发织物中的隔热导水层为间隔填充织物，使电热层的热量向蒸发层传递，可以快速加热蒸发层，降低热量耗散，提高水分蒸发效率。

3.本发明提供了一种三维多层填充结构电热蒸发织物具有三维一体结构，力学性能好，不容易分层，液体蒸发速度快，在海水淡化和污水处理领域具有重要应用。