[发明专利]具有多孔结构的导热聚四氟乙烯薄膜及其制备方法

说明书

具有多孔结构的导热聚四氟乙烯薄膜的制备方法，属于功能材料领域，包括以下步骤：1：通过热压贴合将聚丙烯无纺布贴合到聚四氟乙烯膜上；2：采用氧气等离子处理聚四氟乙烯膜；3：将聚四氟乙烯膜浸泡到无水乙醇中；4：制备石墨烯浸泡液；5：将聚四氟乙烯膜浸泡到石墨烯分散液中；6：将浸泡好的聚四氟乙烯膜取出干燥。本发明通过石墨烯修饰的聚四氟乙烯薄膜，是薄、韧、易折叠、韧性好的新型光蒸发薄膜材料，其制备方法简单，易操作，成本低，适合大规模商业生产。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种具有多孔结构的导热聚四氟乙烯薄膜及其制备方法。

背景技术

淡水短缺已成为当今最严重的全球性挑战之一，因此，如何高效地生产淡水成为亟待解决的问题，而利用太阳能生产淡水被认为是解决这一问题的一种经济办法。丰富的太阳能使太阳能淡化海水和废水处理成为最有前途的技术之一，同时也是研究的热点。而传统的太阳能净化水资源处理器并没有能够解决污垢的问题，其他关键的缺点包括需要加热整个体积的水，定期清洗积聚的污染物，以及收集足够的阳光所需的广阔土地面积。近年来，利用浮式结构实现了高效的太阳蒸发，不需要占用大量的土地，而且可以直接在水面上布置。为了达到高蒸发率，这些结构将热量的产生定位到水-空气界面，以避免加热整个大体积的水(如海洋)。但是，具有高效率的蒸汽生成的太阳能蒸汽装置往往需要复杂的制造工艺和高昂的材料成本，这限制了这些新技术的广泛应用。寻找经济有效的解决方案对大规模水处理具有重要意义。太阳能驱动的界面蒸发系统的发展主要围绕太阳能吸收体展开，目前，已经研究和开发了两类太阳能吸收材料，即碳基和等离子体吸收体。

由于碳基材料中原子核π电子紧密间隔的能级，使它们在整个太阳光谱中有着广泛吸收，受激电子弛豫到基态会释放热量的特点。碳基材料包括炭黑，CNT，石墨烯，GO，rGO等，由于其广泛的光吸收，高稳定性，重量轻和低成本而具有广阔的应用前景，是最着名的光热材料。碳基材料不含有毒金属，在阳光下比等离子体具有更好的稳定性，并且可以容易地制成具有太阳热应用所需的宏观，微观和纳米级形态的各种结构。考虑到成本、可用性、稳定性和毒性，碳基光热材料是非常有利的选择，在太阳能蒸发和蒸馏应用中得到了比其他材料更广泛的探索。

制备多孔结构是提高许多碳材料光吸收的有效策略，其中石墨烯和rGO得到了广泛的探索。此外，碳材料具有很高的导热系数，这有利于减少水的导热损失。

石墨烯是天然的黑色材料，适用于宽带太阳吸收，同时还具有吸收率高、成本低、加工性能好等优点，是很有前途的吸收体，使得石墨烯在太阳能蒸发方面具有极高的应用价值。

文献“王永虎等，氧化石墨烯-聚四氟乙烯纳米复合材料及性能”阐述了将PTFE粉料浸泡在采用硅烷偶联剂KH550改性后的氧化石墨烯(kOG)分散液中，搅拌分散后，将固体烘干、模压成型、烧结、切割打磨制得复合材料，但该方法首先使用的是粉料，而且需要将氧化石墨烯进行改性，制得的成品也需要经过复杂处理才能得到最终成品，最终产品的使用效果不好，且工艺复杂，不利于工业化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供具有多孔结构的导热聚四氟乙烯薄膜及其制备方法，所述方法制备过程简单，制备周期短，成本低且适合大规模生产；制备得到的具有多孔蒸发结构的导热聚四氟乙烯薄膜材料，浮动蒸发结构可与水界面一起移动，能连续工作，效率高。

本发明采取的技术方案是：

具有多孔结构的导热聚四氟乙烯薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：通过热压贴合将聚丙烯无纺布贴合到聚四氟乙烯膜上；

步骤2：采用氧气等离子处理步骤1中贴合了聚丙烯无纺布的聚四氟乙烯膜；

步骤3：将等离子处理后的聚四氟乙烯膜浸泡到无水乙醇中；

步骤4：将石墨烯分散液加入蒸馏水中，搅拌混合，并超声处理5～60min，制备成石墨烯浸泡液；