[发明专利]一种可光谱调控的水处理用黑色素材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，可光谱调控的水处理用黑色素材料及一种涂覆上述材料的纤维素膜。其制备方法为，将樟脑磺酸在去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；将盐酸多巴胺溶于去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；在搅拌条件下，将樟脑磺酸溶液迅速注入樟脑磺酸溶液中；搅拌，离心并用去离子水冲洗，得到可光谱调控的水处理用黑色素材料。本发明通过盐酸多巴胺和樟脑磺酸的一锅聚合调节聚多巴胺(PDA)的吸收光谱，且樟脑磺酸的掺杂不会影响聚合物的主要结构和光热机理，PDA系统中也很少发现非热辐射。在CM膜上涂覆上述材料制成蒸发装置，蒸发速率可达1.53kgm^‑2h^‑1，一次太阳照射，太阳能转换效率高(～88.6％)。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，尤其是涉及一种可光谱调控的水处理用黑色素材料及其制备方法。

背景技术

清洁水是人类生存和社会发展的必需品，但是，其获取渠道不足。近年来的一种有效的获取渠道是从海水和废水中获取清洁水。

目前已证明可以将太阳能转化为热以进行海水蒸发，产生水蒸汽来进行海水和废水的淡化。但在现有技术中，现有海水淡化材料往往不抗盐、不抗油污，所以存在盐沉积以及污染海域使用受限等问题。

聚多巴胺(PDA)丰富的官能团，例如邻苯二酚，胺和亚胺等，使其不仅可以用以有效去除有机污染物，还赋予了PDA基材料亲水性。另外，虽然几种基于PDA的光热材料已经得到了一定的研究，但它们在水和固体状态下的光能量收集效率并不高。

申请人在研究中发现，通过合理的结构和功能裁剪，可以进一步提高PDA基纳米材料的光吸收性能和光热行为。并且PDA已经表现出的良好光收集能力和光热转换性能，这也有利于太阳能驱动的海水脱盐。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种一锅法策略，通过樟脑磺酸与盐酸多巴胺在水溶液中的直接共聚合，制备出具有可调光吸收特性的聚多巴胺集(PDA)纳米粒子 (NPs)。本发明提供的聚多巴胺微结构中掺杂樟脑磺酸，可以缩小能量带隙，改善常规PDA NPs的光吸收性能。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案如下。

一方面，本发明提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，具体的，

将樟脑磺酸在去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；

将盐酸多巴胺溶于去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；

在搅拌条件下，将樟脑磺酸溶液迅速注入樟脑磺酸溶液中；

搅拌，离心并用去离子水冲洗，得到相同尺寸的PDA，即可光谱调控的水处理用黑色素材料。

更进一步的，本发明提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料的制备方法，具体的，

在磁力搅拌下，将200mg-400mg的樟脑磺酸在80mL去离子水中完全溶解，得到樟脑磺酸溶液；

将200mg的盐酸多巴胺溶于20mL去离子水中，得到盐酸多巴胺溶液；

在搅拌条件下，将盐酸多巴胺溶液于5s内注入樟脑磺酸溶液中，搅拌8～16h后，离心并用去离子水冲洗三次，得到相同尺寸的PDA，即可光谱调控的水处理用黑色素材料。

更进一步的，上述可光谱调控的水处理用黑色素材料的粒径为200nm～300nm。

另一方面，本发明提供一种可光谱调控的水处理用黑色素材料，具体的，采用上述方法制备而成。

另一方面，本发明还提供一种纤维素膜，其上涂覆了上述可光谱调控的水处理用黑色素材料。

本发明采用上述技术方案，获得了以下的技术效果。