[发明专利]一种光热水凝胶、制备方法及其应用、光热转化蒸发器

权利要求书

1.一种光热水凝胶的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)将两性离子聚合物单体、阳离子聚合物单体、交联剂和光热纳米粒子分散在水中，得到前驱体溶液；所述两性离子聚合物单体中含有季铵盐基团，同时还含有羧酸基团、磷酸基团、磺酸基团中的一种或者几种；所述阳离子聚合物单体中含有氨基，季铵盐基团，季鏻盐基团中的一种或者几种；

(2)在所述前驱体溶液中加入引发剂，加热发生自由基聚合反应，或者在所述前驱体溶液中加入催化剂引发自由基聚合反应，得到所述光热水凝胶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述两性离子聚合物单体为[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵、3-[[2-(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯、3-[(3-丙烯酰胺基丙基)二甲基铵]丙酸盐、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阳离子聚合物单体为[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化铵、氯化三甲基-(4-乙烯基苄基)鏻盐、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵中的至少一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液中两性离子聚合物单体和阳离子聚合物单体的总质量分数为10％～60％；所述两性离子聚合物单体与阳离子聚合物单体的摩尔比范围为0.5:9.5～9.5:0.5；两种单体与交联剂的摩尔比为(10～200):1，光热纳米粒子的质量分数为0.1％～20％。

5.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述光热纳米粒子为碳基材料光热纳米粒子、半导体材料光热纳米粒子、聚合物光热纳米粒子或金属氧化物光热纳米粒子，所述光热纳米粒子直径为10～700nm；所述碳基材料光热纳米粒子为碳黑、石墨烯、碳纳米管、碳化有机物或碳量子点；所述半导体材料光热纳米粒子为TiO_x、CuS、TiN、TiAlN、MoS₂、MXene；所述聚合物光热纳米粒子为聚吡咯或聚多巴胺；所述金属氧化物光热纳米粒子为AgO或Fe₃O₄。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂为分子量为200～700的聚(乙二醇)二丙烯酸酯、聚(丙二醇)二甲基丙烯酸酯或N,N-亚甲基双丙烯酰胺。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热发生自由基聚合反应中，加热温度为20～80℃，自由基聚合反应时间为0.5～12h；所述催化剂包括四甲基乙二胺。

8.根据权利要求1-7任一所述制备方法制备得到的光热水凝胶。

9.如权利要求8所述的光热水凝胶在海水淡化或污水处理中的应用。

10.一种光热转化蒸发器，其特征在于，包括如权利要求8所述的光热水凝胶。