一种黑色木头的制备方法与流程

本发明涉及一种黑色木头的制备方法。

背景技术：

木头黑化具有较为重要的应用价值。一方面，木头黑化可以用于制作某些特殊家具；另一方面，木头黑化还可以用来制备太阳能海水淡化的关键光热转化材料。

目前常用的木头黑化方法由碳化和涂层法。其中碳化是指利用高温，将木头表面或者整个木头碳化变黑；涂层法是指通过制备出黑色的涂料，之后将其涂敷在木头表面，使木头变黑。然而，上述方法都存在较大问题。对于碳化法而言，碳化一方面会改变木头的物理和化学性质，如碳化后的木材变脆，失去木材原有的强度；另外，碳化后的木头，经人体触摸后，会在人体表面留下黑色物质，不利已制备经常接触的家具；如果要用于太阳能海水淡化，碳化的木头表面丧失亲水性，导致水通道阻力增大，效率降低；此外，碳化过程需要高温，不适于大规模应用和降低能耗。对于涂层法，则存在稳定性差、附着力差、涂层易脱落开裂等问题。由于涂层材料和木材的结合力有限，其经过长时间海水浸泡或者风干后，表面黑色涂层容易脱落剥离，导致色泽不牢固。因此，需要开发一种简单高效的，且绿色无污染的制备方法，实现木头的黑化。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有海水淡化领域木头黑化方法所存在的问题，从而提供一种同时具备高效率、低成本、高稳定性和可大规模生产的黑色木头制备方法，并将其用于海水淡化的关键光热转化材料。

本发明的黑色木头制备方法按下列步骤实现：

一、将多元酚溶解在水溶液中，待全部溶解形成均相的溶液；将需要改性的木头材料浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理；

二、将三价铁盐溶解在水溶液中，待全部溶解后形成均相的浸渍溶液；将步骤一改性的木头浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理，得到黑色木头；

其中步骤一所述多元酚为单宁酸、没食子酸以及其他多酚物质；

其中步骤一所述的浸渍溶液中多元酚的浓度为1～50mg/ml；

步骤一基底材料的浸渍时间是2h～12h；

步骤二所述的浸渍溶液中硫酸铁浓度为1～20mg/ml；

步骤二基底材料的浸渍时间是1h～12h；

本发明用于黑色木头制备方法制备工艺简单，反应原料廉价易得，可大规模生产使用；具有良好的稳定性，耐酸碱，耐超声。

将改性后的黑色木头颜色与改性前进行对比，结果表明，改性后的木头全部变为黑色，光吸收率高。本发明所述的制备方法具有普遍适用性、简单有效，成本较低，效率高，具有良好的工业化应用前景。

附图说明

图1为木头改性前后的光学照片。

1-榉木2-杉木3-松木4-水曲柳木5-橡木6-杨木7-柘木。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式一种黑色木头的制备方法按照下列步骤实施：

一、将单宁酸溶解在中性水溶液中，待单宁酸全部溶解形成均相的溶液；将需要改性的基底材料—木头浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理；

二、将硫酸铁溶解在中性水溶液中，待硫酸铁全部溶解后形成均相的浸渍溶液；将步骤一改性的基底材料浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理，然后取出基底材料用无水乙醇清洗，最后使用去离子水冲洗干净，完成黑色木头的制备。

其中步骤一所述的浸渍溶液中单宁酸的浓度为2mg/ml；

步骤一基底材料的浸渍时间是3h；

步骤二所述的浸渍溶液中硫酸铁浓度为2mg/ml；

步骤二基底材料的浸渍时间是2h。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述的浸渍溶液中单宁酸的浓度为1mg/ml。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一所述的浸渍溶液中单宁酸的浓度为3mg/ml。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中硫酸铁的浓度为1mg/ml。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中硫酸铁的浓度为3mg/ml。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：将实施方式1制备的黑色木头用于海水淡化实验。

具体实施方式七：将实施方式六的实验重复10次，并记录每一遍海水质量变化。

实施例一：本实施例一种用于太阳能海水淡化的黑色木头制备方法按下列步骤实施：

一、将0.05g单宁酸溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待单宁酸全部溶解形成均相的溶液；将需要改性的基底材料—木头(长3cm,宽3cm,厚0.3cm)浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理3h；

二、将0.05g硫酸铁溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待硫酸铁全部溶解后形成均相的浸渍溶液；将步骤一改性的基底材料浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理2h，然后取出基底材料用无水乙醇清洗，最后使用去离子水冲洗干净，完成黑色木头的制备。

实施例二：本实施例与实施例一不同的是步骤一中的单宁酸浓度为1mg/ml

一、将0.025g单宁酸溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待单宁酸全部溶解形成均相的溶液；将需要改性的基底材料—木头(长3cm,宽3cm,厚0.3cm)浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理3h；

二、将0.05g硫酸铁溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待硫酸铁全部溶解后形成均相的浸渍溶液；将步骤一改性的基底材料浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理2h，然后取出基底材料用无水乙醇清洗，最后使用去离子水冲洗干净，完成黑色木头的制备。

实施例三：本实施例与实施例一不同的是步骤一中的单宁酸浓度为3mg/ml

一、将0.075g单宁酸溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待单宁酸全部溶解形成均相的溶液；将需要改性的基底材料—木头(长3cm,宽3cm,厚0.3cm)浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理3h；

二、将0.05g硫酸铁溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待硫酸铁全部溶解后形成均相的浸渍溶液；将步骤一改性的基底材料浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理2h，然后取出基底材料用无水乙醇清洗，最后使用去离子水冲洗干净，完成黑色木头的制备。

实施例四：本实施例与实施例一不同的是步骤二中的硫酸铁浓度为1mg/ml：

一、将0.05g单宁酸溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待单宁酸全部溶解形成均相的溶液；将需要改性的基底材料—木头(长3cm,宽3cm,厚0.3cm)浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理3h；

二、将0.025g硫酸铁溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待硫酸铁全部溶解后形成均相的浸渍溶液；将步骤一改性的基底材料浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理2h，然后取出基底材料用无水乙醇清洗，最后使用去离子水冲洗干净，完成黑色木头的制备。

实施例五：本实施例与实施例一不同的是步骤二中的硫酸铁浓度为3mg/ml：

一、将0.075g单宁酸溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待单宁酸全部溶解形成均相的溶液；将需要改性的基底材料—木头(长3cm,宽3cm,厚0.3cm)浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理3h；

二、将0.075g硫酸铁溶解在25mlph=7的中性水溶液中，待硫酸铁全部溶解后形成均相的浸渍溶液；将步骤一改性的基底材料浸入该溶液中，在室温下静置浸渍处理2h，然后取出基底材料用无水乙醇清洗，最后使用去离子水冲洗干净，完成黑色木头的制备。