本发明涉及新材料领域，更具体地说，涉及一种三维多层中空结构电热蒸发织物的制备方法。
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。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种液体蒸发织物及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种三维多层中空结构电热蒸发织物，其特征在于，包括依次复合的蒸发层、电热层、隔热导水层及漂浮层，四者通过间隔纱结合为一体；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，隔热导水层由具有导水作用的间隔纱构成；漂浮层由漂浮层经纱、漂浮层纬纱构成。
优选地，所述蒸发层经纱、蒸发层纬纱采用亲水性天然纤维、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。
优选地，所述间隔纱采用导水纤维与支撑纤维的混杂纤维；两者的纤维根数比为1∶5～5∶1。
更优选地，所述导水纤维采用亲水性天然纤维、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；支撑纤维采用涤纶单丝、丙纶单丝、锦纶单丝或玻璃纤维。间隔纱具有将各层织物捆绑成为一个整体，并且将漂浮层的水分传导到蒸发层。
优选地，所述漂浮层经纱、漂浮层纬纱采用密度低于水的聚乙烯纤维作为漂浮层纤维，也可以嵌入两端封闭的塑料管或者橡皮管作为漂浮层嵌入材料，目的是达到蒸发织物漂浮于水面上。
更优选地，所述天然纤维为棉或麻；所述化学纤维为涤纶、锦纶、丙纶。
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，所述电热层经纱、电热层纬纱采用镀镍碳纤维。
优选地，所述漂浮填充材料为拒水海绵、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。间隔纱构成的间隔层具有隔热性能，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；间隔层的厚度由间隔片的高度控制，一般在2～20mm。
本发明还提供了上述三维多层中空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：按照纱线的选择方案排布各层经纱和间隔纱；
第二步：开动引纬装置，引入各层纬纱；
第三步，单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现各面层，即漂浮层、电热层和蒸发层的织造；
第四步，放入间隔片，双组综框运动带动间隔纱相互交织，实现间隔层，即隔热导水层织造；
第五步，打纬，步进电机卷取；
第六步：完成需要的织造循环后下机。
本发明还提供了上述三维多层中空结构电热蒸发织物的应用，其特征在于，将电热层中电热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中空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中空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中空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。
4.本发明提供了一种三维多层中空结构电热蒸发织物的制备方法，通过三维织造工艺一次成型，工艺流程短，适合产业化生产。
附图说明
图1为本发明提供的一种三维多层中空结构电热蒸发织物的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1-4制备的一种三维多层中空结构电热蒸发织物如图1所示，包括依次复合的蒸发层1、电热层2、隔热导水层3及漂浮层4，四者通过间隔纱11结合为一体；蒸发层1由蒸发层经纱5、蒸发层纬纱6构成，电热层2由电热层经纱7、电热层纬纱8构成，隔热导水层3由具有导水作用的间隔纱11组成；漂浮层4由漂浮层经纱9、漂浮层纬纱10构成。
实施例1
一种基于碳纤维的多层中空结构电热蒸发织物及其制备方法：
选用细度为20支的棉纤维织造蒸发层1；t-300碳纤维(东丽公司，12k)作为导电纤维织造电热层2；1000tex的聚乙烯纤维作为经纬纱织造漂浮层4；20支棉纱线作为亲水纤维和100d的涤纶单丝作为支撑纤维，相间隔排列进行混杂作为间隔纱11，纤维根数比1∶1织造隔热导水层；设定织物宽度10厘米，经纬密：15根/厘米；间隔纱11的密度：15根/厘米。
织造过程：
第一步：按照纱线的选择方案排布各层经纱和间隔纱；
第二步：开动引纬装置，引入各层纬纱；
第三步：单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现各面层，即漂浮层4、电热层2和蒸发层1的织造；
第四步：将放入高度为0.8厘米的间隔片，双组综框运动带动间隔纱11相互交织，实现隔热导水层3的织造；
第五步：打纬，步进电机卷取；
第六步：重复上述步骤，完成150个织造循环，即获得基于碳纤维的多层中空结构电热蒸发织物。织物长度10厘米；高度1厘米。
将电热层2中电热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。
实施例2
一种基于镀镍碳纤维的多层中空结构电热蒸发织物及其制备方法：
选用细度为20支的苎麻纤维织造蒸发层1；选用镀镍碳纤维(苏州捷迪纳米科技公司，12k)作为导电纤维织造电热层2；选用600tex的聚乙烯纤维作为经纱，直径4毫米的两端封闭的聚丙烯塑料管(填充度80％)作为纬纱织造漂浮层4；选用600tex亲水改性涤纶膨体纱作为导水纤维和150d的丙纶单丝作为支撑纤维，相间隔排列进行混杂作为间隔纱11，纤维根数比2∶1。设定织物经宽度10厘米，纬密：13根/厘米；间隔纱11的密度：13根/厘米。
织造过程：
第一步：按照纱线的选择方案排布各层经纱和间隔纱；
第二步：开动引纬装置，引入各层纬纱；
第三步：单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现各面层，即漂浮层4、电热层2和蒸发层1的织造；
第四步：将放入高度为1.2厘米的间隔片，双组综框运动带动间隔纱11相互交织，实现隔热导水层3的织造；
第五步：打纬，步进电机卷取；
第六步：重复上述步骤，完成130个织造循环，即获得基于镀镍碳纤维的多层结构液体蒸发织物。织物长度10厘米；高度1.5厘米。
实施例3
一种基于碳纳米管纱线的的多层中空结构电热蒸发织物及其制备方法：
选用细度为20支的苎麻纤维织造蒸发层1；选用直径为0.8毫米的碳纳米管膜卷纱(苏州捷迪纳米科技有限公司)作为导电纤维织造电热层2；选用1000tex的聚乙烯纤维织造漂浮层4；选用1000tex亲水改性涤纶纤维作为导水纤维和150d的丙纶单丝作为支撑纤维，两者间隔排列进行混杂，作为间隔纱11，纤维根数比1∶1。设定织物宽度10厘米，经纬密：10根/厘米；间隔纱11的密度：10根/厘米。
第一步：按照纱线的选择方案排布各层经纱和间隔纱；
第二步：开动引纬装置，引入各层纬纱；
第三步：单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现各面层，即漂浮层4、电热层2和蒸发层1的织造；
第四步：将放入高度为1.2厘米的间隔片，双组综框运动带动间隔纱11相互交织，实现隔热导水层3的织造；
第五步：打纬，步进电机卷取；
第六步：重复上述步骤，完成100个织造循环，即获得的基于碳纳米管纱线的多层结构液体蒸发织物，长度10厘米；高度1.3厘米。
实施例4
一种基于碳纳米管涂层棉纱线的多层结构电热蒸发织物及其制备方法：
选用细度为20支的苎麻纤维织造蒸发层1；选用将质量比浓度为0.3％的碳纳米管均匀分散液(苏州捷迪纳米科技有限公司)均匀涂覆于细度为20支的棉纤维表面作为导电纤维织造电热层2；选用1000tex的聚乙烯纤维织造漂浮层4；选用20支棉纤维作为导水纤维和150d的丙纶单丝作为支撑纤维，相间隔排列进行混杂作为间隔纱11，纤维根数比1∶1。设定织物宽度10厘米，经纬密：10根/厘米；间隔纱密度：10根/厘米。
第一步：按照纱线的选择方案排布各层经纱和间隔纱；
第二步：开动引纬装置，引入各层纬纱；
第三步：单组综框运动带动各层经纱同步交织，实现各面层，即漂浮层4、电热层2和蒸发层1的织造；
第四步：将放入高度为1.8厘米的间隔片，双组综框运动带动间隔纱11相互交织，实现隔热导水层3的织造；
第五步：打纬，步进电机卷取；
第六步：重复上述步骤，完成100个织造循环，即获得的基于碳纳米管涂层棉纱线的多层结构液体蒸发织物。织物长度10厘米；高度2厘米。