一种用于海水淡化材料的制备方法及应用与流程

本发明涉及一种光热材料，具体的涉及一种用于海水淡化材料的制备方法及应用。
背景技术：
：水是人类赖以生存的根本，地球上有70％的面积被水覆盖，但人类赖以生存的淡水只占地表总水量的2.5％-3％，随着人口数量的增加，工业化进程的推进，淡水资源的短缺正在限制人类文明的发展，从人类的终极生存目标而言，海水淡化是解决淡水资源匮乏的重要途径。到现在为止，海水淡化的方法主要有两种，即膜分离法和蒸馏法。膜分离法具有能耗低，操作简便的优点，但它同样存在化学稳定性，热稳定下差的问题，因此，膜分离法在海水淡化方面存在一定限制。蒸馏法是将海水加热蒸发变成水蒸汽，水蒸汽遇冷凝固得到淡水的方法，与其他海水淡化方法相比，蒸馏法具有其独特优点，蒸馏法受海水浓度制约小，产水纯度高，即使在污染严重高生物活性的海水环境中也同样适用。蒸馏法在整个淡化过程中没有化学反应，属于物理方法。技术实现要素：本发明的目的是提供一种用于海水淡化的光热材料及其制备方法。光热剂黑色TiO2粉末，是采用将商业用TiO2粉末优选P25粉末与NaBH4处理所得，该光热剂具有光效应范围广，光热转换效率高，价格低廉，绿色环保的优点。克服了普通光热剂价格昂贵，光热转换效率低，易造成二次污染的缺点，该光热剂经光照射后产生的热能可使水表面分子蒸发，使洁净的水与海水分离实现海水淡化过程。为了实现上述目的，本发明采用泡沫镍作为光热剂的载体，泡沫镍具有热导率低，内部具有大量微孔结构的优点，有利于海水淡化工作的进行。一种用于海水淡化的光热材料具体的制备步骤如下：(a)提供一光热剂的载体；(b)制备出光热剂A-1；(c)将光热剂均匀负载于载体；上述技术方案中，所述步骤(a)中泡沫镍厚度范围0.5-2mm，孔隙率≥90％,将泡沫镍裁成所需几何形状；上述技术方案中，所述步骤(b)包括以下步骤：(b1)提供粉末A，即商业用白TiO2粉末，优选商业化白P25；(b2)将粉末A与NaBH4按照质量比1:1比例混合，Ar气条件下350℃烧一个小时，得到H-TiO2光热剂A-1；上述技术方案中，所述步骤(c)包括以下步骤：(c1)提供溶液B，所述溶液B为无水乙醇溶液；(c2)将光热剂A-1、溶液B混合，超声，搅拌，制得浆液；光热剂A-1：溶液B的用量关系为50-500mg：0.5-2ml；(c3)将制得的浆液均匀涂抹于泡沫镍两侧，将泡沫镍置于鼓风烘箱干燥，优选60℃下烘5-12h。上述技术方案制备得到光热材料。材料厚度为0.1-2mm；材料面积为1-10000cm2。光热材料用于海水淡化的方法，并包括以下步骤：将光热材料置于水面，在光的照射下，被淡化的海水以水蒸汽的形式通过海水淡化材料蒸发而被分离，盐类物质则被留到原来的海水中。应用于海水淡化时，在用AM1.5G组合光照条件辐照度为1kw/m2时，淡化速率可以达到0.1g/cm2/h。采用AM1.5G组合来模拟太阳光；采用IP450在线式欧普士红外热像仪来检测样品温度；FZ-A型辐照计来检测辐照度。本发明的有益效果及产品特点：1.所选光热剂绿色环保廉价易得，不会造成二次污染，对光的响应范围广。2.所选载体泡沫镍具有多孔结构，且自身导热率低，有利于减少热量损失。3.样品能够漂浮于水面，利用水的界面效应，同时降低样品导热率，增大蒸发量。附图说明图1是样品泡沫镍和样品泡沫镍+H-TiO2在AM1.5G组合辐照度1kw/m2条件下2min内温度变化图。图2是在AM1.5G组合辐照度1kw/m2条件下，负载有H-TiO2的泡沫镍与水空白条件下蒸发量的对比。具体实施方式下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。表1，表2是实际应用中所用海水及海水淡化以后的各离子浓度对照表。实施例1A:将泡沫镍裁剪成直径为5.6cm的圆片。B:准确称量100mg白P25，100mgNaBH4,将两者混合，置于Ar气条件下350℃烧1h得到氢化TiO2(即H-TiO2)。C:将氢化后的TIO2置于50ml小烧杯中，并向其中滴加无水乙醇2ml，超声10min，搅拌30min得到黏稠浆液，将该浆液均匀滴涂于泡沫镍上，60℃条件下12h烘干。表1样品名称氟化物(mg/L)氯化物(mg/L)溴化物(mg/L)硫酸盐(mg/L)海水1.0231.682×10457.4682601.22海蒸后离心＜0.0053.871＜0.0160.965表2当前第1页1 2 3