用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵及其制备方法

1.本发明属于光热工程技术领域，具体是用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵及其制备方法。


背景技术：

2.淡水短缺已成为限制人类日常生活的最棘手的挑战之一，太阳能驱动的水蒸发结合光热蒸发器进行热量定位，可以有效地生产纯净水，然而，大多数蒸发器忽视了对底部散装水中污染物的考虑，因此不能在染料废水中长期运行，因为在染料溶液产生纯水的过程中，表面张力随着大量水的逸出而变大，严重限制了太阳能蒸发器的产水能力，而且，向上泵送废水时，染料分子会粘附在蒸发器的内壁或表面，从而削弱了蒸发器的吸光度，甚至缩短其使用寿命。
3.迄今为止，已开发出各种用于捕获有机染料污染物的技术，吸附法因操作简单，成本低以及几乎没有有毒副产物而被广泛应用，故而，开发能够吸附染料和光热水蒸发的基质材料是实现染料废水高效修复的关键，壳聚糖含有丰富的氨基和羟基，从而具有天然的亲水性和调节水状态的能力，可以实现高效的光热水蒸发，以及染料分子的吸附。目前，farshad mirzaee valadi等人合成了一系列锆基mof和壳聚糖复合材料(mof-808/壳聚糖)作为去除水溶液中含cr(vi)离子的预金属化染料的有效吸附剂(carbohydr.polym.,2022,288:119383.)；malgorzata mjaworska等人证明通过与铬的相互作用对胺基团的化学吸附，以及通过与染料的偶氮核相互作用对胺基或羟基的物理吸附可以同时发生，进而展示了几丁质/壳聚糖从纺织和皮革工业废水中去除预金属化染料的能力(carbohydr.polym.,2022,298:120122.)，以上充分说明壳聚糖在染料污水中的应用潜力。
4.此外，基于壳聚糖的三维(3d)框架可以通过纤维辅助物理过程，轻松构建为健壮的交互架构，如经由竹纤维机械工艺改性，以提高壳聚糖的弱机械强度，并保留壳聚糖的原始性能，然而，由于未经化学修饰的壳聚糖的吸附性能非常有限，因此，如何利用具有强吸附性能的材料进一步提高壳聚糖基质对染料的吸附能力至关重要。
5.金属有机骨架(mof)因其大的比表面积、可调的孔径和对有机染料的高亲和力，由于其性能可以通过-nh2的质子化/脱质子化灵活调节，表现对有机染料的高亲和力，因此具有优异的染料吸附能力，中国专利(cn113000036a)公开了一种双硫脲改性的zr-mof吸附材料制备方法，优先还原并回收au(iii)，但实际操作中吸附材料的循环稳定性并不出色；另外，中国专利(cn111266090a)展示了一种快速吸附和选择性分离阳离子染料污染物的吸附分离材料，表现了对水溶性有机污染物的强亲和能力，但制备所需的铜盐含有重金属阳离子，容易引起二次污染。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供用于太阳能驱动蒸发和辅助废水
净化的光热海绵及其制备方法，具有良好的水传输性和自清洁性能，能够在染料废水中长期稳定工作。
7.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
8.用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，包括如下步骤：
9.步骤1、取亚氯酸钠和乙酸加入到去离子水中，得到亚氯酸钠浓度为1wt％～5wt％和乙酸浓度为0.3wt％～0.9wt％的混合溶液a，按照混合溶液a的重量计，取0.5wt％～1.5wt％切段的竹子浸泡于混合溶液a，在50～100℃下充分搅拌，得到bfs前体，依次洗涤抽滤、干燥和破碎，得到絮状的脱木质素竹纤维；
10.步骤2、取生物炭加入n,n-二甲基甲酰胺中，配置出浓度为1g/l～3g/l的悬浊液，以悬浊液的重量计，向悬浊液中加入5wt％～10wt％氯化锆和5wt％～10wt％的2-氨基对苯二甲酸并充分搅拌，得到混合溶液b，将混合溶液b转移至反应釜中，在80～120℃下保温，然后静置至室温，离心洗涤并干燥后得到c@mof粉末；
11.步骤3、以乙酸水溶液的重量计，取0.5wt％～1.75wt％脱木质素竹纤维和1.25wt％～2.25wt％壳聚糖加入质量浓度为1.2％的乙酸水溶液中，充分搅拌后，再加入1wt％～5wt％c@mof粉末，混合均匀后得到黑色非牛顿流体；
12.步骤4、将黑色非牛顿流体转移到硅胶模具中利用液氮单向冷冻从而形成光热海绵的聚合物网络结构，再冷冻干燥，然后浸入浓度为0.5～3mol/l的naoh溶液中进行交联处理，得到光热海绵cs/bfs/c@mof。
13.进一步地，所述步骤1的搅拌时间为1～8h。
14.进一步地，所述步骤2的保温时间为24～48h。
15.进一步地，所述步骤1和步骤2均采用分析级乙醇洗涤。
16.进一步地，所述步骤2的洗涤次数为5～10次。
17.进一步地，所述步骤3的搅拌时间为1～3h。
18.进一步地，所述步骤4的单向冷冻是采用冰模板法并通过液氮将黑色非牛顿流体冷冻0.5～1.5h。
19.进一步地，所述步骤4的冷冻干燥温度为-45～-80℃，时间为24～48h。
20.进一步地，所述步骤4的交联处理时间为1～3h。
21.一种用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵。
22.本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
23.先将竹纤维脱木质素并破碎成絮状，以提升竹纤维的亲水性，使竹纤维壳聚糖基体中的纤维分散更均匀，基体的机械强度和水传输能力更好，然后利用溶剂热法制备c@mof，其表面为仿大王花瓣结构的炭凹凸，较大的比表面积能够有效地进行光捕获，从而增强光热转换和染料吸附性能，最后通过单向冷冻使冰晶向上生长，引导壳聚糖发展成平行排列的层状结构，无数微型c@mof紧密包覆在壳聚糖薄片上，使光滑的壳聚糖薄片变得粗糙，得到的光热海绵具有三维介孔结构，相互连接的大孔以及脱木质素纤维增强的壳聚糖基体的高亲水性，可以促进散装水在光热蒸发器内的快速输送；可见，本发明制备光热海绵不仅有助于水的快速蒸发，还允许污染物溶质(如盐和有机染料)从海绵蒸发器顶部的高浓度区域快速稀释，使基体吸附染料的同时，蒸发器界面具有自清洁效果，不会使原有性能受到较多影响，保证高效产蒸汽的同时，自发吸热的过程提升了其对染料的吸附性能，而且以
太阳能作为唯一的能源输入，环保可持续。
24.本发明采用廉价、环保、易得的竹纤维和壳聚糖为原料，以简单的方法制备出具有太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵，生产成本低，可以实现规模化生产。
附图说明
25.图1为本发明制备光热海绵cs/bfs/c@mof的流程示意图；
26.图2为本发明实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof在比例尺为400μm的场发射下的扫描电镜图像；
27.图3为本发明实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof在比例尺为100μm的场发射下的扫描电镜图像；
28.图4为cs/bfs/c@mof、c@mof、uio-66-nh2(mof)的x射线衍射谱线；
29.图5为cs/bfs/c@mof、竹纤维壳聚糖基体cs/bfs、c@mof和uio-66-nh2(mof)红外曲线对比图；
30.图6为本发明实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof在甲基橙(mo)溶液中的最大吸附量随温度的变化曲线图；
31.图7为本发明实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof在亚甲基蓝(mb)溶液中的最大吸附量随温度的变化曲线图；
32.图8为本发明实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof在不同浓度染料溶液中的水分蒸发速率柱形图；
33.图9为本发明为实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof在染料溶液中，不同蒸发时间下的蒸发速率变化曲线图；
34.图10为本发明实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof在室外实验前、后污水的光学图像；
35.图11为未处理染料溶液和利用实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof修复水的紫外分光光谱对比图；
36.图12为本发明实验当天光强、环境温度、光热海绵水分蒸发速率随时间的变化曲线图。
具体实施方式
37.以下结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明。
38.本发明实施例1～实施例5制备光热海绵cs/bfs/c@mof的流程如图1所示。
39.实施例1
40.步骤1、取亚氯酸钠和乙酸加入到去离子水中，得到亚氯酸钠浓度为2wt％和乙酸浓度为0.5wt％的混合溶液a，按照混合溶液a的重量计，取0.8wt％切段的竹子浸泡于混合溶液a，在95℃下充分搅拌3h，得到bfs前体，用分析级乙醇洗涤并抽滤，然后在60℃下干燥3h，破碎后得到絮状的脱木质素竹纤维；
41.步骤2、取生物炭加入n,n-二甲基甲酰胺中，配置出浓度为2g/l的悬浊液，以悬浊液的重量计，向悬浊液中加入8wt％氯化锆和8wt％的2-氨基对苯二甲酸并搅拌45min，得到混合溶液b，将混合溶液b转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在120℃下保温24h，然后静置
至室温，用分析级的乙醇离心洗涤6次，干燥后得到c@mof粉末；
42.步骤3、以乙酸水溶液的重量计，取1.1wt％脱木质素竹纤维和1.75wt％壳聚糖加入25ml质量浓度为1.2％的乙酸水溶液中，搅拌1h，再加入3wt％的c@mof粉末，混合均匀后得到黑色非牛顿流体；
43.步骤4、将黑色非牛顿流体转移到硅胶模具中，利用冰模板法并通过液氮将其单向冷冻0.5h从而形成光热海绵的聚合物网络结构，在-45℃冷冻干燥25h，然后浸入浓度为2.25mol/l的naoh溶液中进行交联处理，得到光热海绵cs/bfs/c@mof。
44.如图2所示，实施例1制备的光热海绵具有三维介孔结构，赋予其优秀的水传输能力、良好的自清洁效果、可观的光吸收性能和特殊的染料吸附功能。
45.如图3所示，在光热海绵cs/bfs/c@mof的聚合物网络结构中，八面体形状的uio-66-nh2(zr-mof)负载在片层状生物炭上，形成c@mof。
46.如图4所示，光热海绵cs/bfs/c@mof中c@mof与uio-66-nh2的特征峰对应，分别位于7.4
°
、8.5
°
、12.1
°
、17.1
°
、25.8
°
和30.8
°
，依次对应属于(111)、(200)、(220)、(400)、(442)和(711)平面，表明合成的光热海绵中存在uio-66-nh2。
47.如图5所示，采用ftir光谱仪测定光热蒸发海绵的化学成分，对于uio-66-nh2，是以2-氨基对苯二甲酸为配体合成的一种特殊的zr-mof材料，在1621cm处的峰为-nh2的不对称振动，在1574和1385cm处可以识别出o-c-o不对称拉伸的典型键，在766cm处的峰值是苯环上c-h键的弯曲振动，这与制备的c@mof峰位置基本一致，说明生物炭和zr-mof有效结合生成c@mof；对于cs/bfs，在1646和1580cm处的两个特征峰分别是典型的c-o和n-h振动，在3426cm处的强峰对应于-oh基团，表明光热海绵具有亲水性；cs/bfs/c@mof存在cs/bfs、uio-66-nh2和c@mof的吸收峰，说明生物炭、uio-66-nh2和壳聚糖竹纤维基体cs/bfs在杂交网络中有效整合，成功制备出了光热海绵cs/bfs/c@mof复合材料。
48.实施例2
49.步骤1、取亚氯酸钠和乙酸加入到去离子水中，得到亚氯酸钠浓度为1wt％和乙酸浓度为0.3wt％的混合溶液a，按照混合溶液a的重量计，取0.5wt％切段的竹子浸泡于混合溶液a，在50℃下充分搅拌8h，得到bfs前体，用分析级乙醇洗涤并抽滤，然后在60℃下干燥3h，破碎后得到絮状的脱木质素竹纤维；
50.步骤2、取生物炭加入n,n-二甲基甲酰胺中，配置出浓度为1g/l的悬浊液，以悬浊液的重量计，向悬浊液中加入5wt％氯化锆和5wt％的2-氨基对苯二甲酸并搅拌45min，得到混合溶液b，将混合溶液b转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在80℃下保温30h，然后静置至室温，用分析级的乙醇离心洗涤5次，干燥后得到c@mof粉末；
51.步骤3、以乙酸水溶液的重量计，取0.5wt％脱木质素竹纤维和1.25wt％壳聚糖加入15ml质量浓度为1.2％的乙酸水溶液中，搅拌2h，再加入1wt％的c@mof粉末，混合均匀后得到黑色非牛顿流体；
52.步骤4、将黑色非牛顿流体转移到硅胶模具中，利用冰模板法并通过液氮将其单向冷冻1h从而形成光热海绵的聚合物网络结构，在-60℃冷冻干燥24h，然后浸入浓度为0.5mol/l的naoh溶液中进行交联处理，得到光热海绵cs/bfs/c@mof。
53.实施例3
54.步骤1、取亚氯酸钠和乙酸加入到去离子水中，得到亚氯酸钠浓度为3wt％和乙酸
浓度为0.6wt％的混合溶液a，按照混合溶液a的重量计，取1wt％切段的竹子浸泡于混合溶液a，在70℃下充分搅拌5h，得到bfs前体，用分析级乙醇洗涤并抽滤，然后在60℃下干燥3h，破碎后得到絮状的脱木质素竹纤维；
55.步骤2、取生物炭加入n,n-二甲基甲酰胺中，配置出浓度为1.5g/l的悬浊液，以悬浊液的重量计，向悬浊液中加入6wt％氯化锆和6wt％的2-氨基对苯二甲酸并搅拌45min，得到混合溶液b，将混合溶液b转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在100℃下保温36h，然后静置至室温，用分析级的乙醇离心洗涤8次，干燥后得到c@mof粉末；
56.步骤3、以乙酸水溶液的重量计，取1.5wt％脱木质素竹纤维和1.5wt％壳聚糖加入20ml质量浓度为1.2％的乙酸水溶液中，搅拌3h，再加入2wt％的c@mof粉末，混合均匀后得到黑色非牛顿流体；
57.步骤4、将黑色非牛顿流体转移到硅胶模具中，利用冰模板法并通过液氮将其单向冷冻1.2h从而形成光热海绵的聚合物网络结构，在-70℃冷冻干燥32h，然后浸入浓度为1.75mol/l的naoh溶液中进行交联处理，得到光热海绵cs/bfs/c@mof。
58.实施例4
59.步骤1、取亚氯酸钠和乙酸加入到去离子水中，得到亚氯酸钠浓度为4wt％和乙酸浓度为0.7wt％的混合溶液a，按照混合溶液a的重量计，取1.2wt％切段的竹子浸泡于混合溶液a，在80℃下充分搅拌1h，得到bfs前体，用分析级乙醇洗涤并抽滤，然后在60℃下干燥3h，破碎后得到絮状的脱木质素竹纤维；
60.步骤2、取生物炭加入n,n-二甲基甲酰胺中，配置出浓度为2.5g/l的悬浊液，以悬浊液的重量计，向悬浊液中加入7wt％氯化锆和7wt％的2-氨基对苯二甲酸并搅拌45min，得到混合溶液b，将混合溶液b转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在110℃下保温40h，然后静置至室温，用分析级的乙醇离心洗涤9次，干燥后得到c@mof粉末；
61.步骤3、以乙酸水溶液的重量计，取0.8wt％脱木质素竹纤维和2wt％壳聚糖加入25ml质量浓度为1.2％的乙酸水溶液中，搅拌2h，再加入4wt％的c@mof粉末，混合均匀后得到黑色非牛顿流体；
62.步骤4、将黑色非牛顿流体转移到硅胶模具中，利用冰模板法并通过液氮将其单向冷冻0.7h从而形成光热海绵的聚合物网络结构，在-80℃冷冻干燥40h，然后浸入浓度为1mol/l的naoh溶液中进行交联处理，得到光热海绵cs/bfs/c@mof。
63.实施例5
64.步骤1、取亚氯酸钠和乙酸加入到去离子水中，得到亚氯酸钠浓度为5wt％和乙酸浓度为0.9wt％的混合溶液a，按照混合溶液a的重量计，取1.5wt％切段的竹子浸泡于混合溶液a，在100℃下充分搅拌7h，得到bfs前体，用分析级乙醇洗涤并抽滤，然后在60℃下干燥3h，破碎后得到絮状的脱木质素竹纤维；
65.步骤2、取生物炭加入n,n-二甲基甲酰胺中，配置出浓度为3g/l的悬浊液，以悬浊液的重量计，向悬浊液中加入10wt％氯化锆和10wt％的2-氨基对苯二甲酸并搅拌45min，得到混合溶液b，将混合溶液b转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，在90℃下保温48h，然后静置至室温，用分析级的乙醇离心洗涤10次，干燥后得到c@mof粉末；
66.步骤3、以乙酸水溶液的重量计，取1.75wt％脱木质素竹纤维和2.25wt％壳聚糖加入30ml质量浓度为1.2％的乙酸水溶液中，搅拌3h，再加入5wt％的c@mof粉末，混合均匀后
得到黑色非牛顿流体；
67.步骤4、将黑色非牛顿流体转移到硅胶模具中，利用冰模板法并通过液氮将其单向冷冻1.5h从而形成光热海绵的聚合物网络结构，在-50℃冷冻干燥48h，然后浸入浓度为3mol/l的naoh溶液中进行交联处理，得到光热海绵cs/bfs/c@mof。
68.实施例6
69.实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof的蒸发性能测试：
70.将光热海绵分别放置于硅油乳液(2wt％)、酸性溶液(h2so4)、碱性溶液(naoh)和东海水中，并测定出其对应得到蒸发速率依次为1.371kg m-2
h-1
、1.421kg m-2
h-1
、1.46kg m-2
h-1
和1.444kg m-2
h-1
，源于溶剂张力的增加或污染物分子或离子对水分子的影响使海绵蒸发速率比纯水的蒸发速率1.481kg m-2
h-1
稍低，尽管在上述四种模拟极端的恶劣环境中，利用实施例1制备的海绵组装的蒸发器仍保持80％以上的光热转换效率。
71.如图8所示，将光热海绵置于模拟染料废水中，即，在浓度为10mg/l、30mg/l、50mg/l的甲基橙(mo)溶液和浓度为10mg/l、30mg/l、50mg/l的亚甲基蓝(mb)溶液中，运行400min，其中：在不同浓度的甲基橙(mo)溶液中光热海绵分别能保持1.465kg m-2
h-1
、1.458kg m-2
h-1
和1.448kg m-2
h-1
的水分蒸发速率；在不同浓度的亚甲基橙(mb)溶液中光热海绵分别能保持1.457kg m-2
h-1
、1.445kg m-2
h-1
和1.434kg m-2
h-1
的水分蒸发速率；可见，染料浓度升高对蒸发速率起到细微的削弱作用，这是因溶液浓度改变影响液体表面张力，光热海绵在亚甲基蓝(mb)溶液中的水分蒸发速率略低于其在甲基橙(mo)溶液中的水分蒸发速率，但蒸发速率差别不大。
72.如图9所示，将光热海绵置于50mg/l的甲基橙(mo)溶液和50mg/l的亚甲基蓝(mb)溶液，经过长期蒸发，光热蒸发海绵的出水量下降幅度可忽略不计，说明其具有良好的蒸发稳定性。
73.实施例7
74.实施例1制备的光热海绵cs/bfs/c@mof对甲基橙(mo)和亚甲基蓝(mb)的吸附试验：
75.如图6和图7所示，在暗室条件下，将光热海绵分别放入500ml浓度为50mg/l的甲基橙(mo)水溶液和500ml浓度为50mg/l的亚甲基蓝(mb)水溶液中并不断搅拌，并分别置于25℃、30℃、35℃和40℃环境温度下，在不同的时间取出5ml溶液，利用紫外可见分光光度计测定溶液剩余染料浓度并计算光热海绵最终的吸附容量，明显地，第180min时，置于40℃的光热海绵对甲基橙(mo)、亚甲基蓝(mb)的最大吸附容量分别为60.15mg g-1
和105.48mg g-1
，可实施例1制备的光热海绵对水体中甲基橙(mo)和亚甲基蓝(mb)有明显的去除作用，而且，温度升高对最大吸附容量的增大有一定正向关系，也就是说，蒸发器进行光热转换的同时促进了光热海绵对染液污染物质的吸附，验证了实施例1制备的光热海绵的太阳能驱动蒸发和太阳能辅助污水净化功能的有效性。
76.实施例8
77.实施例1制备的光热海绵的吸附蒸发协同试验：
78.光热海绵在50mg/l甲基橙(mo)溶液和50mg/l亚甲基蓝(mb)溶液中经历了多个蒸发周期后，对光热海绵的顶部和底部表面进行吸光度测试。由于海绵对染料的吸附，海绵的底部区域被污染物覆盖，同时，染料废水原来的黑色被减弱，由于海绵基体中的相互连结的
大孔结构和有效的染料吸附截留作用，几乎没有染料分子能够在连续抽水的情况下到达海绵的顶部区域，从而使蒸发主体的光热海绵顶部的吸光度一直保持在较高水平。因此，经过长时间的蒸发过程，海绵蒸发器的吸光度与初始值相当，确保了蒸发器在染料废水中的长期有效产水。
79.取50mg/l的甲基橙(mo)溶液作为模拟废水，使用了环糊精形状的epe泡沫来固定海绵并使其漂浮在水面上形成一个简易装置，将四个相同装置放置在一个封闭的玻璃容器中，在室外进行真实环境实验，以检验光热海绵同时进行水蒸发和染料吸附的效果，如图12所示，一天内一台蒸发装置可在实际环境中稳定工作，蒸发速率随午间光照及气温达到峰值。通过称量蒸发系统收集的净化水可知，该装置可以产生6.72kg m-2
的纯净水，完全满足一个人的日常消耗。图10为染液吸附前后光学对比图，从视觉层面可观察到染液颜色变淡。由图11中可知，通过紫外分光光度计对吸附前后溶液的吸光度进行测量，计算出染液浓度从原来的50mg/l下降至7.43mg/l，光热海绵底部的模拟废水染料去除率为85.14％，染物峰强明显削弱，水体得到了充分净化，通过光热海绵吸附工艺处理的废水可以应用于不需要高水质的行业，可见，本发明制备的具有复合功能的光热海绵遵循可持续发展和零液排放原则。

技术特征：
1.用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、取亚氯酸钠和乙酸加入到去离子水中，得到亚氯酸钠浓度为1wt％～5wt％和乙酸浓度为0.3wt％～0.9wt％的混合溶液a，按照混合溶液a的重量计，取0.5wt％～1.5wt％切段的竹子浸泡于混合溶液a，在50～100℃下充分搅拌，得到bfs前体，依次洗涤抽滤、干燥和破碎，得到絮状的脱木质素竹纤维；步骤2、取生物炭加入n,n-二甲基甲酰胺中，配置出浓度为1g/l～3g/l的悬浊液，以悬浊液的重量计，向悬浊液中加入5wt％～10wt％氯化锆和5wt％～10wt％的2-氨基对苯二甲酸并充分搅拌，得到混合溶液b，将混合溶液b转移至反应釜中，在80～120℃下保温，然后静置至室温，离心洗涤并干燥后得到c@mof粉末；步骤3、以乙酸水溶液的重量计，取0.5wt％～1.75wt％脱木质素竹纤维和1.25wt％～2.25wt％壳聚糖加入质量浓度为1.2％的乙酸水溶液中，充分搅拌后，再加入1wt％～5wt％c@mof粉末，混合均匀后得到黑色非牛顿流体；步骤4、将黑色非牛顿流体转移到硅胶模具中利用液氮单向冷冻从而形成光热海绵的聚合物网络结构，再冷冻干燥，然后浸入浓度为0.5～3mol/l的naoh溶液中进行交联处理，得到光热海绵cs/bfs/c@mof。2.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤1的搅拌时间为1～8h。3.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤2的保温时间为24～48h。4.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2均采用分析级乙醇洗涤。5.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤2的洗涤次数为5～10次。6.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤3的搅拌时间为1～3h。7.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤4的单向冷冻是采用冰模板法并通过液氮将黑色非牛顿流体冷冻0.5～1.5h。8.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤4的冷冻干燥温度为-45～-80℃，时间为24～48h。9.根据权利要求1所述的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，其特征在于，所述步骤4的交联处理时间为1～3h。10.一种如权利要求1～9任一项所述方法制备的用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵。

技术总结
本发明公开了用于太阳能驱动蒸发和辅助废水净化的光热海绵的制备方法，包括步骤：1、取亚氯酸钠和乙酸加入去离子水，再加入切段的竹子并搅拌，得到BFs前体，依次洗涤抽滤、干燥和破碎，得到絮状的脱木质素竹纤维；2、取生物炭加入N,N-二甲基甲酰胺中，再加入氯化锆和2-氨基对苯二甲酸并搅拌，得到混合溶液B，将其转移至反应釜中加热，静置至室温，离心洗涤并干燥后得到C@MOF粉末；3、取脱木质素竹纤维和壳聚糖加入乙酸水溶液中并搅拌，再加入C@MOF粉末，得到黑色非牛顿流体；4、将非牛顿流体转移到硅胶模具中单向冷冻从而形成光热海绵的聚合物网络结构，再冷冻干燥，然后浸入NaOH溶液中进行交联处理，得到光热海绵CS/BFs/C@MOF，具有水传输性和自清洁性能。具有水传输性和自清洁性能。具有水传输性和自清洁性能。


技术研发人员：宋浩杰 翁恒康 孙席胜
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/16