CN113512208B - 一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法 - Google Patents

一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113512208B
CN113512208B CN202110891787.5A CN202110891787A CN113512208B CN 113512208 B CN113512208 B CN 113512208B CN 202110891787 A CN202110891787 A CN 202110891787A CN 113512208 B CN113512208 B CN 113512208B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sodium alginate
hydrogel
distillation
solution
preparation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110891787.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113512208A (zh
Inventor
潘庆辉
陈抒旎
帅永
马丹妮
高文秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN202110891787.5A priority Critical patent/CN113512208B/zh
Publication of CN113512208A publication Critical patent/CN113512208A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113512208B publication Critical patent/CN113512208B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/02—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques
    • C08J3/03—Making solutions, dispersions, lattices or gels by other methods than by solution, emulsion or suspension polymerisation techniques in aqueous media
    • C08J3/075—Macromolecular gels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
    • C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
    • C08J9/08—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing carbon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
    • C08J2203/02—CO2-releasing, e.g. NaHCO3 and citric acid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2305/00—Characterised by the use of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08J2301/00 or C08J2303/00
    • C08J2305/04—Alginic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，它涉及一种光热蒸馏水凝胶的制备方法。本发明要解决现有光热蒸馏材料存在溶胀易变形、机械性能差的问题，且现有海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶应用于医疗领域，存在制备工艺复杂、难以量产、形态不能保持稳定、吸水蒸发性能弱的问题以致于无法应用于光热水处理领域。制备方法：一、氧化反应；二、成型。本发明用于基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备。

Description

一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法
技术领域
本发明涉及一种光热蒸馏水凝胶的制备方法。
背景技术
光热蒸馏技术是基于光热材料的低能耗净水方式。目前大部分研究的光热材料，包括等离激元材料(如金、银等纳米颗粒)、碳纳米材料(如石墨烯、碳纳米管等)和半导体材料(如TiO2、Ti3C4、MoO3等)，大多存在制备复杂、成本高的问题。光热蒸馏水凝胶是一种新兴的光热蒸馏材料，具有多孔吸水性能，因而具有更高的蒸发效率，其中生物大分子水凝胶具有可降解、成本低的优势。
现有用于光热蒸馏的生物大分子水凝胶的基体有壳聚糖、聚乙烯醇等，普遍存在溶胀易变形、机械性能差的缺陷，不利于长时间漂浮于水面进行光热蒸馏。相较上述基体材料，海藻酸钠水凝胶原料成本更低，且具有良好的弹性和拉伸性能。但当前海藻酸钠光热水凝胶主要用于医疗领域，存在制备工艺复杂、难以量产、形态不能保持稳定、吸水蒸发性能弱的问题，因而难以进入大规模的光热水处理领域。
发明内容
本发明要解决现有光热蒸馏材料存在溶胀易变形、机械性能差的问题，且现有海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶应用于医疗领域，存在制备工艺复杂、难以量产、形态不能保持稳定、吸水蒸发性能弱的问题以致于无法应用于光热水处理领域，而提供一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法。
一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，它是按以下步骤进行的：
一、氧化反应：
①、将盐酸多巴胺溶液、过硫酸钾溶液及碳酸氢钠溶液依次加入到海藻酸钠溶液中，得到混合溶液；
②、在搅拌速度为180r/min～240r/min及温度为60℃～80℃的条件下，氧化反应20min～30min，然后在室温下及搅拌速度为180r/min～240r/min的条件下，继续搅拌直至冷却至室温；
③、重复步骤一②直至溶液呈粘度为2000cP～3000cP的黑色稠状，然后加入碳酸氢钠粉末搅拌均匀，得到原料液；
二、成型：
在容器底部平铺无水氯化钙粉末，然后将原料液均匀倒入容器内形成液层，静置，得到成型水凝胶，将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡至发泡完全，然后清洗，得到基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶。
本发明的有益效果是：
1)本发明所制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在可见光波段表现出良好的吸光性能，对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为93％～98％；对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为94％～99％。
2)本发明制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶，在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时，水凝胶蒸发率为1.3kg/m2·h以上。
3)本发明制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在水面漂浮8天后，形态能够保持稳定，溶胀不变形，机械性能优良。
4)本发明所制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶具有丰富的孔隙，其孔径大小为50μm～190μm。此类孔隙结构均具有毛细吸水性能，该大小提高了水凝胶的吸水性能，进一步提高了水凝胶蒸发率。
5)本发明制备凝胶的基体原料海藻酸钠来源广泛且可降解，采用碳酸氢钠溶液制造碱性环境，配合搅拌使盐酸多巴胺被过硫酸钾快速氧化为聚多巴胺，相较用于医疗领域的海藻酸钠光热蒸馏水凝胶，凝胶氧化盐酸多巴胺的方式为碳酸氢钠碱性环境下强氧化物过硫酸钾氧化，同时配合碳酸氢钠发泡处理形成丰富的多孔结构，可通过毛细作用吸水到表面，使表面吸收的光热用于蒸发水分。凝胶制作步骤少，成型速度快，所用药品少，成本较低，蒸发效率可观，可实现快速量产，且最终所成凝胶在水中能长时间保持稳定，满足大规模水处理应用要求。制备全程无污染，零排放，无有毒有害化学物。
本发明用于一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法。
附图说明
图1为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的表面形貌图；
图2为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在水面漂浮8天后的俯视图；
图3为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶横切面扫描电镜图；
图4为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶纵切面扫描电镜图；
图5为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的太阳光全波段吸收率光谱图，1为吸收率，2为AM1.5太阳光谱；
图6为蒸发性能测试曲线图，1为实施例一制备的海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶，2为无凝胶。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，它是按以下步骤进行的：
一、氧化反应：
①、将盐酸多巴胺溶液、过硫酸钾溶液及碳酸氢钠溶液依次加入到海藻酸钠溶液中，得到混合溶液；
②、在搅拌速度为180r/min～240r/min及温度为60℃～80℃的条件下，氧化反应20min～30min，然后在室温下及搅拌速度为180r/min～240r/min的条件下，继续搅拌直至冷却至室温；
③、重复步骤一②直至溶液呈粘度为2000cP～3000cP的黑色稠状，然后加入碳酸氢钠粉末搅拌均匀，得到原料液；
二、成型：
在容器底部平铺无水氯化钙粉末，然后将原料液均匀倒入容器内形成液层，静置，得到成型水凝胶，将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡至发泡完全，然后清洗，得到基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶。
本实施方式步骤二中用去离子水缓水流冲洗，且使用模具将其制成装置所需的大小。
本实施方式所述的海藻酸钠作为基底。
本实施方式所述的盐酸多巴胺作为吸光剂。
本实施方式所述的过硫酸钾作为氧化剂。
本实施方式碳酸氢钠溶液、酸浸等步骤均为发泡手段，其中氯化钙与碳酸氢钠反应也有助于水凝胶孔道体系的形成。
本实施方式使海藻酸钠溶液凝胶化的手段为均匀平铺氯化钙粉末，与海藻酸钠原料液接触反应，交联成型。
本实施方式所述的搅拌均为单方向搅拌。
本实施方式的有益效果是：
1)本实施方式所制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在可见光波段表现出良好的吸光性能，对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为93％～98％；对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为94％～99％。
2)本实施方式制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶，在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时，水凝胶蒸发率为1.3kg/m2·h以上。
3)本实施方式制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在水面漂浮8天后，形态能够保持稳定，溶胀不变形，机械性能优良。
4)本实施方式所制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶具有丰富的孔隙，其孔径大小为50μm～190μm。此类孔隙结构均具有毛细吸水性能，该大小提高了水凝胶的吸水性能，进一步提高了水凝胶蒸发率。
5)本实施方式制备凝胶的基体原料海藻酸钠来源广泛且可降解，采用碳酸氢钠溶液制造碱性环境，配合搅拌使盐酸多巴胺被过硫酸钾快速氧化为聚多巴胺，相较用于医疗领域的海藻酸钠光热蒸馏水凝胶，凝胶氧化盐酸多巴胺的方式为碳酸氢钠碱性环境下强氧化物过硫酸钾氧化，同时配合碳酸氢钠发泡处理形成丰富的多孔结构，可通过毛细作用吸水到表面，使表面吸收的光热用于蒸发水分。凝胶制作步骤少，成型速度快，所用药品少，成本较低，蒸发效率可观，可实现快速量产，且最终所成凝胶在水中能长时间保持稳定，满足大规模水处理应用要求。制备全程无污染，零排放，无有毒有害化学物。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一①中所述的海藻酸钠溶液是按以下步骤制备的：将海藻酸钠加入到去离子水中，在搅拌速度为180r/min～240r/min及温度为70℃～80℃的条件下，搅拌直至海藻酸钠溶解，得到海藻酸钠溶液；所述的海藻酸钠溶液的质量百分数为2.0％～2.8％。其它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之一不同的是：步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液的质量百分数为9％～10％；步骤一①中所述的过硫酸钾溶液的质量百分数为4％～4.8％；步骤一①中所述的碳酸氢钠溶液的质量百分数为9.00％～9.50％；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与过硫酸钾溶液的体积比为1:(1～1.2)；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与碳酸氢钠溶液的体积1:(1.8～2.2)；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:(39～41)；步骤一③中所述的碳酸氢钠粉末的质量为步骤一③制备的原料液质量的1.5％～2.0％。其它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：步骤一③中的搅拌均匀具体为搅拌速度为180r/min～240r/min的条件下，搅拌时间为30min。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中所述的醋酸溶液的质量百分数为3.00％～4.00％；步骤二中将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡30min～40min。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二中所述的液层厚度为3mm～4mm。其它与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤二中所述的无水氯化钙粉末的质量为步骤一③制备的原料液质量的10.0％～13.0％；步骤二中在容器底部平铺厚度为1.8mm～2.2mm的无水氯化钙粉末。其它与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤二中所述的无水氯化钙粉末的粒径小于250微米。其它与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤二中将原料液均匀倒入容器内形成液层，静置4h～5h，得到成型水凝胶。其它与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤二所述的清洗是用去离子水冲洗三次以上。其它与具体实施方式一至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，它是按以下步骤进行的：
一、氧化反应：
①、将盐酸多巴胺溶液、过硫酸钾溶液及碳酸氢钠溶液依次加入到海藻酸钠溶液中，得到混合溶液；
②、在搅拌速度为180r/min及温度为75℃的条件下，氧化反应30min，然后在室温下及搅拌速度为180r/min的条件下，继续搅拌直至冷却至室温；
③、重复步骤一②直至溶液呈粘度为2000cP的黑色稠状，然后加入0.35g碳酸氢钠粉末搅拌均匀，得到原料液；
二、成型：
在容器底部平铺无水氯化钙粉末，然后将原料液均匀倒入容器内形成液层，静置，得到成型水凝胶，将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡至发泡完全，然后清洗，得到基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶。
步骤一①中所述的海藻酸钠溶液是按以下步骤制备的：
将0.45g海藻酸钠加入到20mL去离子水中，在搅拌速度为240r/min及温度为80℃的条件下，搅拌直至海藻酸钠溶解，得到海藻酸钠溶液；所述的海藻酸钠溶液的质量百分数为2.2％。
将0.05g盐酸多巴胺、0.0235g过硫酸钾及0.1g碳酸氢钠溶液分别加入到0.5mL、0.5mL及1mL去离子水中，得到步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液的质量百分数为9％；步骤一①中所述的过硫酸钾溶液的质量百分数为4％；步骤一①中所述的碳酸氢钠溶液的质量百分数为9.00％；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与过硫酸钾溶液的体积比为1:1；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与碳酸氢钠溶液的体积1:2；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:40；步骤一③中所述的碳酸氢钠的质量为步骤一③制备的原料液质量的1.5％。
步骤一③中的搅拌均匀具体为搅拌速度为240r/min的条件下，搅拌时间为30min。
步骤二中所述的醋酸溶液的质量百分数为3.33％；步骤二中将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡30min。
步骤二中所述的液层厚度为4mm。
步骤二中所述的无水氯化钙粉末的质量为步骤一③制备的原料液质量的10.0％；步骤二中在容器底部平铺厚度为2mm的无水氯化钙粉末。
步骤二中所述的无水氯化钙粉末的粒径小于250微米。
步骤二中将原料液均匀倒入容器内形成液层，静置4h，得到成型水凝胶。
步骤二所述的清洗是用去离子水冲洗三次以上。
实施例二：本实施例与实施例一不同的是：步骤一②中在搅拌速度为180r/min及温度为60℃的条件下，氧化反应30min；步骤一③中然后加入0.40g碳酸氢钠粉末搅拌均匀。其它与实施例一相同。
实施例三：本实施例与实施例一不同的是：步骤一②中在搅拌速度为180r/min及温度为80℃的条件下，氧化反应30min。其它与实施例一相同。
实施例四：本实施例与实施例一不同的是：步骤二中所述的无水氯化钙粉末的质量为步骤一③制备的原料液质量的13.0％；步骤二中在容器底部平铺厚度为2.2mm的无水氯化钙粉末。其它与实施例一相同。
实施例五：本实施例与实施例一不同的是：步骤一③中然后加入0.38g碳酸氢钠粉末搅拌均匀。其它与实施例一相同。
实施例六：本实施例与实施例一不同的是：步骤一③中然后加入0.40g碳酸氢钠粉末搅拌均匀。其它与实施例一相同。
实施例七：本实施例与实施例一不同的是：步骤二中将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡10min。其它与实施例一相同。
图1为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的表面形貌图；由图可知，凝胶表面粗糙，增加了光的漫反射，提高了光的吸收率。
图2为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在水面漂浮8天后的俯视图；由图可知，海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在进行光热蒸馏过程中形态能够保持稳定。
图3为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶横切面扫描电镜图；图4为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶纵切面扫描电镜图；由图可知，水凝胶具有排列较为紧密的孔隙结构，其孔径在60μm～150μm，表明制备海藻酸钠基水凝胶具备良好的吸水性能。
图5为实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的太阳光全波段吸收率光谱图，1为吸收率，2为AM1.5太阳光谱；实施例一制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在可见光波段表现出良好的吸光性能，对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为94％～98％；对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为94％～99％。表明制备的海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶可吸收大部分可见光波段的光及2～4μm波段红外光。
图6为蒸发性能测试曲线图，1为实施例一制备的海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶，2为无凝胶。在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时，本实施例制备的水凝胶蒸发率为1.40kg/m2·h。
实施例二至七制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶同样凝胶表面粗糙，增加了光的漫反射，提高了光的吸收率。在水面漂浮8天后，海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶在进行光热蒸馏过程中形态同样能能够保持稳定。
实施例二制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为93％～97％，对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为95％～99％；本实施例制备的水凝胶孔径在50μm～150μm；在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时本实施例的蒸发率为1.41kg/m2·h。
实施例三制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为94％～97％，对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为94％～99％；本实施例制备的水凝胶孔径在70μm～180μm；在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时本实施例的蒸发率为1.35kg/m2·h。
实施例四制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为93％～98％，对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为94％～99％；本实施例制备的水凝胶孔径在60μm～140μm；在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时本实施例的蒸发率为1.42kg/m2·h。
实施例五制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为94％～98％，对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为95％～99％；本实施例制备的水凝胶孔径在50μm～170μm；在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时本实施例的蒸发率为1.38kg/m2·h。
实施例六制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为93％～98％，对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为94％～99％；本实施例制备的水凝胶孔径在60μm～140μm；在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时本实施例的蒸发率为1.37kg/m2·h。
实施例七制备的基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶对于波长380nm～780nm的可见光吸收率范围为93％～97％，对于波长2～4μm的红外光的吸收率范围为94％～98％；本实施例制备的水凝胶孔径在80μm～190μm；在1000W/m2的太阳强度下，风速为0m/s时本实施例的蒸发率为1.35kg/m2·h。

Claims (10)

1.一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于它是按以下步骤进行的：
一、氧化反应：
①、将盐酸多巴胺溶液、过硫酸钾溶液及碳酸氢钠溶液依次加入到海藻酸钠溶液中，得到混合溶液；
②、在搅拌速度为180r/min～240r/min及温度为60℃～80℃的条件下，氧化反应20min～30min，然后在室温下及搅拌速度为180r/min～240r/min的条件下，继续搅拌直至冷却至室温；
③、重复步骤一②直至溶液呈粘度为2000cP～3000cP的黑色稠状，然后加入碳酸氢钠粉末搅拌均匀，得到原料液；
二、成型：
在容器底部平铺无水氯化钙粉末，然后将原料液均匀倒入容器内形成液层，静置，得到成型水凝胶，将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡至发泡完全，然后清洗，得到基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶。
2.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的海藻酸钠溶液是按以下步骤制备的：将海藻酸钠加入到去离子水中，在搅拌速度为180r/min～240r/min及温度为70℃～80℃的条件下，搅拌直至海藻酸钠溶解，得到海藻酸钠溶液；所述的海藻酸钠溶液的质量百分数为2.0％～2.8％。
3.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液的质量百分数为9％～10％；步骤一①中所述的过硫酸钾溶液的质量百分数为4％～4.8％；步骤一①中所述的碳酸氢钠溶液的质量百分数为9.00％～9.50％；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与过硫酸钾溶液的体积比为1:(1～1.2)；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与碳酸氢钠溶液的体积1:(1.8～2.2)；步骤一①中所述的盐酸多巴胺溶液与海藻酸钠溶液的体积比为1:(39～41)；步骤一③中所述的碳酸氢钠粉末的质量为步骤一③制备的原料液质量的1.5％～2.0％。
4.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤一③中的搅拌均匀具体为搅拌速度为180r/min～240r/min的条件下，搅拌时间为30min。
5.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤二中所述的醋酸溶液的质量百分数为3.00％～4.00％；步骤二中将成型水凝胶置于醋酸溶液中浸泡30min～40min。
6.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤二中所述的液层厚度为3mm～4mm。
7.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤二中所述的无水氯化钙粉末的质量为步骤一③制备的原料液质量的10.0％～13.0％；步骤二中在容器底部平铺厚度为1.8mm～2.2mm的无水氯化钙粉末。
8.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤二中所述的无水氯化钙粉末的粒径小于250微米。
9.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤二中将原料液均匀倒入容器内形成液层，静置4h～5h，得到成型水凝胶。
10.根据权利要求1所述的一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法，其特征在于步骤二所述的清洗是用去离子水冲洗三次以上。
CN202110891787.5A 2021-08-04 2021-08-04 一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法 Active CN113512208B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110891787.5A CN113512208B (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110891787.5A CN113512208B (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113512208A CN113512208A (zh) 2021-10-19
CN113512208B true CN113512208B (zh) 2022-04-26

Family

ID=78068969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110891787.5A Active CN113512208B (zh) 2021-08-04 2021-08-04 一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113512208B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116102771B (zh) * 2022-11-16 2024-01-09 上海海事大学 一种用于海水淡化的高效凝胶的制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003089506A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-30 Purdue Research Foundation Hydrogels having enhanced elasticity and mechanical strength properties
CN101445636A (zh) * 2009-01-04 2009-06-03 武汉理工大学 一种海藻酸钠和聚乙烯醇复合海绵材料及其制备方法
CN106179272A (zh) * 2016-08-10 2016-12-07 合众（佛山）化工有限公司 一种新型多孔纳米碳球复合水凝胶及其制备方法
CN106390952A (zh) * 2016-10-13 2017-02-15 合众（佛山）化工有限公司 一种新型碳纳米管复合水凝胶及其制备方法
CN106492260A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 青岛琛蓝海洋生物工程有限公司 一种海藻酸盐基水凝胶敷料及其制备方法
CN106860422A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 中国科学院大连化学物理研究所 海藻酸盐基-聚阳离子微胶囊及其用于生物活性物质包埋
CN107583049A (zh) * 2017-10-30 2018-01-16 江南大学 一种具有光热性能的可注射性水凝胶的制备方法
CN108721617A (zh) * 2018-05-23 2018-11-02 上海理工大学 一种多功能共轭高聚物凝胶基复合材料的制备方法
CN108841323A (zh) * 2018-06-05 2018-11-20 陈太师 一种钢材硅烷处理剂
CN109705369A (zh) * 2018-12-27 2019-05-03 暨南大学 一种海藻酸钠-多巴胺/聚乙烯醇水凝胶及其制备方法与应用
CN110343352A (zh) * 2019-07-24 2019-10-18 天津大学 基于过氧化钙/聚合物产氧粒子的双交联水凝胶及其制备方法
CN110373136A (zh) * 2019-07-08 2019-10-25 东南大学 一种用于海水中的高强度双网络粘合凝胶的制备方法
CN110551299A (zh) * 2019-10-23 2019-12-10 广东工业大学 一种自粘附性聚丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法与应用

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003089506A1 (en) * 2002-04-22 2003-10-30 Purdue Research Foundation Hydrogels having enhanced elasticity and mechanical strength properties
CN101445636A (zh) * 2009-01-04 2009-06-03 武汉理工大学 一种海藻酸钠和聚乙烯醇复合海绵材料及其制备方法
CN106860422A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 中国科学院大连化学物理研究所 海藻酸盐基-聚阳离子微胶囊及其用于生物活性物质包埋
CN106179272A (zh) * 2016-08-10 2016-12-07 合众（佛山）化工有限公司 一种新型多孔纳米碳球复合水凝胶及其制备方法
CN106390952A (zh) * 2016-10-13 2017-02-15 合众（佛山）化工有限公司 一种新型碳纳米管复合水凝胶及其制备方法
CN106492260A (zh) * 2016-12-22 2017-03-15 青岛琛蓝海洋生物工程有限公司 一种海藻酸盐基水凝胶敷料及其制备方法
CN107583049A (zh) * 2017-10-30 2018-01-16 江南大学 一种具有光热性能的可注射性水凝胶的制备方法
CN108721617A (zh) * 2018-05-23 2018-11-02 上海理工大学 一种多功能共轭高聚物凝胶基复合材料的制备方法
CN108841323A (zh) * 2018-06-05 2018-11-20 陈太师 一种钢材硅烷处理剂
CN109705369A (zh) * 2018-12-27 2019-05-03 暨南大学 一种海藻酸钠-多巴胺/聚乙烯醇水凝胶及其制备方法与应用
CN110373136A (zh) * 2019-07-08 2019-10-25 东南大学 一种用于海水中的高强度双网络粘合凝胶的制备方法
CN110343352A (zh) * 2019-07-24 2019-10-18 天津大学 基于过氧化钙/聚合物产氧粒子的双交联水凝胶及其制备方法
CN110551299A (zh) * 2019-10-23 2019-12-10 广东工业大学 一种自粘附性聚丙烯酰胺复合水凝胶及其制备方法与应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
大孔水凝胶的研究现状;丛巍巍等;《材料导报》;20130110(第01期);第94-97页 *
新型海藻酸盐水凝胶真皮支架材料的制备及其表征;朱家源等;《中国组织工程研究与临床康复》;20081007(第41期);第111-114页 *
海藻酸盐对CS-GP可注射水凝胶温敏性能的影响;李君妍等;《化学工程》;20170815(第08期);第11-16页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113512208A (zh) 2021-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100364884C (zh) 一种介孔碳材料的制备方法
CN110698697B (zh) 一种具有自愈合性能的聚乙烯亚胺-聚乙烯醇水凝胶的制备方法
CN104153123B (zh) 一种柔性氧化钛纳米纤维膜及其制备方法
CN105523541A (zh) 杂原子掺杂的多孔碳空心微球及其制备方法
CN113512208B (zh) 一种基于海藻酸钠基光热蒸馏水凝胶的制备方法
CN101704957B (zh) 一种制备具有连续纳米孔道的聚合物薄膜的方法
CN103560016B (zh) 一种多级孔道石墨烯/碳复合材料的制备方法
CN105621390A (zh) 杂原子掺杂碳空心微球的制备方法
CN105344334A (zh) 一种聚乙烯醇/二氧化硅复合微球的制备方法
CN113861841A (zh) 一种生物炭-氮化钛超疏水光热涂层材料及其制备方法
CN113846418A (zh) 一种兼具高比表面积与大孔径的柔性多孔SiO2纳米纤维膜的制备方法
CN114805851A (zh) 一种用于太阳能高效水净化的生物质复合水凝胶的制备方法
CN110611008A (zh) 一种太阳能电池的增透涂层的制备方法
CN109928421A (zh) 具有花状微纳结构氧化锌粉体及其制备方法和应用
CN107902919A (zh) 一种减反射超疏水玻璃膜及其制备方法
CN103331452B (zh) 一种铜/碳复合空心球颗粒材料及其制备方法
CN109518249B (zh) 一种超双亲微纳复合氧化铝膜及其制备方法和应用
CN114907022B (zh) 一种具有防结冰和除冰性能的高透明太阳光热转换涂层玻璃及其制备方法
CN111892080B (zh) 一种石墨烯与氧化锡空心球复合纳米材料的制备方法
CN104829265A (zh) 一种无机分级孔结构材料的制备方法
CN114950484A (zh) 一种可见光下光催化的Janus硫化镉异质结的制备方法与应用
WO2020258960A1 (zh) 一种基于水热法快速生长ZnO纳米多孔薄膜的方法
CN108947265B (zh) 一种玻璃自洁液和自洁玻璃及其制备方法
CN112126269A (zh) 一种快速热解制备金红石包覆空心微珠红外反射隔热材料的方法
CN103898741A (zh) P(VP-co-AN)和金纳米粒子复合纳米纤维的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant