一种二硫化钼木基复合光热材料及其制备方法和应用

本发明属于光热复合材料，具体是一种二硫化钼木基复合光热材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、虽然地球表面约70.8％被水覆盖，但是，其中97％是无法直接饮用的海水，只有不到3％的水是人类所亟需的淡水，导致全球约2/3的人口面临着不同程度淡水资源匮乏问题，而淡水资源匮乏对人类的生存和发展构成了严重威胁，因此开发咸水资源淡化技术，以增加淡水供应，缓解水危机迫在眉睫。

2、近年来，利用太阳能作为唯一能源输入的界面太阳能光热蒸发技术(interfacialsolar steam generation,issg)已成为一种极具前景的咸水淡化策略，能够同时满足能源、环境和淡水的各方面需求，设计和构筑具有宽频、高效的太阳能界面蒸发器件是issg的技术核心。

3、新型二维材料具有比表面积大、水传输能力强和光热转换效率高等优点，在issg领域表现出了巨大的应用潜力，是近年来太阳能光热蒸发领域的研究热点，作为过渡金属硫化物的二硫化钼具有丰富的表面活性位点和缺陷，可以吸附海水中的盐分和有机物质，且表现出良好的光催化活性，因此研究人员已将其应用于反渗透膜和纳滤膜等膜材料的制备，从而实现海水淡化，但是，二硫化钼膜的制备方法比较繁琐，且二硫化钼膜直接应用于界面蒸发器件时，容易下沉，导致蒸发效果不佳。

4、木材本身具有孔径结构，有助于水分传输与蒸发，而且具有价格低廉和导热率低的优点，是一种较为理想的污水净化材料，但是，木材具有很强的亲水性，显然不能直接用于净化海水，现有的木基材料的复合方法一般是将将吸光材料涂覆于木片上时，不可避免地会发生吸光材料的脱落，即使采用光热转换效率极高的吸光材料，能量损失仍会很大，导致太阳能界面蒸发器件的蒸发效率低下。

5、因此，有望通过二硫化钼改性木材，使二硫化钼嵌入木材内部骨架，以制备出具有优异海水净化效率的复合光热材料，从而解决现有的太阳能界面蒸发器件制备过程复杂和水蒸汽蒸发速率低的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种二硫化钼木基复合光热材料及其制备方法和应用，不仅制备方法简单，而且二硫化钼木基复合光热材料具有优异的光热转化性能和脱盐能力。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、一种二硫化钼木基复合光热材料的制备方法，包括如下步骤：

4、步骤1、按照比例30mmol：1mmol：50ml，取ch4n2s和(nh4)6mo7o24·4h2o加入去离子中，充分搅拌，形成淡蓝色分散液a；

5、步骤2、将淡蓝色分散液a转移至聚四氟乙烯水热合成釜，再取干净木板浸泡于淡蓝色分散液a，然后在160～180℃下，反应24h，取出木板，擦干表面水分，烘干，得到二硫化钼木基复合光热材料；

6、或将淡蓝色分散液a转移至聚四氟乙烯水热合成釜，在160～180℃下，反应24h，得到分散液b，将分散液b转移至烧杯，再把干净木板浸泡于分散液b，然后将烧杯放入水浴锅中，在60～80℃下，反应24h，取出木板，擦干表面水分，烘干，得到二硫化钼木基复合光热材料。

7、进一步地，所述步骤1的搅拌时间为20min。

8、进一步地，所述步骤2的干净木板为巴沙木板或泡桐木板；

9、所述巴沙木板或泡桐木板的直径为2.5cm，且厚度为0.5cm或1cm。

10、进一步地，所述步骤2的烘干是利用70℃烘箱烘干。

11、一种二硫化钼木基复合光热材料。

12、一种二硫化钼木基复合光热材料在海水淡化领域的应用。

13、本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：

14、本发明以钼酸铵、硫脲和木板为原料，采取简单的水热合成法或水浴加热法，成功制成二硫化钼木基复合光热材料，借助木板本身孔径结构发达和低导热率的优点，将具有光吸收范围宽和太阳能吸收率高的mos2渗透并嵌入木板自身骨架内部，赋予木板优异的抗盐性以及光热转化性能，体现在以下四个方面：(1)具有微米级(～2μm)的网状孔隙结构，可以实现热量有效集中以及水分子的有效泵送；(2)结构内的二硫化钼材料为富含缺陷孔洞的二硫化钼纳米花，为水蒸气通过时捕获金属盐离子提供更多的结合位点，具有高效的阻盐能力；(3)粗糙多孔结构，将入射进的太阳光在孔道内多次反射，集中热量降低热损失，使得吸收器具有宽频、高效的太阳光吸收能力；(4)木板骨架结构内的mos2的声子平均自由程较短，有更低的导热性，有利于局部热效应，赋予木板优异的光热转化性能。

15、本发明制备的二硫化钼木基复合光热材料，将二硫化钼嵌入木材本身的骨架中，不仅可以保证用于界面蒸发器件的漂浮稳定性，而且可以降低高温层向水体的热传导所造成的能量损失，具有蒸发效率高、环保无毒和价格低廉的优点，可利用二硫化钼木基复合光热材料和水体的直接界面接触模式，构建出直接接触式蒸馏系统器件，以达到高效海水淡化的效果。

16、由于巴沙木不仅具有密度低、孔隙率高和比表面积大等优点，而且其为一种具有天然双峰多孔结构和水平射线单元的生物质材料，具有优异的动态抗盐能力；且桐木也具备密度低、孔隙率高、质地轻及耐腐蚀的优点，而且原料分布广泛，价格低廉；因此，本发明选用巴沙木板或泡桐木板，可以进一步提高二硫化钼木基复合光热材料的抗盐性能和水分蒸发性能。

技术特征：

1.一种二硫化钼木基复合光热材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的二硫化钼木基复合光热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1的搅拌时间为20min。

3.根据权利要求1所述的二硫化钼木基复合光热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2的干净木板为巴沙木板或泡桐木板；

4.根据权利要求1所述的二硫化钼木基复合光热材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2的烘干是利用70℃烘箱烘干。

5.一种如权利要求1～4任一项所述方法制备的二硫化钼木基复合光热材料。

6.一种如权利要求5所述二硫化钼木基复合光热材料在海水淡化领域的应用。

技术总结
本发明公开了一种二硫化钼木基复合光热材料及其制备方法和应用，方法包括步骤：步骤1、取CH<subgt;4</subgt;N<subgt;2</subgt;S和(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;6</subgt;Mo<subgt;7</subgt;O<subgt;24</subgt;·4H<subgt;2</subgt;O加入去离子中，充分搅拌，形成淡蓝色分散液A；步骤2、将淡蓝色分散液A转移至聚四氟乙烯水热合成釜，再取干净木板浸泡于淡蓝色分散液A，在160～180℃下，反应24h，取出木板，擦干表面水分，烘干，得到二硫化钼木基复合光热材料；或将淡蓝色分散液A转移至聚四氟乙烯水热合成釜，在160～180℃下，反应24h，得到分散液B，将分散液B转移至烧杯，再把干净木板浸泡于分散液B，然后将烧杯放入水浴锅中，在60～80℃下，反应24h，取出木板，擦干表面水分，烘干，得到二硫化钼木基复合光热材料，具有优异的光热转化性能和脱盐性能。

技术研发人员：冯文浩,杜红英,张蕾,赵许晴,樊媚莹
受保护的技术使用者：陕西科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10