木棉纤维絮片增强水凝胶制备及其界面蒸发性能

摘要

聚丙烯酸钠水凝胶是一种阴离子型聚电解质水凝胶，具有优良的亲水性和耐盐性，是太阳能海水淡化的理想材料，但单一交联网络水凝胶的机械强度较低。以木棉纤维絮片为骨架制备结构和力学增强的聚丙烯酸钠水凝胶，并对纯聚丙烯酸钠水凝胶（AAM）和絮片增强水凝胶（KAM）的形貌结构、溶胀性能、力学性能、海水蒸发性能进行测试。结果表明：在木棉纤维絮片增强水凝胶中，具有多孔结构的木棉纤维可完全嵌入水凝胶基体，并保持良好的中腔结构；木棉纤维絮片的加入显著改善了聚丙烯酸钠水凝胶的力学性能以及溶胀过程中的稳定性。将炭黑作为光热材料涂覆在KAM表层，进行连续3 d的模拟海水蒸发测试后，平均蒸发速率达1.813 kg/（m²·h）,表面平均温度达42.8℃,并且表面未产生盐结晶，表现出良好的阻盐效果，可为实现高效海水淡化提供重要参考。

关键词

木棉纤维 / 水凝胶 / 界面蒸发 / 聚丙烯酸钠 / 海水淡化

基金资助

浙江省清洁染整技术研究重点实验室开放基金(QJRZ2207); 中央高校基本科研业务费专项资金(2232024D-07); 中国博士后科学基金(2023M742678); 上海市自然科学基金面上项目(24ZR1402100)