一种生物质基空气集水材料及其制备方法和应用

本发明涉及空气集水，具体涉及一种生物质基空气集水材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、大气中水资源丰富，其水资源储量是全世界河流总量的六倍，对于缺少液态水的地区来讲空气集水无疑是一种优异的解决方案，其中基于吸附的太阳能空气取水技术可利用低品位的太阳能驱动再生，其设备结构简单，能耗低。

2、公开号为cn116874699a的专利说明书公开了一种基于卟啉和噻二唑衍生物的cofs材料及其制备方法和应用，属于共价有机框架材料技术领域。基于卟啉和噻二唑衍生物的cofs材料由四醛基苯基卟啉与1,3,4-噻二唑-2,5二胺反应合成。基于卟啉和噻二唑衍生物的cofs材料同时具有良好的光热性能和吸水能力，可应用于大气集水，解决了传统技术中大气集水材料光热性能缺失的问题。

3、目前基于吸附的太阳能空气取水技术，由于集水材料生产制造工艺复杂、原料不可再生、生产成本高问题的存在，阻碍了该技术的推广应用，市场急需一种能够解决这些问题的吸附材料。

4、公开号为cn111496964a的专利说明书公开了一种基于墨水和玉米秸秆的吸湿发电材料及其制备方法。该专利技术利用玉米秸秆作为基底，所得材料可从空气中收集水分子并通过太阳能蒸发获得干净的水，其在一个太阳的光强下表面温度情况是照射1800s约升温至45℃左右。

技术实现思路

1、本发明提供了一种生物质基空气集水材料的制备方法，以解决现有集水材料原料不可再生、生产成本过高、生产制造工艺复杂等问题，所得集水材料单位质量吸湿盐的吸水量高，可减少吸湿盐用量，降低原料成本，且光热蒸发效果好，有利于集水之后蒸发产水再利用。

2、具体技术方案如下：

3、一种生物质基空气集水材料的制备方法，包括步骤：

4、(1)将干净的生物质材料粉末与植酸溶液混合并于120～200℃进行水热反应，反应结束后取固体产物洗涤、干燥得黑色粉末；

5、(2)将所述黑色粉末浸入吸湿盐溶液中，浸渍完毕后固液分离取固体烘干即得所述生物质基空气集水材料。

6、本发明所述的生物质基空气集水材料的制备方法，将生物质材料粉末置于植酸溶液中水热，能够增加材料的比表面积，并可在吸湿盐低负载量下实现强集水性能，同时材料变黑使其光热性能增强，能够利用太阳能实现快速蒸发释放吸收的水分。

7、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(1)中，所述生物质材料可包括水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆、竹子、轻木、松木、杨木等中的至少一种。

8、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(1)中，所述生物质材料粉末的目数可为10～200目。

9、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(1)中，所述生物质材料粉末与所述植酸溶液的用量比可为1～5g:40ml，所述植酸溶液的质量浓度可为5％～40％。

10、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(1)中，所述水热反应的时间可为4～8h。

11、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(1)中，所述洗涤具体可包括：用去离子水和乙醇反复浸泡洗涤所述固体产物至中性。

12、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(1)中，所述干燥的温度可为100～120℃。

13、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(2)中，所述黑色粉末和所述吸湿盐溶液的用量比可为1g:15～25ml，所述吸湿盐溶液的浓度可为0.1～5mol/l。

14、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(2)中，所述吸湿盐可包括氯化锂、氯化钙、氯化镁等中的至少一种。

15、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(2)中，所述浸渍的时间可为4～12小时。

16、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(2)中，浸渍完毕后固液分离可取液体直接或补加吸湿盐后进行重复利用。

17、所述的生物质基空气集水材料的制备方法，步骤(2)中，所述烘干的温度可为80～120℃。

18、本发明还提供了所述的生物质基空气集水材料的制备方法制备得到的生物质基空气集水材料。

19、本发明还提供了所述的生物质基空气集水材料在空气集水或集水后蒸发产水中的应用。所述蒸发产水可以是光热蒸发产水。

20、本发明与现有技术相比，有益效果有：

21、本发明使用生物质材料为原材料，通过简单的植酸水热改性，使得材料孔隙率增加、光热性能增强。植酸改性后嵌入吸湿盐得到生物质基集水材料，吸湿盐的低湿吸水性能及高吸水容量、材料的高孔隙率及高光热性能，使得该集水材料具有高集水率、高光热转化性能。此外，本发明使用的原材料可再生、成本低、生产工艺简单、良品率高，适用于大规模生产。

技术特征：

1.一种生物质基空气集水材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生物质材料包括水稻秸秆、玉米秸秆、油菜秸秆、竹子、轻木、松木、杨木中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生物质材料粉末的目数为10～200目。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述生物质材料粉末与所述植酸溶液的用量比为1～5g:40ml，所述植酸溶液的质量浓度为5％～40％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述水热反应的时间为4～8h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中：

9.根据权利要求1～8任一项所述的制备方法制备得到的生物质基空气集水材料。

10.根据权利要求9所述的生物质基空气集水材料在空气集水或集水后蒸发产水中的应用。

技术总结本发明公开了一种生物质基空气集水材料及其制备方法和在空气集水或集水后蒸发产水中的应用。制备方法包括步骤：(1)将干净的生物质材料粉末与植酸溶液混合并于120～200℃进行水热反应，反应结束后取固体产物洗涤、干燥得黑色粉末；(2)将黑色粉末浸入吸湿盐溶液中，浸渍完毕后固液分离取固体烘干即得生物质基空气集水材料。本发明可解决现有集水材料原料不可再生、生产成本过高、生产制造工艺复杂等问题，所得集水材料单位质量吸湿盐的吸水量高，可减少吸湿盐用量，降低原料成本，且光热蒸发效果好，有利于集水之后蒸发产水再利用。技术研发人员：庞亚俊,金里正,孙敬一,陈浩,吴赛,郑鑫,沈哲红,桂喆宇受保护的技术使用者：浙江农林大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18