Page 130 - 《精细化工》2023年第3期

·586· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

公司；Lambda 1050 紫外-可见-近红外分光光度计， 杯内水的质量。
美国安捷伦科技有限公司；S-130 喷枪，广东优速达 1.3.3 光热性能测试
公司；101A-2 电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器 将测试样品置于氙灯光源下，采用光密度计进
有限公司；华为手机。 行光强度调试，采用多路式测温仪对样品表面温度
1.2 三维多孔界面蒸发器的制备 进行实时监测，并采用红外热像仪对样品表面温度
1.2.1 PU 海绵的预处理 进行记录。光热转换效率是从盐水（指 NaCl 溶液，
将半径为 5 cm、厚度为 1 cm 的 PU 海绵浸入无 下同）的质量变化以及实验过程中产生的蒸汽评估
水乙醇中，在 30 ℃、40 kHz 条件下超声清洗 30 min， 的。通过式（1）进行光热转换效率计算 [18] ：
然后在 60 ℃下干燥 5 h，得到处理的 PU 海绵，备用。 vH
 /%   100 （1）
1.2.2 PU 海绵的亲水改性 q
将 9 g PVA 置于 91 g 蒸馏水中，在 95 ℃磁力 式中：η 为光热转换效率，%；v 为三维多孔界面 蒸
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搅拌 4 h，使其完全溶解，得到质量分数为 9%的 PVA 发器在 1 个太阳光强（1.0 kW/m ）下的蒸发速率减
水溶液。将处理的 PU 海绵浸渍于上述 PVA 水溶液 去黑暗环境下的自然蒸发速率，kg/(m ·h)；H 为液-
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中 4 h，取出后在 30 ℃下干燥 24 h，得到亲水改性 气相变的总焓，J/g；q 为输入太阳通量，kW/m 。
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的 PU 海绵。 1.3.4 蒸发性能测试
1.2.3 MWCNTs/PDMS 疏水化处理亲水改性的 PU 为模拟海水淡化，将 3 cm×3 cm×1 cm 测试样品
海绵 置于装有 180 g 质量分数为 3.5%盐水的烧杯中，然
将预聚体 A 0.5 g 和固化剂 B 0.05 g 加入到 99.45 后将烧杯置于氙灯光源下，采用光密度计调节光强
g THF 中，在 30 ℃水浴下超声 5 min 至完全溶解，得 为 1.0 kW/m ，使用电子天平测量蒸发过程中盐水的
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到 PDMS 预聚物质量分数为 0.55%的 THF 溶液，配制 质量变化，精确度为 0.01 g。在同一天的不同时间
5 份；然后，向上述溶液中分别加入 0.1、0.3、0.5、 测试一系列样品，所有数据取 3 次测量的平均值。
0.7、0.9 g MWCNTs 超声分散，形成 MWCNTs 含量 1.3.5 拒盐性能测试
（以 PDMS 预聚物 THF 溶液的质量计，下同）分别 分别配制质量分数为 3.5%、7.0%、10.0%和
为 0.1%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%的 MWCNTs/PDMS 20.0%的 NaCl 溶液，将 3 cm×3 cm×1 cm 测试样品
复合分散液。最后，将制得的 MWCNTs/PDMS 复合 分别置于盛有 180 g 上述不同质量分数 NaCl 溶液
分散液以 50 psi 喷涂于亲水改性的 PU 海绵上表面， 的 250 mL 烧杯中，再将烧杯置于氙灯光源下，采
喷涂距离为 20 cm，在 30 ℃下干燥 10 h，获得三维多 用光密度计进行光强度调试，分别对测试样品在 0、
孔界面蒸发器。制备流程示意图如图 1 所示。 3、6、24 h 时进行华为手机拍照，观察其表面盐沉
积现象。
1.3.6 脱盐性能测试
用胶头滴管将集水装置中收集的水向玻璃皿中
滴 5 滴，将万用表的正负电极头都放入水中并且控
制两个电极间的距离一样，通过屏幕显示的欧姆值
评估水的纯度。
图 1 三维多孔界面蒸发器的制备流程示意图
Fig. 1 Preparation flow chart of 3D porous interface 1.3.7 防污性能测试
evaporator 将待测样品剪成 5 cm×3 cm×1 cm 大小，用双面
胶平整贴于载玻片上，然后将载玻片一端靠在培养
1.3 测试方法
皿上，另一端靠在培养皿底部形成一定的倾斜角度。
1.3.1 表面形貌及元素分析
取少量甲基橙放置于样品表面，用塑料滴管将水滴
采用 SEM 对 PU 海绵的表面形貌进行表征。先
滴在样品表面，用华为手机相机记录水滴在有甲基
将测试样品裁剪为一定大小，并用导电胶将其固定
橙的样品表面的状态。
于样品台上。测试前对样品表面进行溅射喷金 60 s，
提高其导电性能。采用 EDS 对其表面各元素含量以 2 结果与讨论
及分布进行分析。
1.3.2 透水汽性测试 2.1 三维多孔界面蒸发器的表面微观形貌
将半径为 5 cm、厚度为 1 cm 的测试样品置于 PU 海绵、亲水改性的 PU 海绵、三维多孔界面
装有 80 ℃水的烧杯正上方，采用华为手机对样品 蒸发器的 SEM 图见图 2。从图 2a 可以看出，PU 海
的正上方进行拍照，并称量 0 和 10 min 两个时刻烧 绵具有三维多孔结构，该结构可为水的输送及水汽