本發(fā)明涉及材料，具體涉及一種核殼結構光熱相變纖維材料及其制備方法。

背景技術：

1、海上原油泄漏事故頻發(fā)給海洋生態(tài)環(huán)境及沿海經(jīng)濟造成了巨大的影響，具有疏水性和親油通道的各種先進多孔吸收劑具有強大的吸油能力和可循環(huán)使用的性能，因而被認為是海上重油吸附的關鍵技術。這些吸收劑包括天然材料(如纖維素、棉花)和高分子物質(zhì)(如商業(yè)海綿及各類凝膠)。然而，這些吸收劑主要適用于低粘度油的回收，尚無法有效吸附高粘度原油。研究表明，當溫度升高時，原油粘度會發(fā)生急劇下降，因此，研究者賦予傳統(tǒng)的多孔吸附材料加熱功能以提高其原油吸附效率。

2、收集太陽能并將其轉(zhuǎn)化為熱能是一種低成本且簡便的方法，但是太陽能具有受天氣、時間、地點影響大的特點。相變材料是一種常見的儲熱材料，其可以使熱能以相變潛熱的形式轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能儲存在材料中，溫度下降時再將熱量釋放出來。在太陽能加熱吸附材料中加入相變材料可以使材料具有更好的環(huán)境適應性，有望在復雜環(huán)境下持續(xù)保持加熱吸油狀態(tài)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例的目的在于提供一種一種核殼結構光熱相變纖維材料及其制備方法，用以解決現(xiàn)有光熱多孔吸附材料難以適應環(huán)境復雜性的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種核殼結構光熱相變纖維材料，所述纖維材料包含：

3、纖維基體；

4、纖維基體中的相變材料；

5、纖維基體外的疏水層有機材料。

6、本發(fā)明的另一個方面提供一種核殼結構光熱相變纖維材料的制備方法，所述方法包括：

7、a、分別配置殼層紡絲溶液和芯層紡絲溶液，

8、b、將紡絲液紡制為纖維材料，

9、c、配置疏水改性溶液，

10、d、將所紡纖維浸泡在疏水改性溶液中，

11、e、將浸泡后的溶液加熱干燥。

12、在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟a中所述殼層紡絲溶液是由溶劑為n,n-二甲基乙酰胺，再添加表面活性劑、聚丙烯腈(平均分子量250000)、羥基化多壁碳納米管配置而成。

13、在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟a中所述芯層紡絲溶液是由溶劑為n,n-二甲基乙酰胺，再添加表面活性劑、聚丙烯腈(平均分子量250000)、聚乙二醇(平均分子量10000)配置而成；其中聚乙二醇濃度大于0.45g/ml。

14、在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟b中所述纖維是由同軸靜電紡絲法所制備的，其中殼層進料量為0.9-2.0ml/h，殼層進料量為0.1-0.6ml/h，施加電壓為14kv-18kv。

15、在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟c中所述疏水改性溶液是由溶劑為正己烷，再添加疏水改性材料包括聚二甲基硅氧烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷和四氧化三鐵納米粒子(平均粒徑20nm)配置而成。

16、在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟d中浸泡時間為12小時。

17、在本發(fā)明的一個實施方案中，步驟e中所述加熱干燥在60℃至100℃進行12-24小時。

18、本發(fā)明實施例具有如下優(yōu)點：

19、本發(fā)明利用同軸靜電紡絲法將相變材料完全包封在纖維內(nèi)，完全避免了在相變過程中相變材料的泄漏，同時該材料具有孔隙率高、吸附效率高、光熱性能良好、具有持續(xù)加熱性能等優(yōu)點。

技術特征：

1.一種核殼結構光熱相變纖維材料，所述核殼結構光熱相變纖維包含：纖維基體；所述纖維基體中的相變材料；和包覆在纖維基體外的疏水層有機材料，其中所述相變材料是被包封在單根纖維內(nèi)部，所選相變材料為聚乙二醇(平均分子量10000)；所述疏水層有機材料是包覆在單根纖維外層，所選疏水層有機材料為聚二甲基硅氧烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷和四氧化三鐵納米粒子(平均粒徑20nm)；所述纖維基體所選材料為聚丙烯腈(平均分子量250000)。

2.一種核殼結構光熱相變纖維材料的制備方法，所述方法包括：a、分別配置殼層紡絲溶液和芯層紡絲溶液，b、將紡絲液紡制為纖維材料，c、配置疏水改性溶液，d、將所紡纖維浸泡在疏水改性溶液中，e、將浸泡后的溶液加熱干燥。

3.根據(jù)權利要求2的制備方法，其中步驟a中所述殼層紡絲溶液是由溶劑為n,n-二甲基乙酰胺，再添加表面活性劑、聚丙烯腈(平均分子量250000)、羥基化多壁碳納米管配置而成。

4.根據(jù)權利要求2的制備方法，其中步驟a中所述芯層紡絲溶液是由溶劑為n,n-二甲基乙酰胺，再添加表面活性劑、聚丙烯腈(平均分子量250000)、聚乙二醇(平均分子量10000)配置而成；其中聚乙二醇濃度大于0.45g/ml。

5.根據(jù)權利要求2的制備方法，其中步驟b中所述纖維是由同軸靜電紡絲法所制備的，其中殼層進料量為0.9-2.0ml/h，殼層進料量為0.1-0.6ml/h，施加電壓為14kv-18kv。

6.根據(jù)權利要求2的制備方法，其中步驟c中所述疏水改性溶液是由溶劑為正己烷，再添加疏水改性材料包括聚二甲基硅氧烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷和四氧化三鐵納米粒子(平均粒徑20nm)配置而成。

7.根據(jù)權利要求2的制備方法，其中步驟d中浸泡時間為12小時。

8.根據(jù)權利要求2的制備方法，其中步驟e中所述加熱干燥在60℃至100℃進行12-24小時。

技術總結
本發(fā)明公開了一種核殼結構光熱相變纖維材料及其制備方法。該方法包括將殼層紡絲溶液和芯層紡絲溶液進行同軸靜電紡絲得到核殼結構納米纖維；將核殼結構納米纖維浸泡在疏水改性溶液中；將浸泡后的纖維加熱干燥后，即得核殼結構光熱相變纖維材料。該材料可通過太陽能加熱增強對海上泄漏原油的吸附，同時通過相變材料儲熱以應對復雜的天氣情況，具有制備方法簡單、原油吸附性能強、環(huán)保無害等優(yōu)點。

技術研發(fā)人員：吳小文,林陳鑫,王一帆,劉岑瑜,王建城
受保護的技術使用者：中國地質(zhì)大學（北京）
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/24