本發(fā)明涉及納米復合材料的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

充足的淡水資源是人類生存發(fā)展的重要保障。然而，當今越來越多的城市和地區(qū)面臨著淡水資源匱乏的難題，人類亟需找到一種高效率、低能耗的淡水制備方案來解決這項難題。由于太陽能的清潔性和可再生能力以及海水資源的高儲備，太陽能海水淡化技術(shù)成為解決上述難題最有效的方案，但是傳統(tǒng)的太陽能海水淡化技術(shù)由于需要加熱海水整體，具有較低的轉(zhuǎn)換效率且造成了能源的浪費。依靠高吸光的納米粒子產(chǎn)生的局部熱效應(yīng)能夠有效的產(chǎn)生太陽能蒸汽，能耗低、效率高。

目前，已經(jīng)報道的用于光熱轉(zhuǎn)化的材料主要分為兩大類，一類是無機貴金屬材料，包括它們的納米流體以及宏觀組裝體；另一類是碳基材料，同樣包括它們的納米流體以及宏觀組裝體。碳基材料較貴金屬材料擁有低成本的優(yōu)勢，但也存在固有的不足之處，例如難分散、高導熱以及宏觀組裝體不夠穩(wěn)定等，這些缺點限制了碳基材料光熱轉(zhuǎn)換效率的提升和工業(yè)化的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的制備方法，所用試劑常見，制備方法簡單，易實現(xiàn)，原位生成氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫具有較高的吸光能力，能夠?qū)崿F(xiàn)光熱的高效轉(zhuǎn)化。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氧化石墨烯與有機溶劑混合，得到氧化石墨烯分散液；

(2)將所述步驟(1)得到的氧化石墨烯分散液、聚醚330、聚乙二醇、二異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油和水混合，得到混合物，將所述混合物進行預(yù)聚合，得到預(yù)聚物；

(3)將所述步驟(2)得到的預(yù)聚物進行發(fā)泡，得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫；

(4)將所述步驟(3)得到的氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫與還原劑混合，在微波條件下進行還原，得到還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中聚醚330、聚乙二醇和二異氰酸酯的質(zhì)量比為2～4:1：1.5～3；

所述三乙醇胺與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量比為1～2:1。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中氧化石墨烯的用量為所述混合物總質(zhì)量的0.1～0.4％；

所述三乙醇胺和二月酸二丁基錫的總用量為所述混合物總質(zhì)量的0.3～1％；

所述去離子水的用量為所述混合物總質(zhì)量的2～4％。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中二異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯；

所述聚乙二醇包括聚乙二醇200或聚乙二醇400。

優(yōu)選地，所述步驟(2)中聚乙二醇替換為2,2-二羥甲基丙酸。

優(yōu)選地，所述步驟(3)中發(fā)泡的溫度為60～80℃，所述發(fā)泡的時間為1～3小時。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中還原劑與氧化石墨烯的質(zhì)量比為4～1.5:1。

優(yōu)選地，所述步驟(4)中微波的功率為300～600w，所述微波的溫度為80～100℃。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的制備方法制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫在光熱轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明提供了一種還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的制備方法，將氧化石墨烯與有機溶劑混合，得到氧化石墨烯分散液，將氧化石墨烯分散液、聚醚330、聚乙二醇、二異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油和水混合，得到混合物，將所述混合物進行預(yù)聚合，得到預(yù)聚物，再將預(yù)聚物發(fā)泡得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，最后將氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫與還原劑混合，在微波條件下進行還原，得到還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點和積極效果：

1.本發(fā)明選用碳基材料中的還原氧化石墨烯作為光熱轉(zhuǎn)換試劑，具有較高的吸光能力，實現(xiàn)蒸汽化的高效轉(zhuǎn)化，能夠高效的吸收太陽能并轉(zhuǎn)換為熱能，同時具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和可重復使用性，由于其相較于貴金屬低廉的價格有利于降低生產(chǎn)成本，拓寬實際應(yīng)用。

2.本發(fā)明選用聚醚330、聚乙二醇和二異氰酸酯制得的聚氨酯作為氧化石墨烯的負載材料，利用氧化石墨烯表面和邊緣的羥基和羧基與二異氰酸酯產(chǎn)生化學交聯(lián)再原位生成聚氨酯泡沫，從而實現(xiàn)氧化石墨烯的均勻分散和穩(wěn)定負載。

3.本發(fā)明選用聚乙二醇作為親水鏈段改性聚氨酯，結(jié)合高溫發(fā)泡生成的豐富孔隙，能夠在降低熱傳導的同時實現(xiàn)下層水對表面蒸汽化區(qū)域的有效供給。

4.本發(fā)明使用還原劑在微波輔助作用下還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，工藝簡單快捷，過程無毒無害，易大批量生產(chǎn)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明實施例1還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫合成簡易流程圖；

圖2為本發(fā)明甲苯二異氰酸酯與氧化石墨烯的反應(yīng)原理及氧化石墨烯被甲苯二異氰酸酯處理前后的紅外圖譜，其中圖2a為甲苯二異氰酸酯與氧化石墨烯的反應(yīng)原理圖，圖2b為氧化石墨烯被甲苯二異氰酸酯處理前后的紅外圖譜；

圖3為本發(fā)明實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的光譜特性測試圖，其中圖3a為實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫對光的透射曲線，圖3b為實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫對光的反射曲線；

圖4為聚氨酯泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的掃描電鏡譜圖，其中圖4a為30倍放大倍率下的聚氨酯泡沫掃描電鏡圖；圖4b為500倍放大倍率下的聚氨酯泡沫掃描電鏡圖；圖4c為30倍放大倍率下的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的掃描電鏡譜圖；圖4d為1000倍放大倍率下的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的掃描電鏡譜圖；

圖5為聚氨酯泡沫和本發(fā)明實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的熱導率測量結(jié)果，其中圖5a為聚氨酯泡沫的熱導率測量結(jié)果，圖5b為本發(fā)明實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的熱導率測量結(jié)果；

圖6為1kw·m^-2的光照條件下純水、氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的蒸汽化質(zhì)量損失以及光照前后的溫度變化圖，其中圖6a為1kw·m^-2的光照條件下純水、氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的蒸汽化質(zhì)量損失圖，圖6b為1kw·m^-2的光照條件下純水、氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫光照前后的溫度變化圖；

圖7為10kw·m^-2的光照條件下純水、氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的蒸汽化質(zhì)量損失以及光照前后的溫度變化圖，其中圖7a為10kw·m^-2的光照條件下純水、氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的蒸汽化質(zhì)量損失圖，圖7b為10kw·m^-2的光照條件下純水、氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫光照前后的溫度變化圖；

圖8為純水、氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫在1kw·m^-2和10kw·m^-2的光照條件下的蒸發(fā)速率和蒸發(fā)效率對比；

圖9為本發(fā)明實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫在不同光強下的蒸汽化速率變化和效率變化圖；

圖10為本發(fā)明實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的循環(huán)性能測試圖；

圖11為本發(fā)明實施例1制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的在酸性和堿性環(huán)境下的穩(wěn)定性檢測圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氧化石墨烯與有機溶劑混合，得到氧化石墨烯分散液；

(2)將所述步驟(1)得到的氧化石墨烯分散液、聚醚330、聚乙二醇、二異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油和水混合，得到混合物，將所述混合物進行預(yù)聚合，得到預(yù)聚物；

(3)將所述步驟(2)得到的預(yù)聚物進行發(fā)泡，得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫；

(4)將所述步驟(3)得到的氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫與還原劑混合，在微波條件下進行還原，得到還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

本發(fā)明將氧化石墨烯與有機溶劑混合，得到氧化石墨烯分散液。本發(fā)明對所述氧化石墨烯的來源沒有任何特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的制備方法制得的氧化石墨烯或市售商品即可。

在本發(fā)明中，所述有機溶劑優(yōu)選包括n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮或二甲基亞砜中的一種，更優(yōu)選為n,n-二甲基甲酰胺。

在本發(fā)明中，所述氧化石墨烯分散液的濃度優(yōu)選為5～15mg/ml，更優(yōu)選為10mg/ml。

本發(fā)明對所述氧化石墨烯與有機溶劑的加料順序沒有任何特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合加料順序即可。在本發(fā)明實施例中優(yōu)選將所述氧化石墨烯加入到所述有機溶劑中。

本發(fā)明對所述混合的方式?jīng)]有特殊的限定，使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，能夠?qū)⒘弦夯旌暇鶆虻姆绞郊纯?，在本發(fā)明實施例中優(yōu)選采用超聲分散的方式。

得到氧化石墨烯分散液后，本發(fā)明將所述氧化石墨烯分散液、聚醚330、聚乙二醇、二異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油和水混合，得到混合物，將所述混合物進行預(yù)聚合，得到預(yù)聚物。在本發(fā)明中，所述三乙醇胺和二月桂酸二丁基錫是催化劑；所述聚醚330、聚乙二醇和二異氰酸酯是合成聚氨酯的單體。

在本發(fā)明中，所述聚醚330、聚乙二醇和二異氰酸酯的質(zhì)量比優(yōu)選為2～4:1：1.5～3，更優(yōu)選為2:1:1.5。

在本發(fā)明中，所述三乙醇胺與二月桂酸二丁基錫的質(zhì)量比為優(yōu)選1～2:1，更優(yōu)選為2：1。

在本發(fā)明中，所述氧化石墨烯的用量優(yōu)選為所述混合物總質(zhì)量的0.1～0.4％，更優(yōu)選為0.4％。

在本發(fā)明中，所述三乙醇胺和二月酸二丁基錫的總用量優(yōu)選為所述混合物總質(zhì)量的0.3～1％，更優(yōu)選為0.5％。

在本發(fā)明中，所述硅油的用量優(yōu)選為所述混合物總質(zhì)量的0.7～1.4％，更優(yōu)選為1％。

在本發(fā)明中，所述水的用量優(yōu)選為所述混合物總質(zhì)量的2～4％，更優(yōu)選為3％。

在本發(fā)明中，所述二異氰酸酯優(yōu)選包括甲苯二異氰酸酯或二苯甲烷二異氰酸酯；所述聚乙二醇優(yōu)選包括聚乙二醇200或聚乙二醇400。

本發(fā)明在制備還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫時，還包括將所述聚乙二醇替換為2,2-二羥甲基丙酸，其余步驟與使用聚乙二醇時完全相同，在此不再贅述。

本發(fā)明對所述氧化石墨烯分散液、聚醚330、聚乙二醇、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油、二異氰酸酯以及水的加料順序沒有任何特殊的限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的混合加料順序即可。在本發(fā)明實施例中優(yōu)選依次將聚醚330、聚乙二醇、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油、水加入到氧化石墨烯分散液中得到混合溶液，再將二異氰酸酯加入混合溶液中。

在本發(fā)明中，所述二異氰酸酯加入混合溶液后優(yōu)選進行攪拌，所述攪拌的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為200～500rpm，更優(yōu)選為300rpm；所述攪拌的時間優(yōu)選為3～10min，更優(yōu)選為5min。

所述攪拌完成后，本發(fā)明優(yōu)選將攪拌后的混合物置于模具中進行靜置，發(fā)生預(yù)聚合反應(yīng)。本發(fā)明對所述模具的種類沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的模具即可，在本發(fā)明實施例中優(yōu)選為紙質(zhì)模具。

在本發(fā)明中，所述靜置的時間優(yōu)選為0.5～1小時，更優(yōu)選為0.6～0.8小時；本發(fā)明對所述靜置的溫度沒有特殊的限定，在本發(fā)明實施例中優(yōu)選在室溫下進行靜置。

得到預(yù)聚物后，本發(fā)明將得到的預(yù)聚物發(fā)泡，得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。本發(fā)明對所述發(fā)泡的方式?jīng)]有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的發(fā)泡方式即可；在本發(fā)明中，所述發(fā)泡優(yōu)選為加熱發(fā)泡，所述加熱發(fā)泡的溫度優(yōu)選為60～80℃，更優(yōu)選為70～75℃；所述加熱發(fā)泡的時間優(yōu)選為1～3小時，更優(yōu)選為2～2.5小時。

本發(fā)明對所述加熱發(fā)泡的方式?jīng)]有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的加熱發(fā)泡方式即可，在本發(fā)明實施例中優(yōu)選在烘箱中進行。

所述發(fā)泡完成后，本發(fā)明優(yōu)選還包括脫模，得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。本發(fā)明對所述脫模的具體過程沒有特殊的限定，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的脫模方式即可。

得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫后，本發(fā)明在微波條件下，將所述氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫進行還原，得到還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。在本發(fā)明中，所述微波的功率優(yōu)選為300～600w，更優(yōu)選為400～500w；所述微波的溫度優(yōu)選為80～100℃，更優(yōu)選為95℃。

在本發(fā)明中，所述還原劑優(yōu)選包括抗壞血酸、硼氫化鈉和水合肼中的一種。

在本發(fā)明中，所述還原劑與氧化石墨烯的質(zhì)量比優(yōu)選為4～1.5:1，更優(yōu)選為3:1。

在本發(fā)明中，所述還原劑優(yōu)選以水溶液的形式加入，所述還原劑水溶液的濃度優(yōu)選為0.5～2mg/ml，更優(yōu)選為1mg/ml。

所述還原完成后，本發(fā)明優(yōu)選包括對還原反應(yīng)產(chǎn)物依次進行水洗、干燥，得到還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

在本發(fā)明中，所述干燥優(yōu)選為真空干燥，所述真空干燥的溫度優(yōu)選為30～60℃，更優(yōu)選為50℃；所述真空干燥的時間優(yōu)選為10～24小時，更優(yōu)選為20小時。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的制備方法制得的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫在光熱轉(zhuǎn)化領(lǐng)域中的應(yīng)用。

在本發(fā)明中，所述光熱轉(zhuǎn)化優(yōu)選為將太陽光轉(zhuǎn)化為熱能。

本發(fā)明提供了一種還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的制備方法，將氧化石墨烯與有機溶劑混合，得到氧化石墨烯分散液，將氧化石墨烯分散液、聚醚330、聚乙二醇、二異氰酸酯、三乙醇胺、二月桂酸二丁基錫、硅油和水混合，得到混合物，將所述混合物進行預(yù)聚合，得到預(yù)聚物，再將預(yù)聚物發(fā)泡得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，最后將氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫與還原劑混合，在微波條件下進行還原，得到還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點和積極效果：

1.本發(fā)明選用碳基材料中的還原氧化石墨烯作為光熱轉(zhuǎn)換試劑，能夠高效的吸收太陽能并轉(zhuǎn)換為熱能，由于其相較于貴金屬低廉的價格有利于降低生產(chǎn)成本拓寬實際應(yīng)用。

2.本發(fā)明選用聚醚330、聚乙二醇和二異氰酸酯制得的聚氨酯作為氧化石墨烯的負載材料，利用氧化石墨烯表面和邊緣的羥基和羧基與二異氰酸酯產(chǎn)生化學交聯(lián)再原位生成聚氨酯泡沫，從而實現(xiàn)氧化石墨烯的均勻分散和穩(wěn)定負載。

3.本發(fā)明選用聚乙二醇作為親水鏈段改性聚氨酯，結(jié)合高溫發(fā)泡生成的豐富孔隙，能夠在降低熱傳導的同時實現(xiàn)下層水對表面蒸汽化區(qū)域的有效供給。

4.本發(fā)明使用還原劑在微波輔助作用下還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，工藝簡單快捷，過程無毒無害，易大批量生產(chǎn)。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫及其制備方法和應(yīng)用進行詳細的說明，但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護范圍的限定。

實施例1

(1)氧化石墨烯的制備：將360ml濃硫酸和40ml濃磷酸混合均勻后倒于裝有3g鱗片石墨的三口燒瓶中，在50℃磁力攪拌條件下，緩慢加入18g高錳酸鉀后繼續(xù)攪拌12小時；然后待混合液冷卻至室溫后倒于約400ml含3ml30％過氧化氫的冰上，繼續(xù)滴加過氧化氫至不變色；再將產(chǎn)物離心去掉上清液，得到的產(chǎn)物經(jīng)洗滌，超聲剝離后用氫氧化鈉絮凝并于20℃干燥10小時，研磨，得到氧化石墨烯固體粉末；

(2)氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的制備：在4mln,n-二甲基甲酰胺中加入40mg步驟(1)得到的氧化石墨烯，常溫下在超聲波清洗機中超聲分散2h得到均勻的分散液；隨后，在分散液中加入4.56g聚醚330，2.28聚乙二醇200，0.03g三乙醇胺，0.02g二月桂酸二丁基錫，0.07g硅油和0.3g去離子水，攪拌均勻后加入4.35g甲苯二異氰酸酯，待混合物變粘稠后倒于紙質(zhì)模具中，常溫下放置0.5小時后置于75℃烘箱中發(fā)泡2小時，然后脫模得到氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

(3)還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的制備：在250ml的玻璃燒杯中配制80ml2mg/ml抗壞血酸水溶液，將步驟(2)得到的氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫浸泡到抗壞血酸水溶液中；之后，將整個燒杯轉(zhuǎn)移到微波反應(yīng)器中，在300w，95℃的條件下反應(yīng)8分鐘后取出泡沫，水洗，30℃真空干燥24h后得到所需的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

圖1為本發(fā)明實施例1還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫合成簡易流程圖，在燒杯中加入氧化石墨烯，聚乙二醇以及其它單體和催化劑等，攪拌均勻后注入模具中高溫反應(yīng)，原位生成化學穩(wěn)定的氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。然后，將上述泡沫在微波作用下使用還原劑化學還原得到還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

將甲苯二異氰酸酯處理前后的氧化石墨烯分別做紅外測試，反應(yīng)原理如圖2a所示，測試結(jié)果如圖2b，從圖2b中可以看出甲苯二異氰酸酯處理后的氧化石墨烯出現(xiàn)了氨基甲酸酯鍵和酰胺鍵的特征基團振動，表明氧化石墨烯被甲苯二異氰酸酯成功的改性，即甲苯二異氰酸酯基團和氧化石墨烯反應(yīng)后氧化石墨烯的片層就搭載到了甲苯二異氰酸酯上，伴隨著甲苯二異氰酸酯的增鏈生長就得到復合了氧化石墨烯的聚氨酯泡沫。

圖3為還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的光譜特性測試結(jié)果，圖3a為還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫對光的透射曲線，圖3b為還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫和氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫對光的反射曲線，從圖3可以看出還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫相比于氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫對可見光和近紅外光擁有更低的光透過和光反射，即更強的光吸收。

根據(jù)實施例1的制備過程制備聚氨酯泡沫，區(qū)別僅在于在制備過程中不加入氧化石墨烯的分散液，將制得的聚氨酯泡沫和還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的掃描電鏡形貌如圖4a～4d所示，圖4a為30倍放大倍率下的聚氨酯泡沫掃描電鏡圖；圖4b為500倍放大倍率下的聚氨酯泡沫掃描電鏡圖；圖4c為30倍放大倍率下的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的掃描電鏡譜圖；圖4d為1000倍放大倍率下的還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的掃描電鏡譜圖

從圖4a和4b中可以看出純的聚氨酯泡沫擁有比較光滑的表面，復合后的結(jié)構(gòu)變得粗糙，還原氧化石墨烯片層呈珊瑚狀穩(wěn)定的結(jié)合在聚氨酯基體上。

圖5a，5b分別為聚氨酯泡沫和還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的熱導率測量，測量結(jié)果顯示聚氨酯泡沫在潤濕條件下的熱導率(k＝0.5182w·m^-1·k^-1)依然低于純水的熱導率，由于還原氧化石墨烯超高的熱導率，還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的熱導率(k＝1.0984w·m^-1·k^-1)高于純水的熱導率，還原氧化石墨烯吸光后產(chǎn)生的熱量被聚氨酯基體部分隔離，有利于局部熱的生成，同時聚氨酯基體能有效的隔離蒸發(fā)表面的熱量對下層水的散失。

圖6a，6b顯示了1kw·m^-2的光照條件下純水，氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的蒸汽化質(zhì)量損失以及光照前后的溫度變化；圖7a，7b顯示了10kw·m^-2的光照條件下純水，氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的蒸汽化質(zhì)量損失以及光照前后的溫度變化；圖8顯示了純水，氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫，還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫在1kw·m^-2和10kw·m^-2的光照條件下的蒸發(fā)速率和蒸發(fā)效率對比。從圖6，圖7和圖8可以看出不論在低光強下還是在高光強下，還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的光熱性能都優(yōu)于氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫。

圖9為還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫在不同光強下的蒸汽化速率變化和效率變化，從圖9中可以看出，速率變化和蒸汽化效率都隨著光強的增大而增大，同時，蒸發(fā)速率隨光強呈現(xiàn)線性增大關(guān)系。

圖10為還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的循環(huán)性能測試，可以看出，至少30次的循環(huán)使用沒有降低泡沫的蒸汽化轉(zhuǎn)化性能。

圖11為還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫在酸性和堿性環(huán)境下的穩(wěn)定性檢測，可以看出無論是酸性環(huán)境還是堿性環(huán)境都沒有破壞還原氧化石墨烯/聚氨酯納米復合泡沫的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

實施例2

按實施例1的制備方法，只是將聚醚330的用量調(diào)整為5.7g，聚乙二醇200的用量調(diào)整為1.9g。

實施例3

按實施例1的制備方法，只是將三乙醇胺的用量調(diào)整為0.05g，二月桂酸二丁基錫的用量調(diào)整為0.03g或者將三乙醇胺的用量調(diào)整為0.02g，二月桂酸二丁基錫的用量調(diào)整為0.01g。

實施例4

按實施例1的制備方法，只是將氧化石墨烯的用量調(diào)整為20mg或30mg。

實施例5

按實施例1的制備方法，只是將超聲時間調(diào)整為1h或4h。

實施例6

按實施例1的制備方法，只是將步驟(1)中的發(fā)泡溫度調(diào)整為60℃或80℃。

實施例7

按實施例1的制備方法，只是將步驟(1)中的發(fā)泡時間調(diào)整為1小時或3小時。

實施例8

按實施例1的制備方法，只是將抗壞血酸的使用量由60mg調(diào)整為30mg或80mg。

實施例9

按實施例1的制備方法，只是將抗壞血酸調(diào)整為硼氫化鈉或水合肼。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。