用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜及其

本发明属于海水淡化，尤其涉及一种用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜及其制备方法和应用。背景技术：1、水资源和能源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础。近年来，随着世界人口的增长和工业化进程的加快，淡水资源短缺和能源危机日益严重。在这方面，探索可再生能源和高效的淡水生产方法已成为当务之急。海水淡化技术被认为是解决水资源短缺问题的有效途径。太阳能作为一种可持续的绿色能源，在储能、废水处理、海水淡化等方面有着重要的应用，可以为海水淡化水处理技术提供便利的能源来源。但太阳能驱动蒸发器进行海水淡化这一方法受很多方面因素的影响，比如黑夜时，蒸发器运作停止；阴雨天气也会影响蒸发器的正常运作等，因此不能长时间连续运作，导致以太阳能光热技术为基础的海水淡化效率难以进一步提高。目前关于太阳能海水淡化技术，其现有技术如下：2、cn115557561a公开了一种用于海水淡化的膜材料及其制法。材料的制备方法包括以下步骤：使用脱脂溶液对生物质基材进行浸泡，再进行干燥处理，即先对生物质基材进行脱水、脱脂；再利用等离子体法对处理后的生物质基材进行改性，得到可用于海水淡化的新材料。与现有技术相比，本发明的海水淡化新材料制备过程简单、快速，脱脂过程使用的浸泡溶液可循环使用，主要制备过程无任何化学物质消耗，制备原料廉价易得，且生物质基材为可再生材料，对环境影响较小。所制备的海水淡化新材料具有较高的太阳能-蒸汽转换效率，丰富的低扭曲度孔隙结构，输水能力强，不易被盐质堵塞，同时蒸发速率较高。3、cn113301985a公开了一种用于海水淡化的三维多孔膜及其制造方法、包括其的海水淡化装置、利用其的海水淡化方法。根据本发明一实施例的三维多孔膜，包括：多孔聚合物层；及形成在所述多孔聚合物层上的包括碳材料的碳层。4、cn113477100a公开了一种海水淡化纳滤膜及其制备方法，包括制备石墨烯壳聚糖复合纳米粒子、制备基膜以及制备海水淡化纳滤膜3个步骤，本发明通过将石墨烯壳聚糖复合纳米粒子与聚偏二氟乙烯共混的方法，得到一种高亲水性的复合基膜，该基膜克服了聚偏二氟乙烯亲水性差的问题，并且所得到的基膜可以使哌嗪溶液和均苯三甲酰氯溶液分散的更加均匀，极大的减少了团聚的产生，并且通过哌嗪的氨基和均苯三甲酰氯的氯化物基团反应生成n-c＝0键，从而在基膜的表面形成高度交联的聚酰胺网络，使具有亲水基团的聚偏二氟乙烯膜表现出优异的防污性能，并且提高了膜的水通量和脱盐率。5、由上述专利技术可知，如今的太阳能海水淡化技术明显提高了光热转换效率，且输水能力大大提高，并且具有一定的抗盐、防污效果，但仍然不能实现白天、晚上以及阴天、下雨等没有阳光的情况下的全天候海水脱盐，也就是说，要实现全天候的海水淡化，仅仅利用太阳能是实现不了的，始终无法做到海水淡化效率最大化。因此，如何在太阳能光热脱盐的基础上，弥补太阳光不足或缺失的情况，能够在太阳光不足的时候辅助提高光热转化效率，在太阳光缺失的情况下仍然具有较高的海水脱盐能力，成为了海水淡化领域技术人员亟需解决的一个难题。技术实现思路1、针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种实现全天候的海水淡化目的，利用磁响应加热耦合太阳能加热的方式，有效提高海水淡化效率的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜及其制备方法和应用。2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜，包括纤维膜本体，所述纤维膜本体由聚苯硫醚超细纤维制备而成，在聚苯硫醚超细纤维的表面依次形成聚多巴胺层、聚吡咯层、磁性材料层以及物理防护层。3、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜，所述聚苯硫醚复合纤维膜的孔隙率为42％-58％，孔径为23-27μm。4、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜，所述磁性材料层为均匀的附着于聚吡咯层表面的fe304粉体。5、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜，所述物理防护层为均匀包覆于磁性材料层表面的聚乙烯亚胺/聚多巴胺交联层。6、一种用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜的制备方法，包括如下步骤：7、一、纤维膜本体：8、(1)、准备由聚苯硫醚超细纤维制备而成的纤维膜本体，备用；9、二、形成聚多巴胺层：10、(2)、将纤维膜本体浸入tris-hcl缓冲溶液中，然后加入盐酸多巴胺，在黑暗和密封的条件下，在40℃温度条件下连续摇匀14h，得到聚多巴胺修饰的聚苯硫醚纤维膜；11、(3)、将步骤(2)得到的聚苯硫醚纤维膜用去离子水进行洗涤，在50-70℃的烘箱中烘干；12、三、形成聚吡咯层：13、(4)、将步骤(3)所获聚苯硫醚纤维膜浸泡在浓度为3-5mg/ml的吡咯水溶液中，依次加入质量浓度为0.1-0.3mg/ml的sdbs十二烷基苯磺酸钠，以及质量浓度0.1-0.3mg/ml的fecl3，摇匀反应两小时，使吡咯单体在聚多巴胺层表面聚合，得到聚多巴胺/聚吡咯修饰的聚苯硫醚纤维膜；14、(5)、将步骤(4)得到的聚苯硫醚纤维膜用去离子水进行洗涤，在50-70℃的烘箱中烘干；15、四、形成磁性材料层：16、(6)、在步骤(5)所获聚苯硫醚纤维膜浸泡在浓度为1-3wt.％的fe304悬浮液中进行超声震荡处理；17、(7)、将超声震荡处理后的聚苯硫醚纤维膜进行挤压，在60℃的烘箱中烘干，然后再重复步骤(6)2-4次，得到聚吡咯层表面均匀附着fe304粉体的聚苯硫醚纤维膜；18、五、包覆物理防护层：19、(8)、对步骤(7)所获聚苯硫醚纤维膜浸入浓度为1％-3％的tris-hcl缓冲溶液中，依次分别加入质量浓度为0.5-1.5g/l的盐酸多巴胺，以及0.5-1.5g/l的聚乙烯亚胺后，摇匀反应2-4小时，在磁性材料层表面形成聚乙烯亚胺/聚多巴胺交联层；20、(9)、将步骤(8)得到的聚苯硫醚纤维膜进行洗涤，在50-70℃的烘箱中烘干，得到聚苯硫醚复合纤维膜。21、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜的制备方法，所述步骤(2)中，在浸入tris-hcl缓冲溶液前，将纤维膜本体用无水乙醇预湿，tris-hcl缓冲溶液的浓度为1％-3％，ph为8-9，盐酸多巴胺的质量浓度为0.5-1.5g/l。22、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜的制备方法，所述步骤(4)中，吡咯水溶液的浓度为4mg/ml，sdbs十二烷基苯磺酸钠的浓度为0.2mg/ml，fecl3的浓度为0.2mg/ml。23、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜的制备方法，所述步骤(6)中，fe304悬浮液的浓度为2wt.％，超声波震荡频率40khz。24、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜的制备方法，所述步骤(8)中，tris-hcl缓冲溶液的浓度为2％，盐酸多巴胺的质量浓度为1.0g/l，聚乙烯亚胺的质量浓度为1.0g/l。25、上述的用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜在海水淡化中的应用。26、本发明用于全天候海水淡化的聚苯硫醚复合纤维膜及其制备方法和应用的优点是：本发明成功研发了一种新型的pp/f/pp@pps复合纤维膜，其作为界面蒸发器，展示了全天候连续高效的海水淡化能力，利用磁热和光热耦合的手段，能够在太阳光不足的时候辅助提高光热转化效率，在太阳光缺失的情况下通过磁热效应仍然具有较高的海水脱盐能力，具有广阔的应用前景。这款复合纤维膜以pps纤维膜为基础，通过一系列精心设计的改性处理，既保留了pps纤维膜原有的卓越性能，又进一步提升了其整体表现。作为界面蒸发器，该复合纤维膜对非接触式刺激展现出了非凡的磁热和光热响应。它不仅具备出色的磁热水蒸发性能，还拥有优良的光热水蒸发性能，太阳能利用效率也远超以往报道的多数太阳能驱动和焦耳驱动加热蒸发器。此外，这款复合纤维膜作为蒸发器，还具备卓越的耐盐性、耐高温性、耐化学稳定性，以及良好的机械性能和长期运行稳定性。这些特性使其在高性能水净化和海水淡化领域具有巨大的应用潜力。不仅提供了一种高效的界面蒸发器，还为高性能水净化和海水淡化技术提供了新的发展方向。