本發明屬于膜材料和綠色化工領域，特別涉及用于海水淡化的cus/地聚物復合膜及其制備方法和應用。
背景技術：
1、隨著經濟社會的發展，水污染問題日益嚴重，淡水短缺已逐漸成為全球性危機。海水是世界上最豐富的水資源。海水淡化以獲取淡水被認為是一種有效的方法。為了解決這個問題，已經實施了各種分離技術，如膜或蒸餾過程和反滲透技術，以實現工業規模的水凈化。然而，這些技術需要復雜的程序，因此成本高，經濟效益低。近年來，由于人們環保意識的普遍提高，太陽能海水淡化作為一種具有可持續性和生態友好性的技術，逐漸受到研究人員的關注。在太陽能海水淡化的設計中，界面太陽能蒸發系統可以通過只加熱空氣-水界面而不是主體水來有效地提高水的蒸發效率，這自2010年代初出現以來一直受到廣泛關注。典型的界面太陽能蒸發系統由用于光熱轉換的光吸收層和用于水傳輸的襯底組成。在過去的幾年里，許多高效的光熱轉換材料被設計出來，包括等離子體、半導體、碳基材料和聚合物，以促進海水資源淡化應用的發展。材料優異的光吸收能力成功地擴大了吸光度范圍，這是光熱轉換的關鍵因素。許多尺寸遠大于分子尺度的碳基光熱材料(如碳納米管、碳點和普通碳顆粒)可以與水凝膠結合來獲得同樣高的太陽能蒸汽產生率。因此，設計一種負載納米材料的、高效的雙層復合光熱材料來提高光熱蒸發效率，在未來的海水淡化技術具有重大的實踐應用潛力。
2、本發明受科研人員的啟發，通過將納米尺寸的材料負載在多孔地質聚合物上，研究出一種復合膜材料，既解決了工業固體廢棄物堆積污染問題，還解決了通過光熱界面蒸發海水淡化獲取淡水資源問題。
技術實現思路
1、解決的技術問題：本發明旨在解決上述問題，提供一種cus/地聚物復合膜，其具有解決了通過海水淡化獲取淡水資源的問題。
2、技術方案：一種用于海水淡化技術的cus/地聚物復合膜的制備方法，其特征在于，由礦渣和偏高嶺土組成，經過堿激發獲得多孔地聚物膜；再加入硫脲、硝酸銅、乙二醇經過水熱合成的方法獲得cus/地聚物復合膜。制備步驟為：(1)偏高嶺土、礦渣和水玻璃混勻，將上述混合物在室溫下利用分散機高速攪拌1-5min；(2)將過氧化氫和十二烷基硫酸鈉加入混合漿料中繼續高速攪拌1-5min，攪拌結束后，進行漿料倒模并在恒溫烘箱中養護；(3)取出養護結束的地聚物膜進行脫模、打磨使膜片厚度適宜；(4)用乙二醇作為溶劑，將硝酸銅和硫脲充分溶解后混合均勻，倒入裝有聚四氟乙烯內襯的高壓反應釜里，加入膜片，按照設定的溫度和時間進行水熱合成，結束后用去離子水將復合膜進行洗滌干燥，最終得到cus/地聚物復合膜。膜片制備流程圖如圖2所示，膜片形貌、紅外光譜、xps能譜圖分別對應圖3、圖4、圖5。
3、優選的，所述步驟(1)中偏高嶺土加入25％-26％，礦渣加入25％-26％，水玻璃模數為1.3-1.5m并加入48％-50％(均為各自在地聚物粉體和水玻璃總質量中的占比)，高速分散機轉速為800-1200r/min。
4、優選的，所述步驟(2)中30％過氧化氫加入1.5％-2.0％，十二烷基硫酸鈉加入0.05％-0.1％，(均為在地聚物粉體中的占比)，高速分散機轉速為800-1200r/min，攪拌時間為1-5min，養護溫度為60-80℃，時間為20-24h。
5、優選的，所述步驟(3)中地聚物膜片厚度為2.0-5.0mm。
6、優選的，所述步驟(4)中硫脲加入量為1.5-6g，硝酸銅加入量為4-6g，乙二醇加入量100-160ml，水熱反應溫度為80-200℃，反應時間為8-32h。
7、上述制備方法制得的cus/地聚物復合膜。
8、上述的cus/地聚物復合膜，其特征在于，由硝酸銅、硫脲、偏高嶺土、礦渣和水玻璃組成，形成cus/地聚物復合膜。
9、本發明的cus/地聚物復合膜在海水淡化應用中所述cus/地聚物復合膜具有優異的界面蒸發效果，為解決水污染與水資源短缺提供具體方案。
10、有益效果：(1)原料成本低；(2)利用工業固體廢棄物為原料，解決固廢的堆積污染問題；(3)cus/地聚物復合膜制備成本較低，條件溫和，操作簡單；(4)cus/地聚物復合膜易于回收、不易造成二次污染；(5)本發明所提供的cus/地聚物復合膜是實現海水淡化的優異材料。
1.一種用于海水淡化技術的cus/地聚物復合膜的制備方法，其特征在于，由礦渣和偏高嶺土組成，經過堿激發獲得多孔地聚物膜；再加入硫脲、硝酸銅、乙二醇經過水熱合成的方法獲得cus/地聚物復合膜。制備步驟為：(1)偏高嶺土、礦渣和水玻璃混勻，將上述混合物在室溫下利用分散機高速攪拌1-5min；(2)將過氧化氫和十二烷基硫酸鈉加入混合漿料中繼續高速攪拌1-5min，攪拌結束后，進行漿料倒模并在恒溫烘箱中養護；(3)取出養護結束的地聚物膜進行脫模、打磨使膜片厚度適宜；(4)用乙二醇作為溶劑，將硝酸銅和硫脲充分溶解后混合均勻，倒入裝有聚四氟乙烯內襯的高壓反應釜里，加入膜片，按照設定的溫度和時間進行水熱合成，結束后用去離子水將復合膜進行洗滌干燥，最終得到cus/地聚物復合膜。
2.根據權利要求1所述cus/地聚物復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中偏高嶺土加入25％-26％，礦渣加入25％-26％，水玻璃模數為1.3-1.5m并加入48％-50％(均為各自在地聚物粉體和水玻璃總質量中的占比)，高速分散機轉速為800-1200r/min。
3.根據權利要求1所述cus/地聚物復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中30％過氧化氫加入1.5％-2％，十二烷基硫酸鈉加入0.05％-0.1％，(均為在地聚物粉體中的占比)，高速分散機轉速為800-1200r/min，養護溫度為60-80℃，時間為20-24h。
4.根據權利要求1所述cus/地聚物復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中地聚物膜片厚度為2.0-5.0mm。
5.根據權利要求1所述cus/地聚物復合膜的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中硫脲加入量為1.5-6g，硝酸銅加入量為4-6g，乙二醇加入量100-160ml，水熱反應溫度為80-200℃，反應時間為8-32h。
6.權利要求1-5任一所述制備方法制得的cus/地聚物復合膜。
7.根據權利要求1-5所述的cus/地聚物復合膜，其特征在于，由硫脲、硝酸銅、偏高嶺土、礦渣和水玻璃組成，形成cus/地聚物復合膜。
8.權利要求1-5所述cus/地聚物復合膜在海水淡化中的應用。
9.根據權利要求1-5所述cus/地聚物復合膜在海水淡化中的應用，其特征在于，模擬海水濃度為0-15.0wt％，光照強度為0-3.0kw/m2，風速為0-5.0m/s。