本发明涉及能源材料技术领域，特别涉及一种应用于太阳能光热蒸汽转化的gsp膜材料的制备方法。
背景技术：
水资源关系着人类的健康和未来，但随着经济和工业的发展，水污染和水资源短缺问题日益严重，就目前状态持续下去，未来地球上超过三分之二人口会面临水资源问题，所以进行废水处理再利用或者淡化海水被人类使用成为一直以来的研究热点。太阳能作为一种可再生的清洁无污染的资源也一直被人类所关注，被用于广泛的用于处理废水和海水淡化灭菌催化等方面，有着非常广泛的应用前景。
尽管如此，但是目前而言应用于太阳能蒸汽转化方面的技术尚未成熟，较大的光热转化损失使太阳能未被充分利用，所以很大程度上限制了太阳能在该项技术上的推广和扩展，因此，找到合适的太阳光吸收体，降低其热损耗提高转化率成为了当前该技术的突破重点。
技术实现要素：
本发明对该技术材料对太阳光的吸收率低，光热转化效率低的问题，设计制备了一种光学损耗小，对于太阳能光热转化效率高的光热转化吸收体gsp膜材料的制备方法。
本发明的目的是这样实现的，用于太阳能光热蒸汽转化的gsp膜材料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备金络合有机硅小球：将有机硅粉末均匀的分散在水中，然后加入氯金酸溶液，超声反应至颜色不再发生变化，离心收集沉淀物，液氮冷冻，真空干燥得到金络合有机硅小球粉末；
2)制备金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球：将步骤1）制得的金络合有机硅小球粉末在在保护气体的保护下，500℃～1000℃温度条件下煅烧6～10h，得到金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末；
3)制备gsp膜材料：将步骤2）制得的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末均匀的分散在水中，然后将纤维滤纸置于布氏漏斗中，真空抽滤，将金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末分散液均匀的滴涂在纤维滤纸上，抽滤10min～30min后，得到gsp膜材料。
本发明的方法中，以水为媒介，将有机硅粉末在水中分散均匀，加入氯金酸水溶液，在超声波的能量振动下氯金酸中的金取代有机硅中-sh中h的位置，得到金络合有机硅小球，然后将金络合有机硅小球粉末在500～1000℃条件下煅烧，将金络合有机硅小球粉末中的有机元素碳化掉，减少金络合有机硅小球中au与s的络合，形成金纳米颗粒，得到金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球，然后将金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球均匀的分散在纤维滤纸（ffp）上，真空抽滤去除多余的水分，金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球均匀的分散在纤维滤纸上，且一定的真空作用充当一个微弱的粘结效果，使小球不易脱落，最终得到涂覆金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的纤维滤纸，即gsp膜材料。
进一步的，步骤1）具体包括如下分步：
1.1)制备有机硅粉末时，将γ-巯丙基三甲氧基硅烷均匀的分散在水中，配制浓度为0.8～10mg/ml的γ-巯丙基三甲氧基硅烷溶液，加入氨水调节溶液ph为9～11,水解10～24h后，3000～5000rpm转速下离心去除上清液，加入去离子水，洗涤1～5次，液氮冷冻，真空干燥得到有机硅粉末；本发明中γ-巯丙基三甲氧基硅烷在碱性条件下的水解反应生成有机硅；反应过程如下：
1.2)将外购或者步骤1.1）制备的有机硅粉末均匀的分散在水中，配制浓度为10～100mg/ml的有机硅分散液，然后加入浓度为0.25mol/l的氯金酸溶液，超声直到溶液颜色不再发生变化，离心去除上清液，液氮冷冻，真空干燥，然后得到金络合有机硅小球粉末；本发明中，在超声振动的能量下氯金酸溶液中的金取代有机硅小球中-sh上h的形成au(i)-s键实现的，得到金络合有机硅小球。
进一步的，步骤3）具体包括如下分步：
3.1）将步骤2）制得的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分散到水中，超声分散均匀，配制浓度为0.5～2mg/ml的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分散液；
3.2）在布氏漏斗上先铺设4～6张双圈定性滤纸，根据布氏漏斗规格裁剪纤维滤纸，使纤维滤纸可放入布氏漏斗内，将裁剪好的纤维滤纸铺设到双圈定性滤纸上侧，在真空泵的压力为0.05～0.1mpa条件下真空抽滤，将步骤3.1）分散好的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分散液均匀的滴涂纤维滤纸上，继续真空抽滤10～30min，得到gsp膜材料。
进一步地，步骤1.2）中，氯金酸中金的质量与有机硅小球粉末的质量比为1:1～10。
进一步地，步骤1.1）和步骤1.2）中，真空干燥条件为10～100pa的压力作用12～24h。
进一步地，所述保护气体为氩气、氦气或者氮气。
本发明采用上述方法制备的gsp膜材料用于太阳能光热蒸汽转化，金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球均匀的黑色以及表面低尺寸的金纳米颗粒在光的照射下被激发出的表面等离激元效应，提高了gsp膜材料对太阳光的吸收率，纤维滤纸作为支撑体，有良好的韧性和过滤透水能力，使gsp膜材料吸光能力得到提高，较低的热导率和较高的热扩散系数使得传热效果得到提高，进而进一步提高了光热转化效率。
附图说明
图1为金络合有机硅小球的sem图。
图2为金纳米颗粒掺杂碳化有机硅的sem图。
图3为纤维滤纸的sem图。
图4为gsp膜材料的sem图。
图5为gsp膜材料的正面图。
图6为gsp膜材料的侧面图。
图7为金络合有机硅小球的tem图。
图8为金络合有机硅小球的mapping图。
图9为金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的tem图。
图10为金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的mapping图。
图11为金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中金纳米颗粒的晶格图。
图12为金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的x-射线衍射图谱（xrd）。
图13为有机硅小球和金络合有机硅小球的总高倍x射线光电子能谱（xps）。
图14为有机硅小球和金络合有机硅小球中au元素的高倍x射线光电子能谱（xps）。
图15为金络合有机硅小球和金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中au元素的高倍x射线光电子能谱（xps）。
图16为ffp膜、sp膜、gsp膜材料以及金纳米颗粒掺杂碳化有机硅的紫外-可见漫反射图谱。
图17为有机硅小球，金络合有机硅小球和金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的红外图谱。
图18为润湿的gsp膜材料和干燥的gsp膜材料的导热系数和热扩散系数。
图19为一个太阳辐射下，纯水、ffp膜、sp膜以及gsp膜材料的上表面温度随时间变化的曲线图。
图20为一个太阳辐射下，gsp膜材料在空气中上表面温度随时间变化的曲线图。
图21为一个太阳辐射下，金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球和石墨在空气和水中温度随时间变化的曲线图。
图22为一个太阳照射下纯水，ffp膜、sp膜和gsp膜材料的蒸发速率和热转化效率。
图23为gsp膜材料用于太阳能水净化之前和之后的染料浓度。
图24为gsp膜材料用于太阳能水净化之前和之后的重金属离子浓度。
图25为gfp膜用于太阳能水净化之前和之后的海水中离子浓度。
图26为gsp膜材料在一个太阳辐射下净化海水，蒸发速率随时间变化曲线。
图27为gsp膜材料用于海水净化循环回收利用的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的tem图。
图28为gsp膜材料和循环回收再利用金纳米颗粒掺杂碳化有机硅制成的gsp膜材料在一个太阳辐射下蒸发速率随时间变化。
图29为有机硅小球的粒径统计分布图。
图30为金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的粒径统计分布图。
图31为金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中金纳米颗粒的粒径统计分布图。
图32为循环回收后的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅的金纳米颗粒的粒径统计分布图。
图33为有机硅小球和金纳米颗粒掺杂碳化有机硅的等温吸附脱附曲线（bet）。
具体实施方式
下面通过具体实施例和对比例对本发明做进一步的分析、说明、对比。
实施例1
（1）取0.5gγ-巯丙基三甲氧基硅烷于200ml水中，200rpm机械搅拌，直至溶液呈现澄清透明，然后用氨水调节ph为9左右，继续机械搅拌12h，溶液由透明溶液变为乳白色溶液，然后3000rpm转速下离心去除上清液，加入去离子水洗涤5次，-196℃液氮冷冻，在10pa真空条件下干燥24h得到白色的有机硅小球粉末，备用；
（2）称取0.5g有机硅小球，在50ml水中超声分散均匀，然后在超声的状态下加入100μl0.25moll-1的溶液，超声反应，直到颜色不再发生变化，然后3000rpm转速下离心去除上清液，在10pa真空条件下干燥12h，得到金络合有机硅小球粉末；
（3）将金络合有机硅小球粉末置于石英舟，放入管式炉中，用高纯氩气保护5℃min-1升温到800℃高温煅烧6h，得到金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末；
（4）称取50mg金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末，超声分散在80ml水中，在布氏漏斗上先铺设4张双圈定性滤纸，根据布氏漏斗规格裁剪纤维滤纸（ffp），使纤维滤纸可放入布氏漏斗内，将裁剪好的纤维滤纸铺设到双圈定性滤纸上侧，在真空泵的压力为0.05mpa条件下真空抽滤，然后用一次性滴管将金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分散液缓慢的均匀的滴涂在纤维滤纸上，边滴涂边抽滤，以便及时除去多余的水分，待滴涂完成后，继续抽滤30min，最终得到一张gsp膜材料。
对比例1
（1）取0.5gγ-巯丙基三甲氧基硅烷于200ml水中，500rpm搅拌速率下磁力搅拌，直至溶液呈现澄清透明，然后用氨水调节ph为9左右，继续磁力搅拌12h，溶液由透明溶液变为乳白色溶液，然后3000rpm转速下离心去除上清液，加入去离子水洗涤5次，-196℃液氮冷冻，在10pa真空条件下干燥24h得到白色的有机硅小球粉末，备用；
（2）将有机硅小球粉末置于石英舟，后于管式炉中用高纯氩气保护5℃min-1升温到800℃高温煅烧6h，最终的到碳化有机硅小球粉末；
（3）称取50mg碳化有机硅小球粉末，超声分散在80ml水中，在布氏漏斗上先铺设4张双圈定性滤纸，根据布氏漏斗规格裁剪纤维滤纸，使纤维滤纸可放入布氏漏斗内，将裁剪好的纤维滤纸铺设到双圈定性滤纸上侧，在真空泵的压力为0.05mpa条件下真空抽滤，然后用一次性滴管缓慢的均匀的滴涂在纤维滤纸上，边滴涂边抽滤，以便及时除去多余的水分，待滴涂完成后，继续抽滤约30min，最终得到一张涂覆碳化有机硅小球的纤维滤纸，即sp膜。
应用例1
取四个石英烧杯中，裁剪三块与石英烧杯直径一致的绝热泡沫，使其能卡在烧杯上，非外力无法自由移动，在隔热泡沫上裁两个长方形孔，规格2mm×3.5cm，两孔平行且距离4cm，然后将可以输送水的棉布穿过两个孔，两端留长，后往三个石英烧杯中注入100ml水，将三个隔热泡沫分别卡在三个石英烧杯上，且与水面留一段空气柱，同样起隔热的效果，棉布两端留长正好可以深入水中，然后在毛细力的作用下，将石英烧杯中的水源源不断的输送到个热泡沫表面的棉布上，分别将纤维滤纸、实施例1制备的gsp膜、对比例制备的sp膜裁剪成3.5cm×4cm的规格，将实施例1制备的gsp膜材料和对比例1制备的sp膜材料的黑色的一面朝上，将纯的纤维滤纸、实施例1制备的gsp膜材料和对比例1制备的sp膜材料分别放在棉布上侧，自制三组蒸发器，进行水净化，第四个石英烧杯上不放置隔热泡沫，作为空白对照组。
室内环境为室温，湿度65%，通过空调和除湿机来维持相对稳态。在加am1.5g滤光片下，借助光功率密度计将氙灯光强调节为100mwcm-2，用重量计0.1mg的天平测量水的重量变化。
首先是空白对照组的水蒸发，在光强100mwcm-2的光强下，用重量计测量1h内石英烧杯的质量变化，并计算出光热蒸汽转换效率。在同样的100mwcm-2照射下，用重量计测量1h内三组蒸发器的质量变化，并计算光热蒸汽转化效率。统计结果如图22所示，纯水的蒸发速率为0.39kgm-2h-1，光热蒸汽转换效率为26.62%，纤维滤纸、gsp膜材料和sp膜材料的蒸发速率分别为0.47kgm-2h-1，1.11kgm-2h-1，1.5kgm-2h-1，光热蒸汽转换效率分别为21.9%，70%，94.6%。
应用例2
取三只石英烧杯，裁剪三块与石英烧杯直径一致的绝热泡沫，使其能卡在烧杯上，非外力无法自由移动。在隔热泡沫上裁两个长方形孔，规格2mm×3.5cm，两孔平行且距离4cm，然后将可以输送水的棉布穿过两个孔，两端留长，分别配制100ml浓度为100ppm的亚甲基蓝，罗丹明b和甲基橙染料分别置于三个石英烧杯中，将三个隔热泡沫分别卡在石英烧杯上，且与水面留一段空气柱，同样起隔热的效果，棉布两端留长正好可以深入水中，然后在毛细力的作用下，将石英烧杯中的水源源不断的输送到个热泡沫表面的棉布上，由应用例1知，gsp膜材料的蒸发效率最高，将实施例1制备的gsp膜材料裁剪出三个规格为3.5cm×4cm的膜，分别小心的放到三个棉布上侧，组成三组自制蒸发器，进行染料降解。
再将三组蒸发器放入透明密闭收集容器中，在100mwcm-2光强照射下，分别收集蒸发液，然后将蒸发液液相色谱测蒸发后的浓度，以获得降解效率。蒸发液的浓度（如图23所示）和降解率结果分别为，亚甲基蓝0.1ppm，99.9%；罗丹明b0.26ppm，99.74%；甲基橙0.32ppm，99.68%。
应用例3
取三只石英烧杯，裁剪三块与石英烧杯直径一致的绝热泡沫，使其能卡在烧杯上，非外力无法自由移动。在隔热泡沫上裁两个长方形孔，规格2mm×3.5cm，两孔平行且距离4cm，然后将可以输送水的棉布穿过两个孔，两端留长，选取三种典型重金属离子cr2 ，pb2 ，cd2 作为实验对象，分别用乙酸铬，醋酸铅和乙酸镉配置100mlcr2 ，pb2 ，cd2 离子浓度均为100ppm的溶液分别加入三个石英烧杯中，将三个隔热泡沫分别卡在三个石英烧杯上，且与水面留一段空气柱，同样起隔热的效果，棉布两端留长正好可以深入水中，然后在毛细力的作用下，将石英烧杯中的溶液源源不断的输送到个热泡沫表面的棉布上，同样的，由应用例1知，gsp膜材料的蒸发效率最高，所将实施例1制备的gsp膜材料裁剪出三个规格为3.5cm×4cm的膜，分别小心的放到三个棉布上侧，组成三组自制蒸发器，开始重金属离子去除。
同样与应用例2相同的是，三组自制蒸发器均放入透明密闭容器中，在100mwcm-2光强下，收集蒸发液，然后用电感耦合等离子发射光谱（icp）测量金属原液和收集蒸发液离子的浓度（如图24所示），后计算去除率，具体结果分别如下，cr2 原液104.2ppm，蒸发液46.58ppb，去除率99.96%；pb2 原液100.1ppm，蒸发液6.14ppb，去除率99.99%，cd2 原液104.8ppm，蒸发液2.02ppb，去除率99.99%。
应用例4
取一只石英烧杯，裁剪一块与石英烧杯直径一致的绝热泡沫，使其能卡在烧杯上，非外力无法自由移动。在隔热泡沫上裁两个长方形孔，规格2mm×3.5cm，两孔平行且距离4cm，然后将可以输送水的棉布穿过两个孔，两端留长，后往烧杯中注入100ml水，将整个隔热泡沫卡在石英烧杯上，且与水面留一段空气柱，同样起隔热的效果，棉布两端留长正好可以深入水中，然后在毛细力的作用下，将石英烧杯中的水源源不断的输送到个热泡沫表面的棉布上，同样的，由应用例1知，gsp膜材料的蒸发效率最高，根据美国能源部海水标准配制500ml人工海水待用，具体为na 10.78gl-1，mg2 1.28gl-1，ca2 0.4gl-1，k 0.41gl-1，同样的将实施例1制备的gsp膜材料裁剪成规格为3.5cm×4cm的膜，将裁剪的gsp膜材料置于棉布上面，组成自制蒸发器，用于海水淡化蒸发。
与应用例2和应用例3类似的是，将整个自制蒸发器置于密闭透明容器内，在100mwcm-2光强下连续照射以收集蒸发液icp测试，以及计算去除率。具体结果为（如图25所示）na 原液浓度10860ppm，蒸发液浓度为0.7217ppm，去除率99.99%；mg2 原液浓度1581ppm，蒸发液浓度为0.1909ppm，去除率99.99%；ca2 原液浓度431.6ppm，蒸发液浓度为0.5517ppm，去除率99.87%；k 原液浓度406.6ppm，蒸发液浓度为0.218ppm，去除率99.95%。
为了验证gsp膜材料持久耐用性，进行了模拟海水蒸发循环实验。具体操作如下，在自制蒸发器中加入200ml配制好的人工海水，后在100mwcm-2光强照射下持续照射12h，用重量计记录每小时的重量变化（如图26所示），观察gsp膜材料的持久耐用性，连续重复实验5天，每天前后用专业摄像机记录膜的状态变化，五天后证实膜的的持久耐用性良好，以数据为例，连续5天每天12h的蒸水量分别为：17.4913kgm-2，17.43119kgm-2，17.38066kgm-2，16.98577kgm-2，16.67215kgm-2，经过五天循环实验，每个小时的蒸水量以及每天连续12h的蒸水总量并未发生太大的波动，可见gsp膜材料的持久耐用性良好。
为了验证金纳米颗粒掺杂有机碳化硅小球的课重复使用性，在连续五天海水蒸发循环实验后，采用简单的超声方法将涂覆在gsp膜材料上的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球回收，经过简单的洗涤冻干处理，其形貌尺寸以及金纳米颗粒的尺寸并未发生变化（如图27和图32所示），为了证明其可重复使用性，采用与应用例1中（4）步骤的方法重新制得一张新的gsp膜材料，用于蒸水实验测试，发现蒸水速率与原先一致（如图28所示），可见金纳米颗粒掺杂的碳化有机硅具有可重复使用性。
图1为实施例1中制备的金络合有机硅小球的sem图，小球粒径分布均匀，约500nm。
图2为实施例1中制备的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的sem图，小球粒径分布均匀，约400nm。
图3为纤维滤纸的sem图，在微观级别下，纤维滤纸之间有缝隙微孔，这有利于水蒸发。
图4为实施例1中gsp膜材料的sem图，金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分布在纤维滤纸上，进一步可以体现出制备的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粒径分布的均匀。
图5为实施例1中制备的gsp膜材料的正面图，gsp膜材料为黑色。
图6为实施例1中制备的gsp膜材料的反面图，相对于图5正面图来说，反面图颜色相对较浅，因为金纳米颗粒碳化有机硅小球只在纤维滤纸的一面分布。
图7为实施例1制备的金络合有机硅小球的tem图，结合图7（a）和图7（b）可以看出小球粒径约500nm，且粒径分布均匀。
图8为实施例1制备的金络合有机硅小球的mapping图，所含元素有c，o，s，si，au。
图9为实施例1制备的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的tem图，小球粒径约为400nm，且粒径分布均匀。
图10为实施例1制备的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的mapping图，所含元素有c，o，s，si，au。
图11为实施例1制备的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中金纳米颗粒的晶格图，晶面类型为111平面，晶格为0.235nm。
图12为实施例1制备的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的xrd衍射图，在13.891°，29.705°，38.184°，44.392°，64.576°处分别对应silica200，c110，au111，au200，au220。
图13为实施例1制备的有机硅小球和金络合有机硅小球x射线光电子能谱xps分析，有机硅小球所含元素c，o，s，si；金络合有机硅小球所含元素c，o，s，si，au。
图14为实施例1制备的有机硅小球和金络合有机硅小球中au的x射线光电子能谱xps分析，在有机硅小球中不含au元素，金络合有机硅小球中xps显示au4f轨道中有88.4ev和84.7ev的信号，而标准的au的信号在87.7ev和84.0ev处，证实了此时的au非au纳米颗粒，而是以au(ⅰ)-s键的形式存在。
图15为实施例1制备的金络合有机硅小球和金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的中au的x射线光电子能谱xps分析，相对于图14中金络合有机硅小球中au的信号，金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中的au4f信号，分别为87.7ev和84.0ev，进一步证实了金纳米颗粒的存在。
图16为纤维滤纸ffp、实施例1中制备金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球，gsp膜材料和对比例1中制备的sp膜的的紫外-可见漫反射图谱。对比ffp膜，sp膜和金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球，gsp膜材料在200～2500nm范围内有大约95%的太阳光吸收，极大地促进了光热蒸汽转化效率的提高。
图17为实施例1中制备的有机硅小球，金络合有机硅小球和金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的傅里叶变换红外光谱分析，-sh信号出现在2551cm-1处，有机硅小球处信号最强，金络合有机硅小球中由于au与s络合，所以-sh信号减弱；由于碳化形成金纳米颗粒，所以金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中-sh信号消失。-ch2信号出现在2928cm-1，存在有机硅小球和金络合有机硅小球中，同样的由于碳化在金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中消失。
图18为实施例1制备的gsp膜材料在润湿状态和干燥状态下的导热系数和热扩散系数。从图中可以看出，对比润湿状态下的gsp膜材料，干燥的gsp膜材料具有更低的导热系数和高的热扩散系数，说明干燥的gsp膜材料相对于润湿的gsp膜材料有更好的传热效果，与图19和图20结果一致。
图19为纯h2o、纤维滤纸ffp和实施例1中制备的gsp膜和对比例1中制备的sp膜在100mwcm-2光强照射下1h内膜表层的温度变化曲线，在同样时间内gsp膜材料升温速率最快，且能在最高的温度47℃左右保持稳定，这有利于水蒸发。
图20为实施例1中制备的gsp膜材料在空气中在100mwcm-2光强照射下1h内表面的温度变化，经过快速升温过程后，最终在64℃左右达到稳定。
图21为石墨，碳化有机硅小球和对比例1制备的sp膜和石墨/纤维滤纸分别在空气中和水中在100mwcm-2在1h内表面温度变化曲线。
图22为应用例1中的各个膜在100mwcm-2光强的照射下，水的蒸发速率和热效率。纯h2o，ffp膜，sp膜，gsp膜材料分别为：0.39，26.62%；0.47，21.9%，1.11；70%；1.5，94.6%。
图23为应用例2中染料浓度前后对比，亚甲基蓝，罗丹明b和甲基橙前后浓度分别为：100ppm，0.32ppm；100ppm，0.26ppm；100ppm，0.1ppm。
图24为应用例3中重金属离子前后浓度对比，cr2 ，pb2 ，cd2 的离子浓度蒸发前后分别为：104.2ppm，46.58ppb；100.1ppm，6.14ppb；104.8ppm，2.02ppb。
图25为应用例4中海水蒸发离子前后对比，na ，k ，mg2 ，ca2 的离子浓度蒸发前后分别为：10860ppm，0.7217ppm；406.6ppm，0.218ppm；1581ppm，0.1909ppm；431.6ppm，0.5517ppm。
图26为应用例4中海水循环图，连续5天每天12h的循环，gsp膜材料的蒸发速率基本保持稳定，直到第五天才略有下降，说明gsp膜材料具有持久耐用性。
图27为应用例4中海水循环后回收的gsp膜材料上的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的tem图，粒径约为400nm且形貌与循环前相比未发生变化，说明金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球稳定性好。
图28为gsp膜材料和应用例4中海水循环后回收金纳米颗粒掺杂的碳化有机硅小球重新制作的gsp膜材料在100mwcm-2光强照射下水蒸发速率对比，两者相比无变化，说明金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球具有可重复利用性。
图29为实施例1制备的有机硅小球的粒径统计图，粒径分布均匀，大多数在500～510nm之间。
图30为实施例1制备的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的粒径统计图，粒径分布均匀，大多数在390～400nm之间。
图31为实施例1制备的金纳米颗粒掺杂有机碳化硅小球中金纳米颗粒的粒径统计图，金纳米颗粒粒径分布均匀，大多数在3.9～4.1nm之间。
图32为应用例4海水循环后回收金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球中金纳米颗粒的粒径分布图，金纳米颗粒粒径分布均匀，且与循环前图31所示金纳米颗粒粒径分布接近一致，更加说明金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的稳定性好。
图33为实施例1制备的有机硅小球和金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的表面积（bet）分析，有机硅小球的表面积为3.14m2g-1，金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的表面积为5.24m2g-1，更加证实金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球的粒径比有机硅小球的粒径大。
1.用于太阳能光热蒸汽转化的gsp膜材料，其特征在于，包括纤维滤纸为支撑体，纤维滤纸表层涂覆金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球，最终形成gsp膜材料。
2.用于太阳能光热蒸汽转化的gsp膜材料的制备方法，包括以下步骤：
1)制备金络合有机硅小球：将有机硅粉末均匀的分散在水中，然后加入氯金酸溶液，超声反应至颜色不再发生变化，离心收集沉淀物，液氮冷冻，真空干燥得到金络合有机硅小球粉末；
2)制备金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球：将步骤1）制得的金络合有机硅小球粉末在在保护气体的保护下，500℃～1000℃温度条件下煅烧6～10h，得到金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末；
3)制备gsp膜材料：将步骤2）制得的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末均匀的分散在水中，然后将纤维滤纸置于布氏漏斗中，真空抽滤，将金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球粉末分散液均匀的滴涂在纤维滤纸上，抽滤10min～30min后，得到gsp膜材料。
3.根据权利要求2所述的gsp膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1）具体包括如下分步：
1.1)制备有机硅粉末时，将γ-巯丙基三甲氧基硅烷均匀的分散在水中，配制浓度为0.8～10mg/ml的γ-巯丙基三甲氧基硅烷溶液，加入氨水调节溶液ph为9～11,水解10～24h后，3000～5000rpm转速下离心去除上清液，加入去离子水，洗涤1～5次，液氮冷冻，真空干燥得到有机硅粉末；反应过程如下：
1.2)将外购或者步骤1.1）制备的有机硅粉末均匀的分散在水中，配制浓度为10～100mg/ml的有机硅分散液，然后加入浓度为0.25mol/l的氯金酸溶液，超声直到溶液颜色不再发生变化，离心去除上清液，液氮冷冻，真空干燥，然后得到金络合有机硅小球粉末。
4.根据权利要求2所述的gsp膜材料的制备方法，其特征在于，步骤3）具体包括如下分步：
3.1）将步骤2）制得的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分散到水中，超声分散均匀，配制浓度为0.5～2mg/ml的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分散液；
3.2）在布氏漏斗上先铺设4～6张双圈定性滤纸，根据布氏漏斗规格裁剪纤维滤纸，使纤维滤纸可放入布氏漏斗内，将裁剪好的纤维滤纸铺设到双圈定性滤纸上侧，在真空泵的压力为0.05～0.1mpa条件下真空抽滤，将步骤3.1）分散好的金纳米颗粒掺杂碳化有机硅小球分散液均匀的滴涂纤维滤纸上，继续真空抽滤10～30min，得到gsp膜材料。
5.根据权利要求3所述的gsp膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1.2）中，氯金酸中金的质量与有机硅小球粉末的质量比为1:1～10。
6.根据权利要求3所述的gsp膜材料的制备方法，其特征在于，步骤1.1）和步骤1.2）中，真空干燥条件为10～100pa的压力作用12～24h。
7.根据权利要求2所述的gsp膜材料的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氩气、氦气或者氮气。
技术总结