具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器及其制备方法

1.具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器，其特征在于，所述仿生水凝胶蒸发器表面具备猪笼草口缘仿生结构，由水凝胶基体和高熵合金纳米颗粒构成；所述高熵合金纳米颗粒由原子数百分比相等的Fe、Ni、Ti、Cr、Mn、Cu金属元素构成；所述水凝胶基体与所述高熵合金纳米颗粒的质量比为100:(5-20)；所述高熵合金纳米颗粒均匀分散在所述水凝胶基体中；所述水凝胶基体具有连续相结构，由聚乙烯醇经物理交联固化形成；所述水凝胶基体包括低分子量水凝胶组分与高分子量水凝胶组分，二者的质量比为100:(20-100)，二者分子量范围均为10000-100000；所述仿生水凝胶蒸发器用于海水淡化时，能抵抗海水淡化过程中形成的盐结晶以及海水中的生物污染，所述生物污染包括蛋白质、细菌及海藻。 2.权利要求1所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，包括以下内容：步骤1：制备高熵合金纳米颗粒和具有猪笼草口缘结构的仿生模具；步骤2：功能组分复合与调控：将水凝胶基体溶解于水和有机溶剂二元共溶介质中，引入高熵合金纳米颗粒，得到复合水凝胶前驱体溶液；步骤3：流控成型与低温相变交联：将复合水凝胶前驱体溶液于熔融流动态时，注入到具有猪笼草口缘结构的仿生模具中，经物理交联固化后，得到具有仿生微结构的高熵合金-水凝胶复合蒸发器；步骤4：多级孔道构建：对具有仿生微结构的高熵合金-水凝胶复合蒸发器进行冻融循环，复合蒸发器经液氮急冻后，浸没于去离子水控温解冻，完成一次冻融循环；冻融循环若干次，形成多级孔道重构，得到具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器。 3.根据权利要求2所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，步骤1中：所述高熵合金纳米颗粒的制备方法，包括以下内容：步骤1-1：多相机械合金化预处理：以Fe、Ni、Ti、Cr、Mn、Cu金属粉末为原料，通过机械合金化工艺球磨实现纳米级复合，得到复合粉体；复合粉体采用冷等静压预成型工艺制备成前驱体；步骤1-2：等离子辅助非平衡合成：将前驱体置于非自耗电极电弧熔融系统中，建立无氧环境，通入H 2 /Ar混合气体作为离化介质，在电流500A、电压30V的脉冲电弧作用下进行5min-30min电弧放电处理，得到高熵合金纳米颗粒；所述具有猪笼草口缘结构的仿生模具的制备方法，包括以下主要内容：根据猪笼草口缘区三维形态特征，设计具有重叠微坑的仿生拓扑结构；以树脂为原料，采用光固化增材制造技术完成仿生结构打印，去除未固化树脂残留，二次固化后得到具有猪笼草口缘微纳结构的仿生模具。 4.根据权利要求3所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，步骤1-1中，球磨主要参数为：球料比20:1、转速400rpm-800rpm、球磨时间12h-36h；步骤1-2中，电弧放电处理过程中维持基板温度在7℃-10℃，电弧放电处理结束后的产物在空气中暴露6h-12h，使其表面形成钝化膜，得到表面能稳定的高熵合金纳米颗粒。 5.根据权利要求2所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，步骤2中：所述水凝胶基体为聚乙烯醇，包括低分子量水凝胶组分和高分子量水凝胶组分，二者的质量比为100:(20-100) ，二者分子量范围均为10000-100000；所述水凝胶基体与所述高熵合金纳米颗粒的质量比为100:(5-20)；所述二元共溶介质与所述水凝胶基体的质量比为100:(1-20)。 6.根据权利要求2所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，步骤2中，采用梯度升温程序制备所述复合水凝胶前驱体溶液；第一阶段：升温至50℃-80℃保温1h-5h，使水凝胶基体完全溶解在二元共溶介质中；第二阶段：引入高熵合金纳米颗粒后，继续升温至90℃-120℃保温1h-5h，分散均匀后得到所述复合水凝胶前驱体溶液。 7.根据权利要求2所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述物理交联固化是在-20℃-4℃低温环境中进行聚乙烯醇的物理交联，交联时间为8h-18h。 8.根据权利要求2所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述冻融循环是指使用液氮先在-80℃急冻1s-100s进行预冷处理，然后在-196℃冷冻120s-240s进行深冷处理，深冷处理后进行控温解冻，解冻过程采用梯度升温法以1℃/min-40℃/min的速率升温至25℃，完成一次冻融循环；通过3-5次冻融循环完成多级孔道重构，形成孔径梯度结构。 9.根据权利要求2所述的具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器的制备方法，其特征在于，步骤4中，先用去离子水置换所述仿生微结构的高熵合金-水凝胶复合蒸发器中的有机溶剂，实现溶剂置换纯化，得到纯化后的高熵合金-水凝胶复合蒸发器，再进行多级孔道构建，多级孔道构建结束后进行表面活化封装；具体包括以下内容：将所述具有仿生微结构的高熵合金-水凝胶复合蒸发器在20℃-30℃浸没于去离子水中5h-24h至有机溶剂完全被置换，得到纯化后的高熵合金-水凝胶复合蒸发器；将多级孔道构建结束后的仿生水凝胶蒸发器置于室温去离子水体系进行表面活化封装，通过仿生表面水合层自组装形成稳定防护界面，得到所述具备抗盐防污功能的仿生水凝胶蒸发器。