Nano Letters：石墨烯层包裹等离激元Cu纳米颗粒的碳化丝瓜海绵设计用于高效太阳能制蒸气

太阳能制蒸气是缓解水资源短缺、利用饮用水生产淡水的一条极有前途的途径。尽管Cu基等离激元因其高效的光热转换引起了人们的极大兴趣，但由于存在低Cu抗氧化和低蒸发速率等缺点，其实际应用仍面临着巨大挑战。

有鉴于此，天津大学刘乐全副教授报道了精心设计了一种高效的太阳能制蒸气装置，通过金属有机骨架（MOF）和天然丝瓜海绵（NLS）生物质的热解，在碳化丝瓜海绵（CLS）上原位生长了包裹在超薄石墨烯中的Cu纳米颗粒（NPs）（Cu@C/CLS）。

文章要点

1）Cu@C/CLS的TEM图像显示，平均直径为15 nm的Cu@C NPs以高密度均匀分布在CLS上。高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）图像显示，Cu NPs包裹在超薄的石墨烯层中，d间距为0.208 nm。

2）实验结果显示，Cu@C/CLS器件的蒸气产生率为1.54 kg·m⁻²·h⁻¹，太阳能热效率高达90.2%。

3）稳定的Cu NPs有效地将LSPR吸收转化为局域加热，从而显著提高了Cu@C/CLS的表面温度。同时，具有定向微通道的3D自浮式CLS提供了一种具有宽吸收光谱和低导热系数的良好网格载体。

研究工作为设计高效的非贵金属Cu基光热材料提供了新的启示。

参考文献

Liteng Ren, et al, Designing Carbonized Loofah Sponge Architectures with Plasmonic Cu Nanoparticles Encapsulated in Graphitic Layers for Highly Efficient Solar Vapor Generation, Nano Lett., 2021

DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c04511

https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c04511