苏州大学江林等今日ACS Nano：3D打印多孔rGO/炭黑，高性能光热海水淡化！

论文信息

第一作者：He Yang、Yinghui Sun

通讯作者：江林教授、Meiwen Peng

通讯单位：苏州大学

DOI:10.1021/acsnano.1c09124

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全球三分之二的人口每年至少有一个月生活在严重的缺水条件下。对丰富的海水和微咸水进行脱盐处理可以稳定、可靠地生产优质水，而不会损害自然淡水生态系统，从而可以广泛应用于解决日益严重的水资源短缺问题。

图1. 具有不同盐传输通量的3DP-HP太阳能蒸发器用于10 wt%盐水光热脱盐示意图。

文章要点1：在本文中，作者开发出一种3D打印策略成功制备出多级多孔还原氧化石墨烯/炭黑(3DP-HP rGO/CB)太阳能蒸发器，该蒸发器由一层薄薄的多孔光热界面和一个具有大尺寸多孔微结构的多级多孔传输通道网格构成。

文章要点2：所制备出的3DP-HP rGO/CB太阳能蒸发器表现出高达4.3 kg m^–2 h^–1的盐传输通量，且在8 kW m^–2照明下对10 wt% NaCl盐水进行脱盐时，可在10.5 kg m^–2 h^–1的高蒸发率下显示出高效耐盐性能。通过实验和理论计算证明，与传统的太阳能蒸发器相比，具有大量低阻盐离子通道的多孔微结构可赋予太阳能蒸发器较高的盐传输通量，从而提高了耐盐性。

文章要点3：长达10天的脱盐实验表明，该3DP-HP rGO/CB太阳能蒸发器具有长期耐盐性，可实现高速、稳定的蒸发和产水。此外，3DP-HP rGO/CB蒸发器可在自然阳光下以高达5.6 L m^–2 h^–1的效率净化10 wt%的氯化钠盐水。

图2. 3DP-HP rGO太阳能蒸发器的盐传输通量调控。

图3. 3DP-HP rGO太阳能蒸发器脱盐性能与盐传输通量的关系。

图4. 3DP-HP rGO/CB太阳能蒸发器的脱盐性能。

图5. 使用3DP-HP rGO/CB太阳能蒸发器对10 wt%的盐水进行快速脱盐以生产淡水。

参考文献

He Yang, Yinghui Sun, Meiwen Peng, Mujin Cai, Bo Zhao, Dan Li, Zhiqiang Liang, Lin Jiang. Tailoring the Salt Transport Flux of Solar Evaporators for a Highly Effective Salt-Resistant Desalination with High Productivity. ACS Nano. 2022. DOI: 10.1021/acsnano.1c09124.