宁夏大学李海波教授团队 ES: Water Res. Technol. | 提高太阳能驱动界面蒸发效率的多孔氧化石墨烯薄膜工程

太阳能驱动界面蒸发（ISSG）是一种高效、环保的先进海水淡化技术。光热材料作为 ISSG 系统的核心部件，决定着系统的太阳能转换效率。氧化石墨烯（GO）是碳材料的典型代表，因其良好的导热性能和柔韧性，在 ISSG 系统中得到了广泛应用。然而，GO 的超光滑表面导致其具有较高的光反射率，限制了 GO 的光吸收能力。

近日，宁夏大学李海波教授带领研究团队通过简单的刻蚀方法在 GO 薄膜上引入多孔结构，通过增强入射光在 GO 层之间的内反射来有效地减少入射光的反射损失，提高 GO 薄膜的光吸收能力。该成果以“Engineering of porous graphene oxide membranes for solar steam generation with improved efficiency”为题，发表在英国皇家学会期刊  Environmental Science: Water Research & Technology 上，并入选为期刊封面文章。

该工作对多孔结构 GO 膜（P-GO）的形貌、结构、浸润性和光热转换性能进行了研究和讨论。结果表明，P-GO 的太阳光吸收率大于 85%，远高于 GO 太阳光吸收率（~75%）。相应地，P-GO 在 1 kW m^-2 辐照下的蒸发速率和效率分别达到 1.77 kg m^-2h^-1 和 88.26%，此外，在实际湖水处理中 P-GO 对 Na⁺、Mg²⁺、K⁺ 、Ca²⁺ 有机污染物均具有优异的去除能力。这些结果表明 P-GO 在水净化和海水淡化方面显示出了巨大的应用潜力。

论文信息

Engineering of porous graphene oxide membranes for solar steam generation with improved efficiency

Chao Xu and Haibo Li*（李海波，宁夏大学）

Environ. Sci. Water Res. Technol., 2022,8, 249-256

http://doi.org/10.1039/D1EW00583A

作者简介

徐超

宁夏大学

本文第一作者，宁夏大学光伏材料重点实验室硕士研究生，研究方向为光热转换材料。

李海波 教授

宁夏大学

本文通讯作者，宁夏大学教授，硕士生导师，中国青年科技工作者协会理事。主要从事碳纳米材料的设计、制备及其电化学特性的相关研究，是 Current Nanoscience 和 Frontiers in Materials 期刊编委和多个国际学术杂志的审稿人。现主持(完成)国家/省部级/厅局级项目 10 余项。迄今为止，发表英文专著 1 本，在 Environmental Science and Technology, Energy & Environmental Materials和Small等国际学术期刊发表论文 90 余篇，H 因子 32，被引用 4000 余次；授权中国发明专利 11 项，完成成果登记 2 项；指导硕士研究生 19 名（获宁夏高等学校优秀硕士学位论文 2 篇）；曾获宁夏科技进步二等奖/三等奖、中国侨联“创新人才奖”、宁夏“海外引才百人计划”、宁夏创新争先奖和宁夏青年科技奖等荣誉。