成果简介
太阳能驱动的界面蒸发作为一种具有高光热效率的自发光热转换技术，引起了人们的极大关注。然而，考虑到一天中大部分时间的光照不足以及昂贵的聚光设备，在低太阳通量下实现高能量转换效率是非常必要的。本文，深圳大学化学与环境工程学院谢杨苏、 张培新教授等研究人员在《ACS Appl. Nano Mater》期刊发表名为“N-Doped Graphene Aerogels Decorated by MoS2 Nanoflowers for Steam Generation under Low Solar Flux”的论文，研究提出一种基于MoS2纳米花修饰和氮掺杂石墨烯杂化气凝胶（MNGA）的宽带太阳能吸收器。通过两步水热法合成的多孔MNGA具有自漂浮能力、良好的隔热性和在可见光至近红外范围内 约93%的强太阳能吸收。
纳米花状MoS2修饰和氮掺杂共同调节表面亲水性。与氮掺杂的GA相比，MNGA显示出降低的表面亲水性，同时仍确保良好的水传输润湿性。在低太阳通量（0.3-1.0 sun）下，MNGA呈现出高能量转换效率（89.7-96.9%）和优异的循环性能。具有良好的耐盐性和循环稳定性，在1太阳光照下保持平均效率96.6%，在10次循环蒸发测试中性能稳定。这些混合气凝胶具有出色的光热性能、自漂浮能力、耐盐性和耐用性，为实现日常生活中的水净化和海水淡化提供了潜在途径。
图文导读
图1. (a) 两步水热法制备MNGA的示意图。（b，c）MNGA的SEM图像。(d) MNGA透射电子显微镜 (TEM) 图像。(e) 扫描电镜下MNGA的元素分布。
图2. (a) XRD 图案和 (b) NGA 和 MNGA 的拉曼光谱。(c) NGA 和 NGA 的 XPS 调查。GA、NGA 和 MNGA 的去卷积 (d) C 1s 光谱，(e) NGA 和 MNGA 的 N 1s 光谱，以及 (f) MNGA 的 Mo 3d 光谱。
图3. (a) MNGA 和 (b) 后退水接触角的照片。(c)使用 DLI 方法测量k的实验装置示意图。(d) WHO 和 (e) WHICH 的稳态红外图像。(f) MNGA、GA 和 NGA 的测量k 。(g) MNGA 和 NGA 的 UV-vis-NIR 吸收。太阳能的光谱辐照度也绘制在图中。
图4. (a) 1个日光照下 MNGA 和空白水的温度。(b) 1次光照下不同样品的重量变化。(c) 1太阳光照下MNGA、NGA和空白水的蒸发率和效率。(d) MNGA 和 NGA 在循环蒸发实验中的蒸发效率。(e) 蒸发过程中被气泡包围的 MNGA 侧视图。(f) 使用 MNGA 作为吸收体的界面太阳能蒸发结构示意图。
图5. 分别在 0.3、0.5、0.8 和 1.0 太阳光照下，以 (a) MNGA 或 (b) NGA 作为蒸发器的地表水温度演变
图6. (a) 脱盐装置示意图。(b)脱盐前后 3.5、10和20 wt% NaCl 溶液的 Na +浓度。(c) 以 MNGA 为吸收剂的水和盐溶液在1次阳光照射下的质量变化。(d) MNGA在3.5wt% NaCl 溶液中在1次阳光照射下的循环蒸发测试。
文献：https://doi.org/10.1021/acsanm.2c01224
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